复杂断块油藏精细地质研究中几项关键技术的应用<br/>——以王家岗油田王43断块区为例

复杂断块油藏精细地质研究中几项关键技术的应用
——以王家岗油田王43断块区为例

2015-07-02宋慧莹

石油地质与工程 2015年3期

关键词：小层断块油藏

宋力，宋慧莹

(1.中国石化胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营 257000；2.中国石化胜利石油工程公司测井公司)

复杂断块油藏精细地质研究中几项关键技术的应用
——以王家岗油田王43断块区为例

宋力1，宋慧莹2

(1.中国石化胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营 257000；2.中国石化胜利石油工程公司测井公司)

王家岗油田王43断块区是典型的复杂断块油藏，目前含水高、开发矛盾突出、地质基础薄弱，下一步开发调整、提高采收率工作迫切需要可靠的精细地质模型。针对其断裂系统复杂的油藏地质特点，综合应用多项关键技术，开展精细地质研究，建立了复杂断块油藏三维精细地质模型，主要包括：缺乏对比标志的地层对比技术、复杂断块油藏低序级断层识别技术、精细油藏类型划分以及精细三维地质建模技术。该研究结果为王43断块后续开发调整提供了可靠的地质依据。

东营凹陷；王家岗油田；复杂断块油藏;精细地层对比

复杂断块油藏在开发中后期面临平面上井网不完善、纵向上层间矛盾越来越突出、注采关系不对应、剩余油分布不清等问题,生产中表现为高含水、高采出程度和高剩余油的特点，控水稳油形势严峻[1]。复杂断块油藏往往被不同级次的断层切割严重、断块破碎、内部断层发育不落实、储层归属不清，是导致上述开发矛盾的重要因素，因此，需要建立精细的地质模型，为后续的开发调整奠定坚实的地质基础。

1 油田概况

王家岗油田王43断块区是典型的复杂断块油藏，构造上位于东营凹陷南斜坡通王断裂带上，为一个被多条断层复杂化的复式地堑构造，北邻通61断块，纵向上含油井段较长，沙一段到沙三段都有储层发育，其中，沙一段为浅湖相沉积，沙二段主要为三角洲前缘和平原亚相沉积，沙三下为湖底扇沉积，纵向划分为13个砂层组，97个小层。沙二段为主力含油层段，断块内部各个小断块的断层解释及地层对比状况自成体系，没有形成统一的认识，各个断块边界断层不落实，断块归属不清，导致目前高含水、高采出程度等诸多矛盾。

2 主要研究内容及关键技术

针对王43断块的地质特点，重点探讨几个复杂断块区精细地质研究关键技术的应用，包括：同生断层控制下河流相地层精细对比技术；低序级断层识别及描述技术；空间上组合划分不同油藏类型及三维精细地质建模技术。

2.1 同生断层控制下河流相地层的精细对比技术

大段的河流相地层内部本身就缺乏明显的对比标志，被多条不同级次断层切割错断后，更加难以对比，王43断块的地层对比还要考虑一个更重要的影响因素：同沉积作用。同生断层作为沉积体系形成时期最为重要的构造运动表现，其活动形成的凸起和下切沟谷控制着沉积体系的发育类型[2]，直接表现就是断层引起的沉积厚度的差异[3-4]。因此，地层对比的难点在于如何在缺乏明显标志的地层中，将同生断层引起的地层厚度差异与地层断失区分开，从而精确划分地层、识别断点。

2.1.1 建立受同生断层控制的地层对比模式

王43断块区同生断层对沉积的控制作用主要体现在厚度差异，对比中总结了两种模式：①断层上下两盘不同断块地层的厚度差异大，地层厚度最大相差65 m；②同一条断层由于沿走向落差不同，造成同一断块不同位置储层厚度有差异。比如通61-59井与通61-84井在同一断块(图1)，北部通61断块与王43断块的分界断层东部落差大，向西逐渐消亡，造成通61-59井与通61-84井沙二段1～3砂组沉积地层厚度差39 m。前期对比中由于构造复杂、基础图件缺乏，不清楚对比井归属于哪一个断块，对比难度极大。

