高分辨率层序格架约束下的储层预测——以莫里青油田双阳组二段为例

胡 源，陈开远，赵 磊，孙 阳，李 庚

(1.中国地质大学 能源学院，北京 100083； 2.MI能源公司，吉林 松原 138000)

高分辨率层序格架约束下的储层预测
——以莫里青油田双阳组二段为例

胡 源1，陈开远1，赵 磊1，孙 阳1，李 庚2

(1.中国地质大学 能源学院，北京 100083； 2.MI能源公司，吉林 松原 138000)

伊通盆地莫里青断陷具多物源、多期次走滑断陷盆地的特征，其断裂复杂，物源期次、储层展布认识不足。文章应用高分辨率层序地层学原理，岩—电—震相结合，通过对莫里青油田双阳组二段层序主要界面的识别与对比，首次将研究区双阳组二段划分为4个四级层序(对应基准面中期旋回)和13个基准面短期旋回，建立了莫里青油田高分辨率层序格架。结合粒度分析、地震属性和地震相分析等方法进行沉积微相划分，进而利用相控随机建模的方法，拟合开发程度较高的A、B区块的储层展布特征，选取最优模型，实现对开发程度较低的C、D区块进行储层预测的目的。该方法成功在莫里青油田C区块南部双二段预测出6个有利含油储层，实现储层定性分析向半定量、定量化分析的转变。

高分辨率层序；相控随机建模；储层预测；双阳组二段；莫里青油田；莫里青断陷；伊通盆地

受走滑控盆断裂活动方式特殊性、陆相沉积相变复杂性、地层边界连续性差等因素的影响，莫里青断陷物源期次复杂、地层对比困难、穿时现象明显、沉积相变化快，使用传统岩性为主要标志的地层分层与对比困难。前人对依兰—伊通盆地的层序地层研究仅限于三级层序[1-4]，莫里青断陷则仍以传统的岩性地层分层为主要依据，导致对研究区物源期次、沉积微相等解释不清，从而对下一步的油气开发造成很大困难。同时，研究区地震资料品质较差，主频低，部分区块开发程度相对较高，地震反演技术已不能满足油田勘探开发的需要。

因此，本次研究主要采用高分辨率层序地层学的原理和分析方法[5-9]，以岩心、测井、地震资料为基础[10]，通过双阳组二段层序地层关键界面的识别与逐层对比控制，对研究区目的层段进行高分辨率层序研究。按基准面旋回特征分析，有利储层发育的短期旋回，在(扇)三角洲前缘和湖底扇中扇亚相主要出现在中期基准面上升早期或下降晚期，通常由多个具向上“变深”的非对称型旋回结构的水道化砂体，或具向上变浅非对称型结构的河口坝、无水道前缘席状砂体叠加组成；而发育于中期基准面上升中晚期至下降早中期的对称型旋回，一般不利于形成好的储层[11]。进而在层序格架约束下进行相控随机建模，通过拟合开发程度较高的A,B区块的储层展布特征，进行参数和模型优选，从而对开发程度低的C,D区块进行储层预测。

1 区域地质概况

莫里青油田地处莫里青断陷西部，跨越靠山凹陷、马鞍山断阶带、尖山断隆带3个次级构造单元，属于伊通地堑的一部分(图1)。区内构造主要受西北边界断层和东南部莫里青一号断层控制，地层以北、北东倾为主，其中莫里青一号断层上发育一组北掉次级正断层，形成阶梯状北掉的构造格局[12-13]。根据4条次级主控断层将研究区划分为A,B,C,D 4个勘探区块(图1)。

莫里青油田工区面积约79 km2，发育3套含油层系，即双阳组三段、二段、一段砂岩。油气埋深2 200～2 900 m，其中双二段为主要产油层段。油田探明含油面积32.20 km2，原油地质储量2 226.59×104t，年产98×104t，油气资源丰富。目前油层集中分布在A,B 2个区块，C和D区块开发程度较低，勘探开发潜力巨大。

2 高分辨率层序地层及沉积相研究

高分辨率层序地层学不仅应用于含油气盆地高精度等时地层格架的对比，它还可以建立研究区地层形成和演化的系统模式，有利于物源分析与地层对比，并对有利储层发育区进行定性分析。在含油区块油藏层序地层的确定及沉积成因类型的识别基础上，高分辨率层序地层学还可在油田开发阶段对储层成因类型、分布规律及油藏成藏类型进行预测分析[14-15]。

