高分辨率层序分析在超前注水开发中的应用——以渭北油田渭北2井区长3油藏为例

顾丽娜，尹超，李熹微，邵隆坎

（1.中国石化华北分公司石油勘探开发研究院，河南郑州450006；2.中国石油华北油田分公司石油勘探开发研究院，河北任丘062552）

高分辨率层序分析在超前注水开发中的应用
——以渭北油田渭北2井区长3油藏为例

顾丽娜1，尹超1，李熹微2，邵隆坎1

（1.中国石化华北分公司石油勘探开发研究院，河南郑州450006；2.中国石油华北油田分公司石油勘探开发研究院，河北任丘062552）

运用高分辨率层序地层学的基准面旋回原理，以钻井、测井资料的综合研究为基础，并结合陆相湖盆层序地层特征和地震剖面资料，分析了渭北油田渭北2井区长3段不同级次基准面旋回层序界面特征及识别标志，将渭北油田长3油层划分为5个短期基准面旋回，建立起该区长3油层高分辨率层序地层格架。通过运用相控—准层序组小层等时对比新技术极大提高了超前注水实验区的单层砂体对应性，超前注水开发效果显著，为输导体系研究奠定了基础。

鄂尔多斯盆地；高分辨率层序地层学；基准面旋回；地层格架；延长组

近年来，运用高分辨率层序地层学和旋回地层学对露头和岩心进行精细沉积建模已愈来愈引起地质学家和石油勘探者的重视。实践证明，高分辨率层序地层学在提高地层划分与对比精度、掌握地层分布特征，提高地层预测精确性和准确性，建立高精度地质模型等方面成果显著[1-3]。本次研究应用高频层序地层学和沉积相分异的理论，提出了相控—准层序组等时小层对比方法，通过进行三维地震相精细解释，建立三维地震解释约束下的测井分层和对比的沉积背景控制模型，在此基础上标定探井的综合测井曲线标准层，以准层序组旋回为单元进行测井小层对比。以下重点介绍短期旋回层序分析在河流相砂体等时对比及在渭北油田渭北2井区超前注水开发研究中的应用。此项研究不仅丰富了陆相盆地辫状河三角洲前缘的高分辨率层序理论，对于合理解释优质储层成因和预测有利区，有效地指导油气开发也具有一定的现实意义。

1 地质概况

渭北油田是近年来发现的大型油田，位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡南部，渭北隆起北部，构造平缓，在西倾单斜背景上局部发育小型鼻状隆起，以岩性油藏为主。上三叠统延长组内陆湖盆沉积经历了一套完整的湖进—湖退过程。长10至长7段为湖进期，长6至长2段为湖退期，长1段为准平原化期。发育于湖泊收缩期缓坡带三角洲前缘沉积阶段的长3油层组为本区主力油层组之一，可进一步划分为长331、长332和长333三个油层段。该油层组具有三角洲向湖中心强烈进积的特征，沉积微相主要由水下分流河道、河口坝、复合式坝、远砂坝、分流间湾等微相组成。

鄂尔多斯盆地三叠统延长组与下侏罗统延安组具有多物源、多汇聚中心、多沉积相类型且相变快、变迁大等特征，渭北油田延长组的物源来源和沉积物的汇聚主要受控于南部渭北古隆起的母岩类型、古隆起形成和演化的影响，仅在渭北油田西侧与波及彬长地区的物源体系相关[4-5]。

2 长3油层高分辨率层序地层特征

以延长组长3油层组为目的层，在区域地质特征研究的基础上，根据高精度层序地层学等时对比和沉积相分异的原理和方法，进行长3储集砂层组的划分与对比，建立长3储集砂层组高精度对比格架。根据高精度层序地层学以及小层旋回对比原理，采用湖泛面限定的准层序单元或准层序组作为储集砂层组等时对比单元。

2.1 层序界面特征

进行层序界面的识别是高分辨率层序地层格架建立的前提和基础，层序界面有区域不整合面及对应的整合面和规模较大的湖泛面。

渭北地区层序构成样式为盆地陡坡前积型。以长3沉积为代表，其沉积充填特征表现为研究区地形坡度较大、沉积物供给充足等因素影响，在层序内河道沉积不发育，以多期叠置前积的三角洲沉积为特征。渭北长3油层底界面特征明显，地震剖面上为一负相位，反映界面上下波阻抗由高阻向低阻变化，该位置在地震剖面上可见下切谷、削截现象，为区域不整合面[5-7]（图1）。

图1 渭北油田长3油层底界面下削截现象Fig.1Truncation phenomenon under bottom interface of Chang-3 formation in Weibei oilfield

