渤海D油田沉積模式研究及挖潛實踐

鄭 彬 劉玉娟 張 靜 瞿朝朝 張倩萍

(中海石油(中國)有限公司天津分公司)

0 引 言

渤海油田中深層儲層潛力巨大，但由于埋藏深、地震資料分辨率低，沉積相類型復(fù)雜，多為正常三角洲、扇三角洲、辮狀河三角洲、湖底扇等，再加上海上油田井網(wǎng)稀、井距大，尤其是油田開發(fā)早期，井筒資料非常少，儲層預(yù)測難度大。

針對這一難題，在地震沉積學(xué)理論指導(dǎo)下，結(jié)合辮狀河三角洲沉積特征，通過地震分頻處理技術(shù)[1-4]、地震相分析和地震屬性優(yōu)選等地球物理方法[5-9]，探索出一套基于地震資料分頻處理的井震結(jié)合儲層綜合預(yù)測技術(shù)，刻畫出渤海D油田砂體的分布范圍和沉積模式，落實了油田的風險和潛力，為開發(fā)方案研究和開發(fā)評價井井位部署提供了可靠地質(zhì)依據(jù)，降低了開發(fā)方案研究中不確定性和開發(fā)投資風險，具有較好的推廣應(yīng)用價值。

1 油田概況

D油田位于渤海遼東灣海域，構(gòu)造上受遼西1號大斷層和近東西向調(diào)節(jié)斷層所夾持，整體上呈現(xiàn)西高東低的構(gòu)造形態(tài)，內(nèi)部被次生斷層分割為多個斷塊。主要含油層系為古近系沙河街組一段(下文簡稱沙一段)，儲層厚度大，但分布范圍相對局限。該區(qū)塊共有探井、評價井7口，鉆井揭示的地層自上而下為第四系平原組、新近系明化鎮(zhèn)組和館陶組、古近系東營組和沙河街組。目的層沙一段巖性組合為細砂巖、粉砂巖、泥巖互層，砂巖成分以石英為主，次為長石及少量暗色礦物，次棱角-次圓狀，分選差，泥質(zhì)膠結(jié)，疏松。

2 沉積模式研究

2.1 地層精細劃分

綜合層序地層學(xué)、古生物地層學(xué)、巖石地層學(xué)等地層劃分方法[10]，利用區(qū)域7口探井、評價井資料，以全區(qū)穩(wěn)定發(fā)育的館陶組底礫巖為區(qū)域標志層約束，利用巖石組合特征劃分大的沉積旋回，利用古生物分析落實不同沉積旋回的年齡歸屬，利用測井曲線組合特征明確短期沉積旋回，通過井震標定實現(xiàn)全區(qū)精細劃分與對比。該方法有效地實現(xiàn)了對研究區(qū)精細劃分。研究區(qū)古近系自下而上主要發(fā)育中生界潛山基底、沙河街組沙一段和東營組、館陶組、明化鎮(zhèn)組、第四系平原組。其中，目的層沙一段進一步劃分為3個油組(圖1)：Ⅲ油組以砂泥巖互層為主，儲層較發(fā)育；Ⅱ油組儲層厚度大、較為整裝；Ⅰ油組儲層厚度整體略薄，以砂泥巖互層為主。等時地層格架的建立為進一步開展沉積特征研究和有利區(qū)帶分析奠定了基礎(chǔ)。

2.2 古地貌研究

由于沉積期的古地貌直接或間接地控制沉積體的類型、規(guī)模及其分布特征[11-14]，可以通過古地貌研究還原沉積物沉積前的古構(gòu)造格局，重塑古物源的系統(tǒng)，明確物源區(qū)、搬運通道、不同沉積微相區(qū)的相對分布位置，最終預(yù)測沉積演化及優(yōu)質(zhì)儲層的分布。

