河流相砂体精细描述在西湖凹陷某气田的应用

2020-11-02张锡楠程超鞠颢黄启彰

中国地质调查 2020年5期

张锡楠，程超，鞠颢，黄启彰

(中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海 200335)

0 引言

西湖凹陷某气田主力层主要发育河道类砂体，在区域油气储量和产量中占据重要地位。但由于河道类储层侧向摆动较强，内部分流河道多期叠置，砂体横向变化快，并且由于海上探井少、取心少，井网分布不规则，使得油气田开发过程中储层精细研究程度受到严重制约，无法对生产进行有效的指导。近年来，由于地震资料品质的提升及地震沉积学的发展[1-4]，这种钻井资料少、井网不完善的区块往往基于精细岩心观察，并借助于高精度三维地震资料精细解释，结合地震属性提取来揭示研究区沉积微相类型和砂体分布规律。海上油气田勘探开发技术的不断提升，尤其是水平井钻井技术的提升，对于海上油气田有效判断砂体走向、精细刻画储层有重要意义。本文针对该气田河道类砂体储层难以预测的难题[5-9]，通过岩心观察描述，水平井实钻分析，结合地层切片技术和属性提取技术等地震沉积学方法进行综合研究，确定研究区花港组沉积演化规律、沉积微相类型及河道砂体发育分布，有效弥补了区域内钻井资料较少的问题，为确定该区域开发井生产动态特征提供依据。

1 研究区概况

研究区位于东海陆架盆地西湖凹陷中央反转构造带南部，为一完整的大背斜构造，东、西次凹多向供烃，供油气条件好(图1)。该气田生产主力层为花港组，按照“旋回对比、分级控制”的对比方法，将花港组划分出H1—H8共8个砂层组，其中H6层为主要含气层段。目前该气田已有钻探井1口(T井)、开发井4口(B1H，B2H，B3，B4)，其中水平井2口(B1H，B2H)，4口井均钻遇并生产含气层H6层，但H6层北部储层物性较探井处变差，孔隙度为12.2%，渗透率为8.7×10-3μm2，故开发效果不理想。因此，如何进行储层预测是规避风险、寻求油气潜力的关键。

图1 研究区构造位置与井位分布Fig.1 Structural location of the study area and the wellslocation

2 层序识别与划分

2.1 岩心层序界面识别

根据取心观察，研究区花港组下段以灰白色中粗砂岩为主，夹少量泥岩，花港组上段为杂色泥岩与灰白色细砂岩、粉砂岩互层。花港组纵向上具有多套向上变细的正旋回沉积，可明显识别出层序界面，这些界面为典型的岩性突变面，层序界面以下为灰色粉砂质泥岩，颜色深质纯，反映水体较深，层序界面向上颜色变浅，可见砂岩中的平行层理、泥质条带及冲刷面(图2)。总体上花港组表现为一套三角洲、湖泊和曲流河沉积特征[10-11]，在花港组下段(简称“花下段”)沉积期达到最浅，向上沉积水体逐渐变深。

图2 花港组H4和H5层岩心层序界面与旋回特征Fig.2 Lithological sequence boundaries and cyclic characteristics of the H4～H5 layer in Huagang Formation

2.2 测井层序界面识别

研究区GR值反映气候变化的规律性，可作为小层对比划分依据[12-13]。花港组自下而上为一套水进沉积，发生过2次幕式抬升，形成SQ1(花下段)和SQ2(花港组上段，简称“花上段”)2个三级层序，区域上以基准面上升沉积为主(图3)。

图3 花港组测井层序界面与旋回识别标志Fig.3 Well-log sequence boundaries and cyclic indicators of Huagang Formation

2.3 地震层序界面识别

除了地质分层方法外，还结合了地震反射层位建立研究区等时地层格架。地震反射响应可以认为“地震相是地质体在地震剖面上响应的总和”[14-15]。本文基于叠前深度偏移地震资料，对有声波资料的T井和B4井进行了合成记录标定，合成记录与井旁地震道吻合较好，表明标定结果可靠。其中研究区H6储层表现为中—强振幅、弱连续或不连续的波谷反射特征，河道中心振幅相对较强，而河道间的泥岩段振幅较弱甚至相变为波峰，河道砂体在地震反射的外部形态则具有一定的 “顶平底凸”的透镜状特征(图4)。将砂组划分结果标定在地震剖面上检验其等时性，一般认为稳定的地震反射同相轴是等时的，最终建立井-震统一的井间砂组划分与对比方案(图5)。

图5 研究区高分辨率层序地层划分Fig.5 Division of high-resolution sequence stratigraphy in the study area

图4 研究区典型地震相特征(常规振幅属性)Fig.4 Characteristics of typical seismic facies in the study area(conventional amplitude attribute)