渭北油田长3油层顶界面在地震剖面上特征为频率中等、连续性较好的反射同向轴。反射波组的特征明显，一般为单一强反射，局部出现复波，与上覆地层呈整合接触。地震反射主要特征较稳定，能量中等—较强，中等频率、连续性好，与下伏反射波主体呈平行、亚平行关系，局部见下伏地层削截，为一个三级层序内部相转换面。

长3油层组内部地震反射结构表现为顺物源或斜切物源方向（近北西向），明显具多期前积结构；垂直物源或斜切物源方向（近北东向）见多个或多期透镜体叠置结构，表现出长3沉积期三角洲沉积体多期进积的沉积过程。

2.2 钻测井响应特征

根据油田最新调整分层方案，判定长3顶底界面标志层后进行井间小层对比，并确定各界面的地质含义。

具体特征如下：长3顶界对应相转换界面，界面之上为长2的辫状河三角洲前缘水下分流河道、河口坝砂体沉积。自然电位、自然伽马曲线呈钟型、箱型，视电阻率曲线呈峰状高阻。界面之下为长3顶部，表现为间湾凝灰质泥岩、炭质泥岩沉积，电性特征明显，表现为高声波时差、高自然伽马值、高自然电位。

2.3 垂向高分辨率层序地层划分

在界定顶底界面的基础上，结合区域地质特征研究，根据相控—准层序组等时小层对比原理和方法，选择横贯区内NE向7条、NW向5条勘探井连井大剖面、重点方案区内7条勘探井—开发井连井剖面进行长3油层组和砂体的划分与对比，建立长3油层组高精度小层对比格架。本次研究对长3油层组以准层序组为单元划分为5个小层：长31（pps1）、长32（pps2）、长331（pps3）、长332（pps4）和长333（pps5），界面严格以河道侵蚀面或湖泛面即岩性表现为砂泥截变面（砂底或泥底）进行标定，建立起该区长3油层垂向高分辨率层序[8]（图2）。

根据高分辨率层序地层学方法原理，对渭北油田探井划分沉积旋回，并进行旋回对比，从而建立了该地区高分辨率层序地层格架。

按照准层序的定义，将长3油层组准层序组分为两种类型：进积准层序组和退积准层序组。进积准层序组是在沉积速率大于可容空间增加速率的情况下，形成向上砂岩厚度增大、泥岩厚度减薄、砂泥比值加大、水体变浅的准层序堆砌样式，为高位体系域的沉积特征，长31、长32、长331和长332分别对应一个进积准层序组。退积准层序组是在沉积速率小于可容空间增长速率的情况下形成的，所以较年轻的准层序依次向陆地方向退却，退积准层序组向上水体变深、单层砂岩减薄、泥岩加厚、砂泥比值减低的特征，是湖扩体系域的沉积响应，长333对应一个退积准层序组。从已建立的层序地层格架可以看出，渭北地区层序构成样式为盆地陡坡前积型。由于研究区地形坡度较大、沉积物供给充足等因素影响，在层序内河道沉积不发育，以长3沉积为代表，其沉积充填特征表现为多期叠置前积的三角洲沉积[9-10]。

图2 渭北油田延长组长3段沉积相和高分辨率层序地层综合柱状图（以WB86井为例）Fig.2Integrated histogram of sedimentary facies and high-resolution sequences of Chang-3 formation in Weibei oilfield (taking well WB86 as an example)

图3 渭北油田长3段典型剖面地层格架中的小层砂体等时对比Fig.3Isochronous contrast of small sandbody layers in the framework of Chang-3 formation in Weibei oilfield

以WB1—WB4—WB9—WB5—WB8—WB6—WB14—WB17—WB12—WB3井（NW1）为例（图3），该剖面为顺或斜切物源方向的连井剖面。剖面内10口井长3油层组的5个准层序组均发育，长3底界以K6标志层为界，顶界面以“三高”突变为标志。长31准层序组（pps1）底界面为河道侵蚀面，因侧向相变至WB12、WB3井区为湖泛面，内部砂体结构可分出4套砂体，均为辫状河三角洲前缘亚相沉积，为河道—坝型和河口坝型砂体。该剖面自WB1到WB3井，具有砂层减少减薄、粒度变细的特征，反映顺物源方向沉积微相变化，至WB17、WB3井区砂层增多增厚、粒度变粗，反映为不同物源影响所致。长32准层序组（pps2）底界为河道侵蚀面，因侧向相变至WB4、WB1井区为湖泛面，内部砂体可分出2套砂体+泥岩+1套河道砂体，均为辫状河三角洲前缘亚相沉积，为河道—坝型和河口坝型砂体，该剖面自WB1到WB14井，具有砂层减少减薄、粒度变细特征，反映出顺物源方向沉积微相变化，至WB17、WB3井区砂层增多增厚、粒度变粗，反映为不同物源影响所致。长331准层序组（pps3）底界为湖泛面，内部砂体结构可分为两套进积砂体，为辫状河三角洲前缘亚相水道—坝型、河口坝和远端坝型砂体，其他特征同pps2。长332准层序组（pps4）底界为最大湖泛面，内部砂体可分出两套砂体，近源区为辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体，逐渐过渡为河口坝和远端坝型砂体。长333准层序组（pps5）对应于湖扩体系域，内部砂体不发育，个别井见有辫状河三角洲前缘亚相小水道—坝型砂体。

