渤海湾盆地Q油田明化镇组复合砂体内部结构表征

高玉飞，胡光义，范廷恩，王晖，范洪军，张宇焜

（中海油研究总院，北京100027）

渤海湾盆地Q油田明化镇组复合砂体内部结构表征

高玉飞，胡光义，范廷恩，王晖，范洪军，张宇焜

（中海油研究总院，北京100027）

以渤海湾盆地Q油田明化镇组河流相砂体为例，采用单井分析方法并结合地震资料，分析了河流相复合砂体内部叠置特征，划分出多期砂体的切割叠置、边部侧切和边部叠加3种类型。阐述了表征复合砂体内部结构的意义，为井位部署及开发方案的编制提出了合理的建议：针对多期砂体的切割叠置存在的不确定性，提出了优化钻井顺序、设置钻井决策树、先评价后开发的建议；针对多期砂体的边部侧切和边部叠加形成的复合砂体，其内部隔夹层性质稳定的特点，提出了采用水平井开发，优化注采关系的建议。

渤海湾盆地；Q油田；明化镇组；复合砂体；内部结构；表征

复合砂体是指多个单砂体在纵、横向叠置后形成的砂体组合体，其内部各个砂体间的分隔界限非常模糊，需通过地震资料与地质资料相结合综合分析来识别。

Q油田位于渤海湾盆地石臼坨凸起（图1），上新统明化镇组砂岩是其主要储集层，受河流相沉积环境的影响，河道砂体侧向加积，纵向叠置，砂体间相互切割交错，砂体内部结构特征复杂，复合砂体发育[1-3]。油田开发实践表明，由于对复合砂体的内部结构认识不清，井位部署不合理，储量动用程度差。但是海上油田受海洋环境的制约，平台位置一旦确定，后期调整难度大，开发成本高，剩余油开采难度大，严重影响了油田的采收率。因此，在油田开发前期研究阶段，复合砂体内部结构特征的表征，成为一项亟待解决的问题。

图1　Q油田构造位置

1　Q油田地质特征

一个油田中是否发育复合砂体，可以从这个油田的砂体宏观发育特征上“窥得一斑”，一般砂地比比较高、砂体面积比较大、砂体平面分布交叉叠合的油田，复合砂体发育。

（1）砂地比通过对Q油田15口井明化镇组储集层砂地比统计发现，砂地比为19%~38%，平均26%，比渤海湾盆地其他油田河流相储集层的砂地比（平均20%左右）要高。

（2）单砂体厚度根据中华人民共和国石油天然气行业标准《油气储层评价方法》中的分类，0~2m的砂体为薄砂体，2~5m的砂体为中厚砂体，5~10m的砂体为厚砂体，大于10m的砂体为巨厚砂体。通过对Q油田明化镇组砂岩油藏砂体的统计看，研究区以5~10m的厚砂体为主。

（3）砂体面积根据Q油田32个已计算储量的储量单元统计看，这些砂体面积分布不均，最大砂体面积13.2 km2，最小0.2 km2，大于1 km2的砂体多达27个，占84.3%，单砂体的分布面积较大（渤海湾盆地明化镇组储集层大部分单砂体面积小于1 km2）。

（4）砂体平面分布通过地震属性分析检测砂体的平面分布，是目前地震相分析中一种常用的技术手段，Q油田地震反演数据体上总负振幅属性反映砂泥分布较好，因此提取Q油田主力储集层发育段总负振幅属性图，从平面图上看，不同期砂体纵横向叠置，导致砂体分布杂乱，很难识别出单河道砂体，这种多期河道砂体也极易形成复合砂体（图2）。

图2　Q油田明化镇组主力储集层段属性平面分布（蓝色代表泥岩,其他颜色代表砂岩）

综合Q油田明化镇组河流相储集层砂体的发育特征，可以看出，研究区砂地比较高，砂体厚度较大，砂体平面展布面积大，纵横向叠置明显，易形成复合砂体，因此有必要针对面积较大者开展复合砂体内部特征解析。

2　复合砂体内部结构表征

2.1单砂体测井曲线特征

复合砂体往往是多期河道砂体或者几个不同沉积类型的单砂体纵向上叠置在一起而形成的。因此分析井点单砂体的曲线特征是解析复合砂体的第一步。结合岩心、录井资料分析，Q油田单砂体测井曲线主要有以下几种类型。

（1）箱形、锯齿箱形自然伽马曲线（图3a）从下到上幅度变化不大，这种曲线特征反映沉积环境比较稳定，水动力条件变化不大，钟形自然伽马曲线（图3b）反映总体上为由下到上的正旋回特征，钟形和箱形自然伽马曲线反映沉积环境为边滩，主要岩性为细砂岩和粉砂岩。

图3　Q油田单井测井相模式

（2）漏斗形自然伽马曲线（图3c）形态总体上为由下到上的反旋回特征，反映沉积环境为决口扇，主要岩性为粉砂岩和泥岩薄互层。

（3）指形低幅度自然伽马曲线（图3d）反映沉积环境为天然堤，主要岩性为粉砂岩和泥岩薄互层。

（4）直线形自然伽马曲线（图3e）反映泥岩沉积，无韵律结构，沉积环境为河漫滩。

2.2复合砂体内部组合特征

以上4种测井曲线特征，反映的是单砂体的特征，而复合砂体是多种沉积类型的组合，反映在测井曲线上则是多种形态的组合。Q油田复合砂体（图4）主要有以下3种类型。

2.2.1多期砂体的切割叠置

从单井测井曲线上看，多期砂体以多个箱形自然伽马曲线的组合为显著特征（图5a）。受地震资料品质的影响，在地震解释过程中将它们描述为一个复合砂体（图5b），如Q油田1156复合砂体（图4），平面分布面积3.2 km2，复合砂体总厚度19.2m，纯砂岩厚度17.1m.但是从测井曲线形态类型看，此复合砂体由3期河道砂体纵向叠置而成，平面图显示的仅是该复合砂体外包络线的整体形态，从剖面上看（图5c）3期河道砂体间分布关系难以确定。