图1 莫里青油田地理位置与井位区块

2.1高分辨率层序划分及沉积相研究

针对陆相多物源湖盆的沉积特征，应用高分辨率层序地层学的研究方法，分析取心段中、短期旋回层序测井相特征，进而作为解释非取心段旋回层序的模型[16-18]；利用测井资料垂向高分辨率地层的旋回性及区域可对比性，研究单井沉积相序列，以及基准面旋回层序的划分和叠加样式，识别和标定各主要层序界面的性质及等时性对比意义，如层序界面、初始洪泛面、最大洪泛面等；以各主物源形成的较大规模冲刷面及与之对应的整合面为界面特征，从而将主物源约束在层序格架内部，同时利用主控断层活动期次的一致性，可进行各物源间的层序对比。该方法在莫里青油田高分辨率层序划分中的应用取得了很好的效果。

莫里青油田存在3大物源体系，即：北部物源体系、西部物源体系和东南部物源体系。其中北部和西部物源均受西北缘主控断层控制，东南部物源则受东南缘莫里青一号主控断层活动影响。受伊通盆地走滑背景影响，2个主控断层活动期次具一致性[4-13]。根据该认识，本次研究首次将目的层双二段划分为4个四级层序(对应基准面中期旋回)SQ2-SQ5(图2,3)，并划分了体系域和13个基准面短期旋回，其中主要产油层段为SQ2-SQ4。

SQ2-SQ4在研究区整体表现为“南北分区、东西分异、多物源、多期次”的沉积特征，其中北部井岩心观察均为水下环境，主要以水下扇沉积为主。西南部B-2井粒度分析显示以悬浮总体和跳跃总体为主，反映扇三角洲沉积；向东至B-19井见包卷层理(图2)，表明沿断层发育小型滑塌扇沉积。

图2 莫里青油田双二段高分辨率层序及沉积微相划分(B-2井)

图3 莫里青油田SQ2-SQ5层序地震剖面

图4 莫里青油田SQ2层序地震相、地震属性及沉积微相

通过岩—电—震综合分析进行沉积微相的精细划分(图2,4)，将研究区主要物源约束在层序格架内部(图3)：其中SQ2以西部物源为主，研究区内主要表现为近源扇三角洲前缘沉积，岩心观察显示研究区以西可见到扇三角洲水上沉积部分；SQ3受西部扇三角洲与北部水下扇沉积共同作用，SQ4则以北部水下扇沉积为主，西南部扇三角洲亦有发育；而研究区西北缘和东南缘受主控断层活动影响，SQ2-SQ4均有水下扇发育。

2.2层序格架内部储层展布分析

在层序地层格架控制下，结合试井、测井及动静态资料，可确定研究区油藏层序地层位置。研究表明，双阳组二段油气藏主要分为A,B区块2个部分；C区块东南部则为新增油气藏。

A区块具有长期持续沉降、短期台地发育的构造特点，其储层以中、远源水下河道砂体为主，端部水道的反复迁移与改道作用形成砂体的较大面积叠加连片，形成了以超覆砂岩体为主的油气藏特征——面积大、厚度小，以岩性油气藏类型为主，主要分布于SQ4层序的低位体系域和高位体系域。SQ5早期北部物源萎缩，造成SQ5的上升半旋回早期对应的低位体系域不发育，大套泥岩直接覆盖在SQ4的高位体系域砂体之上，对油气起到封堵作用，故高位体系域也能形成良好的油气储层。

B区块具有早、晚期隆升，中期持续沉降的构造特点，其储层以近源的扇三角洲、滑塌扇砂体为主。砂体的进积作用形成多个独立、厚层砂砾岩体，进而形成以进积砂岩体为主的油气藏特征——面积小、厚度大，以岩性油气藏为主，局部发育断层—岩性油气藏。主要分布于SQ2层序的低位体系域和SQ3层序的低位体系域，表现为在中期基准面上升早期，由多个具向上“变深”非对称型短期旋回结构的水道化砂体叠加组成的有利储层(图2)。

C区块南部受莫里青一号断层活动影响发育近源水下扇沉积，SQ2-SQ4均有物源供应，以大套泥岩间的孤立型砂体为主，反映为短期基准面上升时期，浊积扇沉积物以透镜状保存下来，该基准面旋回与A,B区块具可对比性。从已开发的C13-1井区SQ2来看，东南部物源影响范围较大，沿断层发育小型水下扇或滑塌扇，形成孤立的透镜型岩性油气藏，导致该井区单井油气产量差别较大；SQ3东南部物源持续供应，在C13-1井区可见小型水道砂体；SQ4时期东北部物源沿莫里青一号断层向北迁移，扇体范围向断层方向有所收缩。

