渤海灣盆地Q油田明化鎮(zhèn)組復合砂體內部結構表征

高玉飛，胡光義，范廷恩，王暉，范洪軍，張宇焜

（中海油研究總院，北京100027）

渤海灣盆地Q油田明化鎮(zhèn)組復合砂體內部結構表征

高玉飛，胡光義，范廷恩，王暉，范洪軍，張宇焜

（中海油研究總院，北京100027）

以渤海灣盆地Q油田明化鎮(zhèn)組河流相砂體為例，采用單井分析方法并結合地震資料，分析了河流相復合砂體內部疊置特征，劃分出多期砂體的切割疊置、邊部側切和邊部疊加3種類型。闡述了表征復合砂體內部結構的意義，為井位部署及開發(fā)方案的編制提出了合理的建議：針對多期砂體的切割疊置存在的不確定性，提出了優(yōu)化鉆井順序、設置鉆井決策樹、先評價后開發(fā)的建議；針對多期砂體的邊部側切和邊部疊加形成的復合砂體，其內部隔夾層性質穩(wěn)定的特點，提出了采用水平井開發(fā)，優(yōu)化注采關系的建議。

渤海灣盆地；Q油田；明化鎮(zhèn)組；復合砂體；內部結構；表征

復合砂體是指多個單砂體在縱、橫向疊置后形成的砂體組合體，其內部各個砂體間的分隔界限非常模糊，需通過地震資料與地質資料相結合綜合分析來識別。

Q油田位于渤海灣盆地石臼坨凸起（圖1），上新統(tǒng)明化鎮(zhèn)組砂巖是其主要儲集層，受河流相沉積環(huán)境的影響，河道砂體側向加積，縱向疊置，砂體間相互切割交錯，砂體內部結構特征復雜，復合砂體發(fā)育[1-3]。油田開發(fā)實踐表明，由于對復合砂體的內部結構認識不清，井位部署不合理，儲量動用程度差。但是海上油田受海洋環(huán)境的制約，平臺位置一旦確定，后期調整難度大，開發(fā)成本高，剩余油開采難度大，嚴重影響了油田的采收率。因此，在油田開發(fā)前期研究階段，復合砂體內部結構特征的表征，成為一項亟待解決的問題。

圖1　Q油田構造位置

1　Q油田地質特征

一個油田中是否發(fā)育復合砂體，可以從這個油田的砂體宏觀發(fā)育特征上“窺得一斑”，一般砂地比比較高、砂體面積比較大、砂體平面分布交叉疊合的油田，復合砂體發(fā)育。

（1）砂地比通過對Q油田15口井明化鎮(zhèn)組儲集層砂地比統(tǒng)計發(fā)現，砂地比為19%~38%，平均26%，比渤海灣盆地其他油田河流相儲集層的砂地比（平均20%左右）要高。

（2）單砂體厚度根據中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準《油氣儲層評價方法》中的分類，0~2m的砂體為薄砂體，2~5m的砂體為中厚砂體，5~10m的砂體為厚砂體，大于10m的砂體為巨厚砂體。通過對Q油田明化鎮(zhèn)組砂巖油藏砂體的統(tǒng)計看，研究區(qū)以5~10m的厚砂體為主。

（3）砂體面積根據Q油田32個已計算儲量的儲量單元統(tǒng)計看，這些砂體面積分布不均，最大砂體面積13.2 km2，最小0.2 km2，大于1 km2的砂體多達27個，占84.3%，單砂體的分布面積較大（渤海灣盆地明化鎮(zhèn)組儲集層大部分單砂體面積小于1 km2）。

（4）砂體平面分布通過地震屬性分析檢測砂體的平面分布，是目前地震相分析中一種常用的技術手段，Q油田地震反演數據體上總負振幅屬性反映砂泥分布較好，因此提取Q油田主力儲集層發(fā)育段總負振幅屬性圖，從平面圖上看，不同期砂體縱橫向疊置，導致砂體分布雜亂，很難識別出單河道砂體，這種多期河道砂體也極易形成復合砂體（圖2）。