研究區(qū)在沙一段沉積時期湖盆整體處于斷陷期，湖盆水體面積相對較大，區(qū)域整體古水深變化不大，構(gòu)造活動對沉積的控制作用較弱。壁心分析結(jié)果表明，目的層儲層膠結(jié)疏松，晶體無變形，可見蠕蟲狀高嶺石，顆粒之間以點狀接觸為主，孔隙以原生孔隙為主，含少量次生孔隙，說明儲層受早成巖作用影響，壓實作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用等均較弱，并且研究區(qū)各井沙一段地層厚度整體較薄，壓實量恢復(fù)對古地貌研究的影響較小，因此可以通過等時層拉平的方法對研究區(qū)古地貌進行恢復(fù)。利用地震資料、井震結(jié)合將沙一段頂面層拉平，結(jié)合以鉆井厚度進行校正，并利用構(gòu)造沉積模擬法消除斷層對古地貌恢復(fù)的影響[15]，恢復(fù)了沙一段沉積時期的古地貌(圖2)。古地貌整體呈現(xiàn)北西高、南東低的形態(tài)，西北部呈“凹-坡-凸”相間，凹處古溝谷發(fā)育，古地勢較低，凸出古地勢較高，使得部分地層沉積早期未接受沉積；西南區(qū)域斜坡發(fā)育，由西南向北東方向地勢升高。

圖1 D油田沙一段地層對比

圖2 D油田沙一段沉積古地貌

2.3 沉積模式分析

綜合利用巖心、測井和地球物理等資料，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景、物源供給、古地貌等綜合分析，對區(qū)域沉積模式進行研究[16-20]。

研究區(qū)共有探井、評價井7口，西側(cè)高部位3口井目的層沙一段多鉆遇砂巖儲層，在地震剖面上表現(xiàn)為強振幅響應(yīng)特征，東側(cè)4口井目的層沙一段鉆遇泥巖及碳酸鹽沉積，在地震剖面上表現(xiàn)為弱振幅響應(yīng)特征(圖3)。井震資料表明研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲層主要發(fā)育于西側(cè)構(gòu)造高部位(圖4)。

根據(jù)探井D 1井壁心資料分析，巖性以細砂巖為主，部分含礫，測井曲線組合特征多見漏斗形發(fā)育河口壩沉積，錄井資料顯示發(fā)育綠灰色泥巖，反映還原環(huán)境，綜合研究結(jié)果表明，D油田沙一段高部位發(fā)育辮狀河三角洲沉積。

結(jié)合周邊探井資料分析，渤海D油田整體處于湖相碳酸鹽巖和碎屑巖混合沉積發(fā)育的有利背景，發(fā)育受古地貌控制的辮狀河三角洲-碳酸鹽沉積模式(圖5)，西北受西側(cè)物源影響發(fā)育辮狀河三角洲，東側(cè)古地貌較高區(qū)域水體安靜，發(fā)育碳酸鹽巖沉積。沉積早期，儲層受古地貌影響，以溝谷充填為主，發(fā)育較為局限，但厚度較大，以砂泥巖互層為主，物性為高孔、中高滲儲層；沉積中期，隨著沉積的進行，古地貌逐漸平緩，受物源供給影響優(yōu)質(zhì)砂體主要發(fā)育于D 1井區(qū)高部位，儲層厚度大，物性好，發(fā)育高孔高滲儲層；沉積晚期，古地貌相對平緩，基準面上升，可容納空間增加，砂體分布范圍較廣，但整體厚度略薄，主要沉積中心位于A 7S1井區(qū)。