3 层序约束下相控随机建模与储层预测

3.1相控随机建模的原理及方法

储层随机建模，是以已知信息为基础，根据随机函数相关理论，应用随机模拟方法，辅助地质条件约束产生可选的等概率的储层模型的方法。该方法承认控制点以外的地区储层参数分布存在一定的不确定性(随机性)。因此，采用随机建模方法建立的储层模型是不唯一的，即针对同一储层，应用同一资料、随机模拟方法可得到多个模型。通过各模型的比较与优选，了解井间储层预测的不确定性，进而满足油田开发决策在一定风险范围的正确性[19-20]。

为降低随机模拟的不确定性，应在随机建模过程中给随机模拟算法加上约束条件，如精确的地层对比、沉积微相平面划分等，这样可以大大降低储层预测的不确定性。沉积微相图代表沉积单元在不同沉积环境时的平面分布状况，平面上沉积环境不同会导致储层性质差异较大。相控随机建模就是基于该理论发展起来的一项尽可能减小储层预测中不确定性的技术。

3.2储层预测思路及应用效果分析

本文主要基于Petrel三维可视化建模软件，采用等时地层格架建立、沉积岩相模拟、储层物性模拟的三步建模法[21]。首先利用高分辨率层序地层学原理，以中短期旋回层序为储层建模研究单元，基于双二段13个基准面短期旋回建立精细的等时地层对比格架；然后在格架内建立不同级次的沉积微相模型，最后在高分辨率层序格架和沉积微相约束下建立储层物性模型。通过对井网较密、开发程度较高的A,B区块层序内部的储层特征进行拟合，实现相控随机建模参数和模型的优选，达到对开发程度较低的C区块进行储层预测与优选的目的。在莫里青油田主力油层的实际应用表明，基于短期旋回层序建立的地质模型更具科学性、等时性、成因连续性，能有效地揭示砂岩储层的物性、非均质性及夹层的分布规律。

图5 莫里青油田双二段储层孔隙度、渗透率、含油饱和度模型

根据Petrel软件应用效果分析，双二段相控属性模拟(图5)与地震相、地震属性(图4)及试油等数据具有很好的吻合性，含油储层在层序内部的分布特征与本文研究基本一致。进而通过优选出的模型，在C区块南部双二段SQ2-SQ4层序共预测出6个有利含油储层。其中过C13-1井的一号含油储层发育于SQ2层序短期基准面上升期，该储层面积约为0.631 km2，孔隙度10%～18%，渗透率(9.87～78.96)×10-3μm2，含油饱和度35%～55%。目前新井C13-4投产20 t/d，是对该含油储层很好的验证。

4 结论

1)针对陆相多物源湖盆的沉积特征，岩—电—震相结合，以各主物源形成的较大规模冲刷不整合及与之对应的整合面为界面特征进行层序划分，从而将主物源约束在层序格架内部，同时利用主控断层活动期次的一致性可进行各物源间的层序对比。

2)首次将研究区双阳组二段划分为4个四级层序(对应基准面中期旋回)，并划分出体系域和13个基准面短期旋回，建立了莫里青油田高分辨率层序地层格架。

3)对莫里青油田而言，低位域和高位域砂体均可能成为储层发育的有利场所；按基准面旋回特征分析，有利含油储层发育的短期旋回，在(扇)三角洲前缘和水下扇中扇亚相主要出现在中期基准面上升早期及下降晚期。

4)基于高分辨率层序地层研究进行相控随机建模，由已知推未知，由简单到复杂，促进地质概念向模型转化，实现储层研究由定性分析向半定量、定量化分析的转变。该方法成功在莫里青油田C区块南部双二段SQ2-SQ4层序预测出6个有利含油储层。

[1] 徐翔军.伊通地堑古近系层序地层学分析及重点区岩性地层圈闭分布规律[D].长春:吉林大学,2007:76-113.

[2] 李本才.伊通地堑岔路河断陷古近系层序地层学研究及非构造圈闭预测[D].北京:中国地质大学,2006:38-40.

[3] 马良,周江羽,王旭丽,等.伊通盆地岔路河断陷始新统地层对比[J].石油实验地质,2008,30(3):260-269.

[4] 王永春.伊通地堑含油气系统与油气成藏[M].北京:石油工业出版社,2001:10-21.

[5] Van Wagoner J C,Mitchum R M,Campion K M,et al.Siliciclastic sequence stratigraphy in well logs,cores and outcrops:Concepts for high resolution correlation of time and facies[J].AAPG Methods in Exploration,1990(7):55.

[6] Mitchum Jr R M,Van Wagoner J C.High-frequency sequences and their stacking patterns: sequence stratigraphic evidence of high-frequency eustatic cycles[J].Sedimentary Geology,1991,70:131-160.

