一種儲層描述新方法在渤海JX油田開發中的應用

2013-10-25 06:43:26金寶強陳建波楊慶紅孫紅杰

石油地質與工程 2013年3期

金寶強，陳建波，楊慶紅，孫紅杰

（1.中海石油（中國）天津分公司勘探開發研究院，天津塘沽 300452；2.中海油田服務股份有限公司油田生產事業部）

渤海油田近年來投入開發的沙河街組油藏越來越多，油田開發難度也越來越大。在海上油田開發中，淺層河流相油藏已形成較為系統的儲層描述技術和方法，但中深層尤其是沙河街組儲層由于地震資料品質較差，難以利用淺層成熟方法解決儲層描述問題。目前，國內外對中深層儲層描述已經做了一些嘗試，汪利兵等提出了辮狀三角洲儲層描述配套技術［1］，在地質模式約束下刻畫典型地震相，達到儲層描述的目的，較好地解決了陡坡帶近源沉積的沙河街組儲層描述問題，但很多儲層沉積不存在陡坡環境，很難通過典型地震相刻畫儲層。受地震資料分辨率限制，目前尚未形成一套沙河街組儲層定量化描述方法。本文應用層序地層學及沉積學的方法判別研究區的沉積主控因素，利用古地貌與地層厚度的正比關系，建立時間厚度－地層厚度－儲層厚度“三步法”半定量描述儲層方法。這些方法在JX油田開發中得到成功應用，具有較好的借鑒意義。

1 地質特征及研究難點

JX油田位于渤海遼東灣海域M凹陷的中段，屬于古近系復雜斷塊油田，探井鉆遇地層自下而上分別為古近系的沙河街組和東營組、新近系的館陶組和明化鎮組及第四系的平原組。其中，沙河街組一、二段為主要的含油層位之一，油藏埋深－1600～－1860 m，沙一段儲層較薄，以‘泥包砂“為主，沙二段儲層較厚，以“砂包泥”為主，儲層屬扇三角洲前緣沉積。由于儲層描述受到埋深、地震資料及沉積微相等多種因素制約，給JX油田開發井實施帶來多重困難，難點主要體現在以下三個方面：

（1）儲層橫向變化快：JX油田沙河街組儲層為緩坡扇三角洲前緣沉積，由于受古地貌、物源方向及沉積微相等因素影響，儲層橫向分布很不穩定，其中，沙二段II油組儲層厚度橫向差別極大，厚度分布在3～41 m范圍，且分布不均。例如，探井JX－E－3D井儲層厚度為41 m，與之距離僅50 m的開發井B12儲層厚變化為19.6 m，同一方向距離300 m的開發井B13儲層僅0.5 m。

（2）地震資料品質不能滿足儲層描述要求：海上地震資料采集過程中，存在各種各樣的干擾源，這些干擾源有天然形成的，也有客觀的外界干擾［2］，加之沙河街地層埋深一般在－1500 m以下，使得地震資料的品質無法得到保證。JX油田沙河街組地震分辨率在25 m左右，但單砂層厚度平均小于10 m，無法準確描述砂體的形態及分布。

（3）砂體疊加現象嚴重：沙河街組儲層為扇三角洲前緣沉積，受古地形和水平面升降變化影響，砂體疊加比較頻繁，由于地震資料分辨率的局限，不能精確描述砂體疊加樣式及邊界，對開發井位優化及實施帶來很大影響。

2 沙河街組儲層描述方法

2.1 沉積主控因素判別及定性分析

渤海海域古近系為斷陷盆地充填沉積，主要富砂沉積體系為三角洲，三角洲類型多樣，其類型和平面分布明顯受構造－古地貌和物源通道的控制［2－4］。

從井間對比分析，沙二段至沙一段地層由下到上儲層厚度逐漸減薄，砂巖粒度逐漸變細，屬向上變細的正旋回沉積，由下到上水體逐漸加深，所以，湖平面的變化是沙河街組儲層沉積的主要控制因素之一，控制了儲層厚度及沉積韻律的變化。

