渤海KL10油田復(fù)式油藏滾動(dòng)評(píng)價(jià)技術(shù)及應(yīng)用效果

王少鵬，穆朋飛，田曉平，韓建斌

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

渤海KL10油田復(fù)式油藏滾動(dòng)評(píng)價(jià)技術(shù)及應(yīng)用效果

王少鵬，穆朋飛，田曉平，韓建斌

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

KL10油田是渤海萊州灣海域近年來發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量規(guī)模超億噸的復(fù)式成藏油田，具有含油層位多且縱向疊合程度差、斷裂發(fā)育、沉積相和油藏類型多樣等復(fù)雜的地質(zhì)特征。為快速落實(shí)儲(chǔ)量規(guī)模，開展了滾動(dòng)油藏評(píng)價(jià)技術(shù)研究，通過全三維精細(xì)構(gòu)造解釋、氣云區(qū)校正技術(shù)落實(shí)了油田的構(gòu)造特征；以沉積模式為指導(dǎo)，運(yùn)用地震屬性和地震相結(jié)合技術(shù)開展了古近系沙河街組儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，運(yùn)用地質(zhì)-地震一體化儲(chǔ)層描述技術(shù)定量描述了新近系河流相砂體；依據(jù)成藏特征論證該區(qū)的油氣運(yùn)移、成藏規(guī)律，明確了油氣富集區(qū)帶，為下一步開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

渤海油田；KL10油田；復(fù)式油藏；油藏評(píng)價(jià)；儲(chǔ)層描述；成藏特征

KL10油田位于渤海南部海域萊州灣凹陷(圖1),該凹陷區(qū)域構(gòu)造位置處于渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷東部，是在拉伸和斷裂走滑雙重機(jī)制控制下發(fā)育的伸展-走滑盆地，受北部邊界大斷層持續(xù)活動(dòng)控制，其在新生代表現(xiàn)為箕狀凹陷構(gòu)造[1-2]。該區(qū)域雖歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的勘探,但一直沒有發(fā)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)油氣藏[2]，直到KL10-1井的鉆探獲得高產(chǎn)工業(yè)油流,才實(shí)現(xiàn)了萊州灣凹陷油氣勘探突破。該井在新近系明化鎮(zhèn)組、館陶組和古近系東營(yíng)組、沙河街組均有油層鉆遇，為快速落實(shí)儲(chǔ)量規(guī)模及完成精細(xì)地質(zhì)油藏研究，在隨后兩年內(nèi)，實(shí)施了“整體部署、立體評(píng)價(jià)”的滾動(dòng)油藏評(píng)價(jià)。在滾動(dòng)油藏評(píng)價(jià)中，始終圍繞“構(gòu)造、儲(chǔ)層、成藏”三要素，通過精細(xì)構(gòu)造解釋、古近系儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、新近系儲(chǔ)層描述、成藏模式等技術(shù)組合及應(yīng)用，完成了該區(qū)首個(gè)儲(chǔ)量規(guī)模超億噸的復(fù)式油氣藏評(píng)價(jià)。目前，萊州灣區(qū)域在滾動(dòng)油藏評(píng)價(jià)及先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的推動(dòng)下，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了KL9、KL10A等多個(gè)油田，為渤海油田可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 油藏地質(zhì)特征

該油田含油層位多，儲(chǔ)量規(guī)模大，具有復(fù)雜的地質(zhì)油藏特征，具體表述如下。

(1)具有復(fù)式成藏的特征，含油層位多，縱向疊合程度差。明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營(yíng)組及沙河街組均有油層鉆遇，其中明化鎮(zhèn)組、沙河街組是主力含油層位，但由于受“鏟狀”邊界大斷層持續(xù)活動(dòng)及派生斷層影響，沙河街組和明化鎮(zhèn)組構(gòu)造圈閉疊合程度差，較難兼顧評(píng)價(jià)。

