塔河油田三叠系河道砂体识别及高效井位部署

陈叔阳，郑海妮，先伟，邓锋

（中国石化 西北油田分公司 勘探开发研究院，乌鲁木齐 830011）

塔河油田碎屑岩油气藏自1991年勘探开发以来，主要针对低幅度构造型底水油藏进行勘探开发。随着勘探开发程度的不断提高，幅度较大、断裂易于识别的断背斜圈闭越来越少，滚动开发逐渐转向了岩性油藏。塔河油田岩性油藏储集层主要为河道沉积，河道宽度大多在300 m内，延伸长度可达10 km，河道被系列北东—南西向断裂切割为数段，不同河道段砂体油气充注程度存在差异，为单独的油水系统。河道砂体厚度约10 m，河道段储集层可分为2～3期，内部发育1～2套隔夹层，隔夹层连续性较好。针对以上特征，通过研究形成了一套河道砂体“四定”识别与描述技术，在塔河油田刻画了一系列河道[1-2]，并采用导眼评价、台阶状水平段开发为主的方式进行井位部署，在有效降低了评价风险的同时实现了储量高效动用。

1 超深河道砂体识别技术

塔河油田三叠系阿克库勒组整体发育半深湖—滨浅湖—三角洲沉积体系[2]，阿四段分布较稳定，厚约100 m，为大套灰色泥岩夹薄层砂岩，阿四段目标砂体为滨浅湖三角洲前缘水下分流河道沉积，为灰色中—细粒长石岩屑砂岩，砂体横向展布范围有限。在沉积微相的指导下，在地震资料叠后提频处理的基础上，综合应用多属性优选、时间切片、分频混色、三维可视化等技术对阿四段河道砂体进行了精细刻画，形成了一套适合于塔河油田超深层（＞4 200 m）、薄砂层（5～10 m）、窄河道（160～280 m）的河道砂体“定标志、定边界、定期次、定厚度”的“四定”识别与描述技术。

1.1 正演模拟技术定标志

通过不同速度、厚度砂体的正演模型及实钻砂体的精细标定，明确不同地质体与地震反射特征之间的对应关系，确定了河道砂体的地震识别标志[3-4]。最终识别了塔河油田三叠系深层河道砂体在地震上的顶平下凹反射、平直强反射及透镜状反射的3种地震标志（图1）。

图1 塔河油田三叠系阿四段河道砂体正演地震剖面特征

1.2 地震多属性识别技术定边界

地震属性分析技术在油气勘探和储集层预测等方面应用已成为油气勘探开发的一个重要研究方向[5-6]。地震数据体中包含大量的地质特征信息，可通过地震属性表现出来。常用的地震属性有振幅、频率、相位、相干、波形分类等，在常规三瞬属性的基础上，利用分频混色技术，进一步识别河道边界。通过对各类属性综合分析得出，顶平下凹型河道利用相位属性，并结合相干、波形分类属性检测河道边界效果较好；透镜状反射和平直强反射特征的河道利用振幅和分频属性检测效果较好（图2，图3）。

1.3 地层切片技术定期次

地层切片分析是地震资料解释的一种常用手段，主要有时间切片、沿层切片和地层切片3种[7]。地层切片技术考虑了沉积速率的平面差异性，克服了时间切片（水平切片）和沿层切片的部分缺点，比时间切片和沿层切片更加具有等时性。通过地层切片技术在塔河油田三叠系YT2井区的应用，不仅清晰刻画出河道边界，同时，通过多切片，能够清晰地划分河道的沉积过程和形成期次，最终在YT2井区刻画出4期河道，为后期的河道分期次开发提供了可靠的技术支撑（图4）。

图2 AT9井区三叠系阿四段瞬时相位平面分布

图3 TK15井区三叠系阿四段分频混色平面分布

图4 YT2井区三叠系地层切片平面分布

1.4 拟声波测井约束波阻抗反演技术定厚度

在储集层预测过程中，反演是一种非常重要的手段[8-9]。一般情况下，储集层和非储集层的密度和速度都不相同，用声波时差测井曲线就能有效地反映岩性的变化，但当声波时差测井曲线中的高频信息不能很好地反映储集层和围岩的差异时，就需要进行拟声波阻抗反演。通过分析，塔河油田三叠系声波时差测井曲线对储集层反应不敏感，而自然电位测井曲线对储集层反应比较敏感。对两者进行交会分析，自然电位测井曲线与声波时差测井曲线具有较好的相关性，相关系数达到0.72，所以选择自然电位测井曲线重构声波时差测井曲线。

