辽河坳陷中浅层精细勘探做法与启示

孟卫工 李晓光 刘宝鸿 回雪峰

（ 中国石油辽河油田公司 ）

中国东部老油区目前已经进入高成熟勘探阶段。“十二五”以来，在投资不断下降、发现成本不断升高的新常态下，如何开展勘探工作，提高勘探效益，成为制约油田稳定发展的重要课题。近年来，在中国石油天然气集团公司和中国石油天然气股份有限公司的正确领导下，辽河油田公司确定了以“突出稀油高凝油勘探、突出中浅层勘探、突出优质储量发现”的优化部署思路。从勘探思路创新、认识创新、技术创新以及管理创新入手[1-2]，深入开展精细的勘探工作[3]，取得了中浅层效益勘探的可喜成果。

1 勘探背景

辽河坳陷位于渤海湾盆地东北隅，勘探面积为10032km2。其中，辽河坳陷陆上是目前油田勘探主体，有利面积为6660km2；地质构造复杂、含油层系众多，具有典型的复式油气聚集特征，目前已发现太古宇、元古宇、古生界、中生界、古近系等18套含油气层系，已发现了27个油气田并正式投入开发（图1)。辽河坳陷资源探明率达56.6%，已经进入高成熟勘探阶段。辽河坳陷尽管勘探程度高，但剩余油气资源仍然比较丰富，根据第四次资源评价的结果，辽河坳陷剩余待探明资源量为17.8×108t。通过分层系勘探潜力分析表明，受以往勘探思路、地震资料品质和工程技术手段限制，勘探开发多年的老区周边中浅层在平面上和纵深上均存在许多储量空白区，仍然具有较大的勘探潜力，是效益勘探的现实领域。

图1 辽河坳陷油气勘探成果图

2 精细勘探做法

针对辽河坳陷中浅层勘探现状及地质特征，在对已有技术进行筛选、完善的基础上，认真学习借鉴和攻关中浅层精细勘探技术方法，形成了以“区带评价优选、老井精细复查、油藏地质再认识、精细目标刻画以及勘探开发一体化” 等为核心的中浅层精细勘探做法，为油田实施效益勘探提供了保障。

2.1 加强选区评价工作，挖掘勘探潜力目标区

2.1.1 分区带、分层系资源评价

辽河坳陷陆上勘探程度高，但受以往评价精度制约，中浅层在老区新层系、新区老层系还存在多种油藏类型的储量空白区，仍具有较大勘探潜力[4]。为此，需要攻关分层系的资源评价方法及标准，来强化剩余资源潜力的精细评价研究，完成中浅层勘探有利区带筛选。

通过对比油藏规模序列法、油藏发现过程法、广义帕莱托法、小面元容积法、圈闭加和法、盆地模拟法、资源面积丰度类比法等7种方法的计算原理及分层系预测符合率，优选出油藏规模序列法作为适合辽河油田的分层系勘探潜力评价方法[5-7]。通过预测优选出了中浅层潜力区带11个，主要分布在沙河街组、东营组，总计待探明资源量4.1×108t（表1）。

2.1.2 精细老井老资料复查,挖掘老区勘探潜力[8]

一是加强储量空白区钻井资料的复查和重新评价认识[9]，结合钻井工艺分析，寻找勘探的突破口；二是加强勘探开发动态信息分析，注重老区非主力开发层系和老区新层系的认识，深入挖掘勘探潜力[10-11]。受地质情况复杂及钻井工艺条件的限制，以往的认识可能存在一定的误区。测井技术及储层改造工艺的进步，为充分挖掘老区老井潜力提供了有利条件。

2016年以来先后在牛居地区沙一+二段、大洼中生界、兴隆台中生界、陆东后河地区及雷家地区等开展老井复查，挖掘中浅层有效益的勘探区块，取得了较好效果。

表1 辽河坳陷中浅层勘探区带优选表

2.1.2.1 加强测井技术应用，提高油层识别精度

针对受地层水矿化度变化大、油水关系复杂的油层，应用视电阻增大率、测井—全烃联合解释等方法，提高低对比度油层的判识能力；针对岩性和孔隙结构复杂的低渗透油藏，突出储层孔隙结构和产能预测，结合压裂工艺技术进步，标定含油下限。

东部凹陷牛居地区沙一+二段地层水矿化度变化范围较大（2000～10000mg/L），水层电阻率变化大，油气水层识别难，应用视电阻增大率法（图2、图3），通过地层电阻率与地层水电阻率比值消除地层水的影响，并综合应用地化录井、轻烃录井及核磁测井等新技术，大大提高了油气层的判识精度。