圖2　Q油田明化鎮(zhèn)組主力儲集層段屬性平面分布（藍色代表泥巖,其他顏色代表砂巖）

綜合Q油田明化鎮(zhèn)組河流相儲集層砂體的發(fā)育特征，可以看出，研究區(qū)砂地比較高，砂體厚度較大，砂體平面展布面積大，縱橫向疊置明顯，易形成復合砂體，因此有必要針對面積較大者開展復合砂體內部特征解析。

2　復合砂體內部結構表征

2.1單砂體測井曲線特征

復合砂體往往是多期河道砂體或者幾個不同沉積類型的單砂體縱向上疊置在一起而形成的。因此分析井點單砂體的曲線特征是解析復合砂體的第一步。結合巖心、錄井資料分析，Q油田單砂體測井曲線主要有以下幾種類型。

（1）箱形、鋸齒箱形自然伽馬曲線（圖3a）從下到上幅度變化不大，這種曲線特征反映沉積環(huán)境比較穩(wěn)定，水動力條件變化不大，鐘形自然伽馬曲線（圖3b）反映總體上為由下到上的正旋回特征，鐘形和箱形自然伽馬曲線反映沉積環(huán)境為邊灘，主要巖性為細砂巖和粉砂巖。

圖3　Q油田單井測井相模式

（2）漏斗形自然伽馬曲線（圖3c）形態(tài)總體上為由下到上的反旋回特征，反映沉積環(huán)境為決口扇，主要巖性為粉砂巖和泥巖薄互層。

（3）指形低幅度自然伽馬曲線（圖3d）反映沉積環(huán)境為天然堤，主要巖性為粉砂巖和泥巖薄互層。

（4）直線形自然伽馬曲線（圖3e）反映泥巖沉積，無韻律結構，沉積環(huán)境為河漫灘。

2.2復合砂體內部組合特征

以上4種測井曲線特征，反映的是單砂體的特征，而復合砂體是多種沉積類型的組合，反映在測井曲線上則是多種形態(tài)的組合。Q油田復合砂體（圖4）主要有以下3種類型。

2.2.1多期砂體的切割疊置

從單井測井曲線上看，多期砂體以多個箱形自然伽馬曲線的組合為顯著特征（圖5a）。受地震資料品質的影響，在地震解釋過程中將它們描述為一個復合砂體（圖5b），如Q油田1156復合砂體（圖4），平面分布面積3.2 km2，復合砂體總厚度19.2m，純砂巖厚度17.1m.但是從測井曲線形態(tài)類型看，此復合砂體由3期河道砂體縱向疊置而成，平面圖顯示的僅是該復合砂體外包絡線的整體形態(tài)，從剖面上看（圖5c）3期河道砂體間分布關系難以確定。

圖4　Q油田明化鎮(zhèn)組復合砂體分布位置

圖5　Q油田1156復合砂體單井分析圖（a）、平面圖（b）及儲量計算階段反演剖面（c）

通過對地震資料進行拓頻處理，提高主頻，進一步提高地震分辨率[4-5]，以此為基礎開展地震多屬性反演，發(fā)現在復合砂體內部存在3期砂體的不連續(xù)（圖6a）。1號砂體是復合砂體中的第1期砂體，從測井曲線形態(tài)看（圖5a），雖然也是箱形，但是厚度較小，在邊部與2號砂體疊置在一起；2號砂體為第2期砂體，其左側與1號砂體疊置，右側被3號砂體切割；3號砂體為最后一期砂體與2號砂體大面積切割，疊置于2號砂體之上。由此可見，1號砂體與2號砂體間的隔夾層性質不能確定，但是疊置程度低；2號砂體被3號砂體切割后疊加，二者之間應以夾層分割。