圖1 KL10油田構(gòu)造位置圖

(2)斷裂發(fā)育、淺層“氣云區(qū)”發(fā)育致使構(gòu)造更為復(fù)雜。油田位于萊州灣凹陷北部陡坡帶、萊北一號(hào)斷層下降盤，受邊界斷層持續(xù)活動(dòng)的影響，派生斷裂非常發(fā)育，油田范圍內(nèi)共發(fā)育斷層80余條，對(duì)構(gòu)造格局的控制作用各不相同，沙河街組整體為被邊界斷層控制的半背斜構(gòu)造，內(nèi)部被北東向和北西向斷層分割成不同的斷塊。明化鎮(zhèn)組圈閉類型為被多條斷層分割、夾持的復(fù)雜斷塊。同時(shí)，受斷裂長(zhǎng)期活動(dòng)的影響，淺層氣比較發(fā)育，在三維地震體上可明顯看出淺層有“氣云區(qū)”發(fā)育，為構(gòu)造解釋和砂體描述帶來困難。

(3)沉積類型多樣，儲(chǔ)層橫向變化快。明化鎮(zhèn)組為曲流河相沉積，平均砂巖含量19%，為“泥包砂”組合特征，受河道遷移的影響，砂體縱、橫向變化快；沙河街組為辮狀河三角洲沉積，油田范圍內(nèi)自西向東砂巖含量34.2%～23.4%～45.5%，砂體平面分布不穩(wěn)定，主要呈現(xiàn)“砂泥巖互層”組合特征。

(4)油氣藏類型多樣，成藏條件復(fù)雜。明化鎮(zhèn)組油氣藏是在構(gòu)造背景上發(fā)育的受巖性、構(gòu)造雙重因素控制的巖性-構(gòu)造油氣藏，具有“一砂一藏”的特點(diǎn)；沙河街組油藏主要受構(gòu)造和斷層控制，油藏類型屬于由多個(gè)斷塊組成、縱橫向具有多套油水系統(tǒng)的復(fù)雜斷塊油藏。另外，相同層位的不同斷塊圈閉含油性差別較大，成藏條件復(fù)雜。

2 滾動(dòng)油藏評(píng)價(jià)技術(shù)及應(yīng)用分析

2.1 精細(xì)構(gòu)造解釋技術(shù)

2.1.1 全三維精細(xì)構(gòu)造解釋

三維地震資料解釋突出的表現(xiàn)為數(shù)據(jù)體解釋,而三維可視化技術(shù)是全三維解釋的核心，該技術(shù)不僅能觀察數(shù)據(jù)體的表面特征，而且能透視數(shù)據(jù)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本次地震解釋從三維可視化顯示出發(fā)，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，充分應(yīng)用剖面數(shù)據(jù)體、切片數(shù)據(jù)體，通過三維可視化、剖面解釋、屬性分析等交互解釋技術(shù)，對(duì)地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行了綜合解釋。該區(qū)斷裂發(fā)育，在解釋過程中利用三維可視化技術(shù)結(jié)合基于本征值的相干數(shù)據(jù)體進(jìn)行斷層的解釋和組合,消除了人為因素影響，有效地解決了該區(qū)復(fù)雜斷層斷裂模式、類型和空間組合方式，為精細(xì)構(gòu)造研究奠定了基礎(chǔ)。

2.1.2 “氣云區(qū)”時(shí)深校正

明化鎮(zhèn)組在地震剖面上存在約2 km2的“氣云區(qū)”，“氣云區(qū)”內(nèi)同相軸振幅增強(qiáng)、頻率降低，并出現(xiàn)同相軸下拉現(xiàn)象，地層產(chǎn)狀失真。為消除“氣云區(qū)”對(duì)構(gòu)造解釋的影響，經(jīng)過多種速度校正方法論證和研究，結(jié)合本油田實(shí)際情況，最終確定圖2所示的“氣云區(qū)”校正流程。

