復(fù)雜斷塊油藏精細(xì)地質(zhì)研究中幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用
——以王家崗油田王43斷塊區(qū)為例

宋 力，宋慧瑩

(1.中國(guó)石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,山東東營(yíng) 257000；2.中國(guó)石化勝利石油工程公司測(cè)井公司)

復(fù)雜斷塊油藏精細(xì)地質(zhì)研究中幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用
——以王家崗油田王43斷塊區(qū)為例

宋 力1，宋慧瑩2

(1.中國(guó)石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,山東東營(yíng) 257000；2.中國(guó)石化勝利石油工程公司測(cè)井公司)

王家崗油田王43斷塊區(qū)是典型的復(fù)雜斷塊油藏，目前含水高、開(kāi)發(fā)矛盾突出、地質(zhì)基礎(chǔ)薄弱，下一步開(kāi)發(fā)調(diào)整、提高采收率工作迫切需要可靠的精細(xì)地質(zhì)模型。針對(duì)其斷裂系統(tǒng)復(fù)雜的油藏地質(zhì)特點(diǎn)，綜合應(yīng)用多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)展精細(xì)地質(zhì)研究，建立了復(fù)雜斷塊油藏三維精細(xì)地質(zhì)模型，主要包括：缺乏對(duì)比標(biāo)志的地層對(duì)比技術(shù)、復(fù)雜斷塊油藏低序級(jí)斷層識(shí)別技術(shù)、精細(xì)油藏類(lèi)型劃分以及精細(xì)三維地質(zhì)建模技術(shù)。該研究結(jié)果為王43斷塊后續(xù)開(kāi)發(fā)調(diào)整提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。

東營(yíng)凹陷；王家崗油田；復(fù)雜斷塊油藏;精細(xì)地層對(duì)比

復(fù)雜斷塊油藏在開(kāi)發(fā)中后期面臨平面上井網(wǎng)不完善、縱向上層間矛盾越來(lái)越突出、注采關(guān)系不對(duì)應(yīng)、剩余油分布不清等問(wèn)題,生產(chǎn)中表現(xiàn)為高含水、高采出程度和高剩余油的特點(diǎn)，控水穩(wěn)油形勢(shì)嚴(yán)峻[1]。復(fù)雜斷塊油藏往往被不同級(jí)次的斷層切割嚴(yán)重、斷塊破碎、內(nèi)部斷層發(fā)育不落實(shí)、儲(chǔ)層歸屬不清，是導(dǎo)致上述開(kāi)發(fā)矛盾的重要因素，因此，需要建立精細(xì)的地質(zhì)模型，為后續(xù)的開(kāi)發(fā)調(diào)整奠定堅(jiān)實(shí)的地質(zhì)基礎(chǔ)。

1 油田概況

王家崗油田王43斷塊區(qū)是典型的復(fù)雜斷塊油藏，構(gòu)造上位于東營(yíng)凹陷南斜坡通王斷裂帶上，為一個(gè)被多條斷層復(fù)雜化的復(fù)式地塹構(gòu)造，北鄰?fù)?1斷塊，縱向上含油井段較長(zhǎng)，沙一段到沙三段都有儲(chǔ)層發(fā)育，其中，沙一段為淺湖相沉積，沙二段主要為三角洲前緣和平原亞相沉積，沙三下為湖底扇沉積，縱向劃分為13個(gè)砂層組，97個(gè)小層。沙二段為主力含油層段，斷塊內(nèi)部各個(gè)小斷塊的斷層解釋及地層對(duì)比狀況自成體系，沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，各個(gè)斷塊邊界斷層不落實(shí)，斷塊歸屬不清，導(dǎo)致目前高含水、高采出程度等諸多矛盾。

2 主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)

針對(duì)王43斷塊的地質(zhì)特點(diǎn)，重點(diǎn)探討幾個(gè)復(fù)雜斷塊區(qū)精細(xì)地質(zhì)研究關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，包括：同生斷層控制下河流相地層精細(xì)對(duì)比技術(shù)；低序級(jí)斷層識(shí)別及描述技術(shù)；空間上組合劃分不同油藏類(lèi)型及三維精細(xì)地質(zhì)建模技術(shù)。

2.1 同生斷層控制下河流相地層的精細(xì)對(duì)比技術(shù)