根據以上分析，通過層拉平的方式恢復此類復合砂體的沉積模式，其沉積剖面如圖6b所示。

該類復合砂體，由于各期沉積的水動力都比較強，在井點之外，不同期的河道砂體較易切割疊置，復合砂體內部不同期砂體間多以隔夾層為主。針對該類砂體的內部解剖，應重點關注反演剖面上砂體是否存在相互切割，同時確定不同期砂體的分布范圍。

圖6　Q油田1156復合砂體內部砂體反演剖面及分布示意

2.2.2多期砂體的邊部側切

根據曲流河沉積的特點，此類組合很可能是第1期砂體上部的泥巖被第2期砂體沖刷后與第1期砂體疊加[6-8]。以此為指導在反演剖面上解析復合砂體的內部特征（圖7a），兩期砂體在邊部疊加，第2期砂體側切了第1期砂體的邊部，兩期砂體間依然可以連通，以夾隔層分隔，其分布如圖7b所示。

2.2.3多期砂體的邊部疊加

D，C兩口井鉆遇箱形自然伽馬曲線砂體（圖8a，圖8b），井點外兩個河道砂體邊部疊加，在地震解釋的過程中，描述為一個復合砂體（圖8c），如Q油田1064砂體，該砂體在C井上為14.7m厚的細砂巖，自然伽馬曲線為齒化箱形；D井上為14.0m厚的細砂巖，自然伽馬曲線亦為齒化箱形。但是C井和D井之間，地震資料拓頻處理以后從新的反演剖面上看兩期砂體疊加明顯（圖9a），砂體間隔夾層性質難以確定。進一步分析測井解釋成果發(fā)現，C井解釋為14.7m油層，油水界面海拔為-1 078.7m；D井解釋為0.9m油水同層和13.1m水層，油水界面海拔為-1 064.9m，即D井的油水界面和C井的油水界面不一致，說明D井和C井分屬不同的油藏系統(tǒng)，因此判定兩個砂體間以隔夾層分隔，其復合砂體分布如圖9b所示。

圖7　Q油田1226復合砂體內部砂體反演剖面及分布示意

3　復合砂體表征的意義

在油田的前期研究階段（油田發(fā)現到油田正式投產前的時間段），解剖復合砂體的最終目的是為井位部署以及開發(fā)方案的編制提供依據[10]。

對于Q油田多期砂體切割疊置的1156單元，2號砂體與3號砂體間切割疊合面積大，連通程度好，可部署一套井網，在井位部署過程中，優(yōu)化鉆井順序，先鉆水平井A1井，穿過兩期砂體進一步評價其連通性，再部署A2井和A3井（圖10a）；1號砂體與2號砂體疊加范圍小，且其隔夾層性質難以確定，需要利用鉆井評價。因此在該復合砂體設置鉆井決策樹，若1號砂體和2號砂體連通，則設置水平采油井A4井，若1號砂體和2號砂體不連通，則延長A3井的水平井段，并設置A4井為定向注水井（圖10b）。

圖8　Q油田1064復合砂體單井分析及反演剖面

圖9　Q油田1064復合砂體內部砂體反演剖面及分布示意

對于邊部側切的1126單元，其內部兩期砂體間為夾隔層，因此設置一套開發(fā)井網，并優(yōu)化鉆井順序，先期部署一口水平井A5井評價兩期砂體的連通程度，根據連通程度，采用“邊部注水，高部采油”的原則完善注采關系（圖9c）。

對于邊部疊加的1064單元，由于其內部為隔夾層分隔，因此設置2套開發(fā)井網，C井油層厚度大，砂體分布范圍廣，采用3口水平井（B1井、B2井和B3井）開發(fā)，D井鉆遇油水同層，高部位部署一口過路井B4井，先評價后開發(fā)（圖9d）。

4　結論

（1）多期砂體大面積切割疊置形成的復合砂體，由于水動力較強，復合砂體內部多以隔夾層分隔，開發(fā)井位部署過程中，可采用一套開發(fā)井網開發(fā)。

圖10　Q油田復合砂體井位部署剖面（藍色代表泥巖，其他顏色代表砂巖）

（2）多期砂體邊部側切形成的復合砂體，探井鉆遇疊加部位形成箱形—鐘形曲線組合，第2期砂體對第1期砂體邊部的沖刷充填，使復合砂體內部以隔夾層分隔，應采用一套開發(fā)井網開發(fā)。