通過全三維精細(xì)構(gòu)造解釋研究，落實(shí)了該區(qū)的構(gòu)造特征，第二批評(píng)價(jià)井實(shí)際鉆井深度與預(yù)測(cè)深度誤差均小于6 m。

2.2 精細(xì)儲(chǔ)層展布研究

2.2.1 古近系精細(xì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

區(qū)域沉積研究表明，KL10油田沙河街組為辮狀河三角洲前緣沉積[3]，巖性組合特征為泥巖與細(xì)砂巖、中砂巖呈不等厚互層，單砂層厚度0.5～9.8 m，橫向變化快，且沙河街組砂體埋藏深度超過2 300 m，三維地震資料無法分辨單砂體。為落實(shí)砂體展布特征，開展了沉積模式指導(dǎo)下的古地貌控砂、地震屬性預(yù)測(cè)砂體研究。

圖2 KL10油田“氣云區(qū)”深度校正流程圖

研究流程如下：利用旋回對(duì)比、精細(xì)井震標(biāo)定劃分油組，建立各井縱向?qū)有蚋窦埽橙隙喂矂澐譃?個(gè)油組，沙三中段劃分為4個(gè)油組；通過巖心觀察、測(cè)井相建立單井沉積相，本區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣-前角洲亞相；利用區(qū)域地質(zhì)研究及三維地震數(shù)據(jù)體開展了該區(qū)構(gòu)造演化及古地貌研究，沙三中段油田范圍處于斷陷湖盆萎縮期，隨著水體逐漸變淺，來自西北部墾東凸起沉積物逐漸向東遷移，而到沙三上段隨著萊北一號(hào)斷層劇烈活動(dòng)，萊北低凸起出露水面提供物源，緊鄰一號(hào)斷層下降盤根部發(fā)育近源三角洲砂體，古地貌較低的溝谷區(qū)域是砂體沉積較厚區(qū)域；利用地層切片屬性分析技術(shù)對(duì)沙河街組提取平均瞬時(shí)頻率、平均瞬時(shí)相位以及均方根振幅屬性，在平面上進(jìn)行歸類，劃分出各油組不同地震相；利用井點(diǎn)建立的沉積序列及地震相相結(jié)合，在古地貌及沉積模式指導(dǎo)下開展儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。

研究表明，沙三中段發(fā)育6期進(jìn)積體，進(jìn)積體頂積層地震相振幅弱、連續(xù)性差，沉積富砂；進(jìn)積體前積層地震相振幅強(qiáng)、連續(xù)性好，沉積富泥，各期砂體呈北西向展布，長(zhǎng)8～10 km，寬1～3 km，由西向東推進(jìn)。沙三上段各油組儲(chǔ)層相對(duì)穩(wěn)定，Ⅰ-Ⅲ油組富砂，地震響應(yīng)為弱振幅、連續(xù)性差；Ⅳ-Ⅴ油組富泥，地震響應(yīng)為中強(qiáng)振幅、連續(xù)性好。沙三上段砂體主要為水下分流河道沉積，受古地貌溝谷控制，以條帶狀為主，東西向?qū)挾?00～500 m，南北向長(zhǎng)度可延伸1～3 km。在精細(xì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上部署鉆探的8井，在沙三中段鉆遇進(jìn)積體單層含油砂體28.2 m，落實(shí)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量240×104t，取得了較好的評(píng)價(jià)效果。

