車排子東緣沙灣組薄互層油藏分布特征

呂世超

(1.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，東營 257015；2.中國石油大學(華東)地球科學與技術學院， 青島 266580)

1 研究區(qū)概況

車排子凸起位于準噶爾盆地西部隆起南端，是盆地西部隆起的次一級構造單元，向西北方向抬升臨近扎伊爾山，向南降低傾入四棵樹凹陷，其東面以紅-車斷裂為界與昌吉凹陷及其中拐突起相接，北面與克-夏斷褶帶相接[1]，如圖1所示。春風油田位于準噶爾盆地西緣車排子凸起北部，發(fā)現(xiàn)于2010年，含油層主要分布于新近系沙灣組一砂組，以稠油油藏為主， 目前已建成100×104t以上產(chǎn)能[2]。

由于沙一段儲層為薄層的巖性油氣藏，具有厚度薄、面積小、橫向變化快的特點，受區(qū)域構造和沉積相帶等多重因素的影響，具有較大復雜性和隱蔽性，儲層預測難度大，分布規(guī)律認識不清[3-4]。由于研究區(qū)有效儲層厚度遠小于地震分辨率，常規(guī)儲層預測方法無法對有效儲層的展布進行有效描述[5]。針對類似的薄互層類型儲層，研究者主要采用基于分頻的方法進行有效儲層的預測，并利用分頻重構建模、調諧頻率提取等方法對薄互層油藏取得了一定的預測效果[5-6]，但無法實現(xiàn)對儲層定量化的預測，同時適用性較小，無法滿足研究區(qū)的應用需要。根據(jù)目的層實際地質特征，采用地震疊后反演、正演模擬、地震屬性分析等技術，充分利用地震頻帶內的信息，分析有效儲層在地震資料上反射特征，多種方法相結合對有效圈閉進行預測，結合鉆探資料與沉積相研究，對有效儲層分布特征進行刻畫。

圖1 車排子地區(qū)構造單元劃分Fig.1 Structure unit map of Chepaizi area

2 層特征分析

研究區(qū)位于春風油田西南部，埋深范圍為420～580 m。從構造上看，目的層為一個平緩的單斜構造，呈整體呈西北高、東南低的形態(tài)，受到基底抬升影響，沙灣組一砂組地層在西部發(fā)生尖滅。

早期研究認為春風油田新近系沙灣組-砂組主體為典型的辮狀河沉積，儲層以含礫砂巖為主，其主要成分為石英和長石，其次為凝灰?guī)r碎屑；碎屑物質分選中等，呈棱角-次圓狀[7]。由于有效儲層砂巖過于疏松，取芯收獲率低，取上的儲層段巖心大部分呈松散狀(圖2)。在研究區(qū)P602井取心驗證該井沉積類型與主體沉積類型一致，目的層為一套灰質含量較重的砂礫巖沉積，厚度為10.6 m，主要儲層以油斑-油跡灰質中細砂巖為主，夾雜與灰質砂巖當中，共計3層2.6 m。底部有明顯的水砂，巖心上見多個正韻律，正韻律頂部見波狀層理，同時具有明顯的沖刷面和底礫巖，具有明顯的分流河道沉積特征[圖3(a)]。結合區(qū)域認識認為物源來自研究區(qū)南部。

而對研究區(qū)西部P627井的鉆井取心進行觀察發(fā)現(xiàn)，該井在目的層砂巖厚度為15.2 m，巖性也以灰質含量較重的含礫砂巖為主，儲層巖性以灰質的中粗砂巖和砂礫巖為主，總儲層厚度為3.3 m，未見水砂，呈塊狀或正韻律，分選差，粗細混雜，磨圓度為刺棱狀，通過粒度概率分析有明顯的重力流特征[圖3(b)]。結合古地貌與沉積相，認為P627井物源來自西部盆地邊緣，與東部P602井區(qū)主體砂體并不相同。

圖2 P602井523～530 m取芯照片F(xiàn)ig.2 Photo of the core of P602 well from 523 m to 530 m