大段的河流相地層內(nèi)部本身就缺乏明顯的對(duì)比標(biāo)志，被多條不同級(jí)次斷層切割錯(cuò)斷后，更加難以對(duì)比，王43斷塊的地層對(duì)比還要考慮一個(gè)更重要的影響因素：同沉積作用。同生斷層作為沉積體系形成時(shí)期最為重要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，其活動(dòng)形成的凸起和下切溝谷控制著沉積體系的發(fā)育類(lèi)型[2]，直接表現(xiàn)就是斷層引起的沉積厚度的差異[3-4]。因此，地層對(duì)比的難點(diǎn)在于如何在缺乏明顯標(biāo)志的地層中，將同生斷層引起的地層厚度差異與地層斷失區(qū)分開(kāi)，從而精確劃分地層、識(shí)別斷點(diǎn)。

2.1.1 建立受同生斷層控制的地層對(duì)比模式

王43斷塊區(qū)同生斷層對(duì)沉積的控制作用主要體現(xiàn)在厚度差異，對(duì)比中總結(jié)了兩種模式：①斷層上下兩盤(pán)不同斷塊地層的厚度差異大，地層厚度最大相差65 m；②同一條斷層由于沿走向落差不同，造成同一斷塊不同位置儲(chǔ)層厚度有差異。比如通61-59井與通61-84井在同一斷塊(圖1)，北部通61斷塊與王43斷塊的分界斷層?xùn)|部落差大，向西逐漸消亡，造成通61-59井與通61-84井沙二段1～3砂組沉積地層厚度差39 m。前期對(duì)比中由于構(gòu)造復(fù)雜、基礎(chǔ)圖件缺乏，不清楚對(duì)比井歸屬于哪一個(gè)斷塊，對(duì)比難度極大。

圖1 通61-84、通61-59井構(gòu)造位置和地層厚度對(duì)比

對(duì)比方法：①以厚度大、無(wú)斷層的標(biāo)準(zhǔn)井為基礎(chǔ)，平行主控?cái)鄬幼呦蚝痛怪敝骺財(cái)鄬幼呦蚋骼?條控制全區(qū)的骨架剖面；②采用沉積旋回方法和地層增量相結(jié)合的方法，摸清同生斷層對(duì)該段沉積的控制規(guī)律，建立研究區(qū)同生斷層地層增量模式(圖2)，分別做好不同斷塊之間和同一斷塊內(nèi)部的地層對(duì)比；③在骨架剖面控制下相鄰井層層外推，井井互相驗(yàn)證，落實(shí)每一口井每一個(gè)層段的地層歸屬(歸屬哪個(gè)斷塊)。

圖2 同生斷層發(fā)育地層的對(duì)比模式

2.1.2 井、震動(dòng)態(tài)結(jié)合保證對(duì)比準(zhǔn)確性

河流相地層中缺少對(duì)比標(biāo)志、砂體變化快，對(duì)比中改變了以往先地層對(duì)比再地震解釋的模式，將井震結(jié)合融匯到整個(gè)對(duì)比過(guò)程中，開(kāi)展井震同步式的地層對(duì)比。斷點(diǎn)的識(shí)別和斷層的組合每一步都尋求井、震的互相驗(yàn)證，有效提高了地層對(duì)比的精度；小層的對(duì)比充分考慮油水關(guān)系，確定砂體的展布范圍和連通性。

2.1.3 利用地質(zhì)成圖檢查對(duì)比的合理性

在地層精細(xì)劃分和對(duì)比過(guò)程中，制做粗略油藏剖面圖和小層平面圖可以展現(xiàn)地層變化趨勢(shì)及構(gòu)造特征，驗(yàn)證對(duì)比模式，檢查對(duì)比結(jié)果，驗(yàn)證地層、斷層對(duì)比的可靠性，從而指導(dǎo)下一步精細(xì)對(duì)比。因此，利用對(duì)比過(guò)程中的粗略成圖來(lái)指導(dǎo)對(duì)比是非常有效且必要的步驟。

王43斷塊區(qū)在縱向上細(xì)分到單砂體，平均單砂體厚度1～2 m，對(duì)比單元滿(mǎn)足獨(dú)立的油水系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)單元的劃分。從成因上統(tǒng)一了整個(gè)斷塊區(qū)的地層劃分對(duì)比，將王43斷塊區(qū)沙一段、沙二段與沙三段地層縱向上劃分13個(gè)含油砂層組、90個(gè)小層。