图1 通61-84、通61-59井构造位置和地层厚度对比

对比方法：①以厚度大、无断层的标准井为基础，平行主控断层走向和垂直主控断层走向各拉7条控制全区的骨架剖面；②采用沉积旋回方法和地层增量相结合的方法，摸清同生断层对该段沉积的控制规律，建立研究区同生断层地层增量模式(图2)，分别做好不同断块之间和同一断块内部的地层对比；③在骨架剖面控制下相邻井层层外推，井井互相验证，落实每一口井每一个层段的地层归属(归属哪个断块)。

图2 同生断层发育地层的对比模式

2.1.2 井、震动态结合保证对比准确性

河流相地层中缺少对比标志、砂体变化快，对比中改变了以往先地层对比再地震解释的模式，将井震结合融汇到整个对比过程中，开展井震同步式的地层对比。断点的识别和断层的组合每一步都寻求井、震的互相验证，有效提高了地层对比的精度；小层的对比充分考虑油水关系，确定砂体的展布范围和连通性。

2.1.3 利用地质成图检查对比的合理性

在地层精细划分和对比过程中，制做粗略油藏剖面图和小层平面图可以展现地层变化趋势及构造特征，验证对比模式，检查对比结果，验证地层、断层对比的可靠性，从而指导下一步精细对比。因此，利用对比过程中的粗略成图来指导对比是非常有效且必要的步骤。

王43断块区在纵向上细分到单砂体，平均单砂体厚度1～2 m，对比单元满足独立的油水系统和开发单元的划分。从成因上统一了整个断块区的地层划分对比，将王43断块区沙一段、沙二段与沙三段地层纵向上划分13个含油砂层组、90个小层。

2.2 低序级断层识别与描述技术

在复杂断块油田开发研究中，低级序断层特指四级和五级断层，这些断层往往是复杂断块油藏高含水后期控制剩余油分布的主要因素[5-6]。因此断层的识别及断块的划分是复杂断块油藏精细描述的关键。王43断块区处于地堑应力集中带，断裂系统复杂，研究中充分利用了三维地震资料、钻完井资料以及生产动态资料，精细识别描述低序级断层。

2.2.1 井斜数据甄别及校正

井斜数据是影响复杂断块构造解释精度的重要因素，某些井斜较大的直井，地面井位与地下井位相差很远，目的层深度也有变化[7]。因此需要对井斜进行鉴别和预判：①同一口井可能有多条井斜数据，需井震结合筛选合适的井斜数据；②地层对比与地震剖面断点位置不匹配有可能是直井井斜问题导致，需要对井斜数据进行校正；③断层平面构造线形态突变，多为直井井斜问题。对井斜进行反复核实和正确使用，保障后期研究工作的准确性。

2.2.2 多方法精细识别断点

大断层解释依据反射波(或者波组)错断，确定断层位置及断面形态，反射波同相轴数目突然增减一般为二、三级断层甚至四级断层。地层产状的突变以及特殊波的出现是识别断层的重要标志。对于落差较小的低序级断层，依据波形的扭曲变形、反射波同相轴微错、反射波同相轴分叉-合并等反射特征进行识别，采用相干分析、沿层倾角、沿层二阶求导等属性来识别小断点。

2.2.3 多手段合理组合断层

合理组合断层首先要以低序级断层的力学形成机制及其组合样式作为理论指导，王43断块断裂系统有明显的张性，主干断层发生正断作用并伴有一定的旋转，产生反向低序级断层，低序级断层进一步产生自己的反向分支断层，从而组成复式“Y”型断裂组合(图3)，使构造更加复杂化。通过加密纵横测线解释，剖面上准确描述每条断层的断面位置，根据相邻剖面的相似性分层系进行断层平面组合。采用相干分析、水平切片、沿层切片、沿层倾角属性、沿层二阶求导属性等技术判别断层平面组合。

