極復雜斷塊油藏精細地層對比方法研究及應用

曲麗麗，張 瑩，張健雅，林偉強

(1.中石油冀東油田公司，河北 唐山 063200；2.河北省煤田地質(zhì)勘查院，河北 唐山 063200)

地層對比工作是油氣田勘探開發(fā)的基礎，直接影響后續(xù)認識及勘探開發(fā)思路。自20世紀60年代以來，前人總結很多經(jīng)典思路方法，例如，旋回對比、相控旋回對比法、層序地層學、“旋回厚度”對比法、“等高程”方法井震結合對比法、采用地震剖面控制層面及電阻率測井約束等方法結合[1-4]。崔延主(2010年)在東濮凹陷馬寨油田衛(wèi)95塊復雜斷塊油藏利用三維構造建模與基礎地質(zhì)研究相結合落實構造和地層對比[4]。曲良超(2012年)利用井震結合斷層建模技術進行基礎地質(zhì)研究工作，提高了構造解釋的準確性[5]，劉文嶺(2016年)建立了聲波引導地震約束模式控制等時地層對比技術，將聲波時差曲線引入到地質(zhì)分層工作之中，提高了含鈣質(zhì)較高、致密或含有較大泥巖段儲層地質(zhì)分層的品質(zhì)[6]。李振鵬(2018年)在井型復雜、受地層傾角及井斜角影響的地區(qū)提出地層視垂直厚度分析法。本文針對油田現(xiàn)場實際生產(chǎn)需求，建立了以“鉆穿模式引導，沉積旋回劃分、地震約束、模型驗證”為特色，強調(diào)井震模一體化綜合研究的復雜斷塊油藏等時地層對比技術。在具有斷層交切復雜、鉆穿關系復雜的南堡1-3區(qū)形成了完整的地質(zhì)分層方法，為油田后續(xù)地質(zhì)研究工作，奠定了堅實基礎。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)主要含油層系第三系地層位于南堡凹陷西南部的1號構造帶，為潛山背景上的被斷層復雜化的北東走向背斜構造，被主控斷層南堡1號斷層及其派生斷層分割成若干斷鼻和斷塊。構造自下而上繼承性發(fā)育，斷層平面組合為“帚狀”，剖面組合有“負花狀”組合、階梯式組合。地層整體由南東向北西抬升，斷層傾角較陡，地層傾角10～15°，南堡1-3區(qū)屬于復雜斷塊構造，斷層發(fā)育，多數(shù)井目的層范圍內(nèi)鉆遇3條斷層以上，多條斷層轉換帶分布其中，加之鉆井多為大斜度井，井斜角度、井斜方位、井口位置、鉆穿地層角度及不同斷塊地層傾角的不規(guī)律性等因素，給標志層的優(yōu)選統(tǒng)計帶來了較大難度，極大增加了地層對比難度。在如此復雜的地質(zhì)背景下合理地把握住對比原則，優(yōu)選地層對比方法尤為重要。

2 精細地層對比方法及應用

2.1 精細地層對比方法

2.1.1 鉆遇模式法指導分層

地層對比中采用的地層厚度為視垂直厚度。由于地層傾角不規(guī)律，鉆井井斜角度大，井斜角方位角不規(guī)律，在對比過程中充分考慮鉆井軌跡與地層接觸關系，建立實鉆垂厚與地層真厚度之間的關系，地層超覆，剝蝕模式等，指導地層劃分與對比(見圖1)。

1)水平地層-垂深等厚對比模式：適用于地層相對平緩的構造位置，研究區(qū)僅局部鉆遇；

2)傾斜地層-加厚-減薄對比模式：適用于地層傾角較大的構造位置，是研究區(qū)主要鉆遇類型，主要分為直井(A類)、順地層傾斜(B類)、逆地層傾斜(C類)三類，其中B類鉆井鉆遇地層厚度大于地層真厚度，C類鉆井地層厚度小于地層真厚度。研究區(qū)鉆井主要為該類對比模式中的B類鉆井。

3)超覆-底部缺失模式：A類鉆井不整合面之上底部地層缺失，相反B類底部地層有增厚，多出地層現(xiàn)象。

4)剝蝕-頂部缺失模式：Ed1頂部存在剝蝕現(xiàn)象。

5)正常鉆遇斷層模式：由于研究區(qū)多發(fā)于正斷層，鉆井由下降盤鉆至上升盤時井上鉆遇地層缺失。研究區(qū)多為這種鉆遇模式。

6)反穿斷層模式：鉆井由上升盤鉆遇斷層進入下降盤定位反穿斷層，鉆井存在重復地層，一般受井軌跡與斷層位置決定，在研究區(qū)主要有3口井出現(xiàn)此鉆遇模式，增大了地層對比難度。

由于研究區(qū)井斜斜度大，一些井出現(xiàn)由斷層上升盤鉆到下降盤的現(xiàn)象。由W1井軌跡地震剖面圖發(fā)現(xiàn)，W1、W2等井F1斷層被反復鉆遇兩次，以W1井為例，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，存在重復地層(見圖2)。

2.1.2 沉積旋回劃分法

研究區(qū)Nm-Ng-Ed1分別發(fā)育曲流河-辮狀河-辮狀河三角洲前緣沉積。

Ed1主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積，以水下分流河道砂體、河道側緣砂體為主， Ed1Ⅲ油組～Ed1Ⅰ油組沉積時期湖平面逐漸下降，水下分流河道砂體由窄條帶狀向連片狀演化。