總的來看有效儲層比例較低，具有多、薄的特點。砂體在測井曲線上響應比較明顯，砂巖在聲波時差上整體為低值，上部與下部泥巖為低聲波時差，含油的疏松砂巖由于膠結程度較差，速度較致密砂巖略低，聲波時差值在致密砂巖與泥巖之間。

結合相鄰井區(qū)的開發(fā)狀況對研究區(qū)油藏工程經(jīng)濟效益進行研究，認為在油價每桶50美元條件下，有效儲層總厚度在4 m以上的情況下開發(fā)動用才能夠進行效益開發(fā)，因此對有效厚度較大區(qū)域的預測對該區(qū)塊這種類型油藏的開發(fā)動用非常重要。

3 有效儲層預測

從地震資料上看，沙一組目的層砂體頂界面對應一套穩(wěn)定的正相位反射，底界面即沙一組底界面，為一套負相位反射，整體上較為穩(wěn)定，向西尖滅于基底上[圖4(a)]。為分析研究區(qū)儲層的分布特征，首先采用疊后地震反演、地震屬性分析等方法進行儲層預測分析。

圖3 研究區(qū)單井相圖Fig.3 Single well histogram of research area

圖4 過研究區(qū)東西向剖面Fig.4 Multi-well sections from west to east in research area

從測井曲線上看，致密砂巖、疏松砂巖、泥巖的聲波時差曲線逐漸變大，密度逐漸減小，不同巖性間波阻抗特征具有較明顯差異，所以可以利用波阻抗反演確定目的層砂巖的平面展布[圖4(b)],但需要考慮到地震分辨率的影響。研究區(qū)地震資料為高密度采集地震資料，面元為10 m×10 m，資料品質較好，主頻約為50 Hz，根據(jù)Widess準則計算地震最小分辨率為5 m。也就是說，根據(jù)研究區(qū)資料，地震分辨率最小能夠識別5 m的儲層，可以分辨出目的層砂體，但作為含油氣儲層的疏松砂巖條帶厚度一般在2 m以下，超出了地震分辨率可識別的范圍，所以單獨利用波阻抗反演無法識別砂體內部含油性好但厚度更薄的疏松砂巖儲層[8]。

利用波阻抗反演結果對砂體的厚度分布進行刻畫[圖5(a)]。從圖5(a)中可看到，井區(qū)砂體整體厚度在8～11 m的范圍內，整體厚度變化不大，全區(qū)連片，僅在西部盆地邊緣的兩個古沖溝里存在局部的沉積中心。前期沉積相分析認為，研究區(qū)砂體分別屬于兩套物源，儲層不連續(xù)的可能性較大，在本工區(qū)疊后波阻抗反演對有效儲層的描述能力具有局限性，需要借助更多的地球物理技術。

圖5 研究區(qū)沙灣組一砂組儲層預測結果。Fig.5 Reservoir prediction of Shawan 1 formation in research area

由于小于地震縱向分辨率的地質體仍有可能在橫向上引起更突出的地震響應，以此針對目的層進行了地震屬性分析[9-10]。從均方根(root mean square，RMS)屬性上可以看出，目的層地震響應在橫向上仍存在比較明顯的變化[圖5(b)]，研究區(qū)地震屬性顯示為若干條帶(紅色，低屬性值)，可能反映了有效儲層的橫向變化。地震屬性將研究區(qū)明顯地分為兩組：西部一組呈扇狀，可能與盆地邊緣的扇三角洲沉積有關；東部主要呈條帶狀，面積變化較大。 屬性雖然能夠反映更為詳細的儲層變化，但是僅能夠定性地對儲層變化進行描述，仍難以刻畫可動用區(qū)域。

