断块油藏开发后期断层识别方法

丁 娜

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

断层识别的传统方法是在二维地震剖面上将同相轴不连续点连接成断层线。在此基础上，人们通常辅以多种物探手段，例如相干体分析、方差分析、边缘检测[1-2]、叠后目标处理、正演模型分析[3]和全三维解释[4]等方法提高断层识别的准确性和可靠性。上述手段在断层识别中发挥了巨大作用，但它们都是基于地震资料展开的，因此，其断层识别效果往往受到地震资料品质、算法可靠性以及参数设置误差等因素的影响。

在油田开发生产中，充足的资料数据和相对深入的地质认识，可使人们在地质、物探和油藏工程等多学科综合分析的基础上，通过对开发矛盾的分析提高断层识别精度[5]。此外，对处于开发后期的油田而言，仅靠地震资料识别出的断层往往难以满足生产需求[6-7]。

苏北盆地高邮凹陷马家嘴油田马8断块于1986年投入开发。该块油气资源丰富，且储层埋深较浅，但已处于开发后期，存在大部分井高含水、井间优势渗流通道明显等问题。前人对马8断块的断层研究主要集中在相干体切片技术及属性提取技术等方面[8]，尚未结合生产现状对该块开展系统分析，因此，该断块的油气开发仍有较大提升空间。为进一步提高采收率，本次研究综合利用地质、地震、测井和动态分析等资料，重新梳理了马8断块断层格局，取得了较好的开发效果。

1 概况

高邮凹陷位于苏北盆地南部，东起吴堡低凸起，西至菱塘桥低凸起，南为通扬隆起，北接柘垛低凸起。马家嘴油田位于高邮凹陷邵伯次凹西南，真②断层与汉留断裂带之间[9]，由一系列受断层控制以及被岩性复杂化的小型断块油藏组成(见图1)。其中马8断块位于近东西向的马8断层上升盘(见图1)，是具有非统一油水界面的构造-岩性油藏。

图1 苏北盆地高邮凹陷马家嘴油田E2d12顶面构造及马8断块区域位置

高邮凹陷自下而上沉积了古近系阜宁组、戴南组等地层，其中戴南组自下而上分为戴一段E2d1和戴二段E2d2；戴一段可细分为三个亚段，戴二段可细分为五个亚段。马8断块主力含油层系为E2d25、E2d21和E2d12，主要发育扇三角洲沉积[10]。

2 断层综合识别方法

马8断块受马8断层主控，同时被多条近南北向次级断层切割(见图2)。

图2 苏北盆地高邮凹陷马8断块E2d12顶面构造认识方案

断块内部小断层发育，构造较为复杂，并且由于地震资料品质较差，构造解释往往存在多解性。针对地震资料品质不能满足研究区开发后期断层识别精度的现状，本次研究一方面在大量开发井资料的基础上，井震结合优化地震解释；另一方面以静、动态矛盾为导向，进一步刻画隐蔽性断层；同时在三维空间内优化断面形态，调整断点位置。

2.1 利用测井资料指导地震解释

2.1.1 跳出开发区块，明确区域标志层特征，辅助地震解释

区域标志层是地层对比及断层识别等工作的基础。三垛组沉积早期高邮凹陷曾遭受湖侵，发育一套几乎全区分布的暗色泥岩标志层[11]，大致对应T23地震同相轴(见图3)。但该套暗色泥岩在黄珏地区(马家嘴地区以南)等盆地边缘部位的部分井中发生相变。马8地区构造复杂，地层变化较快，部分井中该套标志层特征不典型，这可能是相变造成，也可能是地层缺失。本次研究通过扩大研究范围，明确了该泥岩标志层在马8块的沉积展布特征。

通过将马8块各井与周边地区进行对比，认为三垛组暗色泥岩应当在马家嘴地区稳定发育，因此研究区部分井，例如cm21井的暗色泥岩缺失更可能是因为存在断层，而非标志层发生了相变。以此为基础指导了地震解释(见图3)，认为马8断块边界断层东段应当向南外推(见图2)。

图3 苏北盆地高邮凹陷马8断块边界断层东段调整方案(剖面位置参见图2)

2.1.2 细分地层，识别辅助标志层，指导小断层解释

测井资料的分辨率远高于地震资料，因此在精细地层对比与准确时深标定的基础上，可借助测井断点位置指导地震断层解释。本次研究结合前人在马8地区戴南组(E2d)的地层划分方案，对全区30余口开发井进行了重新对比。根据沉积旋回、砂泥岩发育规律和各类测井曲线特征，明确了马8断块内存在诸如E2d24顶部发育的正旋回、E2d25中部GR值存在突变等特征(见图4)，并识别出相应辅助标志层。最终将E2d24、E2d25、E1d11亚段各划分为8个单层，将E2d12划分为3个单层，共计27个单层。在上述分层约束下，明确了研究区E2d25-3、E2d21-4、E2d11-5、E2d12-1和E2d12-2等5个单层的砂体横向相对稳定，而其余层段连续性较差，并在此基础上重新分析了各井断点位置，从而指导地震解释。通过上述方法，本次研究在马8块中部新增一条近北东—南西向的断层，断距约50 m(见图2)。该条断层将马8块分为南北两个小块(下文将介绍)，该条断层亦得到了生产动态资料的验证。