[7] Cross T A.High-resolutions stratigraphic correlation from the perspective of base-level cycles and sediment accommodations[C].Proceedings of Northwestern European Sequence Stratigraphy Congress,1994:105-123.

[8] 威尔格斯C K.层序地层学原理:海平面变化综合分析[M].徐怀大,等译.北京:石油工业出版社,1993:155-183.

[9] 邓宏文.高分辨率层序地层学:原理及应用[M].北京：地质出版社,2002:16-22.

[10] Escalona A,Mann P.Sequence-stratigraphic analysis of Eocene clastic foreland basin deposits in central Lake Maracaibo using high-resolution well correlation and 3-D seismic data[J]. AAPG Bulletin,2006,90:581-623.

[11] 郑荣才,彭军,吴朝容.陆相盆地基准面旋回的级次划分和研究意义[J].沉积学报,2001,19(2):249-255.

[12] 陆永潮,任建业,李思田,等.伊通地堑的沉积充填序列及其对转换—伸展过程的响应[J].石油实验地质,1999,21(3):233-236.

[13] 唐大卿,何生,陈红汉,等.伊通盆地断裂体系特征及其演化历史[J].吉林大学学报：地球科学版,2009,39(3):386-396.

[14] 林畅松.沉积盆地的层序和沉积充填结构及过程响应[J].沉积学报,2009,27(5):849-862.

[15] 秦雁群,邓宏文,侯秀林,等.海拉尔盆地乌尔逊凹陷北部高分辨率层序地层与储层预测[J].石油与天然气地质,2011,32(2):214-221.

[16] 郑荣才,吴朝容,叶茂才.浅淡陆相盆地高分辨率层序地层研究思路[J].成都理工学院学报,2000,27(3):241-244.

[17] 肖朝辉,王招明,吴金才,等.塔里木盆地石炭系层序地层划分及演化[J].石油实验地质,2011,33(3):244-254.

[18] 朱红涛,Liu Keyu,杨香华.陆相湖盆层序构型及其岩性预测意义:以珠江口盆地惠州凹陷为例[J].地学前缘,2012,19(1):32-39.

[19] 吴胜和,金振奎.储层建模[M].北京:石油工业出版社,1999:9-24.

[20] 李少华,尹艳树,张昌民.储层随机建模系列技术[M].北京:石油工业出版社,2007:60-69.

[21] 韩登林,张昌民,李忠,等.油气田开发中后期的储层三步建模法:以赵凹油田为例[J].地质科技情报,2007,26(5):109-112.

(编辑黄 娟)

Applicationofhigh-resolutionsequencestratigraphyframeworkinreservoirprediction:Acasestudyof2ndmemberofShuangyangFormationinMoliqingOilfield

Hu Yuan1, Chen Kaiyuan1, Zhao Lei1, Sun Yang1, Li Geng2

(1.SchoolofEnergyResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China;2.MIEnergyCorporation,Songyuan,Jilin138000,China)

With multiple sources and multiple stages for strike-slip, the Moliqing Fault Basin has a complicated fracture pattern, and the source stage and reserve distribution still remain discussing. By means of high-resolution sequence stratigraphy, combining lithologic, electric and seismic data together, the 2nd member of the Shuangyang Formation in the Moliqing Oilfield has been divided into 4 4th-grade sequences (equivalent to mid-term base-level cycles) and 13 short-term base-level cycles. A high-resolution sequence stratigraphy framework of the Moliqing Oilfield has been established. Grain size, seismic attribute and facies analyses have been applied to study sediment-ary micro-facies. Using facies-constrained stochastic modeling method, the reservoir distributing features of high-exploitation blocks A and B have been fitted and the optimal parameters and models have been selected. Then these parameters are applied to the reservoir prediction in blocks C and D which are in low exploitation degree. Six oil-bearing reservoirs in the 2nd member of the Shuangyang Formation in the south of block C have been predicted with this method. The change from qualitative analysis to semi-quantitative and quantitative analyses in reservoir research provides more reliable foundation for the exploration and development of lithologic reservoirs.

high-resolution sequence stratigraphy; facies-constrained stochastic modeling; reservoir prediction; 2nd member of Shuangyang Formation; Moliqing Oilfield; Moliqing Fault Basin

TE122.2+4

A

1001-6112(2013)01-0098-06

10.11781/sysydz20130117

2012-03-08；

2012-12-10。

胡源(1986—)，男，硕士，从事层序地层学和油藏描述研究。E-mail: huyuank2006@yahoo.cn。

中国石油科技创新基金项目(2011D-5006-0303)资助。