渤海海域新近系河流相油田開發(fā)初期潛力砂體研究

王少鵬 郭鐵恩 田曉平 于海波 黃建庭

(中海石油(中國)有限公司天津分公司勘探開發(fā)研究院，天津 300452)

儲量是開發(fā)方案編制的前提和基礎(chǔ)，儲量的大小不僅影響和決定油田設(shè)施建設(shè)的規(guī)模，還直接影響油田的產(chǎn)量［1］。渤海油田是現(xiàn)今中國海域最大的原油生產(chǎn)基地，也是近幾年儲量增長最快的油田，其中河流相砂巖儲層探明儲量占渤海油田探明儲量的60%，是勘探開發(fā)、增儲上產(chǎn)的重點(diǎn)層位。在勘探評價(jià)階段由于受作業(yè)環(huán)境及鉆井成本的影響，探井?dāng)?shù)量較少，油田范圍內(nèi)部分含油砂體未被發(fā)現(xiàn)和評價(jià)(本文稱為潛力砂體)，該部分儲量對油田開發(fā)設(shè)施及開發(fā)效果影響巨大，造成了河流相油田產(chǎn)能建設(shè)階段就開始被動調(diào)整的局面。通過對近幾年已投入開發(fā)河流相油田鉆前鉆后儲量對比分析發(fā)現(xiàn)，開發(fā)井新鉆遇的含油砂體儲量占油田總儲量的30%，在儲量評價(jià)、開發(fā)方案編制及實(shí)施階段如何最大程度地落實(shí)潛力砂體儲量、合理部署井網(wǎng)問題日漸突出。本文通過對近幾年已開發(fā)河流相油田開發(fā)實(shí)施效果進(jìn)行分析和研究，結(jié)合成藏分析論證了潛力砂體的3種類型，提出了通過相控儲層描述技術(shù)定量描述潛力砂體的方法，該方法在BZ油田3井區(qū)得到了成功應(yīng)用，鉆前預(yù)測的潛力含油砂體經(jīng)開發(fā)井鉆探獲得了近8×106m3的儲量。在近幾年油田開發(fā)初期階段預(yù)測和論證的潛力砂體中，開發(fā)井鉆后67%的潛力砂體儲量得到落實(shí)，合理部署了河流相油田的開發(fā)設(shè)施，提高了開發(fā)效果。

1 潛力砂體研究

受沉積環(huán)境的影響，河流相沉積砂體在平面上多呈彎曲的長條狀、帶狀或樹枝狀［2］等。渤海海域河流相油田通過鉆井證實(shí)儲層井間橫向變化大、對比困難、砂體鉆遇率低、縱向上油氣水間互，表現(xiàn)為“一砂一藏”的特點(diǎn);另外，由于構(gòu)造破碎，砂體被斷層分隔復(fù)雜化，砂體成藏特征各不相同等原因，導(dǎo)致勘探開發(fā)難度較大。近年來，渤海油田根據(jù)河流相儲層地質(zhì)油藏特征，開展了利用三維地震反演資料定量描述河流相砂體的技術(shù)研究，提高了河流相油田勘探開發(fā)效果。但已開發(fā)河流相油田生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，開發(fā)井新鉆遇的含油砂體使油田儲量有較大增長，影響了海上油田的設(shè)施規(guī)劃，制約了開發(fā)效果。為了最大程度地落實(shí)潛力砂體，由生產(chǎn)井鉆后的被動調(diào)整改為主動研究，通過對十多個(gè)已投產(chǎn)河流相油田的綜合分析，提出了潛力砂體的研究思路:以已開發(fā)新近系河流相油藏的成藏因素為基礎(chǔ)，總結(jié)潛力砂體類型，以成熟的相控儲層描述技術(shù)結(jié)合多屬性綜合分析為支撐，通過類比相似油藏儲量參數(shù)量化潛力砂體儲量，在油田開發(fā)初期階段通過水源井、注水井及過路井等優(yōu)先評價(jià)，為開發(fā)設(shè)施整體部署奠定基礎(chǔ)。

1.1 潛力砂體類型

隨著渤海新近系大規(guī)模河流相油田儲量的發(fā)現(xiàn)，新近系河流相油田成藏模式和油氣富集規(guī)律的研究也不斷深入。研究表明［3－9］:渤海新近系河流相沉積不能生油，圈閉中聚集的油氣來自古近系烴源巖，新近系要形成油氣藏，必須有斷層溝通油源和圈閉內(nèi)儲層，油源斷層是溝通生油巖與儲層的橋梁，是渤海灣盆地油氣縱向運(yùn)移的主干通道;油氣在新近系運(yùn)移時(shí)，能否進(jìn)入某一砂層，取決于油源斷層與砂層在空間上的組合關(guān)系(圖1)，因此要論證淺層河流相油田潛力砂體的含油性必須要研究砂體與油源斷層的關(guān)系。另外，通過分析十多個(gè)已投入開發(fā)的新近系河流相油田，認(rèn)為新近系油藏多為構(gòu)造－巖性油藏，油藏沿主干油源斷層呈帶狀分布，油氣聚集在砂體與構(gòu)造相疊置的圈閉內(nèi)，絕大多數(shù)有一定儲量規(guī)模的含油氣砂體均與斷層相接，此類斷層多為延伸至館陶組或古近系地層的斷裂。

