基于地层地震属性切片技术的储层精细描述方法——以长垣北一区断东西块高Ⅰ油层组为例

卢 勉



基于地层地震属性切片技术的储层精细描述方法
——以长垣北一区断东西块高Ⅰ油层组为例

卢 勉

(大庆油田有限责任公司 勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712 )

针对大庆长垣北一区断东西块储层精细描述存在河道砂体平面组合多解、边界不确定等问题，利用基于地质模式的地层切片技术，结合地震和测井曲线等资料，采取“井点微相控制与地震属性平面预测协同分析”方法，开展高Ⅰ油层组前缘相河道砂体的精细描述，研究储层沉积特征.结果表明，研究区河道砂体主要呈枝状和条带状分布，河道宽度多为60～100 m，网状河等较宽的河道为多期河道叠加形成，同一河道中砂体走向和规模变化较大.优化编制研究区D井区高Ⅰ6+7小层补孔压裂措施调整方案，日增油7.3 t.该方法在高含水期三角洲前缘相储层剩余油挖潜中具有指导意义.

地质模式； 沉积相； 地层切片； 地震属性； 精细描述； 大庆长垣油田

0 引言

经过持续注水开发，大庆长垣各区块基本进入高含水开发阶段，其中北一区三角洲前缘相储层层间非均质性严重、动用程度较差，是剩余油挖潜的重点层位[1]，需要研究储层河道砂体的几何形态、边界、走向及平面组合特征等.人们采用不同方法研究油层砂体展布及沉积特征，如陈奋雄等利用取心井岩心和测井资料等，分析准噶尔盆地西北缘车—拐地区三叠系油层组沉积相展布特征，认为有利储层主要受水进沉积控制[2]；李卫成等采用追踪优势砂体方法，分析ML地区长81油层组砂体展布特征并预测有利区域[3]；周琦等基于区域沉积背景，利用砂岩等厚图和微观地质特征等资料，分析辽河小洼油田东营组小层沉积微相特征，分析优质储层成因[4]；马英健等在小层精细对比基础上，分析葡北油田沉积单元沉积微相展布特征，为剩余油挖潜提供依据[5].虽然目前储层描述精度较高，但受井网密度及模式绘图法[6]影响，存在河道砂体平面组合多解等问题.曾洪流等提出“地震沉积学”概念[7]，主要用于勘探、油藏评价和开发早期阶段.如朱筱敏、董艳蕾等利用相位转化和地层切片技术，描述不同沉积时期辫状河三角洲沉积体系展布范围[8-9]；唐武、董文波、李维岭、邢翔等结合地震剖面和不同地震属性地层切片，证实曲流河三角洲和湖底扇的存在[10-13]；毕海龙等采用变时窗方法提取鄂尔多斯盆地D气田下石盒子组盒1段地层切片，刻画地层厚度为22～28 m的沉积微相段[14]，但精度难以满足高含水后期地层厚度为5 m左右沉积单元精细挖潜的需要.

笔者以长垣油田北一区断东西块高Ⅰ油层组为例，分析研究区储层沉积特点，建立以测井沉积微相平面分布、砂岩厚度等值线平面分布和沉积相模式等特征为主要内容的地质模式；利用地层切片技术处理地震资料，以地层切片整体趋势与地质模式主要特征相似为目标，提取的地震属性切片反映信息与对应地质层位准确匹配，通过“井点微相控制与地震属性平面预测协同分析”的储层精细描述方法，开展高Ⅰ油层组前缘相河道砂体精细描述，深化该区三角洲前缘相砂体沉积特征认识.利用河道展布特征变化指导挖潜剩余油潜力区域，文中方法在类似储层剩余油挖潜中具有参考价值.

1 研究区概况

北一区断东西块位于松辽盆地一级构造单元中央凹陷区、长垣北部萨中开发区，发育萨尔图、葡萄花、高台子3个含油层系，其中高台子油层高Ⅰ油层组发育在青山口组一段最大湖侵期后，青山口组二、三段湖泊逐渐萎缩期背景下，是在松辽盆地坳陷期沉积的储层[15]；该时期沉积物供给充足，萨中开发区处于湖岸线摆动区域附近，油层沉积类型多，形成的砂体厚度小、层数少；河道沉积砂体、水下河口坝砂体及水下席状砂体在垂向上交替出现，构成大规模复合型三角洲沉积，非均质性严重[16].研究区无断层，含油面积约为17.3 km2，共有井2 244 口，井网密度为130 口/km2，构造平缓，地层倾角为1°～2°.