為分析地震屬性的變化是對哪種儲層變化的響應，針對研究區(qū)地質特征建立地質模型進行正演模擬，在正演模擬的基礎上分析地震屬性與有效儲層的關系。研究區(qū)地層分布較為穩(wěn)定，而且并不存在明顯速度變化與特殊地質體，采用射線追蹤正演就能夠對儲層反射特征進行有效分析。根據(jù)波阻抗反演的結果認為，研究區(qū)大部分范圍砂體厚度在10 m左右，因此選擇建立10 m厚的單層砂體的初始地質模型，再根據(jù)聲波時差曲線特征，確定模型中不同巖性對應地層的地震速度?；跍y、錄井資料認為，在研究區(qū)范圍內砂體中一般存在3條主要的疏松砂巖，因而在正演模型中于厚砂體內部設計3條疏松砂巖條帶，而砂體上下地層基于地質認識設置為較為穩(wěn)定的泥巖地層。結合區(qū)域的地震標定認為，在研究區(qū)內相同層速度的橫向變化較小，因而基于聲波時差曲線的平均值確定了各個地層的層速度：將作為砂體主體巖性的灰質砂巖速度取為3 680 m/s；砂巖層中的3條疏松砂巖條帶速度取為3 126 m/s，疏松砂巖條帶的總厚度由0逐漸變厚至7 m[圖6(a)]；砂體的上部泥巖地層速度為2 600 m/s，下覆地層的速度為2 750 m/s?；趯υ嫉卣鹳Y料的分析，選擇50 Hz正相位雷克子波對模型進行地震正演模擬，結果如圖6(b)所示。

從正演模型中可以看出，地震同相軸波峰與波谷的位置主要反映砂體的厚度變化，不受疏松砂巖條厚度變化的影響，上部的波峰對應著砂體的頂界面，波谷對應砂體的底界面，同時地震反射振幅的強弱則發(fā)生變化，這些振幅變化主要由作為內部有效儲層的疏松砂巖條帶總厚度變化引起。為分析振幅變化特征，以這個首波峰為起始點，根據(jù)砂體的厚度取20 ms作為時窗分別提取正演得到的地震記錄的RMS屬性[圖6(c)]與弧長屬性[圖6(d)]，可以看到，隨著代表有效儲層的疏松砂巖厚度變大，RMS屬性與弧長屬性的變化形態(tài)雖有所區(qū)別，但都存在逐漸變小的趨勢。所以可以認為，在地質情況相對穩(wěn)定的情況下，超出地震縱向分辨率的地質體如果選擇合適的地震屬性有可能在地震的橫向變化上體現(xiàn)出來[7-8]。

圖6 地震正演模型分析Fig.6 Analysis of seismic simulation model

在總砂厚固定的條件下，將砂體模型中疏松砂巖條帶的數(shù)量、位置以及相對厚度進行了相應的調整，生成的正演模型相應的地震屬性值基本沒有變化，與疏松砂條總厚度引起的屬性變化相比可以忽略不計。同時，研究區(qū)已鉆井所鉆遇砂體與上下圍巖的速度基本沒有變化，可近似地認為全區(qū)速度比較穩(wěn)定?；谶@些條件，認為綜合砂體厚度與地震屬性能夠推算出有效砂體的厚度。為了解不同砂體厚度下地震屬性的變化，建立了7～12 m不同厚度的6個砂體模型，并分別計算6個砂體模型的RMS地震屬性，并制成有效厚度-屬性圖版(圖7)。從圖版中可以看出，在不同厚度砂體的地震屬性變化特征基本一致，都隨著有效夾層的厚度變大而單調變小。根據(jù)這個圖版，針對研究區(qū)中每一點在反演預測的砂體厚度圖上的厚度值和均方根屬性值，利用圖版中對應厚度的有效厚度-屬性曲線建立不同砂厚下屬性與有效儲層厚度值的數(shù)值對應關系，對疏松砂巖厚度的平面展布進行預測。

圖7 有效厚度-屬性圖版Fig.7 Plate of effective thickness to seismic attribute

圖8 有效厚度分布Fig.8 Distribution of effective thickness

圖8為根據(jù)屬性-有效厚度圖版推算的有效厚度分布圖，為避免地震噪聲以及誤差的影響，僅刻畫出可投入開發(fā)的區(qū)域(厚度≥2 m)的厚度變化。利用研究區(qū)內預留的P602-C與P602-2兩口驗證井驗證，預測的結果較為準確。