圖1 渤海新近系油氣運(yùn)移模式示意圖

通過成藏分析及已開發(fā)油田實(shí)踐，總結(jié)出新近系河流相砂體成藏的關(guān)鍵因素:砂體與構(gòu)造圈閉的匹配關(guān)系、油氣運(yùn)移通道的建立(主要是油源斷層的確定)、砂體產(chǎn)狀及與斷層的接觸關(guān)系、斷層沿走向的差異封堵性等，在此基礎(chǔ)上提出了潛力砂體的3種類型(圖2):(1)與井點(diǎn)鉆遇含油砂體同期沉積、具有相同構(gòu)造和成藏背景的未鉆遇砂體(a類);(2)斷層上(下)盤鉆井證實(shí)砂體含油，被斷層切割的另一盤未鉆遇砂體(b類);(3)在成藏充滿度高、井點(diǎn)鉆遇含油集中段內(nèi)，與油源斷層相連的未鉆遇砂體(c類)。a、b類均為潛力砂體和已鉆遇含油砂體，與同一油源斷層相接，潛力砂體成藏關(guān)鍵在于類比相鄰砂體與已鉆遇含油砂體是否具有相同的產(chǎn)狀和斷層接觸關(guān)系，斷層沿走向的差異封堵性;對于c類，井點(diǎn)鉆遇含油集中段表明，在該層段油氣成藏期斷層活動與油氣運(yùn)聚匹配性好，砂體與油源斷層接觸關(guān)系利于油氣成藏，與油源斷層接觸的未鉆遇砂體含油可能性高。

圖2 河流相油田潛力砂體類型示意圖

1.2 潛力砂體描述

渤海海域河流相油藏埋深較淺，地震資料品質(zhì)好，開發(fā)實(shí)踐證實(shí)，砂層或砂組(即砂層發(fā)育集中段)在地震剖面上的響應(yīng)特征總體呈現(xiàn)出高振幅、斷續(xù)、平行或亞平行密集狀的強(qiáng)反射結(jié)構(gòu)［10－12］。儲層描述技術(shù)的基本思路是在地震資料分析和處理的基礎(chǔ)上，以地質(zhì)油藏模型為主線，結(jié)合鉆井、測井資料，采用適合于該區(qū)域的地震反演技術(shù)，將地震數(shù)據(jù)體、地質(zhì)模型及井點(diǎn)信息有機(jī)結(jié)合，研究砂體幾何形態(tài)及物性的空間變化。儲層描述技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了河流相油田的勘探開發(fā)效果，但近些年的儲層描述工作都是針對已鉆遇砂體開展的，為了在宏觀上研究砂體的平面展布特征和定量描述潛力砂體，就必須開展大范圍的相控儲層描述工作。實(shí)踐證明，結(jié)合測井、地震、地質(zhì)資料、沉積相研究進(jìn)行的多屬性綜合解釋分析是河流相潛力砂體預(yù)測和描述的關(guān)鍵［11－15］。

通過對已開發(fā)的十多個(gè)渤海海域河流相油田地震反演資料、地質(zhì)油藏特征及開發(fā)評價(jià)研究，提出了相控儲層描述思路(圖3):(1)通過層序研究，建立該區(qū)的層序格架;(2)準(zhǔn)確層位標(biāo)定，建立井震關(guān)系;(3)根據(jù)單井儲層發(fā)育的特點(diǎn)，分析儲層在地震資料上的響應(yīng)特征，開展儲層地球物理研究，建立地震資料反演數(shù)據(jù)體;(4)根據(jù)已鉆井的巖心、測井曲線等資料，開展單井沉積微相研究，建立該區(qū)古河流砂體沉積特征和模式;(5)采用地震層析解釋、屬性綜合分析等技術(shù)結(jié)合單井沉積微相、模式研究，宏觀研究同期沉積砂體的平面展布特征和縱向不同油組的砂體演化規(guī)律;(6)在沉積模式指導(dǎo)下開展井點(diǎn)鉆遇和未鉆遇砂體的描述工作，合理確定砂體的幾何形態(tài);(7)利用三維可視化技術(shù)研究砂體空間分布特征。開展相控定量描述潛力砂體有2個(gè)重點(diǎn):(1)對工區(qū)內(nèi)已鉆遇砂體的層序和沉積微相進(jìn)行研究，從成因上識別該區(qū)古河流砂體沉積特征和模式;(2)通過三維地震反演資料，運(yùn)用地震層析解釋技術(shù)、相控儲層描述結(jié)合地震屬性分析，由井點(diǎn)標(biāo)定結(jié)果向外延伸開展?jié)摿ι绑w定量描述。在相控砂體描述思路下開展的儲層描述工作是尋找、論證潛力砂體的基礎(chǔ)。