由于河道砂体中砂岩比较薄，在波形剖面上难以分辨，从图5的拟声波阻抗反演剖面看出，河道砂岩和泥岩通过波阻抗高低能明显区分。河道砂岩表现为中高波阻抗，泥岩表现为低波阻抗，波阻抗的高低变化反映了储集层相对发育程度。通过与实钻井对比，反演结果与实钻储集层发育程度吻合度好，对小于10 m薄砂层的响应也较清楚，表明反演结果可靠程度较高。

图5 TK146井区过TK146井拟声波阻抗反演剖面

综合四定识别与描述技术，在塔河油田阿四段共识别出17条河道，其中桑塔木地区6条（图6），河道多呈北西—南东向展布。

图6 塔河油田桑塔木地区三叠系阿四段河道展布

2 河道砂体内部隔夹层特征

塔河油田三叠系阿四段河道整体呈北西—南东向展布，延伸长度可达10 km（图6），河道宽度大多小于300 m，砂体厚度约10 m左右，具有明显的透镜状特征，砂体中间厚、两边薄，向两边迅速尖灭，沿河道方向，砂体厚度变化不大，中部储集层物性较好，渗透率约200 mD.研究区主要发育北东—南西向雁行断裂，断距较大的断裂断至古生界，为油气运移的有利通道，断距较小的次级断裂、规模相对较大断裂与储集体组合在一起，将阿四段河道砂体切割分为多段，共同组成了“断-砂”复式油气疏导网络[1]。河道砂体纵向可分为2～3期，内部发育1～2套隔夹层。

2.1 隔夹层性质

按照成因，隔夹层主要分为泥岩、物性和沥青条带隔夹层。泥岩隔夹层为沉积时期形成，受沉积环境控制；物性隔夹层为成岩期形成的胶结条带，在一定程度上也受沉积环境控制，包括钙质隔夹层、硅质隔夹层等；沥青条带隔夹层为石油运移过程中产生的沥青或重质油充填带形成的隔夹层[10]。

研究区阿四段河道砂体主要发育泥岩及钙质隔夹层。泥岩隔夹层自然电位测井曲线幅度较小，接近于泥岩基线，自然伽马增大，电阻率有所增大，但增大的幅度较小，中子孔隙度增大，密度减小；钙质隔夹层表现为自然电位测井曲线幅度较小，自然伽马减小，电阻率测井曲线具明显的高阻尖峰，中子孔隙度和声波时差小，密度大。根据单井实钻情况建立了TK15井区隔夹层判别标准（表1）。

2.2 隔夹层产状及展布特征

对于泥岩隔夹层，前人总结了8类不同的沉积方式[11]，可形成5种产状及展布的隔夹层，对于钙质隔夹层，易形成不连续的条带或团块，隔夹层横向变化快，难以预测[11]，但根据最新研究资料，该类隔夹层在一定程度上也受沉积环境控制，可形成连续分布的隔夹层[12]。因此，不论钙质还是泥岩隔夹层，从隔夹层的产状及展布特征方面来分析，都可以将隔夹层划分为5类（图7）：①连续的平行隔夹层；②不连续的平行隔夹层；③发育于砂体上部、斜交于层面、不完全阻隔单砂体的隔夹层；④发育于砂体下部、斜交于层面、不完全阻隔单砂体的隔夹层；⑤发育于单砂体之间、斜交于层面、完全阻隔单砂体的隔夹层。

表1 塔河油田三叠系阿四段隔夹层识别标准

对三叠系阿四段河道砂体及隔夹层的精细对比来看，目标砂体厚度在10 m左右，砂体内部发育2期平行于层面的连续或不连续隔夹层：①号隔夹层包括泥岩和钙质2种隔夹层，以钙质隔夹层为主，钻遇率为87.5%，厚度0.4～1.5 m，比较发育，连续性较好，延伸长度可达3 km（图7a）；②号隔夹层以泥岩隔夹层为主，钻遇率为37.5%，厚度1.0～1.6 m，在平面上零星分布，延伸长度可达1 km（图7b）。阿四段隔夹层的分布范围一般大于水平段长度或水平井井距，局部甚至达到水平段长度的10倍，隔夹层连续性较好，隔夹层的存在增加了储集层的非均质性。