3 河道砂体的识别与描述

研究区花港组H5、H6层主要以河流相-三角洲相沉积为主，储层以河道砂为主。根据前文地震沉积学地层切片成果，结合井点实际钻探资料，实钻揭示H6层横向变化快，纵向泥质类夹层发育，其中T井钻遇4套砂体，中间夹层厚度1～2 m，向北逐渐合并为一套(图6)。从图上可以看出，从南向北砂厚逐渐增大，砂厚范围4.7～35.9 m。

H6层测井曲线多为底部突变薄层箱型及钟型，表明沉积时期河道频繁改道，切、叠现象严重。基于井点砂岩发育情况分析，T井和B1井砂岩厚度较大，表明早期河道以下切为主，晚期各井点砂岩欠发育，以薄层钟型砂岩为主，表明该时期河道较宽广，井点沉积时期处于河道边部或主河道外缘。

图6 研究区H6层砂体连井剖面Fig.6 Profile of connected wells of the sandbody in H6 layer

4 地震沉积学研究

地震沉积学研究指通过井震结合，应用地震资料的平面优势获取地质体在等时沉积界面上的地震响应特征，并对沉积体系开展研究的一种方法。

4.1 等时层面的选取

研究区花港组为一个完整的长期旋回层序，地震剖面上层序顶、底界面及最大湖泛面地震同相轴连续性较好，在地震剖面上表现为较平缓的连续的、强振幅反射同相轴，较易追踪解释。通过H4层稳定的顶界面和H7层稳定同相轴等2个等时界面作为地层格架，以等分为原则，得到40个沿层切片，所采用的采样间隔能反映纵向细微变化和地貌演化细节。

4.2 地层切片的地震沉积学解释

本文研究在等时地层格架基础上，完成了研究区花港组H5层和H6层共计40多张地层切片的提取，优选其中的3张地质形态较为清晰的平面属性图进行平面相解剖。根据地层切片可以看出，研究区内主要切片表现为红色和黑色，其中红色代表正振幅，黑色代表负振幅。主力层H6由于含气，导致速度、密度降低，为低阻抗气藏，砂岩顶面反射系数表现为负值，相应的地震反射为波谷。对比后认为黑色代表呈条带状分布的河道砂沉积，红色代表河道间的泥质沉积。常规属性切片地震地貌分析表明，花港组H6层河道地貌特征明显，从沉积早期到末期河流形态变化较大(图7)。

(b) 切片28,深度-3 317 m(中期)图7-1 研究区H6层不同地层切片平面特征(常规振幅属性)Fig.7-1 Flat characteristics of different stratigraphic slices of H6 layer in the study area (conventional amplitude attribute)

(c) 切片27,深度-3 312 m(晚期)图7-2 研究区H6层不同地层切片平面特征(常规振幅属性)Fig.7-2 Flat characteristics of different stratigraphic slices of H6 layer in the study area (conventional amplitude attribute)

H6层提取的平面属性图显示该层呈SN向展布的河道形态，河道宽度1.5～2.3 km，边界清晰，峰谷转换差异明显，南部区域边界较顺直，北部区域弯曲度较大，显示主河道有来自西北方向的可能(图7)，结合实际井点分布位置可见，T井、B1井位于强反射波谷内，B3、B2、B4井位于弱反射波谷或波峰内。其中T井、B2井位于早中期南北向复合河道中心部位，砂厚25.0 m，B4、B3、B2H井位于东侧晚期发育的SN向复合河道，砂厚4.7～8.8 m，该2条复合河道在B1井处局部交汇，砂厚35.9 m。

利用地震同相轴变化进行追踪，在常规地震剖面上追踪出H6层中的4期河道砂体，在地震同相轴上呈透镜状(图8)。结合地震剖面，将研究区西侧发育河道定义为河道1，剖面上表现为中强波谷。工区中部近SN向具有下切特征的河道定义为河道2。平面图中具有一定弯度、近SN向展布的河道定义为河道3。工区东侧发育的窄河道定义为河道4。结合等时地层切片结果，认为沉积早期发育河道1和河道2，沉积中期发育河道3，沉积期末发育河道4(图9)。

(a) Line1520地震同相轴剖面

(b) Line1450过T井地震同相轴剖面图8-1 H6层地震同相轴剖面特征Fig.8-1 Section characteristics of the seismic event of H6 layer

根据砂岩发育规律、测井曲线形态，通过岩心相、测井相及地震相分析，绘制了H6层沉积相平面分布图(图9)。H6为三角洲平原分流河道沉积，物源充足，在广泛分布的洪泛平原背景下发育4条平面上呈条带状分布、近SN向物源河道，在不同沉积时期河道规模有所差别。其中T井、B2H井钻遇的河道3规模相对较大，河道宽度为1 000～1 200 m，单井实钻厚度26～36 m，宽厚比为30～36。生产井均位于河道4。B1H井水平段位于河道边部，故开发效果不佳；B2H井水平段位于河道3，开发效果较好。