海上大井距条件下河流相窄薄储层预测——以渤中34-X油田北块1井区明化镇组下段Ⅴ油组为例

周连德，田晓平，时新磊，秦润森 崔龙涛，李扬，杨宏飞

(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津300452)

海上大井距条件下河流相窄薄储层预测
——以渤中34-X油田北块1井区明化镇组下段Ⅴ油组为例

周连德，田晓平，时新磊，秦润森 崔龙涛，李扬，杨宏飞

(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津300452)

在海上井距大、地震资料品质差的条件下，亟需一套有效的薄储层油藏描述技术，为刻画河流相成因的薄层砂体展布、指导井位优化提供依据。该次研究采用“两点定性，两点定量”法，即在岩心-测井-地震初次定性判别储层成因类型后，对比河工参数与沿层切片二次定性确认成因，再结合针对薄层预测的反射系数反演、波形聚类分析等特色技术，进行薄储层展布的精细雕刻。研究结果表明：渤中34-X油田北块1井区新近系明化镇组下段(N1mL)Ⅴ油组为典型的曲流河沉积，以两条河流相带(河道和点砂坝)及其夹持的决口扇沉积为主，河道宽142.2～336.6m，点砂坝宽度为1350.6～3197.4m。研究成果对下一步井位优化与潜力挖潜具有指导意义。

河流相；窄薄储层；反射系数反演；聚类分析；河工参数

经过40余年的勘探开发，渤海油田在新近系明化镇组(N1m)河流相砂岩中获得了丰厚的石油储量，已占渤海油田总探明地质储量的56.3%。受新构造运动的影响，N1m构造较为破碎，复杂断块特征明显，油藏地质条件十分复杂。渤中34-X油田北块属于渤中34-X油田的一个扩边区块，位于黄河口凹陷，主力产油层位为明化镇组下段下部(N1mL)，埋深介于1250～1800m，厚度介于170～200m。受河流沉积控制，单砂体厚度薄(一般小于5m)，砂岩含量低，横向变化快，平面上多呈弯曲的长条状、树枝状等形态，油、气、水交互出现，“一砂一藏”的特征明显。渤中34-X油田北块1井区薄储层生产实践证实，N1mL的Ⅴ油组窄薄砂体储量潜力较大，但砂体展布规律复杂，目前对该区河流相窄河道薄储层研究较少、认识较浅[1～6]。

1 海上油田河流相薄储层研究难点

1)开发井网稀疏，资料欠丰富。受高开发成本的制约，海上油田井网密度低，资料相对较少，需加强地质、地震等多方面研究，充分利用现有资料加深地质、地震精细认识。

2)薄储层沉积模式尚需完善。研究区N1m河流相储层以复杂断块油藏为主，受河道控制，砂体频繁迁移改道，非均质性强，砂体成因类型多样，多因素导致研究区内薄储层的沉积模式认识不清，多种薄层成因类型仍需商榷。

3)地震资料品质与薄层识别的矛盾。渤中34-X油田北块1井区位于海底电缆和拖揽地震资料拼接区，地震资料品质不高；加之N1mL的Ⅴ油组砂体埋藏深(1250～1800m)，地震主频为25Hz左右，N1m反射层的理论分辨率为30m，薄层单砂体无法识别。常规地震的有效频带和分辨率不能满足N1mL砂体描述要求。

针对上述问题，提出了一套基于大井距条件下河流相薄层预测的特色技术体系。笔者采用“两点定性，两点定量”法，即根据测井相-地震相初次定性判别储层成因类型，同时根据河工参数二次定性确认，结合针对薄层预测的反射系数反演、波形聚类分析方法，进行薄储层展布的精细雕刻[7～10]。

2 沉积特征

根据区域沉积相研究成果，结合渤中34-X油田的岩心、岩屑和测井资料，认为油田范围内N1mL的Ⅴ油组主要以曲流河沉积为主(图1)。

1)河道砂体 河床滞留沉积以叠瓦状砾石为主，向上过渡为边滩沉积(即点砂坝)，顶部为粉砂质、泥质的堤岸沉积。测井曲线呈高电阻率、低自然伽马、高负异常自然电位的特征。自然伽马曲线呈钟状、箱状，少量呈漏斗状、钟状+漏斗状组合、钟状+箱状组合。