4 有效儲層分布特征

從圖8可以看出，研究區(qū)部分有效儲層厚度變化較大，整體上與地震屬性的變化類似。早期認識認為整個車排子東緣有效儲層隨砂體全區(qū)分布，但結合古地形特征與鉆井認識分析認為,本區(qū)受古地理環(huán)境的影響[11]，整體上有效儲層分布并不連片，受到沉積相帶以及古地貌的影響，控制有效儲層的沉積區(qū)域可分為以下兩個部分。

(1)位于西部扇三角洲沉積區(qū)域，儲層控制因素一定程度上收到了古地形的影響。沿車排子突起存在一系列與古沖溝相關的扇三角洲沉積，反應為溝扇對應的特征，相對較為獨立。研究區(qū)古沖溝位于P614井西部與P627井西南部。來自西部隆起的物源在這兩口井井區(qū)形成山三角洲沉積，并發(fā)育局部的沉積厚度中心，有效厚度較大區(qū)域受沉積厚度中心影響較大。但是該區(qū)砂體粒度較粗，分選較差。

(2)車排子東緣主體沉積相帶與研究區(qū)東側沉積類型相同，為河流相沉積區(qū)域，并在目的層沙一段為辮狀河沉積體系，受物源方向影響，整體上呈南北向的條帶狀分布，分布范圍相對較大，物性較好。砂體橫向厚度小于西部，側向連通性較好，易于油氣運移[12]。同時有效儲層砂體疏松，物性較好，易于形成較有潛力的含油氣圈閉。

在兩套不同沉積之間區(qū)域砂體存在重疊，但是有效儲層整體上較薄，難以取得有效的開發(fā)效益。

為取得效益開發(fā)，針對車排子突起附近重點選擇沖溝附近較厚沉積的扇體中心或者辮狀河沉積中厚度較大處進行鉆井開發(fā)，但無法部署開發(fā)井網(wǎng)。在靠近湖盆內部的砂體發(fā)育區(qū)，需要根據(jù)有效厚度的預測結果進行開發(fā)部署，還要考慮到砂體的延展特征與方向，才能夠取得較好的開發(fā)效益。

5 結論

針對車排子地區(qū)沙灣組淺層稠油油藏的地質特點，利用地震正演模擬建立有效厚度-屬性圖版，結合疊后地震反演、屬性分析對有效厚度進行預測，有效地刻畫了經(jīng)濟可動用區(qū)域。

(1)車排子地區(qū)沙灣組一砂組砂體全區(qū)厚度較為穩(wěn)定，但是受到多物源以及灰質膠結的影響，含油的疏松砂巖條帶厚度變化明顯，受到不同沉積相帶的影響，可動用區(qū)域較為零散，主要位于三角洲前緣和河流沉積的沉積中心區(qū)域。

(2)在儲層厚度較小，縱向地震分辨率無法有效識別的情況下，通過地震屬性與地震切片能夠反映更為精細的地質目標的橫向變化，同時結合測井、地質資料，分析地震相應所對應的地質特征，進一步的量化地震屬性反映的地質信息。

(3)利用圖版法來預測薄儲層的厚度變化需要目標區(qū)地質情況比較穩(wěn)定，尤其是地層速度變化不大，上下圍巖的厚度較大的地質條件，使圍巖對目的層的地震反射的干涉較小，同時對目標層需要準確的層位解釋，避免解釋的誤差對預測精度的影響。

(4)不同沉積類型區(qū)域油藏具有不同特征：盆地邊緣的扇三角洲沉積砂體厚度較大，但物性較差；靠近盆地內部的辮狀河沉積儲層物性較好，針對不同類型油藏需要考慮不同的開發(fā)方式，在二者之間連片區(qū)域的開發(fā)需要更為精細的研究。