井震聯(lián)合分析技術(shù)在復(fù)雜河流相儲(chǔ)層刻畫中的應(yīng)用

郄瑩，王建立，馬佳國，白清云，李文濱

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452）

0 引言

在油田開發(fā)后期的高含水階段，油藏砂體水淹較嚴(yán)重，剩余油高度分散，如何對(duì)剩余油挖掘，是油田開發(fā)后期的難點(diǎn)和研究重點(diǎn)。油田開發(fā)初期，由于受油田資料和認(rèn)識(shí)局限，往往對(duì)砂體內(nèi)部沉積特征認(rèn)識(shí)不夠深入，對(duì)砂體內(nèi)部非均質(zhì)性的認(rèn)識(shí)程度也相對(duì)較低；油田開發(fā)后期，砂體沉積的非均質(zhì)性使得開發(fā)井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)上呈現(xiàn)出較強(qiáng)的差異性。由于曲流河頻繁改道、側(cè)向遷移，造成河流相沉積結(jié)構(gòu)復(fù)雜，厘清曲流河縱向沉積的期次、廢棄河道及點(diǎn)壩等沉積特征，找到影響開發(fā)單元內(nèi)流體阻擋層，是指導(dǎo)剩余油挖掘的關(guān)鍵［1-2］。

本文以渤海灣盆地沙壘田凸起區(qū)為例，基于豐富的地質(zhì)認(rèn)識(shí)和大量開發(fā)井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，以及高分辨率采集和處理的地震資料，對(duì)復(fù)雜曲流河相儲(chǔ)層進(jìn)行了精細(xì)解剖，描述了曲流河主要沉積期次、廢棄河道、點(diǎn)壩及側(cè)積夾層，并據(jù)此分析了廢棄河道和側(cè)積夾層對(duì)剩余油的控制作用，以指導(dǎo)開發(fā)井部署和剩余油挖掘［3-4］。

1 油藏地質(zhì)概況

研究區(qū)目的層為渤海灣海域新近系明化鎮(zhèn)組（埋深650～ 1 100 m）砂體，沉積相為曲流河沉積。油田2004年投產(chǎn)，目前采出程度為7.1%，綜合含水率達(dá)到86.5%，為低采出、高含水油田。目的層L9砂體由于曲流河多次側(cè)向遷移、廢棄改道，形成了連片分布的砂體。開發(fā)初期認(rèn)為該砂體連片穩(wěn)定發(fā)育，但隨著開發(fā)井逐漸增多，從油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息上暴露出以下幾方面問題：一是相鄰開發(fā)井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)差異較大，尤其在低含水穩(wěn)產(chǎn)期；二是原來認(rèn)為L9砂體是一個(gè)油藏系統(tǒng)，但后期不同開發(fā)井鉆遇了不同的油水界面；三是同一砂體不同區(qū)域開發(fā)井含水上升率差異較大。由此看來，目的層砂體沉積過程復(fù)雜，開發(fā)井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)（包括各井油水界面、水淹快慢等）矛盾突出，需要對(duì)砂體進(jìn)行精細(xì)研究，解剖復(fù)雜曲流河儲(chǔ)層的內(nèi)部構(gòu)型，以實(shí)現(xiàn)對(duì)剩余油的挖掘。

2 高分辨率地震資料采集處理

目的層埋藏深度相對(duì)較淺，在900 m左右。由于海上油田開發(fā)井井距相對(duì)較大，井網(wǎng)稀疏，對(duì)儲(chǔ)層認(rèn)識(shí)更依賴于地震資料預(yù)測［5-6］。為實(shí)現(xiàn)對(duì)目的層復(fù)雜河流相儲(chǔ)層的精細(xì)解剖，對(duì)油田進(jìn)行了針對(duì)性高分辨率地震采集和處理。地震采用雙源六纜采集，震源為小容量多槍相干提高激發(fā)子波，接收系統(tǒng)為小道間距、小炮間距，面元為18.75 m×12.50 m。在對(duì)獲得的地震資料處理時(shí)，盡可能在有效頻率范圍內(nèi)保護(hù)高頻成分，為此，采用phase-shift三維偏移處理技術(shù)。處理后的目的地震資料頻帶在10～ 110 Hz。該高分辨率地震資料對(duì)薄儲(chǔ)層刻畫較好，如該油田A6井在埋深700 m左右鉆遇16 m儲(chǔ)層，常規(guī)地震資料和90°相移資料對(duì)該砂體中間的3.6 m泥巖夾層有較好的分辨，實(shí)現(xiàn)了對(duì)薄儲(chǔ)層的精細(xì)識(shí)別（見圖1）。