2)天然堤 发育于河道带两岸，纵向上发育在曲流边滩之上，电测曲线呈正韵律特征。

3)决口扇 砂体厚度较薄，常因多期叠加而呈薄互层状，单层厚度3m左右，累积厚度可达10m以上。测井曲线局部具有反粒序特征的反向齿形，反映决口扇前积式席状砂沉积特征。

4)泛滥平原 为河水泛滥形成的大片细粒沉积物，紫红色、棕红色、灰褐色泥岩与夹薄层含砾细砂岩、细砂岩、中砂岩、粉砂岩互层。自然伽马曲线具有齿化高幅特征，自然电位曲线为齿化平直，电阻率曲线具有齿化低幅特征。

图1 N1mL的Ⅴ油组沉积微相测井响应特征

3 河流相沉积半定量刻画

河道、点砂坝宽度的定量刻画对辅助预测砂体展布具有重要意义。早在20世纪50年代，Leopold和Wolman[11]就建立了河道宽厚和曲流带长度的关系(图2)。Strokes测量了Morrison组河道砂体的大小，厚0.6～30.5m，宽1.5～610m，长4.5～12km；Knutson研究了Colorado西部Mesaverde组河道砂体，得出曲流河的宽厚比为14：1[12]。

Leeder[13]推导出满岸河深与河道宽度的关系：

W=6.8h1.54

(1)

Collinson综合研究后推导出满岸河深和点砂坝宽的关系：

Wm=64.6h1.54

(2)

式中：W是河道宽度，m；Wm是点砂坝宽度，m；h是满岸河深，m。

图2 曲流河道参数计算示意图

研究区N1mL的Ⅴ油组主要以典型曲流河沉积为主，根据河流深度(河流深度近似等于井上钻遇河道厚度)与河道宽度、点砂坝宽的关系从而推导出该区河道宽度和点砂坝宽度，点砂坝宽厚参考Collinson公式计算，河道宽度选用Leeder公式计算。结果认为，研究区河道宽在142.2～336.6m(平均为216.5m)， Collision法计算点砂坝宽度为1350.6～3197.4m(平均为2057.0m)(表1)。在地震属性沿层切片上，通过对比微相展布参数，对初次识别的河道、点砂坝再次定性确认，并结合属性地层切片辅助预测河道砂体的展布，工区范围内(1井区)主要以河道、点砂坝、决口扇沉积微相为主，平面展布范围需要进一步结合地球物理手段。

表1 研究区曲流河道、点砂坝宽计算结果

4 地震属性分析技术在薄储层预测中的应用

图3 渤中34-X油田北块1井区波形聚类属性平面图

4.1 波形聚类分析技术

在常规属性分析落实有利目标体边界的基础上，为了进一步落实有利砂体的边界，结合现有的油气田的波形特征对比指导新区储层预测。由于沉积地层的岩性与物性参数的变化与波形形状的变化是紧密相连的，该次研究主要采用波形聚类分析方法，提取目的层内不同道之间波形的相似性，生成自己的模型道，反映不同相带之间地震数据波形逐渐递变的特征。虽然渤中34-X油田北块1井区位于海底电缆和拖揽地震资料拼接区，但波形形状刻画比较清楚。图3中的深红色波形表示薄互层中的砂层组相对较厚，A32井与BZ34-X-1井具有相似的波形，曲流河特征明显，与剖面分析一致。

4.2 反射系数反演技术

反射系数反演技术可提高地震资料分辨率，拓宽地震信号的频带范围，解决薄储层预测难题。该技术大致包括：提取时变子波；提取计算反射系数的奇部和偶部；据计算初始反射系数的方法，反演出高频成分；高频成分与奇部、偶部反射系数，由权重函数控制，组合出完整的宽频反射系数体。相比常规稀疏脉冲反演，反射系数反演对薄层调谐效应更加敏感，能够有效地消除薄层的调谐效应，并且抗噪能力较强。

通过图4、5对比可以清楚地看到，在渤中34-X油田北块1井区砂体的展布预测中，稀疏脉冲反演中对砂体有响应的地方，反射系数反演都有响应，而且反射系数反演对砂体的展布预测分辨率更高，特别是椭圆框中目的层识别比较清楚，井-震匹配性更好，从已知井上验证了反射系数反演的有效性。