2.2.2 新近系儲(chǔ)層定量描述

KL10油田新近系明化鎮(zhèn)組主要為一套曲流河相沉積，井間儲(chǔ)層橫向變化大，縱向上油氣水間互，表現(xiàn)為“一砂一藏”的特點(diǎn)[4]。為更好地把握儲(chǔ)層空間展布，為油藏評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)，開展了地質(zhì)-地震一體化儲(chǔ)層描述。在區(qū)域地質(zhì)、沉積特征和沉積模式研究的基礎(chǔ)上，利用沿層屬性切片對(duì)沉積砂體進(jìn)行宏觀描述，使得砂體平面展布和空間組合更加合理，再通過三維地震擬波阻抗反演體進(jìn)行單砂體的精細(xì)刻畫。其儲(chǔ)層描述流程為：①準(zhǔn)確層位標(biāo)定，井震結(jié)合、旋回對(duì)比細(xì)分地層層序；②根據(jù)井點(diǎn)鉆遇儲(chǔ)層特點(diǎn)，分析總結(jié)河道砂體在剖面與平面上的地震反射特征；③根據(jù)巖心、測(cè)井曲線等資料，劃分井點(diǎn)處沉積微相；④采用沿層切片、屬性綜合分析等技術(shù)描述儲(chǔ)層平面分布規(guī)律，建立該區(qū)砂體沉積模式；⑤在沉積模式指導(dǎo)下開展單砂體的精細(xì)刻畫，合理確定砂體的邊界。在一體化儲(chǔ)層描述思路指導(dǎo)下，對(duì)明下段主力含油層位Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ油組進(jìn)行了儲(chǔ)層描述，主要表現(xiàn)為河道狹窄、高彎度曲流河特征，各油組河道分布特征不盡相同，詳見表1。

在該砂體描述工作思路指導(dǎo)下，全油田共描述含油砂體16個(gè)，潛力含油砂體18個(gè)，落實(shí)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量750×104t，潛力石油地質(zhì)儲(chǔ)量近1 000×104t。評(píng)價(jià)井鉆前預(yù)測(cè)砂體在實(shí)鉆中100%鉆遇，且砂體面積鉆前鉆后相對(duì)誤差小于7%、厚度誤差小于2 m，也證實(shí)了該儲(chǔ)層描述技術(shù)的可行性。

2.3 復(fù)式油藏成藏研究

鉆井證實(shí)，KL10油田為復(fù)式成藏油田，不同斷塊油層分布和儲(chǔ)量豐度差異大，研究成藏模式及油氣藏分布規(guī)律是提高勘探開發(fā)成效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。萊州灣凹陷共發(fā)育沙三中段和沙四段兩套好的烴源巖，油源對(duì)比分析認(rèn)為，沙河街組油藏和明化鎮(zhèn)組油藏油氣均來自沙四和沙三段烴源巖[5-7]。從已鉆井油層分布情況看，古近系沙河街組油層主要分布在沿長(zhǎng)期繼承性活動(dòng)的萊北一號(hào)斷層構(gòu)造高部位，新近系明化鎮(zhèn)組油層呈帶狀分布在萊北一號(hào)斷層附近和調(diào)節(jié)斷層共同控制形成的花狀構(gòu)造的“花心”位置，而遠(yuǎn)離“花心”部位沒有鉆遇油氣層。

綜合分析認(rèn)為，該區(qū)復(fù)式成藏具有斷裂-砂體油氣運(yùn)移的“中轉(zhuǎn)站”模式[8]。萊州灣凹陷是受萊北一號(hào)斷裂控制的走滑-伸展凹陷，控凹斷裂不僅控制了凹陷沉積體系的演化、源巖的分布以及砂體的發(fā)育，而且隨著控凹斷裂的伸展拉張，在凹陷緩、陡坡產(chǎn)生了大量的伸展斷層，沿控凹斷裂形成眾多的有利圈閉，尤其是晚期活動(dòng)不僅形成規(guī)模較大的構(gòu)造，也形成了良好的油氣輸導(dǎo)通道。沙河街組發(fā)育大型的辮狀河三角洲沉積，其根部與萊北一號(hào)大斷層接觸，三角洲前緣砂體與烴源巖呈“指狀”大面積接觸，當(dāng)沙四、沙三段烴源巖成熟后生成的油氣在溫度壓力作用下向砂體內(nèi)發(fā)生初次運(yùn)移，油源斷層與控制局部圈閉發(fā)育的分支斷層在空間直接相連成為油氣運(yùn)移的通道，鄰近油源斷層的斷塊圈閉有利于優(yōu)先捕獲油氣而富集成藏，從而造成沙河街組斷塊油氣藏沿主要油源斷層成群、成帶分布。當(dāng)砂體內(nèi)的油氣達(dá)到一定飽和度后(5%～10%)，壓力增高，伴隨著斷層的活動(dòng)，油氣從沙河街組砂體內(nèi)進(jìn)一步沿萊北一號(hào)大斷層向上部的新近系圈閉中運(yùn)移，經(jīng)與一號(hào)斷層相連的新近系斷裂和相連接砂體形成平面運(yùn)移，最終形成沿“花心”位置富集成藏。隨著沙河街組砂體內(nèi)油氣向上運(yùn)移，壓力降低，斷層活動(dòng)停止，從烴源巖中初次運(yùn)移來的油氣再次在砂體內(nèi)聚集，如此周而復(fù)始，沙河街組砂體猶如一個(gè)“中轉(zhuǎn)站”，該成藏模式如圖3所示。