图2 茨110井测井解释综合图

图3 牛居地区含水饱和度与电阻增大率关系图

2.1.2.2 加强储层改造，挖掘低渗透储层潜力，实现经济效益

通过开展大洼地区中生界老井复查，在储量区块以外多口井见到良好油气显示，但以往试油效果不理想。通过组建地质工程一体化项目组开展联合攻关，研究认为该区火山角砾岩为优势储层，落实有利圈闭面积16.4km2，通过开展油层工艺技术改造，有效提高产量，7口井试油均获工业油流，2016年该区新增预测石油地质储量1626×104t，在老区新层系取得了勘探突破。

2.2 加强油藏地质再认识，构建成藏新模式

2.2.1 中浅层油气藏断层—砂体耦合控藏模式

中浅层油气成藏模式主要为：储层位于烃源岩之上，下部成熟烃源岩生成的油气，以断裂、连通的储层砂体为输导通道向中浅层运移，然后沿层运聚在有利砂岩圈闭中聚集成藏，形成下生上储的源上油气成藏模式。该模式以牛居地区沙一+二段油气成藏为代表（图4)。具体表现为：①断层是油气运移、聚集的主要通道，对油气的运移、聚集起主要控制作用。在平面上，油源断层控制油气的分布位置；在纵向上，断层控制油气分布的层位，往往断层断至哪个层位油气就分布到哪个层位。②总体上，在一个断块内，层间构造高部位油气富集。但由于牛居地区单个“砂体”变化快、延伸短、分布面积有限，砂体之间呈“指状交互”，难以形成大面积的统一通道，造成纵向上油气水层交互出现、横向上“含油砂体”分布差异性大的特点[12]。但油气成藏呈现多通道网络状运移，在同一期砂体构造高部位聚集成藏。为此，一个区块或一个地区一两口钻探井失利并不能代表整体的含油气情况，落实“断层—砂体”耦合的有利砂体构造高部位是勘探成功的关键。

图4 牛居地区中浅层油气成藏模式图

2.2.2 负向构造带岩性油气藏成藏模式[13-14]

洼陷区整体构造形态为受边界断层控制的负向构造，其对油气成藏的作用表现在两个方面：一是长期持续沉降，构造活动相对稳定，往往构造简单、断裂欠发育，构造圈闭不十分发育；二是在负向构造背景下形成的各个时期古地貌洼槽控制着自凸起区进入洼陷区的砂体的走向及厚度变化。伸入到洼陷当中的砂体与烃源岩直接接触或形成有利的源储配置，成藏条件比较有利。在周边正向构造带基本勘探完毕的情况下，负向构造带洼槽区岩性油气藏成为挖潜勘探的重要目标。

2.3 加强适用技术应用研究，精细目标刻画[15]

中浅层勘探目标精细落实难点存在以下两方面：一是受多期构造活动强烈的影响，断裂发育、构造复杂[16]，尤其是后期反转构造带该现象更为明显。中浅层往往含油幅度低、层间微幅度构造落实难度大；二是受沉积相带变化快的影响，储集体厚度较薄、岩性变化快，有效储层预测难度大。围绕上述问题，通过开展微幅度构造精细落实、储层精细评价与预测、精细层间构造成图等技术应用，精细落实中浅层有利勘探目标。

2.3.1 精细构造落实技术[17]

2.3.1.1 小断块、微幅度构造解释技术

中浅层微幅度构造成因有构造和沉积两种。构造成因主要由断裂作用形成，在断裂活动中同一盘岩层不同部位的位移速率差异或断层对岩层的拖曳作用导致岩层弯曲，形成微幅度构造。现存微幅度构造多为与雁列式断裂带相伴生的微幅度构造圈闭群。沉积成因主要由砂泥岩差异压实作用形成，进一步加大了层间构造的变化。首先开展区域构造解释，重点落实断层展布及断层活动性研究；在此基础上，围绕油源断层附近，重点针对目标区层间构造和小断层进行精细解释。①小断层识别与刻画。利用构造导向滤波、相干体、构造曲率等多属性剖面与平面联合进行小断层识别与解释。②细分层系下的层间构造解释。在牛居地区沙一+二段以砂组为约束，尤其是以钻井见到油气显示的砂层组为重点，井震结合划分了9个砂层组作为构造解释层系（图5），开展分层系构造解释和构造形态落实。通过小断层的解释，比以往增加独立断块10余个，分层系构造解释落实层圈闭面积比大层构造圈闭面积增加6倍。

图5 井震结合砂层组划分剖面图

2.3.1.2 断层封堵性落实技术

在复杂断块区油气能否成藏，断层的封堵性起到关键作用，针对中浅层目标开展了断层封堵性研究。该技术是基于断层两盘岩性对接关系判断断层侧向封堵性，即砂对泥侧向封堵，砂对砂侧向连通。其技术内涵为：首先是应用地震分频数据体精细反演预测岩性，在此基础上完成断层Allan面侧向封堵性分析。在牛居地区中浅层勘探目标区，通过开展断层封堵性研究，预测一系列次级断层具有较好的侧向封堵性，为落实中浅层有利勘探目标提供了依据。