2 地质模式及储层精细描述方法

2.1 沉积微相

分析研究区取心井目的层段沉积微相，对比非取心井与取心井的测井曲线特征，将北一区断东西块高Ⅰ油层组三角洲前缘亚相分为5种沉积微相(见图1).

图1 北一区断东西块高Ⅰ油层组沉积微相Fig.1 Model of microfacies and it's energy phase units in the GaoⅠlayer group of the west block of Beiyiquduandong

2.1.1 水下分流河道

该沉积微相沉积单元砂体厚度较厚，砂地比约为0.6，测井曲线呈钟形，光滑或微齿状，正韵律，与底部滞留砂体呈突变接触(见图1(a-b))；岩性以粉砂岩为主，较水上分流河道沉积单元的砂体厚度稍薄，粒度较细、物性差.

2.1.2 席状砂

该沉积微相是在洪水期、沉积物不受河道限定而在河道两侧漫流形成的大面积薄层席状砂，经由湖能改造，形成以水平波状层位为主的粉砂岩、含泥或泥质粉砂岩.

根据水动力条件不同，将席状砂微相划分为主体席状砂、非主体席状砂和表外席状砂3种不同能量相类型[17]，其内部砂体发育及物性特征存在一定差异(见图1(c-e)).主体席状砂有效厚度大于0.5 m；非主体席状砂有效厚度在0～0.5 m之间；表外席状砂无有效厚度，但具有一类或二类砂岩厚度.由主体→非主体→表外席状砂，不同类型席状砂能量相能量渐低、粒度渐细、泥质渐多、物性渐差.

2.1.3 分流间泥

该沉积微相岩石学特征呈灰绿、灰色块状，具有水平波状和透镜状层理；微电极测井曲线上幅度差值接近零，多为含钙、植根、虫孔为主的粉砂质泥岩或泥岩(见图1(f)).

2.2 地震属性切片

地震沉积学研究以地层地震资料的90°相位转换和地震属性切片[18]技术为主，研究区地势平缓，地层地震属性切片可尽量避免出现穿时问题[19]，适合开展储层精细描述.该区沉积单元地层厚度为4.0～5.5 m，地震纵向分辨率无法达到标定厚度为5.0～8.0 m的地层要求.为保证提取的地震属性切片信息与层位匹配准确，假定目的层内沉积速率变化不大、小层时间域厚度与深度域厚度比例一致，追踪目的层所属油层组顶底地震层位，建立时间域等时地层格架.

以研究区地质模式的沉积微相平面分布为基础，结合砂岩等厚图对比砂体和地震属性切片垂向演化信息，确定沉积单元对应的地震反射层位；提取沉积单元对应反射层位的多种属性切片，寻找与地质模式相近的地层地震属性切片和储层刻画的最优属性.以研究区高Ⅰ6+7地层为例，提取反射层位上下滑动时窗内多张切片(见图2(b-d)，找出与目的层井沉积相图(见图2(a))中河道砂体在规模、趋势上最相似的属性切片，确定为开展储层刻画的最优地层地震属性切片(见图2(d)).

图2 高Ⅰ6+7地层切片优选结果Fig.2 The result of optimization of strata slicing on the formation of GⅠ6+7

2.3 储层刻画

研究区高Ⅰ油层组为三角洲内前缘储层，河道砂体发育规模小，主要以大面积分布的薄层砂和分流间泥为主，存在井网控制程度低.河道砂体识别及组合难等问题.为准确刻画储层，提取该区地层地震属性切片，根据砂岩厚度与地层地震属性切片上振幅能量关系(弱振幅为泥岩，强振幅为砂岩[20])，分析地震属性切片显示的沉积特征，利用“井点微相控制与地震属性平面预测协同分析”储层精细描述方法[20]，精细刻画储层.