图4 渤中34-X油田北块1井区稀疏脉冲反演(a)及反射系数反演(b)对比图

图5 渤中34-X油田北块1井区稀疏脉冲反演(a)与反射系数反演平面图(b)

5 实际应用

在测井相-地震相定性判别储层成因类型的基础上，结合波形聚类、反射系数反演技术分析的薄层展布特征，同时参考研究区的河道满岸河宽、点砂坝宽度，精细雕刻薄储层展布。研究区主要发育2条河流相带及其夹持的决口扇沉积(图6)。通过2口新钻井(D25井、D26井)对上述研究结果进行了验证：D25井位于决口扇主体部位，钻遇储层较厚；D26井位于决口扇边部，钻遇储层相对较薄(图7)。

图6 渤中34-X油田北块1井区沉积微相平面图

图7 渤中34-X油田北块1井区 N1mL的Ⅴ油组地层对比图(D25井、D26井钻后)

6 结论与认识

1) 综合分析渤中34-X油田北块1井区多口井的岩心、岩屑和测井资料认为，油田范围内N1mL的Ⅴ油组以典型的曲流河沉积为主，河道宽142.2～336.6m，点砂坝宽度为1350.6～3197.4m，决口扇沉积呈砂泥薄互层特征，单层砂体厚度大多小于3m，累积厚度可达10m左右。

2) 反射系数反演可以有效提高地震资料的分辨率，在薄互层识别上具有优势，对砂体的刻画较为精细。该反演与波形聚类相结合对1井区砂体展布特征进行刻画，结果表明，N1mL的Ⅴ油组主要发育两条河流相带(河道和点砂坝)及其夹持的决口扇沉积。研究结果对下一步井位优化与挖潜具有指导意义。

[1]姚光庆，马正，赵彦超，等.浅水三角洲分流河道砂体储层特征[J].石油学报，1995，16(1)：24～30.

[2]孙和风，周心怀，彭文绪，等.渤海南部黄河口凹陷晚期成藏特征及富集模式[J].石油勘探与开发，2011，38(3)：307～313.

[3]朱筱敏，刘媛，方庆，等.大型坳陷湖盆浅水三角洲形成条件和沉积模式：以松辽盆地三肇凹陷扶余油层为例[J].地学前缘，2012，19(1)：89～99.

[4]夏同星，明君.精细油藏描述技术在渤海A油田建设中的应用[J].天然气工业，2007，27(增刊A)：384～386.

[5]王晖，胡光义，范洪军，等.边际油田河流相储集层表征关键技术[J].石油勘探与开发, 2012, 39(5)：626～632.

[6]赵小庆，鲍志东，刘宗飞，等.河控三角洲水下分流河道砂体储集层构型精细分析——以扶余油田探51区块为例[J].石油勘探与开发，2013，40(2)：181～187.

[7]于兴河，李胜利.碎屑岩系油气储层沉积学的发展历程与热点问题思考[J].沉积学报，2009，27(5)：880～895.

[8]崇仁杰，刘静.以地震反演资料为基础的相控储层建模方法在BZ25-1油田的应用[J].中国海上油气(地质)，2003，17(5)：307～311.

[9]滕彩虹，沈章洪，张鹏.油田开发阶段三维高精度速度场研究[J].中国海上油气，2006，18(3)：183～185.

[10]李庆忠.近代河流沉积与地震地层学解释[J].石油物探，1994，33(2)：26～41.

[11] Leopold L B, Wolman M G. River channel patterns, braided, meandering and straight[R].United States Geological Survey, Professional Paper, 1957, 282-B:45-62.

[12] 隋新光. 曲流河道砂体内部建筑结构研究[D]. 大庆：大庆石油学院, 2006.

[13] Leeder M R. Fluvial fining-up wards cycles and the magnitude of paleochannels[J]. Geology Magazine, 1973, 110(3): 265-276.

[编辑] 龚丹

2016-07-06

国家油气重大专项(2011ZX05023-006-002)。

周连德(1982-)，男，硕士，工程师，现从事油田开发地质研究、储层预测与评价工作，zhould@cnooc.com.cn。

P631.44

A

1673-1409(2017)11-0022-05

[引著格式]周连德，田晓平，时新磊，等.海上大井距条件下河流相窄薄储层预测[J].长江大学学报(自科版), 2017,14(11):22～26.