圖3 相控儲層描述流程圖

2 應(yīng)用實(shí)例

BZ油田位于渤海南部海域，已投入開發(fā)10多年，具有豐富的動態(tài)和靜態(tài)資料，開發(fā)井的井位部署及優(yōu)化都是基于三維地震反演資料所描述的單砂體而進(jìn)行。通過鉆探證實(shí)預(yù)測儲層成功率100%，砂體深度誤差在4 m以內(nèi)，砂體厚度誤差在2 m以內(nèi)，砂體描述技術(shù)的成功應(yīng)用較大程度上提高了油田的開發(fā)效果。3井區(qū)為油田的滾動擴(kuò)邊塊，含油目的層為新近系明化鎮(zhèn)組下段，儲層巖石類型為曲流河沉積的中－細(xì)粒巖屑長石砂巖，具有高孔高滲的物性特征，主力含油層段內(nèi)鉆遇砂層厚度1.2～18.9 m，橫向變化較快，油氣分布主要受巖性和構(gòu)造雙重因素控制，以構(gòu)造－巖性、巖性油氣藏為主。

3井區(qū)儲層反演響應(yīng)特征、儲層分辨能力、含油氣砂體阻抗差變大等特點(diǎn)及地質(zhì)油藏特征與主體區(qū)一致，在3井區(qū)滾動擴(kuò)邊評價(jià)中，充分應(yīng)用了砂體描述技術(shù)及潛力砂體類型研究，確定了評價(jià)井部署，落實(shí)了儲量規(guī)模。如圖4所示，通過3D井證實(shí)該段為油氣富集段，通過相控儲層描述技術(shù)論證了潛力砂體A和B與含油砂體具有相同的構(gòu)造、成藏背景，均為受控于同油源斷層的巖性油藏，屬于潛力砂體類型的a類和c類，通過屬性及砂體描述技術(shù)刻畫了潛力砂體范圍，部署鉆探了5井區(qū)，共鉆遇油層33.2 m，氣層14.0 m，鉆前預(yù)測的潛力砂體均得到了證實(shí)，5井區(qū)鉆前鉆后潛力砂體面積、厚度及儲量變化對比見表1，通過鉆探證實(shí)獲得了近8×106m3的儲量。由于對潛力砂體的成功預(yù)測，通過鉆前井位、井型調(diào)整和優(yōu)化，合理部署了油田的開發(fā)設(shè)施，降低了開發(fā)投資。

圖4 3井區(qū)潛力砂體縱向反演剖面及平面屬性圖

表1 5井區(qū)潛力砂體鉆前鉆后參數(shù)及儲量對比

潛力砂體研究對渤海海域河流相油田開發(fā)效果產(chǎn)生了積極的影響，B34N、B26、B29S和K10等油田通過以上方法預(yù)測的潛力儲量占油田總儲量的30%。其中，B34N油田近期通過開發(fā)井鉆探共計(jì)560×104m3的潛力儲量已經(jīng)獲得證實(shí)。通過河流相油田開發(fā)證實(shí)，潛力砂體研究方法能夠較好地指導(dǎo)潛力砂體評價(jià)，取得了較好的開發(fā)效果。

3 結(jié)論

(1)潛力砂體研究對于渤海海域河流相油田開發(fā)初期階段意義重大，通過合理部署油田整體開發(fā)設(shè)施，提升開發(fā)效果。

(2)通過成藏研究和開發(fā)實(shí)踐論證了3種潛力砂體類型:與已鉆遇含油砂體同期沉積、具有相同構(gòu)造和成藏背景的未鉆遇砂體(a類);斷層上(下)盤鉆井證實(shí)砂體含油，被斷層切割的另一盤未鉆遇砂體(b類);在成藏充滿度高、井點(diǎn)鉆遇含油集中段內(nèi)，與油源斷層相連的未鉆遇砂體(c類)。

(3)通過對十幾個(gè)已開發(fā)河流相油田的綜合分析，提出了潛力砂體類型論證和相控儲層描述技術(shù)的潛力砂體研究方法和思路，并成功應(yīng)用于BZ油田3井區(qū)滾動擴(kuò)邊塊，落實(shí)了近8×106m3的儲量。

(4)目前，潛力砂體研究已廣泛應(yīng)用于渤海海域河流相油田的勘探和開發(fā)，取得了較好的效果。

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