步骤为：(1)对比同一层位地震属性切片与沉积相带图的沉积特征，选取与后者沉积特征相似程度高的地震属性切片；(2)寻找两者在地震波形能量减弱、同相轴错断等现象位置，在井点微相控制下，对河道砂体走向、边界及河道期次进行识别.

3 应用实例

3.1 河道砂体特征

3.1.1 边界

利用地层地震属性切片方法，分析研究区C24井区高Ⅰ1单元，对比测井沉积微相平面分布，根据模式绘图法确定砂体边界(见图3(a)).由图3(a)可以看出，测井微相平面分布中砂体边界在河道C24井处圆滑、等宽，但在地震宏观趋势引导下，砂体边界在C24井处发生变化，利用地震属性切片(见图3(b))可确定砂体边界位置.在剖面上垂直河道走向提取过井地震剖面(见图3(c))，根据地震波形的能量减弱、同相轴错断等异常现象确定窄河道井间边界点位置，由图3(c)可以看出，距C24井40 m处的A点和13 m处的B点地震同向轴发生弯曲，因此确定A点和B点为河道边界的准确位置.与传统根据沉积微相资料刻画的圆滑、等宽的河道砂体边界相比，文中方法刻画的河道为不规则几何形态，河道砂体规模变宽或变窄，能够修正河道边界(见图3(d)).

图3 高Ⅰ1井震结合识别河道边界Fig.3 The integrating high density well-pattern with seismic data identify the boundary of the channel in the section on the formation of GⅠ1

3.1.2 走向

对比研究区C25井区高Ⅰ2+3单元测井沉积微相平面分布(见图4(a))与地层地震属性切片(见图4(b)).由图4(b)可以看出，经过该井区有明显的走向为北西—南东向的红色条带区域，通过测井资料确定该区域为河道砂体沉积微相.沿河道方向提取过C25井的地震剖面(见图4(c))，距C25井20 m处的C点和41 m处的D点地震同向轴发生弯曲，地震波形存在能量减弱、同相轴错断现象，为河道边界的特征，因此确定该区域河道砂体的走向为北西—南东向(见图4(d)).

3.1.3 河道期次

由研究区C11井区高Ⅰ6+7单元井震结合沉积相图(见图5(a))可以看出，根据目的层沉积微相资料，绘制该区河道宽度为550 m的大面积连片砂体，在窄小河道发育的三角洲前缘相储层中较少见到单期次较宽的河道.以优选的高Ⅰ6+7地震属性切片作为参考时间面，分别提取-3、0、3 ms的地层地震属性切片(见图2(b-d)).由图2(b)可以看出，北东走向的河道Ⅰ内部为蓝色背景下的深红色条带状分布，即河道砂体呈条带状分布，未见河道Ⅱ；由图2(c)可以看出，河道Ⅰ消失，河道Ⅱ明显变窄，走向略微改变，河道Ⅱ逐渐消失；由图2(d)可以看出，河道Ⅰ切片振幅增强，砂体规模继续加大，河道轮廓更加清晰，同时河道Ⅱ出现清晰的北东走向河道边界，呈条带状，振幅能量强.因此，由图2(b-d)可以看出，河道Ⅰ为早期河道，河道Ⅱ为晚期河道.结合目的层测井微相资料，从垂直河道走向方向绘制过井连井剖面(见图5(b))，C14与C15井河道砂岩顶界高程存在差异，为河道沉积时期形成，证实地层切片反映的演化特征，确定河道期次及河道边界，绘制北一区断东西块高Ⅰ6+7单元井震结合相带图(见图5(a)).

图4 高Ⅰ2+3井震结合识别河道走向Fig.4 The integrating high density well-pattern with seismic data identifies trends of extensive channel sand bodies in the section on the formation of GⅠ2+3

图5 高Ⅰ6+7井震结合确定河道砂体期次Fig.5 The integrating high density well-pattern with seismic data identifies periods of channel in the section on the formation of GⅠ6+7

3.2 沉积微相及单砂体空间分布特征

解剖研究区高Ⅰ油层组7个沉积时间单元(高Ⅰ1—高Ⅰ10)，利用基于地质模式的地层地震属性切片方法提取地层地震属性，采用文中井震结合储层精细描述方法得到储层沉积时间单元井震结合平面分布(见图6).以三角洲内前缘沉积高Ⅰ2+3单元为例，该单元地层厚度约为5.5 m，相带分异明显，各沉积微相发育特点为：