图4 苏北盆地高邮凹陷马8断块E2d25亚段中部辅助标志层(剖面位置参见图2)

2.2 利用动静态矛盾落实隐蔽性断层

随着开发井的增多，地质认识不断深入，而地层对比矛盾也会逐渐显现，利用相邻开发井的反复对比来发现矛盾是开发后期寻找潜力的方法之一。本次研究通过该方法发现了原先构造解释中的一些问题，例如在m8p1井的水平段中(水平段向南钻至马8块边界断层附近，见图2)，原先解释的断层并不存在；cm8-7井E2d11顶部缺失部分高导标志层，应当加开断层，等等(见图2)。在上述认识的指导下，马8断块主控断层的西段应向北内收，东段应向南外推(见图2)。

此外，开发后期充足的动态资料也可帮助识别隐蔽断层。隐蔽性断层是指通过常规地震解释难以识别，或通过地层对比难以明确的断层[12]。本次研究从油水矛盾和生产动态特征等方面开展了分析。例如m8-18井的E2d11-5单层为水层，但深度浅于m17-1井的相应油层段，油水矛盾的存在表明有隐蔽断层存在的可能(见图2)；再比如距离较近的m13-4井、m16井和m17井3口井(见图2)，仅凭地震资料很难开出断层。但通过动态资料分析，发现m16井注水时m17井日产液量明显上升；而m16井和m17井的转注对m13-4井的生产却没有影响(见图5)，因此认为m13-4井东部应存在隐蔽断层(见图2)。

图5 苏北盆地高邮凹陷马8断块单井生产曲线

2.3 全三维解释方法优化断点位置

传统的断层识别方法多依赖一维(井)和二维(地震剖面)手段开展。马8断块受其复杂的构造特征和井震资料品质等客观条件约束，仅依靠上述手段难以精确刻画断层。针对这一问题，本次研究利用Petrel软件实现了三维空间可视化构造解释(见图6)。

通过将井上断点投影至三维空间，除了可以有效调整原先不合理的断点组合方案，还能通过微调部分井中的断点位置(研究区部分层段旋回特征不典型，测井对比难以精确定位断点位置)使断面形态更加平滑。通过上述方法，本次研究共在m21等8口井中新开了断层，并调整了m21等12口井的断点位置。

图6 苏北盆地高邮凹陷马8断块边界断层三维模型

3 马8块断层新认识及应用效果

3.1 断层调整方案

本次研究通过以上5种方法手段，重新梳理了马8断块构造格局：整体而言马8断块的边界断层西部应向北内收，东部应当向南外推；同时马8断块中间应增加一条北东—南西走向的隐蔽性断层(见图2)；此外，马8断块内部还可能发育其他小型隐蔽断层。新的构造认识向南扩大了马8断块面积，并且解释了马8断块南北地区的开发特征差异(南部较北部含水上升更快)，同时指明了下步挖潜方向。

3.2 断层识别方法应用效果

马8断块生产时间较长，现有采油井及注水井十余口，综合含水84%，标定采收率38.4%，截至2017年9月，采出程度为31.6%，仍有提高空间。剩余油的形成受储层的非均质性、注采井网和生产管理等因素控制，而构造新认识也可带来新的潜力方向。

本次研究通过重新刻画马8断块边界断层形态，扩大了断块南部圈闭面积；同时由于马8断块主力层系砂体发育且连续性较好，普遍具有单井累产较高的特征，因此认为本区南部应当存在剩余油富集区，由此设计实施的cm8-17井获得成功，初期日产油4 t/d，证实了断层外推的正确性。

此外，通过隐蔽性断层的识别，结合注采井网现状，研究认为马8断块内部仍然存在挖潜空间。例如马8块中部隐蔽性小断层的上、下盘均可能存在未受注水波及的区域(断层上升盘m13-4井以南，下降盘m16、m17井以北，等等，见图2)，应当是剩余油富集区。

4 结论

(1)对于开发后期的老油田，随着资料的不断丰富，需要不断深化构造认识，提高开发效果。通过老井复查，充分利用静态和动态资料发现矛盾，以问题为导向，建立更加合理的构造解释方案，是挖潜调整的有效手段。

(2)本次研究通过动静结合、三维可视化解释等多种手段，落实了断点位置，重塑断点组合并识别了隐蔽性断层。该方法在分析马8断块这种构造复杂且处于开发后期(资料充足)的油藏效果显著，可在其他开发区块推广。