图4　Q油田明化镇组复合砂体分布位置

图5　Q油田1156复合砂体单井分析图（a）、平面图（b）及储量计算阶段反演剖面（c）

通过对地震资料进行拓频处理，提高主频，进一步提高地震分辨率[4-5]，以此为基础开展地震多属性反演，发现在复合砂体内部存在3期砂体的不连续（图6a）。1号砂体是复合砂体中的第1期砂体，从测井曲线形态看（图5a），虽然也是箱形，但是厚度较小，在边部与2号砂体叠置在一起；2号砂体为第2期砂体，其左侧与1号砂体叠置，右侧被3号砂体切割；3号砂体为最后一期砂体与2号砂体大面积切割，叠置于2号砂体之上。由此可见，1号砂体与2号砂体间的隔夹层性质不能确定，但是叠置程度低；2号砂体被3号砂体切割后叠加，二者之间应以夹层分割。

根据以上分析，通过层拉平的方式恢复此类复合砂体的沉积模式，其沉积剖面如图6b所示。

该类复合砂体，由于各期沉积的水动力都比较强，在井点之外，不同期的河道砂体较易切割叠置，复合砂体内部不同期砂体间多以隔夹层为主。针对该类砂体的内部解剖，应重点关注反演剖面上砂体是否存在相互切割，同时确定不同期砂体的分布范围。

图6　Q油田1156复合砂体内部砂体反演剖面及分布示意

2.2.2多期砂体的边部侧切

根据曲流河沉积的特点，此类组合很可能是第1期砂体上部的泥岩被第2期砂体冲刷后与第1期砂体叠加[6-8]。以此为指导在反演剖面上解析复合砂体的内部特征（图7a），两期砂体在边部叠加，第2期砂体侧切了第1期砂体的边部，两期砂体间依然可以连通，以夹隔层分隔，其分布如图7b所示。

2.2.3多期砂体的边部叠加

D，C两口井钻遇箱形自然伽马曲线砂体（图8a，图8b），井点外两个河道砂体边部叠加，在地震解释的过程中，描述为一个复合砂体（图8c），如Q油田1064砂体，该砂体在C井上为14.7m厚的细砂岩，自然伽马曲线为齿化箱形；D井上为14.0m厚的细砂岩，自然伽马曲线亦为齿化箱形。但是C井和D井之间，地震资料拓频处理以后从新的反演剖面上看两期砂体叠加明显（图9a），砂体间隔夹层性质难以确定。进一步分析测井解释成果发现，C井解释为14.7m油层，油水界面海拔为-1 078.7m；D井解释为0.9m油水同层和13.1m水层，油水界面海拔为-1 064.9m，即D井的油水界面和C井的油水界面不一致，说明D井和C井分属不同的油藏系统，因此判定两个砂体间以隔夹层分隔，其复合砂体分布如图9b所示。

图7　Q油田1226复合砂体内部砂体反演剖面及分布示意

3　复合砂体表征的意义

在油田的前期研究阶段（油田发现到油田正式投产前的时间段），解剖复合砂体的最终目的是为井位部署以及开发方案的编制提供依据[10]。

对于Q油田多期砂体切割叠置的1156单元，2号砂体与3号砂体间切割叠合面积大，连通程度好，可部署一套井网，在井位部署过程中，优化钻井顺序，先钻水平井A1井，穿过两期砂体进一步评价其连通性，再部署A2井和A3井（图10a）；1号砂体与2号砂体叠加范围小，且其隔夹层性质难以确定，需要利用钻井评价。因此在该复合砂体设置钻井决策树，若1号砂体和2号砂体连通，则设置水平采油井A4井，若1号砂体和2号砂体不连通，则延长A3井的水平井段，并设置A4井为定向注水井（图10b）。

图8　Q油田1064复合砂体单井分析及反演剖面

图9　Q油田1064复合砂体内部砂体反演剖面及分布示意

对于边部侧切的1126单元，其内部两期砂体间为夹隔层，因此设置一套开发井网，并优化钻井顺序，先期部署一口水平井A5井评价两期砂体的连通程度，根据连通程度，采用“边部注水，高部采油”的原则完善注采关系（图9c）。

对于边部叠加的1064单元，由于其内部为隔夹层分隔，因此设置2套开发井网，C井油层厚度大，砂体分布范围广，采用3口水平井（B1井、B2井和B3井）开发，D井钻遇油水同层，高部位部署一口过路井B4井，先评价后开发（图9d）。

4　结论

（1）多期砂体大面积切割叠置形成的复合砂体，由于水动力较强，复合砂体内部多以隔夹层分隔，开发井位部署过程中，可采用一套开发井网开发。

图10　Q油田复合砂体井位部署剖面（蓝色代表泥岩，其他颜色代表砂岩）

（2）多期砂体边部侧切形成的复合砂体，探井钻遇叠加部位形成箱形—钟形曲线组合，第2期砂体对第1期砂体边部的冲刷充填，使复合砂体内部以隔夹层分隔，应采用一套开发井网开发。

（3）多期砂体边部叠加形成的复合砂体，探井未钻遇叠加部位，则其内部隔夹层性质难以判断，应结合地震反演特征及流体分布特征综合分析，有针对性部署开发井网。

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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

国家科技重大专项（2011ZX05024-001）

高玉飞（1983-），男，山东胶州人，硕士，开发地质，（Tel）13401169735（E-mail）gaoyf5@cnooc.com.cn.