NgⅣ-NgⅠ油組繼承性發(fā)育辮狀河沉積，受基準面旋回控制，物源充足，砂體增厚。

NmⅢ-NmⅡ油組處于中長期基準面上升早期，A/S值高，泛濫平原背景上發(fā)育曲流河復合河道砂體。

利用沉積旋回法主要實現(xiàn)對“組”→“段”→“砂組”級別的劃分，劃分為4個長期旋回、9個中期旋回(見圖3)。

2.1.3 標志層對比法

選定對比標志層，是實現(xiàn)等時對比的重要手段。經(jīng)過全區(qū)對比，共總結優(yōu)選出研究區(qū)區(qū)域標志層11套，其中區(qū)域標志層5個，集中分布在Ng組內(nèi)部，各個標志層電性特征及分布(見圖4)。

1)NgⅢ大段玄武巖：主要發(fā)育在NgⅢ段，西部與NgⅣ玄武巖形成連續(xù)沉積，東部NgⅢ早期未覆蓋，末期覆蓋全區(qū)。

2)NgⅣ底玄武巖段：該套玄武巖發(fā)育也十分穩(wěn)定，電性曲線成玄武巖特征，在研究區(qū)范圍內(nèi)穩(wěn)定分布，在西部與NgⅢ火成巖形成連續(xù)沉積，可控制NgⅣ及Ed1頂界的劃分，一級標志層。

3)NgⅡ正旋回段：明顯的正旋回特征，穩(wěn)定分布，可作為次一級區(qū)域標志層，該套地層與下部NgⅢ玄武巖段為超覆接觸，西薄東厚的特點。

4)NgI3厚砂巖全區(qū)穩(wěn)定分布，厚度在60～80 m，自然伽馬曲線呈特厚箱狀特征，為一級對比標志層。

5)NgI1厚砂巖分布也相對穩(wěn)定，厚度在25～35 m，自然伽馬曲線和雙側向曲線呈對稱箱狀特征，為區(qū)域二級對比標志層。

研究區(qū)斷層發(fā)育，地層破碎，鉆井連續(xù)井段相對較短，且區(qū)域標志層過于集中，局部標志層分布范圍相對較小，對比工作仍有較大難度。

2.1.4 井、震、模一體化驗證對比結果

研究區(qū)構造復雜，斷層發(fā)育，區(qū)域標志層較少且分布比較集中，統(tǒng)層難度大，對比過程中利用三維地震指導斷點識別及復雜鉆穿關系對比，搭建全區(qū)斷層模型，使斷層模型與三維地震解釋趨勢吻合，能夠用于指導鉆井分層的斷點劃分及歸屬，從而指導地層劃分與對比，提高對比精度。

利用三維地震解釋成果結合鉆井分層，搭建南堡1-3區(qū)斷層模型，斷層模型與三維地震解釋趨勢吻合，能夠用于指導鉆井分層的斷點劃分及歸屬。根據(jù)地震解釋成果建立斷層模型，結合鉆井斷點位置進行三維空間校正，對于井震模無法統(tǒng)一的斷層，重新修改對比及斷點位置，完善地層對比及斷層解釋方案，反復驗證推敲，實現(xiàn)全區(qū)地層對比的閉合。從斷點與斷面的吻合程度看出，此次地層劃分對比斷點有較好的合理性和準確性(見圖5)。

2.2 精細地層對比認識成果

通過精細對比實現(xiàn)全區(qū)閉合，將研究區(qū)目的層進行以下劃分(見表1)：明化鎮(zhèn)組地層劃分為2個油組、3個砂組、22個小層；館陶組地層劃分為4個油組、5個砂組、18個小層；東一段地層劃分為3個油組、5個砂組、39個小層。工區(qū)共有斷層130余條，平均鉆遇4～6個斷點。未鉆遇斷層井僅7口，落實斷點418個，并在三維地震解釋和地質(zhì)建模中進行了閉合。

表1 地層發(fā)育特征表

整體來看，研究區(qū)地層沉積厚度呈現(xiàn)出西薄東厚的展布特征，主要受構造和沉積影響。地層厚度與構造趨勢相匹配，構造低洼的地方，地層厚度相對較大，構造較高的位置地層厚度相對較薄。受不同的沉積相帶控制，砂組內(nèi)部井間地層厚度表現(xiàn)為一定的分帶性。

3 結論

總結6種鉆穿模式可以指導極復雜斷塊地質(zhì)分層，重點采用傾斜地層-加厚減薄對比模式，可以解決大斜度井多，井斜角度、井斜方位、井口位置、地層角度及不同斷塊地層傾角不規(guī)律性等多種因素造成的高難度地層對比。

建立以“鉆穿模式引導，沉積旋回劃分、地震約束、模型驗證”為特色的復雜斷塊油藏井震模一體化等時地層對比技術，強調(diào)鉆穿模式引導作用，遵循沉積旋回特征，利用井震模一體化綜合驗證，建立了鉆穿關系復雜的極復雜斷塊精細地層對比格架，客觀反映地層沉積變化，具有一定的推廣使用價值。