2.2 低序級(jí)斷層識(shí)別與描述技術(shù)

在復(fù)雜斷塊油田開(kāi)發(fā)研究中，低級(jí)序斷層特指四級(jí)和五級(jí)斷層，這些斷層往往是復(fù)雜斷塊油藏高含水后期控制剩余油分布的主要因素[5-6]。因此斷層的識(shí)別及斷塊的劃分是復(fù)雜斷塊油藏精細(xì)描述的關(guān)鍵。王43斷塊區(qū)處于地塹應(yīng)力集中帶，斷裂系統(tǒng)復(fù)雜，研究中充分利用了三維地震資料、鉆完井資料以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，精細(xì)識(shí)別描述低序級(jí)斷層。

2.2.1 井斜數(shù)據(jù)甄別及校正

井斜數(shù)據(jù)是影響復(fù)雜斷塊構(gòu)造解釋精度的重要因素，某些井斜較大的直井，地面井位與地下井位相差很遠(yuǎn)，目的層深度也有變化[7]。因此需要對(duì)井斜進(jìn)行鑒別和預(yù)判：①同一口井可能有多條井斜數(shù)據(jù)，需井震結(jié)合篩選合適的井斜數(shù)據(jù)；②地層對(duì)比與地震剖面斷點(diǎn)位置不匹配有可能是直井井斜問(wèn)題導(dǎo)致，需要對(duì)井斜數(shù)據(jù)進(jìn)行校正；③斷層平面構(gòu)造線形態(tài)突變，多為直井井斜問(wèn)題。對(duì)井斜進(jìn)行反復(fù)核實(shí)和正確使用，保障后期研究工作的準(zhǔn)確性。

2.2.2 多方法精細(xì)識(shí)別斷點(diǎn)

大斷層解釋依據(jù)反射波(或者波組)錯(cuò)斷，確定斷層位置及斷面形態(tài)，反射波同相軸數(shù)目突然增減一般為二、三級(jí)斷層甚至四級(jí)斷層。地層產(chǎn)狀的突變以及特殊波的出現(xiàn)是識(shí)別斷層的重要標(biāo)志。對(duì)于落差較小的低序級(jí)斷層，依據(jù)波形的扭曲變形、反射波同相軸微錯(cuò)、反射波同相軸分叉-合并等反射特征進(jìn)行識(shí)別，采用相干分析、沿層傾角、沿層二階求導(dǎo)等屬性來(lái)識(shí)別小斷點(diǎn)。

2.2.3 多手段合理組合斷層

合理組合斷層首先要以低序級(jí)斷層的力學(xué)形成機(jī)制及其組合樣式作為理論指導(dǎo)，王43斷塊斷裂系統(tǒng)有明顯的張性，主干斷層發(fā)生正斷作用并伴有一定的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生反向低序級(jí)斷層，低序級(jí)斷層進(jìn)一步產(chǎn)生自己的反向分支斷層，從而組成復(fù)式“Y”型斷裂組合(圖3)，使構(gòu)造更加復(fù)雜化。 通過(guò)加密縱橫測(cè)線解釋?zhuān)拭嫔蠝?zhǔn)確描述每條斷層的斷面位置，根據(jù)相鄰剖面的相似性分層系進(jìn)行斷層平面組合。采用相干分析、水平切片、沿層切片、沿層傾角屬性、沿層二階求導(dǎo)屬性等技術(shù)判別斷層平面組合。

圖3 王43斷塊區(qū)斷層剖面組合樣式

王43斷塊區(qū)新解釋的斷層變化較大：北部的王43-王4斷塊，大斷層增加分支，延伸了長(zhǎng)度，新增加6條低序級(jí)斷層，斷層組合、切割關(guān)系更為復(fù)雜；南部的王14-王104斷塊通過(guò)精細(xì)刻畫(huà)，內(nèi)部增加低序級(jí)斷層7條。

2.3 精細(xì)油藏類(lèi)型劃分技術(shù)