图7 塔河油田TK15井区河道砂体隔夹层分布

3 高效井位部署技术

在油藏评价中，因阿四段河道砂体油藏为“次生调整、晚期成藏”的远源供给油藏，受断裂在油气纵向调整、遮挡成藏方面的双重作用以及油气差异聚集的影响，导致不同河道段充注程度不同，每个河道段具有不同的油水关系，油藏评价风险较大。在含油气性不落实的情况，为了降低风险，提出“导眼评价，水平段开发”的对策：①导眼评价不同河道砂体含油气性，若钻遇油气层可根据储量规模及地质特征，采用导眼完井（图8中TK15-3井）或采用水平段（图8中TK15-6H井）开发；②直导眼评价不同河道段含油气性，若未钻遇油气层，回填直导眼，采用水平段开发已落实河道段（图8中TK15井）；③采用直导眼探同一河道段油水边界，采用水平井进行开发（图8中TK15-8H井）。

图8 塔河油田三叠系阿四段河道砂体油藏不同井型部署模式

在河道砂体油藏开发中，由于隔夹层的存在导致油藏复杂化，对隔夹层的研究不清楚以及开发方式的不合理，可能会导致大量的储量无法动用[13]。针对不同产状及展布的隔夹层，笔者提出了5种井位部署对策（图9）：①对于平行于砂体顶、底面且连续发育的隔夹层，隔夹层导致其上、下油层不连通，针对该类隔夹层，可利用台阶状水平井充分动用隔夹层上、下的油气储量（图9a）；②对于平行于砂体顶底面但不连续发育的隔夹层，隔夹层的发育情况复杂，可利用直井探明隔夹层的发育情况，同时结合台阶状水平井开发，从而提高储量的动用程度（图9b）；③对于侧积形成的正旋回砂体，在砂体上部存在斜交于层面的隔夹层，该类砂体下部物性较好，将常规水平井部署在隔夹层下部即可较好地动用储量（图9c）；④对于前积形成的反旋回砂体，在砂体下部存在斜交于层面的隔夹层，该类砂体上部物性较好，将常规水平井部署在隔夹层上部即可较好地动用储量（图9d）；⑤对于侧积和前积形成的斜交于层面的连续的隔夹层，由于连续隔夹层的存在，砂体呈多套叠置发育，相互之间不连通，因此可利用常规水平井垂直于隔夹层走向，穿越多套砂体，从而最大限度地动用储量（图9e）。

图9 塔河油田三叠系阿四段河道砂体不同类型隔夹层及相应的水平井开发模式

在河道砂体油藏砂体发育特征认识的基础上，针对河道段储量差异大、储集层非均质性强、隔夹层发育且分布较连续等特征[14-15]，形成了一套直井、水平井、台阶状水平井开发相结合的高效井位部署技术，尤其是台阶状水平井的应用，大幅提高了河道砂体油藏的储量动用程度。由于阿四段河道砂体油藏中油层厚度在10 m左右，且油藏内部发育2期平行于层面的隔夹层，通常情况下，若河道砂体段较短、储量规模有限，可采用直井开发，若储量规模较大，隔夹层连续性较差，可采用常规水平井开发。而如果储量规模较大，且在隔夹层的连续性中等偏好的情况下，采用直井动用范围有限，采用常规水平井无法完全控制隔夹层上、下储量。对于隔夹层分布范围较广的情况，选取台阶状水平井穿越各套隔夹层，可充分动用隔夹层上、下的油气储量。

目前，直井、水平井及台阶状水平井相结合的方式已在碎屑岩岩性油藏中得到了广泛的应用，在5个已完全投入开发的河道砂体油藏中，共部署54口井，其中台阶状水平井25口，占总井数的46.3%.根据25口台阶状水平井的生产情况来看，台阶状水平井单井日产油量达33.7 t，平均单井累计产油量已达1.8×104t，累计产油量45.0×104t.台阶状水平井的应用取得了较好的效果，有效控制了隔夹层上、下的油气储量。

4 结论

（1）塔河油田三叠系阿四段河道砂体为滨浅湖背景下，三角洲前缘水下分流河道沉积的超深、薄层窄河道砂体，“四定”识别与描述技术可有效识别该类河道砂体。

（2）每个河道段为一个单独的油水系统，评价风险大，实际滚动开发效果证实，采用导眼评价与台阶状水平井开发的方式，可有效降低河道砂体评价风险。

（3）储量规模较大的河道砂体油藏，对于隔夹层发育且连续性较好的情况，采用直井开发储量动用有限，仅靠常规水平井难于有效动用，台阶状水平井可高效动用河道内储量，可在类似的岩性油藏中推广应用。

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