受湖平面變化影響，沙河街組各個沉積時期的物源供給能力也各不相同，從研究區過JX－E－3D井的地震剖面分析（圖1），地震同相軸由下到上向東超覆沉積，結合區域物源分析，研究區局部物源來自東部。從振幅屬性平面展布分析，沙二段早期沉積范圍較小，水體較局限，從層序地層學角度分析，研究區處于湖盆坡折帶的低位體系域，由于沉積物供給充足，表現為“填挖補平”沉積，沉積物的厚度及規模受古地形地貌控制，低洼處沉積厚度大，反之，沉積厚度小。沙二段晚期沉積范圍也逐漸增大，水體范圍也不斷擴大，沉積物供給依然充足，研究區不斷接受沉積，雖依然表現為“填挖補平”沉積，但沉積厚度相對較均勻，湖盆逐漸填平。沙一段沉積時期，水體范圍迅速擴大，研究區處于高位域沉積期，研究區距物源較遠，沉積物供給能力較弱，以泥巖沉積為主，儲層沉積厚度薄。

圖1 JX油田沙河街組振幅屬性及東西向過井地震剖面

2.2 古地貌約束儲層定量描述

曹樹春等提出“尋溝找砂”的研究方法在古近系儲層研究中取得較好效果［5］，指出古地貌對儲層沉積具有重要作用，古地貌低部位為沉積主要指向區，而高部位沉積則較少。根據地層厚度與古地貌的高低關系，利用古地貌簡單直觀反映地層厚度的變化，古地貌低時，同一物源下接受沉積物多，地層厚度較大，儲層發育，反之，儲層不發育。上述分析可見，沙二段II油組儲層橫向變化快，沉積受古地貌控制。在層位精細標定及解釋的基礎上，利用沙二段II油組頂底面（時間）相減，得到地層的時間厚度，再利用層速度將之轉化為實際地層厚度，編制地層厚度圖（圖2），按照地層厚度大小指導開發井井位優化及實施。隨著開發井的不斷增多，根據不同位置砂地比，利用Petrel建模軟件，繪制砂層厚度圖（圖3），逐步提高儲層描述的精度，更好地指導開發井實施。

圖2 X油田E－3D井區沙二段II油組地層厚度

2.3 砂體邊界刻畫及疊加樣式分析

圖3 JX油田E－3D井區沙二段II油組砂層厚度

JX油田沙河街組取心資料較少，因此，必須充分依靠測井信息［6］，包括曲線形態及曲線特征，劃分及識別沉積微相、判別砂體分布范圍及砂體疊置關系［7－11］。從曲線形態看，JX油田沙二段測井相大致有2種，齒化鐘型和齒化漏斗型。其中，齒化鐘形代表水下分流河道沉積微相，多分布在沙二段底部，砂體多呈“條帶狀”展布，易發生垂直物源方向的側向加積；齒化漏斗型代表河口壩沉積微相，多分布在沙二段頂部，砂體多呈“云朵狀”展布，易發生順物源方向的進積。

由于JX油田沙河街組地震資料分辨率在25 m左右，而單砂體通常小于10 m，無法達到精細刻畫砂體的目的，所以有必要通過精細的井震標定，結合測井相分析，建立砂體－地震相的關聯模式，通過同相軸的變化特征刻畫砂體邊界。如圖4所示，B13在沙二段II油組儲層不發育，由于沙二段早期以水下分流河道沉積為主，易發生側向加積，受水道遷移的影響，兩套砂體間多以泥巖沉積為主，B13井軌跡穿過砂體1和砂體2的疊合部位，即兩套砂體的邊部，所以儲層不發育。

圖4 JX油田E－3D井區沙河街組砂體邊界及疊加樣式

3 應用效果

（1）成功優化8口開發井井位，收獲較大油層鉆遇厚度。鉆前認為JX油田沙河街組儲層連續性較好，厚度變化不大，所以，油藏方案中設計規則井網進行布井。油田開發階段，根據儲層描述最新認識，對ODP設計的8口開發井井位進行了有效優化，有效避免了低效井的出現，同時，油田開發中收獲多口厚油層開發井，收到較好的實施效果。E－3D井區設計的6口采油井中，B15、B16、B20、B21井鉆遇油層厚度超過60 m，達到鉆前設計的1.5倍，E－1井區設計的2口采油井B7和B8鉆遇油層厚度超過45 m，更是達到了鉆前設計的6倍（表1）。

（2）儲量增加300×104t3。通過合理部署注水井探邊、開發井加深等手段，結合開發井實鉆厚度較大等因素，JX沙河街組探明石油地質儲量由鉆前的780×104t，增加至1080×104t，增加300×104t，為油田后續開發及調整奠定物質基礎。