受斷層作用，復(fù)雜斷塊油藏具有儲(chǔ)集巖體破碎、圈閉類(lèi)型多、油氣運(yùn)移與分布復(fù)雜的特點(diǎn)，因而油氣藏形成與分布的規(guī)律比較復(fù)雜[8-9]，進(jìn)一步細(xì)化油藏類(lèi)型的劃分有利于高含水開(kāi)發(fā)后期開(kāi)展針對(duì)性的調(diào)整和部署。王43斷塊縱向上含油層系多，各小層都有各自的油水界面，邊水能量差異大，油層分布受控于構(gòu)造和砂體展布控制，依據(jù)油藏的成藏控制因素、油層寬度及油層面積的大小等，將油藏細(xì)劃為四大類(lèi)。

(1)窄條帶屋脊斷塊油藏(圖4a)：該類(lèi)油藏受控于斷層，含油集中在斷層屋脊一線，邊水體積大，天然能量充足，儲(chǔ)層物性好，屬于構(gòu)造油藏。研究區(qū)在王14-18斷塊和王104斷塊以及王43斷塊的沙一、沙二各個(gè)砂組均分布廣泛，共有41個(gè)小層，儲(chǔ)量規(guī)模占53%。

(2)薄層大面積斷塊油藏(圖4b)：受控于斷層和儲(chǔ)層展布，該類(lèi)油藏含油面積大(0.7～3.0 km2)，含油條帶寬(1 100～230 m)，儲(chǔ)層儲(chǔ)層物性好，屬于構(gòu)造油藏，分布在沙二段S273小層等6個(gè)小層，儲(chǔ)量規(guī)模占25.7%。

(3)條帶及土豆?fàn)钣筒?圖4c)：受控于儲(chǔ)層展布，儲(chǔ)層屬于典型的三角洲平原分流河道沉積，儲(chǔ)層物性較好，河道窄(50～100 m)，油層平均厚度2.4米，變化快，天然能量相對(duì)較弱，屬于構(gòu)造-巖性油藏。分布在沙二段S212小層等17個(gè)小層，儲(chǔ)量規(guī)模占19.4%。

(4)巖性油藏(圖4d)：該類(lèi)油藏只受控于巖性，儲(chǔ)層屬于湖底扇濁積砂沉積，儲(chǔ)層物性較差，油層平均厚度4 m，屬于巖性油藏；僅分布在沙三下3個(gè)小層，儲(chǔ)量規(guī)模占2.1%。

圖4 王43斷塊區(qū)不同油藏類(lèi)型平面

2.4 三維精細(xì)地質(zhì)建模技術(shù)

2.4.1 網(wǎng)格合理劃分

為提高網(wǎng)格質(zhì)量,將其中的主要斷層設(shè)置為網(wǎng)格控制線；給每個(gè)隔層賦予單獨(dú)的網(wǎng)格系統(tǒng)，避免粗化過(guò)程中損失隔層；小的網(wǎng)格規(guī)模(平面25 m×25 m，縱向0.5～1 m)；網(wǎng)格平行于主斷層方向，盡量保持正交性，精確描述斷層邊界。

2.4.2 斷層模型的精細(xì)雕刻

斷層模型是復(fù)雜斷塊油藏構(gòu)造模型的骨架。斷層在儲(chǔ)集層中的空間定位以及斷層產(chǎn)狀的準(zhǔn)確描述直接決定構(gòu)造模型的骨架是否能夠精確搭建[10-11]。精細(xì)刻畫(huà)斷層的方法技巧有：①地震解釋構(gòu)造面要和斷層匹配，確定斷層的斷面及傾向，出現(xiàn)相切的情況要調(diào)整斷層控制線；②將地層對(duì)比得到的斷點(diǎn)和地震解釋斷面匹配后鎖定；③合理處理復(fù)雜斷層及其搭接關(guān)系，建立符合地震和地質(zhì)認(rèn)識(shí)的斷層控制線，從而建立合理精確的斷層模型。

2.4.3 地層模型的建立

①地震約束井點(diǎn)數(shù)據(jù)，優(yōu)選合理的算法，建立精準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)控制層面模型；②對(duì)各個(gè)層面消除奇異值、通過(guò)層面重采樣，調(diào)整斷層和層面的交接控制線；③利用井斜校正、添加虛擬井、尖滅區(qū)補(bǔ)層等空間校正局部微構(gòu)造；④建立砂體厚度模型，以沉積規(guī)律為指導(dǎo)確定砂體分布規(guī)律及連通性[12]；⑤通過(guò)厚度疊加法構(gòu)建完整地層沉積序列，搭建地層框架模型。