（3）多期砂體邊部疊加形成的復合砂體，探井未鉆遇疊加部位，則其內部隔夾層性質難以判斷，應結合地震反演特征及流體分布特征綜合分析，有針對性部署開發(fā)井網。

［1］OstranderW J.Plane?wave reflection coefficients for gas sands at non?normal incidence［J］.Geophysics，1984，49（10）：1 637-1 648.

［2］Odebeatu E.Application of spectral decomposition to detection of dispersion anomaliesassociated with gas saturation［J］.The Leading Edge，2006，25（2）：206-210.

［3］Connolly P.Elastic impedance［J］.The Leading Edge，1999，18（4）：438-452.

［4］Dahl T，Ursin B.Parameterestimation in a one?dimensional anelas?ticmedium［J］.Journal ofGeophysical Research，1991，96（5）：20 217-20 233.

［5］Schoenberg M，Protazio J.Zoeppritz rationalized and generalize to anisotropy［J］.JournalofSeismic Exploration，1992，1（8）：125-144.

［6］Greg P，JamesG，John L.Interpretationalapplicationsofspectralde?composition in reservoir characterization［J］.The Leading Edge，1999，18（3）：353-360.

［7］王娟，李東平，林桂康，等.港西油田明化鎮(zhèn)組河道砂體檢測［J］.中國石油勘探，2010，15（6）：68-71.

Wang Juan，Li Dongping，Lin Guikang，et al.Detection ofchannel sands ofMinghuazhen formation in Gangxi oilfield［J］.China Petro?leum Exploration，2010，15（6）：68-71.

［8］胡光義，陳飛，范廷恩，等.渤海海域S油田新近系明化鎮(zhèn)組河流相復合砂體疊置樣式分析［J］.沉積學報，2014，32（3）：586-592.

Hu Guangyi，Chen Fei，Fan Ting’en，etal.Analysis offluvial facies compound sandbody architecture of the Neogene Minghuazhen for?mation ofSoilfield in the Bohai Bay［J］.Acta Sedimentologica Sini?ca，2014，32（3）：586-592.

Characterization of Inner StructuresofFluvialComplex Sandbody ofM inghuazhen Formation in Q Oilfield,BohaiBay Basin

GAOYufei,HUGuangyi,FAN Ting’en,WANGHui,FANHongjun,ZHANGYukun
(CNOOCResearch Institute,Beijing 100028,China)

Taking the fluvial sandbody ofthe Minghuazhen formation in Q oilfield in BohaiBay as an example,this paperanalyzes the in?nersuperimposed characteristics offluvial complex sandbody bymeans ofsinglewellanalysisand seismic data,presents three types ofthe cut stacking,edge lateral cutting and edge superimposition ofmulti?stage sands,elaborates the significance ofsuch a complex sandbody characterization,and proposes rational suggestions forwell deployment and working out developmentplan in this area.For uncertainty of the cutstacking existence,itoptimizes the drilling sequence and sets the drilling decision tree,and then proposes the suggestion ofmaking evaluationsfollowed by development;for the complex sandbody formed by edge cuttingand edge superimposition,and the existence ofinner interbeds,itproposesasuggestion ofusinghorizonalwellprocessfordevelopmentofthisoilfield and optimizing injection?productionrelations.

BohaiBay basin;Q oilfield;Minghuazhen formation;complex sandbody;innerstructure;characterization

TE112.221

A

1001-3873（2015）05-0539-06

10.7657/XJPG20150507

2015-05-04

2015-07-06

國家科技重大專項（2011ZX05024-001）

高玉飛（1983-），男，山東膠州人，碩士，開發(fā)地質，（Tel）13401169735（E-mail）gaoyf5@cnooc.com.cn.