圖1 高分辨率地震資料可識(shí)別約4 m厚的泥巖夾層

3 砂體構(gòu)型精細(xì)研究

3.1 高分辨率地震河道識(shí)別

高分辨率地震資料采集及處理，為新近系河道識(shí)別研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)［7］。為了從地震資料中獲得更加清晰的曲流河沉積信息，引入用于檢測細(xì)微斷層的地層傾角振幅對(duì)比屬性來檢測平面河道沉積。該地震屬性基于貝爾算子來求取3個(gè)維度的變化梯度，再通過自適應(yīng)的方式為3個(gè)維度進(jìn)行加權(quán)，以刻畫微小差異。具體實(shí)現(xiàn)步驟為：先計(jì)算地震純波數(shù)據(jù)的地層傾角數(shù)據(jù)體；再以地層傾角數(shù)據(jù)體為約束，計(jì)算振幅對(duì)比屬性，在該數(shù)據(jù)體上制作采樣率級(jí)別的等時(shí)切片；最后基于地層傾角振幅對(duì)比屬性切片，研究目的層段沉積變化規(guī)律。利用該技術(shù)得到的地層傾角振幅對(duì)比切片與常規(guī)沿層地震振幅切片對(duì)比如圖2所示。

圖2 地層傾角振幅對(duì)比切片與常規(guī)沿層地震振幅切片

可以看出，常規(guī)沿層地震振幅切片（見圖2a）與基于地層傾角振幅對(duì)比切片（見圖2b）對(duì)河道的刻畫相比，后者對(duì)曲流河沉積特征細(xì)節(jié)描述更加清晰，能夠?qū)?fù)雜河流相的沉積特征和沉積期次有較好的描述 （見圖 3）［8-9］。

通過對(duì)地層傾角振幅對(duì)比切片（見圖3）深入分析認(rèn)為，研究層L9砂體主要發(fā)育早、中、晚3期曲流河沉積。其中：早期和晚期以沉積規(guī)模較小的曲流河沉積為主，河道特征清晰，具有泥巖背景中曲流河道沉積特征，部分開發(fā)井鉆遇曲流河，證實(shí)為含油砂體；中期為沉積主要時(shí)期，儲(chǔ)層為曲流河多次改道、側(cè)向遷移及廢棄，且規(guī)模較大、連片分布的復(fù)雜曲流河沉積，地震振幅對(duì)比屬性中河道特征不明顯，但砂體分布范圍邊界比較清晰。L9砂體開發(fā)井主要在中期砂體，已鉆23口生產(chǎn)井動(dòng)態(tài)顯示，該期砂體比較復(fù)雜，且鉆遇多個(gè)油水界面，需要深入剖析內(nèi)部沉積結(jié)構(gòu)［10］。

圖3 基于地層傾角振幅對(duì)比切片的L9砂體沉積期次劃分

3.2 單期河道與點(diǎn)壩識(shí)別及預(yù)測

中期主力砂體主要為曲流河側(cè)向不斷遷移形成的連片砂體。曲流河沉積過程分為3個(gè)階段：第1階段是側(cè)向遷移，多個(gè)側(cè)積體組成了單個(gè)點(diǎn)壩，每個(gè)側(cè)積體之間被側(cè)積泥巖夾層分隔；第2階段是截彎取直，多個(gè)點(diǎn)壩組成了單期河道，每個(gè)點(diǎn)壩之間被廢棄河道分隔；第3階段是垂直下切，2期河道之間以垂向加積的隔層分開，當(dāng)垂向加積的泥巖隔層較薄時(shí)，局部被全部剝蝕，2期河道砂體組成復(fù)合河道［11］。

基于以上分析，對(duì)于高含水階段油田，需對(duì)剩余油富集具有隔擋作用的巖性（如廢棄河道、側(cè)積夾層）進(jìn)行識(shí)別和預(yù)測。從沉積規(guī)律看，廢棄河道主要沉積泥巖，識(shí)別出廢棄河道對(duì)挖掘富集部位剩余油具有重要意義。生產(chǎn)實(shí)際和模擬表明，水平井方位與側(cè)積夾層方位對(duì)剩余油富集程度有較明顯的控制作用。以現(xiàn)代河流沉積規(guī)律為指導(dǎo)，通過構(gòu)型解析刻畫出廢棄河道和側(cè)積夾層的展布——可將曲流河砂體分解為點(diǎn)壩，再到側(cè)積體，循序漸進(jìn)地刻畫砂體的連通性。在連通性描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合廢棄河道和側(cè)積夾層，弄清剩余油的控制機(jī)理，進(jìn)而刻畫出剩余油分布［10］。

3.2.1 廢棄河道識(shí)別

L9砂體中期為沉積主體，儲(chǔ)層沉積厚度較穩(wěn)定，在8～ 12 m。從巖心、已鉆井測井曲線特征看，該砂體的曲流河沉積特征明顯。平面上，該砂體相鄰開發(fā)井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)和含水率上升速度差異較大；垂向上，在該砂體鉆遇了多個(gè)油水界面，鉆遇界面間距最大達(dá)8 m。曲流河沉積規(guī)律表明，河道頻繁地側(cè)向遷移、改道、截彎取直，會(huì)造成河道的廢棄，而廢棄河道內(nèi)一般沉積湖相泥巖，對(duì)儲(chǔ)層連通性影響較大。