2.3.2 精细储层评价与预测

2.3.2.1 细分砂组精细沉积储层评价

中浅层碎屑岩勘探目标往往具有单砂层厚度薄、岩性变化快、多砂体叠置分布的特点，为了开展精细砂体描述，以层序地层学理论为指导，建立等时地层格架，采用井震结合的方法，细化层序单元。在清水洼陷清东地区将沙一段、沙二段划分为低位体系域、湖侵体系域和高位体系域3个体系域，在此基础上，重点针对沙一段湖侵体系域划分为3套砂组，以砂组为单元开展等时精细对比，进而进行细分砂组沉积微相研究与储层评价。

2.3.2.2 叠前/叠后地震联合反演精细储层预测

（1）开展提高地震资料分辨率目标处理。以清东地区资料处理为例，重点攻关了高精度表层校正、小波变换叠前谱拓展等技术。通过应用高精度表层校正技术，进行初至迭代静校正和近地表Q补偿，解决了由于表层横向变化快导致的同相轴错断和高频衰减严重的问题，提高了地震资料的信噪比和分辨率；通过应用小波变换的方法，在保留低频信号的同时，加强高频有效信号。通过处理效果分析，目的层有效频带较以往拓宽了5～8Hz，主频提高了5Hz。

（2）在此基础上，重点开展了以高精度层序地层为约束的叠前/叠后地震联合反演。有效储层叠前/叠后联合反演从叠后多属性分析、叠后曲线重构波阻抗反演、叠前弹性参数反演等方面入手预测薄储层砂体（一般可达2～8m）分布。首先，利用沿层振幅小时窗（2ms）切片开展地震沉积学研究，以横向分辨率来弥补纵向分辨率的不足，预测薄层砂体的空间展布；之后，通过对叠后20多种属性分析，筛选出均方根振幅、频谱分解、波形分类等优势属性作为划分相带的主要依据；针对该区岩性复杂，存在含灰岩类影响有效储层预测的问题，应用了叠后重构波阻抗反演，优选出对含灰岩类敏感的GR和RT曲线重构波阻抗曲线，区分砂岩和含灰岩类，解决泥岩含灰对砂体预测的影响；最后，重点开展了叠前多参数同时反演（图6）以及AVO流体检测（图7）。通过岩石物理分析优选出叠前纵波阻抗和纵横波速度比为识别储层的敏感弹性参数，预测优势储层；同时，利用叠前AVO特征预测含油砂体的分布，提高预测精度。通过钻探证实，预测结果与实钻情况具有较好的吻合性。

图6 双229井—洼111井叠前反演纵横波速度比剖面

图7 双229井—洼111井AVO流体因子剖面

2.3.3 细分层系精细构造成图技术

针对中浅层目标隐蔽性强的特点，强化目标精细成图，由以往大层构造成图转变为细分层系层间构造大比例尺构造成图。以牛居地区沙一+二段目标精细构造成图为代表，以地震高分辨率处理资料为基础，划分了9个砂层组作为解释单元进行层间构造精细解释，解释线距50m×50m，并系统编制了9个层系的构造图，成图等高线间距为10m，成图比例1∶2000，通过大比例尺工业化成图（图8），精细刻画层间微幅度构造圈闭，结合储层预测成果，优化勘探部署，提高勘探成功率。

图8 牛居地区细分层系大比例尺构造图

2.4 勘探开发一体化实现快速建产[18]

通过实施勘探开发一体化，对于中浅层目标勘探一旦发现，开发评价工作及时介入，快速建成产能区块[19-20]。如牛居地区牛101块、牛100块当年发现、当年开发，区块内上钻13口开发井均获高产，形成高效产能开发区。投入开发以来，累计产油1640×104m3，新建年产能4×104t，取得了良好的勘探开发效果。