3 渭北2井区长3超前注水实验区应用

在鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂体对比研究中，以往主要利用测井资料，选用岩性旋回对比，以凝灰岩和泥页岩标志为等时对比依据的砂对砂、泥对泥（或测井曲线的尖对尖、凹对凹）的韵律层逐层对比法，但由于陆相地层岩相变化快，标志层横向追踪对比难度大，造成以往传统分层或多或少存在穿时现象，往往会出现串层和错层，于是在超前注水开发中小层注水中往往不能见效。而在短期和超短期层序级别的近井距（或高密度钻井区）的砂体等时追踪对比研究中，对比精度的极限可达数米至分米级（单砂体），因而非常有效地提高了砂体等时对比精度，渭北2井区有较好的注采关系，注水效果开发显著提高[11-12]（图4）。

图4 渭北油田长3油层组前积式对比—等时对比模式Fig.4Progradational type comparison-isochronous contrast model of Chang-3 formation in Weibei oilfield

在超前注水实验区中WB2-10-5注水井组中注水井WB2-10-4、WB2-10-6的长332、长333小层对应采油井WB2-10-5的长332、长333小层。该井组长3油层组砂体较发育，砂体连通率高。注水井目的层砂体总厚度25.5 m，砂体连通率89.0%。采油井WB2-10-5投产时，WB2-10-6（注水井）累积注水199 m3，累积注水强度13 m3/m。WB2-10-4（注水井）累积注水13.8 m3，累积注水强度0.6 m3/m。油井最高日产0.5 t，产油强度0.02 t/m，初产0.3 t，产油强度0.01 t/m，目前日产液3.4 t，含水率近100%。目前累积生产237天，累产液1 551 t，累产油25 t，注水水淹，油井投产时即高含水，日产液量近20 t。

运用传统岩性旋回对比方法时出现串层，砂体对应性低，效果较差，注水效果不明显。而相控—准层序组等时小层对比方法极大提高了超前注水实验区的砂体对应性，超前注水开发效果显著，射孔对应率达到95.6%，吸水对应率达到97.1%，目前注水见效。

4 结论

以渭北油田渭北2井区长3油藏相控—准层序组等时小层对比方法分析及其在超前注水开发中的应用，已证明该理论体系及其技术方法在油气田开发工程中有广阔的应用前景。在不同级次基准面旋回层序划分的基础上，利用超短期旋回界面和湖泛面在地表露头、钻井及地震剖面中的容易识别和可对比性，作为进行等时地层单元对比的框架和标志，可以建立不同时间尺度的高时间精度分辨率的层序地层格架，为长3段生储盖组合分析和有利储集砂体预测提供基本资料，同时也可应用于十数米级、数米级至亚米级砂体的等时追踪对比和编制大比例尺的等时沉积微相图或单砂体分布图，从而为油气藏和储层精细描述、流体流动单元划分、储层建模和流体流动数值模拟，乃至注采工艺的布署或调整，提供更为可靠的地质模型。

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（编辑：杨友胜）

Application of high-resolution sequence analysis in advanced water injection development——taking Chang-3 formation in 2ndwell block of Weibei oilfield as an example

Gu Lina1,Yin chao1,Li Xiwei2and Shao Longkan1
(1.Petroleum Exploration and Development Institute,North China Company,SINOPEC,Henan,Zhengzhou 450006,China; 2.Petroleum Research Institute of Exploration and Development,Huabei Oilfield Company,PetroChina,Renqiu,Hebei 062552,China)

By base-level cycle principle of high-resolution sequence stratigraphy,based on the comprehensive study of drilling and logging data,and combined with the sequence stratigraphic characteristics and the seismic profile data of continental lake ba⁃sin,the sequence boundary characteristics and identification marks under different class of base-level cycle of Chang-3 formation in 2ndwell block of Weibei oilfield were analyzed to divide the oil layer into five short-term base-level cycles and establish the stratigraphic framework of high-resolution sequence.The new phase control-sequence group thin layer isochronous contrast tech⁃nology greatly improved the single sand body correspondence of the advanced water injection test area and laid the foundation of the transport system.

Ordos Basin,high-resolution sequence stratigraphy,base-level cycle,stratigraphic framework,Yanchang formation

TE121.3

A

2014-11-17。

顾丽娜（1985—），女，助理工程师，油气田开发研究。