表1 明下段河流相儲(chǔ)層特征

KL10油田繼承性活動(dòng)的邊界大斷裂和深淺層斷-砂耦合構(gòu)成了高效輸導(dǎo)體系，斷層活動(dòng)與超壓釋放造成了油氣的垂向幕式排放，油氣晚期快速、持續(xù)充注是形成淺層優(yōu)質(zhì)油藏的物質(zhì)基礎(chǔ)，“中轉(zhuǎn)站”成藏模式促成了該油田的復(fù)式成藏，與油源斷層相連的斷塊圈閉是勘探開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)塊。第二批評(píng)價(jià)井的部署均鉆遇了較厚的油氣層，也印證了該成藏模式的準(zhǔn)確性。

圖3 KL10油田油氣運(yùn)移“中轉(zhuǎn)站”模式

3 結(jié)論

(1)KL10油田具有復(fù)雜的地質(zhì)油藏特征，斷裂發(fā)育、淺層氣云區(qū)發(fā)育致使構(gòu)造復(fù)雜，沉積類型多樣，儲(chǔ)層橫向變化快，油氣藏類型多樣，成藏條件復(fù)雜，“構(gòu)造、儲(chǔ)層、成藏”研究是滾動(dòng)油藏評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。

(2)KL10油田的成功評(píng)價(jià)，為建立萊州灣區(qū)域開發(fā)體系奠定了基礎(chǔ)，推動(dòng)了該區(qū)的立體勘探開發(fā)；“整體部署、立體評(píng)價(jià)”的滾動(dòng)油藏評(píng)價(jià)思路適用于海上復(fù)式成藏及復(fù)雜地質(zhì)油藏特征油田，對(duì)其它類似油田的勘探開發(fā)有一定借鑒意義。

(3)全三維可視化精細(xì)構(gòu)造解釋技術(shù)和“氣云區(qū)”速度分析時(shí)間校正技術(shù)保證了構(gòu)造解釋的準(zhǔn)確性；沙河街組辮狀河三角洲儲(chǔ)層開展的古地貌控砂、地震屬性預(yù)測(cè)砂體展布研究和明化鎮(zhèn)組河流相砂體開展的地質(zhì)-地震一體化儲(chǔ)層描述，明確了儲(chǔ)層展布特征。該區(qū)復(fù)式成藏具有斷裂-砂體油氣運(yùn)移的“中轉(zhuǎn)站”模式，沙河街組與油源斷層相連的構(gòu)造高部位、明化鎮(zhèn)組花狀構(gòu)造的“花心”位置是油氣優(yōu)勢(shì)富集區(qū)。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)03-0077-04

2015-01-16

王少鵬，高級(jí)工程師，碩士，1982年生，2006年畢業(yè)于成都理工大學(xué)油氣田開發(fā)工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事油田開發(fā)地質(zhì)研究工作。

國(guó)家科技重大專項(xiàng) “渤海海域大中型油氣田地質(zhì)特征”(2011ZX05023-006-002)資助。

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