圖3 D油田沙一段順物源方向地震剖面

圖4 D油田沙一段優(yōu)勢儲層分布

圖5 D油田沙一段沉積模式

3 儲層定量預(yù)測

已鉆井資料表明D 1井區(qū)和A 11d井區(qū)儲層發(fā)育厚度差異較大，為了進一步精細預(yù)測儲層展布及厚度，利用地震分頻技術(shù)對地震資料進行分頻處理，將原始地震數(shù)據(jù)體通過頻譜分解，分解成不同頻率的數(shù)據(jù)體。利用地震資料最佳識別儲層厚度為λ/4這一特性，針對不同油組儲層段厚度，優(yōu)選不同頻率地震資料。以沙一段Ⅱ油組為例，儲層段厚度大約26 m，優(yōu)選25 Hz地震分頻數(shù)據(jù)體進行研究，對分頻數(shù)據(jù)體進行地震屬性優(yōu)選，依次提取了相對波阻抗、瞬時頻率、均方根振幅、甜點等地震屬性，井震標定對比分析表明，在D油田相對波阻抗屬性與井點儲層對應(yīng)關(guān)系最好，優(yōu)選相對波阻抗開展儲層預(yù)測。沙一段Ⅰ油組平均儲層厚度約16 m，優(yōu)選40 Hz地震分頻數(shù)據(jù)體進行研究，通過對比分頻波阻抗數(shù)據(jù)體和原始數(shù)據(jù)體，分頻波阻抗數(shù)據(jù)體對儲層邊界的刻畫更加清晰。在區(qū)域沉積模式指導(dǎo)下，結(jié)合相對波阻抗屬性結(jié)果分析(圖6)，D油田沙一段沉積具有繼承性，平面上發(fā)育2個朵葉體，其中D 1井區(qū)為主力沉積區(qū)，儲層厚度大于A 11d井區(qū)。

圖6 D油田沙一段Ⅰ油組45 Hz波阻抗反演屬性

基于儲層展布規(guī)律認識，以井點實鉆值為基礎(chǔ)，以波阻抗平面屬性作為趨勢約束，利用Petrel軟件定量刻畫了各油組主力儲層厚度及沙一段儲層厚度(圖7)。D 1井區(qū)儲層厚度大于A 11d井區(qū)，其中A 7S1井區(qū)儲層厚度超過70 m，結(jié)合流體界面分析，低部位仍存在一定潛力，是下一步重點評價目標；A 11d井區(qū)儲層厚度達到50 m，A 11d井區(qū)北塊儲層厚度為40～50 m，具有一定潛力，是下一步重點評價目標；D 1井區(qū)南塊位于沉積邊緣，預(yù)測沙一段儲層厚度30 m左右，結(jié)合流體界面分析，潛力相對較小，為次級評價目標。儲層精細刻畫為開發(fā)評價井的部署和開發(fā)方案實施提供了定量化的地質(zhì)依據(jù)。

圖7 D油田沙一段砂巖厚度等值線圖

4 應(yīng)用效果

基于上述研究成果，在D 1井區(qū)低部位及A 11d井區(qū)北塊部署了X 1、X 2井2口開發(fā)評價井。2口開發(fā)評價井鉆后新增探明石油地質(zhì)儲量236×104t，可新增6口開發(fā)井井位，新增可采儲量77×104t，2口開發(fā)評價井投產(chǎn)后合計產(chǎn)油315 t/d，實現(xiàn)了儲量、產(chǎn)量雙豐收，效果顯著(圖8)。

圖8 D油田2口開發(fā)評價井井組生產(chǎn)曲線

5 結(jié) 論

(1)D油田發(fā)育辮狀河三角洲-碳酸鹽沉積模式，優(yōu)勢儲層主要發(fā)育于西側(cè)構(gòu)造高部位，東側(cè)古隆起斜坡區(qū)域主要發(fā)育碳酸巖沉積。

(2)D油田沉積早期受古地貌影響，以溝谷充填沉積為主，隨著沉積的進行，古地貌逐漸平緩，砂體分布范圍逐漸擴大。

(3)對于具有一定厚度、儲層較為整裝的中深層儲層，利用地震分頻處理技術(shù)，可以較好地定量刻畫不同厚度砂體的儲層厚度。