2.4.4 屬性模型的建立

①建立測(cè)井解釋模型，求準(zhǔn)井點(diǎn)參數(shù)；②將數(shù)據(jù)異常值剔除處理，測(cè)井曲線離散化，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律分析；③采用序貫高斯隨機(jī)方法，引用小層厚度作為約束條件控制屬性空間變化特征，對(duì)井點(diǎn)物性參數(shù)進(jìn)行空間內(nèi)插和外推數(shù)據(jù)，從而建立王43斷塊孔隙度和滲透率模型。

3 結(jié)論和認(rèn)識(shí)

(1)摸清構(gòu)造對(duì)沉積體系的影響規(guī)律、建立同生斷層發(fā)育地層的對(duì)比模式是提高復(fù)雜斷塊油藏地層對(duì)比精度的關(guān)鍵。

(2)低級(jí)序斷層地震響應(yīng)多解性強(qiáng)，通過(guò)仔細(xì)甄別直井井斜、扎實(shí)基礎(chǔ)資料、井震反復(fù)結(jié)合識(shí)別斷點(diǎn)、多種不同手段組合斷層可有效提高低序級(jí)斷層識(shí)別的精度。

(3)對(duì)多薄層復(fù)雜斷塊油藏，精細(xì)劃分油藏類(lèi)型有利于下一步開(kāi)展針對(duì)性的調(diào)整部署。

(4)精細(xì)、準(zhǔn)確的地質(zhì)研究成果是三維地質(zhì)建模的基礎(chǔ)，三維地質(zhì)模型可有效驗(yàn)證地質(zhì)研究成果的準(zhǔn)確性。

[1] 王端平，柳強(qiáng). 復(fù)雜斷塊油田精細(xì)油藏描述[J]. 石油學(xué)報(bào)，2000，21(6)：111-116.

[2] 鄒德江，于興河，李勝利.古地貌對(duì)儲(chǔ)層沉積體系控制作用分析——以冀中油田馬西地區(qū)為例[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2008，30(2):571-771.

[3] 劉東周，劉海波，王長(zhǎng)春，等.同生斷層分段生長(zhǎng)特征與油氣的關(guān)系[J].西南石油學(xué)院學(xué)報(bào),2002，24(3):16-20.

[4] 陳剛，戴俊生，葉興樹(shù)，等.生長(zhǎng)指數(shù)與斷層落差的對(duì)比研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29(3):20-23.

[5] 羅群，黃悍東，王保華，等.低序級(jí)斷層的成因類(lèi)型特征與地質(zhì)意義[J].油氣地質(zhì)與采收率，2007，14(3):19-21．

[6] 丁可新.東辛油田營(yíng)14復(fù)雜斷塊油藏構(gòu)造建模技術(shù)應(yīng)用[J].石油地質(zhì)與工程，2010，24(3)：37-39.

[7] 孫煥泉.水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2012.

[8] 張世奇,劉占鵬,趙玉杰.現(xiàn)河莊油田河43斷塊沙一段、沙二段精細(xì)油藏描述[J].石油地質(zhì)與工程，2014,28(2)： 80-83.

[9] 張巖.興隆臺(tái)油區(qū)復(fù)雜斷塊油藏開(kāi)發(fā)實(shí)踐[J].石油地質(zhì)與工程，2011,25(6)：82-86.

[10] 史玉成，陳明強(qiáng),張審琴，等.復(fù)雜斷塊油藏“點(diǎn)-線-面-體”四步法構(gòu)造建模技術(shù)[J].新疆石油地質(zhì)，2012,33(4)：488-490.

[11] 鄒拓,丁亞軍, 肖枚,等.港東油田復(fù)雜斷塊油藏三維地質(zhì)構(gòu)造建模研究[J].石油地質(zhì)與工程，2013,27(5)：73-76.

[12] 尹艷樹(shù).層次建模方法及其在河流相儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)建模中的應(yīng)用[J].石油地質(zhì)與工程，2011,25(6)：1-4.

編輯：吳官生

1673-8217(2015)03-0090-05

2015-01-09

宋力，工程師，1985年生，2010年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事石油地質(zhì)研究工作。

國(guó)家油氣重大專(zhuān)項(xiàng)“斷塊油田特高含水期提高水驅(qū)采收率技術(shù)”(2011ZX05011-001)。

TE347

A