图3 王43断块区断层剖面组合样式

王43断块区新解释的断层变化较大：北部的王43-王4断块，大断层增加分支，延伸了长度，新增加6条低序级断层，断层组合、切割关系更为复杂；南部的王14-王104断块通过精细刻画，内部增加低序级断层7条。

2.3 精细油藏类型划分技术

受断层作用，复杂断块油藏具有储集岩体破碎、圈闭类型多、油气运移与分布复杂的特点，因而油气藏形成与分布的规律比较复杂[8-9]，进一步细化油藏类型的划分有利于高含水开发后期开展针对性的调整和部署。王43断块纵向上含油层系多，各小层都有各自的油水界面，边水能量差异大，油层分布受控于构造和砂体展布控制，依据油藏的成藏控制因素、油层宽度及油层面积的大小等，将油藏细划为四大类。

(1)窄条带屋脊断块油藏(图4a)：该类油藏受控于断层，含油集中在断层屋脊一线，边水体积大，天然能量充足，储层物性好，属于构造油藏。研究区在王14-18断块和王104断块以及王43断块的沙一、沙二各个砂组均分布广泛，共有41个小层，储量规模占53%。

(2)薄层大面积断块油藏(图4b)：受控于断层和储层展布，该类油藏含油面积大(0.7～3.0 km2)，含油条带宽(1 100～230 m)，储层储层物性好，属于构造油藏，分布在沙二段S273小层等6个小层，储量规模占25.7%。

(3)条带及土豆状油藏(图4c)：受控于储层展布，储层属于典型的三角洲平原分流河道沉积，储层物性较好，河道窄(50～100 m)，油层平均厚度2.4米，变化快，天然能量相对较弱，属于构造-岩性油藏。分布在沙二段S212小层等17个小层，储量规模占19.4%。

(4)岩性油藏(图4d)：该类油藏只受控于岩性，储层属于湖底扇浊积砂沉积，储层物性较差，油层平均厚度4 m，属于岩性油藏；仅分布在沙三下3个小层，储量规模占2.1%。

图4 王43断块区不同油藏类型平面

2.4 三维精细地质建模技术

2.4.1 网格合理划分

为提高网格质量,将其中的主要断层设置为网格控制线；给每个隔层赋予单独的网格系统，避免粗化过程中损失隔层；小的网格规模(平面25 m×25 m，纵向0.5～1 m)；网格平行于主断层方向，尽量保持正交性，精确描述断层边界。

2.4.2 断层模型的精细雕刻

断层模型是复杂断块油藏构造模型的骨架。断层在储集层中的空间定位以及断层产状的准确描述直接决定构造模型的骨架是否能够精确搭建[10-11]。精细刻画断层的方法技巧有：①地震解释构造面要和断层匹配，确定断层的断面及倾向，出现相切的情况要调整断层控制线；②将地层对比得到的断点和地震解释断面匹配后锁定；③合理处理复杂断层及其搭接关系，建立符合地震和地质认识的断层控制线，从而建立合理精确的断层模型。

2.4.3 地层模型的建立

①地震约束井点数据，优选合理的算法，建立精准的标准控制层面模型；②对各个层面消除奇异值、通过层面重采样，调整断层和层面的交接控制线；③利用井斜校正、添加虚拟井、尖灭区补层等空间校正局部微构造；④建立砂体厚度模型，以沉积规律为指导确定砂体分布规律及连通性[12]；⑤通过厚度叠加法构建完整地层沉积序列，搭建地层框架模型。

2.4.4 属性模型的建立

①建立测井解释模型，求准井点参数；②将数据异常值剔除处理，测井曲线离散化，数据统计规律分析；③采用序贯高斯随机方法，引用小层厚度作为约束条件控制属性空间变化特征，对井点物性参数进行空间内插和外推数据，从而建立王43断块孔隙度和渗透率模型。