廢棄河道在地震上具有弱振幅響應(yīng)特征，鉆井揭示，其儲(chǔ)層缺失或減薄，以泥巖為主。以實(shí)鉆地質(zhì)參數(shù)為基礎(chǔ)建立的地質(zhì)模型，也證實(shí)了廢棄河道為弱振幅響應(yīng)特征，圖4中弱振幅條帶即廢棄河道。由于廢棄河道阻擋了砂體平面上的連通性，也就造成了油水界面不一致和相鄰井生產(chǎn)情況差異大的問題［12］。

圖4 基于地層傾角振幅對(duì)比切片的L9砂體地震識(shí)別與預(yù)測

3.2.2 點(diǎn)壩識(shí)別

點(diǎn)壩為曲流河重要沉積微相，也是曲流河沉積的主要儲(chǔ)層。點(diǎn)壩是不同洪水期側(cè)積體疊加而形成的，側(cè)積體之間往往發(fā)育泥質(zhì)斜交層面的泥巖夾層［13］。從地層傾角振幅對(duì)比屬性看，點(diǎn)壩沉積相表現(xiàn)出較強(qiáng)的振幅響應(yīng)特征（見圖4）。在點(diǎn)壩部署的開發(fā)井實(shí)鉆儲(chǔ)層厚度一般較大，開發(fā)生產(chǎn)效果較好，因此，點(diǎn)壩是油田開發(fā)井位部署的優(yōu)勢區(qū)域。

3.2.3 側(cè)積夾層預(yù)測

在沉積特征上，點(diǎn)壩是由河流側(cè)向加積作用形成的，而不同周期形成的側(cè)積體之間發(fā)育泥質(zhì)斜交的側(cè)積夾層。油藏?cái)?shù)值模擬和油田實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)表明，側(cè)積夾層對(duì)兩側(cè)點(diǎn)壩砂體內(nèi)部流體有較強(qiáng)的阻擋作用，會(huì)形成剩余油的局部富集。地震資料能夠?qū)c(diǎn)壩有較好的描述，但不能從中識(shí)別出側(cè)積夾層［13］。

為了能夠準(zhǔn)確預(yù)測出側(cè)積夾層的發(fā)育情況，依據(jù)曲流河沉積規(guī)律，利用地震資料識(shí)別的廢棄河道和點(diǎn)壩沉積，可以預(yù)測出側(cè)積夾層的大致分布方位；然后，利用已鉆23口水平井鉆遇的側(cè)積夾層進(jìn)行標(biāo)定，確定側(cè)積夾層發(fā)育的層數(shù)，進(jìn)而建立起側(cè)積夾層空間分布模式，預(yù)測出油田廢棄河道和側(cè)積夾層的分布（見圖4）。結(jié)合生產(chǎn)井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，可以為砂體剩余油挖掘提供依據(jù)。

4 剩余油預(yù)測

通過將高分辨率地震資料與鉆井、油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等綜合起來進(jìn)行研究，精細(xì)刻畫了L9砂體的沉積期次，預(yù)測了廢棄河道及側(cè)積夾層的平面特征，為剩余油的挖掘提供了依據(jù)。

廢棄河道和側(cè)積夾層的分布狀況，與油田開發(fā)井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)有較好的對(duì)應(yīng)。圖4中A5，A6兩口開發(fā)井相距較近，但二者的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)差異較大，這是因?yàn)?口井位于廢棄河道兩側(cè)的不同點(diǎn)壩上。而同一砂體的2口井鉆遇不同油水界面，則是因?yàn)閺U棄河道的阻擋。L9砂體全部為水平井開發(fā)，水平井的方位與側(cè)積夾層的方位對(duì)油田生產(chǎn)有較大影響：垂直于側(cè)積夾層的開發(fā)井含水率上升慢，穩(wěn)產(chǎn)期長，累計(jì)產(chǎn)油量高；而平行于側(cè)積夾層的開發(fā)井含水率上升快，累計(jì)產(chǎn)油量低，不能將鄰近側(cè)積夾層的剩余油進(jìn)行較好的開發(fā)［14］。

基于地層傾角振幅對(duì)比屬性與地質(zhì)認(rèn)識(shí)，結(jié)合開發(fā)井油藏動(dòng)態(tài)信息的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行開發(fā)井部署，可較好地挖掘剩余油，延長開發(fā)井的穩(wěn)產(chǎn)期［15］。

5 結(jié)論

1）基于高分辨率地震資料，采用地層傾角振幅對(duì)比屬性，可以對(duì)新近系復(fù)雜曲流河沉積期次、廢棄河道及點(diǎn)壩進(jìn)行較好的識(shí)別，為復(fù)雜曲流河沉積儲(chǔ)層精細(xì)表征奠定了基礎(chǔ)。

2）通過井震聯(lián)合分析，識(shí)別出廢棄河道、點(diǎn)壩及側(cè)積夾層，尤其是對(duì)廢棄河道和側(cè)積夾層的預(yù)測，可以指示油藏剩余油富集區(qū)，指導(dǎo)水平井的部署。