(1)水下分流河道.河道连续性好，主要发育于区块东部，为东部物源沉积，形态上自北向南延伸，识别一条大规模复合河道，宽度大于1 500 m，西部和东部主要发育5条条带状、枝状河道，宽度为60～200 m，同一河道砂体的走向和规模变化较大，其中一条窄河道砂体在部分区域走向为东西向，在走向和规模上变化较大，其余呈近南北向，中间被席状砂和水下分流间泥隔开.

(2)席状砂微相及其能量相.主体及非主体席状砂大部分呈条带状分布，与周围河道走向一致；表外席状砂成片分布.

(3)分流间泥.大部分距河道较远，以“土豆”状零星分布于表外席状砂.

其他6个沉积时间单元特征与高Ⅰ2+3单元类似.研究高Ⅰ油层组7个沉积时间单元平面沉积微相及单砂体空间分布特征：(1)高Ⅰ油层组7个沉积时间单元在整体水进背景下，从早期到晚期经历短暂的水进—水退—水进的过程.在高Ⅰ2+3时期为三角洲前缘相近岸沉积，达到水退极点，水下分流河道最发育、河道规模最大、向南延伸最远；高Ⅰ1、高Ⅰ10为三角洲前缘相中远岸沉积，席状砂发育.总体河道以窄条带状、网状、枝状发育为主，呈近南北向，其中部分区域河道走向为东西向，较好地揭示分流河道特征.(2)高Ⅰ油层组存在大规模的河道砂体，为多期河道叠加而成.

图6 高Ⅰ2+3沉积单元井震结合沉积微相及能量相Fig.6 The integrating high density well-pattern with seismic data sedimentary identities microfacies and energy phase units in the section on the formation of GⅠ2+3

3.3 现场应用

经后验井证实，基于地质模式的地层地震切片方法，结合河道砂体的边界、走向及河道期次，比单纯根据井沉积微相资料获得的结果更符合储层实际，主要变化表现为：(1)井间变差.基于井沉积微相资料绘制的沉积相带图显示两口井属于同一条河道，井震结合后认为两口井属于不同的河道，井间发育薄层砂或分流间泥(见图4).(2)河道边界变化.基于井沉积微相资料模式绘图法绘制的沉积相带图显示河道砂体的边界为等宽、圆滑，井震结合后认为河道砂体边界为不规则的几何形态(见图3、图5).(3)井间变好.基于井沉积微相资料模式绘制的沉积相带图显示两口井属于不同河道，井震结合后认为两口井属于同一条河道，井间砂体连通(见图4).

研究区D井最初投产时为避免快速水淹，未射孔，分析研究区高Ⅰ6+7沉积时间单元井震结合成果，以及对河道展布特征变化的认识，发现该井与周围注水井不属于同一河道，属于注采不完善井.对该井目的层补孔压裂后，日产液增加48.2 t，日产油增加7.3 t，日产水下降0.4 t，见到较好的应用效果.

4 结论

(1)以密井网条件下基于地质模式的井沉积微相为控制条件，结合地层地震属性切片技术，可以准确提取三角洲前缘相沉积单元级的地震属性切片.

(2)长垣北一区断东西块高Ⅰ油层组发育的河道砂体主要呈枝状和条带状分布，河道宽度主要为60～100 m，网状河或较宽的河道为多期河道叠加形成，同一条河道砂体的走向和规模变化较大.

(3)“井点微相控制与地震属性平面预测协同分析”的井震结合储层精细描述方法，能够提高三角洲前缘相储层河道砂体的边界、走向、河道期次识别精度，深化沉积特征的认识，在高含水期三角洲前缘相储层剩余油挖潜中具有实用意义.

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2015-02-01；编辑：张兆虹

国家科技重大专项(2011ZX05010-001)

卢 勉(1984-)，女，硕士，工程师，主要从事储层精细描述方面的研究.

TE122

A

2095-4107(2015)04-0063-08

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2015.04.008