3 勘探成果

通过积极开展中浅层的精细勘探工作，2016年以来取得了多项中浅层勘探新成果，新增优质储量规模5000×104t以上。

3.1 精雕细刻，牛居复杂断裂带中浅层勘探取得新发现

牛居地区位于东部凹陷北段，勘探面积约200km2。早期受茨榆坨东断层与佟二堡断层相向深断控制形成了牛居—长滩洼陷；东营末期，受其右行走滑挤压作用影响发生构造反转，形成了北东向展布的复杂断裂背斜构造。通过开展中浅层勘探潜力评价，确定为进行效益勘探的有利目标区；并通过进一步油藏地质评价，老井复查、地震资料重新处理、层间微幅度构造落实和多信息测井解释等方面精细工作，落实沙一段层间圈闭19个，面积为38.7km2。2016年部署探井3口，均获工业油流，其中，牛101井在沙一段解释油层9层33.7m、差油层 7层 19.1m，在 2743.8～2750.2m 井段，8mm油嘴求产，油压13.7MPa、套压15.7MPa，日产油91.2m3，日产气12113m3，获高产工业油气流；牛100井沙一段解释油层9层22.7m、差油层5层6.3m，在2813.8～2883.3m井段，8层16.2m油层，8mm油嘴求产，日产油27m3，日产气1026m3，获高产工业油气流，新增探明石油地质储量231×104t，预计可新增石油地质储量规模2000×104t以上。通过实施勘探开发一体化，实现当年发现、当年开发、快速建产。

3.2 精查细找，清东地区沙一+二段岩性油气藏实现规模增储

清东地区处于清水洼陷东侧，为勘探程度较低的洼陷区，周边正向构造带基本勘探完毕。该区由于构造简单、地势平缓，按照构造油藏的思路，勘探难以展开。按照岩性油藏的勘探思路，积极拓展洼陷区中浅层勘探新领域，通过精细储层预测，落实有利砂体面积41km2，部署预探井5口，评价井+开发井4口，获工业油气流井7口，其中，双229井在 3352.6～3366.0m，11.1m/4层油层，压后 4mm油嘴求产，日产油52.2m3，日产气4592m3，累计产油163.85m3，获高产工业油气流。在沙一段新增探明石油地质储量1288×104t，新增控制石油地质储量1300×104t，取得了良好的勘探效果。

3.3 创新认识，海外河陡坡带沙三段砂砾岩体取得勘探新突破

海外河地区位于中央凸起南部倾没带上，以往认为海外河凸起在沙河街组沉积时期长期处于水中“孤岛”状态，周边缺乏规模的物源供给，造成沙河街组储层不发育，一直以来限制了该区沙河街组的勘探进展。通过分析认为，海外河凸起为分布范围较大的凸起区，主体为太古宇变质岩，周边分布有残留的中生界碎屑岩，沙河街组沉积早期（沙三期）为该区湖盆深陷期，海外河断层强烈断陷，在凸起西侧“山高坡陡”，可以形成一系列的陡坡带短轴近岸水下扇砂砾岩体沉积[21]，这些砂砾岩体直接与西部凹陷沙三段暗色泥岩接触，形成良好的源储配置关系，有利于油气成藏[22]。通过地震相分析识别出多套砂砾岩扇体，按照“扇根封堵、扇中富集”的油气成藏模式，优选扇中有利相带部署探井4口。先期完钻的海57井在3252.9～3282.7m井段，压后8mm油嘴求产，日产油97.3m3，获高产工业油流。该井的钻探成功，展示了该区的勘探潜力。2016年以此为基础，在海外河地区沙三段新增预测石油地质储量1881×104t。

4 勘探启示

近年来，为了适应效益勘探的要求，辽河油田公司通过积极探索效益勘探的有效途径，确定了加强中浅层精细勘探的思路，取得了显著的勘探效果，从勘探实践中得到了重要启示：

（1）辽河坳陷经过50年的勘探历程，尽管勘探程度较高，但近年来不断取得勘探新成果，表明富油气凹陷中浅层精细勘探潜力；中浅层埋藏浅、储层物性好，一旦发现油层往往产量高、勘探效益好，以中浅层优质储量发现摊薄勘探发现成本是提高勘探效益的重要途径，也进一步增强了“突出中浅层精细勘探”的信心。

（2）注重中浅层地质再评价，创新认识是取得勘探突破的关键[23]。牛居构造带中浅层勘探的发现，正是基于取得的层间微幅度构造控油的认识，通过精细层间圈闭落实取得的；清东地区的勘探发现，是转变观念、构建负向构造带岩性油气藏成藏模式，指导勘探实践的结果；海外河陡坡带沙三段砂砾岩体的勘探突破，是源于“岛缘扇”砂砾岩体成因认识，以及陡坡带成藏模式指导下取得的。

（3）充分挖掘老井老资料潜力，是提高勘探效益、加速油气发现的有效捷径。剩余出油气井点重新评价和老井重新认识，提供了勘探发现的重要线索；近年来，辽河油田加大地震资料目标处理工作量投入，有效改善资料品质，为目标的精细落实和勘探发现，提供了经济有效的途径，收到了良好的效果。

（4）精细的基础工作和适用技术的应用是取得中浅层勘探发现的必由之路。要实现中浅层勘探再发现，必须扎扎实实做好基础工作，开展精细砂组划分、精细层间构造解释、精细沉积储层研究与储层预测、精细油藏再认识，深挖细找、精雕细刻，走精细勘探之路[24]。