馬東油田沙一段重力流沉積有效儲層預測研究

2018-05-23 06:45:18王晶晶莊紅妹陳小欣趙永峰魏朋朋

石油地質與工程 2018年2期

王晶晶，莊紅妹，劉璐，陳小欣，趙永峰，魏朋朋

1 研究區概況

馬東油田地理上位于天津市大港區的渤海之濱，構造上位于北大港潛山構造帶南側；北部緊鄰唐家河油田，南部為歧口生油凹陷，西邊與馬西深層油田相鄰，東部與渤海相接。馬東油田構造形態為典型的滾動背斜，軸向北東，背斜形態自下而上具有繼承性，構造高點逐漸北移，背斜幅度略有減小，范圍逐漸擴大[1]。

馬東油田沙一段到東營組地層沉積時期是黃驊坳陷處于擴張深陷和斷陷活動穩定發展階段[2]。馬東地區介于燕山褶皺帶和埕寧隆起之間，主要存在北部燕山和西部滄縣隆起兩大物源體系，具有緊鄰活躍物源區、邊界斷層活動強烈、湖岸坡短而陡且快速下陷的地質背景，具備各種碎屑物質直接搬運入湖形成三角洲和各種重力流沉積的條件。

馬東油田主要含油目的層段位于沙一段下部，按沉積旋回自上向下分為板2、板3、板4、濱I四個油組。目前研究區已經進入開發準備階段，但是由于目的層埋藏較深，儲層厚度薄且變化大，對儲層的識別和追蹤非常困難，編制開發概念方案具有較大風險。因此，選取合適的儲層預測方法[3-5]，落實儲層變化，成為研究區能否成功開發的關鍵。

2 有利沉積相帶預測技術

針對研究區沙一下段埋藏較深、儲層厚度橫向變化快、非均質性強的特點，本次研究采取了有針對性的技術手段，利用擬聲波反演技術進行儲層的空間展布特征研究[6-13]，完成有利沉積相帶的預測。

2.1 儲層敏感曲線優選

儲層敏感參數分析主要是研究目的層段內測井曲線的變化規律，以及測井數據所指示的巖電特征。聲波測井常受到井孔環境的差異、測井系列、儀器刻度、測量時間及操作者不同等因素影響而產生誤差，測井值有時會產生很大的歧異，導致對儲層的識別能力變弱。從研究區的聲波曲線和自然伽馬曲線的交會圖（圖1）可以看出，目的層砂泥巖聲波時差均為230～400 μs/m，兩者存在重疊現象，因此聲波曲線反映儲層和圍巖的差異性能力不足。自然伽馬曲線分辨巖性的能力較強，雖然砂泥巖的自然伽馬值也存在著重疊區域，但是范圍很小。

2.2 擬聲波曲線構建

在考慮地層背景、儲層與圍巖波阻抗差異基礎上，本次擬聲波曲線構建主要應用EPT反演軟件的擬聲波構建程序，融合能反映砂泥巖變化的自然伽馬的高頻信息和聲波的低頻信息，由信息融合的方法來合成擬聲波曲線，擬聲波曲線具有聲波的量綱。

圖1 測井曲線儲層敏感性分析

目前常用的重構曲線方法為經驗公式或統計擬合、信息統計加權等。本次擬聲波曲線構建主要采用信息統計加權法，即選取對儲層識別能力有貢獻的曲線，用數學加權算法對聲波測井曲線進行重構，使重構曲線能夠突出巖性的差異。重構聲波曲線主要有3個步驟：①優選能夠識別儲層變化的曲線，根據各曲線對儲層特征反應能力不同，設置不同的加權系數；②利用簡單的歸一化數學算法對各曲線進行處理，調整到聲波曲線值范圍；③擬聲波融合重構，將各曲線分別乘以各自的權系數，使重構聲波曲線較好地保持各曲線響應對應的原有地質特征。

本次主要應用的曲線包括：自然伽馬曲線、電阻率曲線和原始聲波曲線，根據這3條曲線反映儲層能力的強弱，分別賦予不同的權系數，其中自然伽馬曲線的權系數最大，原始聲波曲線的權系數最小。重構得到的聲波曲線對儲層的識別能力大大增強，又保持了地層速度背景信息（圖2），為后續擬聲波阻抗反演的分辨率和精度提供了保障。

圖2 港深32井聲波曲線重構

2.3 擬聲波阻抗反演

擬聲波阻抗反演的實質是測井約束地震反演。多解性是測井約束反演面臨的問題，減小多解性的關鍵在于建立合理的初始波阻抗模型。本次儲層反演建模的過程中，采用了反距離加權建模和分形建模兩種算法（圖3）。

比較分析認為，分形建模能夠結合地震資料振幅屬性變化來綜合預測儲層展布，識別的各砂體邊界更加清晰，解決了砂體橫向變化快的難點，砂體的連通性和橫向變化與地質認識吻合程度更好（圖4），反演結果更加可信。

圖3 初始波阻抗模型連井剖面

3 有效儲層預測

在明確砂巖儲層空間展布特征預測結果的基礎上，對砂巖儲層的物性即含油氣性進行分析和判斷，進而預測出有效儲層的分布范圍。

3.1 衰減屬性分析

本次主要采用疊后衰減屬性技術分析砂巖儲層的含油氣性。地質體中含流體如水、油或氣時，會引起地震波的散射和地震能量的衰減[14-17]；當砂巖富含油氣時，高頻能量的衰減則更加明顯（圖5）。研究區儲層主要以油層為主，少量砂巖氣層發育，因此通過檢測高頻能量衰減程度來預測儲層含油氣性的方法是可行的。

引起地震波衰減的因素很多，例如相鄰巖相界面以及斷層、裂縫處的反射機理、同相介質中的球面擴散、以及同相介質內的物性變化（含油、氣、水）等，而本次研究最為關注的是同相介質內的物性變化引起的能量衰減。因此對馬東油田儲層的衰減屬性分析，必須保證相同地質背景，才能克服其他因素的干擾，保證預測結果的可信程度。本次含油氣性預測主要是利用之前儲層反演的巖性解釋結果，分析砂巖內能量的衰減，檢測含油氣性。

圖4 板2油組反演預測砂巖厚度

3.2 有效儲層展布特征

從頻率域能量衰減梯度屬性分析結果（圖6）可以看到，頻率域衰減梯度與試油結果之間有較好對應關系，反映了利用衰減屬性預測研究區砂巖含油氣性的方案是可行的。同時，泥巖對衰減屬性分析結果的影響很大，利用波阻抗反演結果對衰減梯度屬性進行泥巖過濾，避免巖性變化對油氣檢測結果的影響，保證衰減梯度屬性結果的可靠性。

圖6 地震頻率域衰減梯度剖面

為了更好地反映有效儲層內的含油氣特征，本次研究嘗試性地采用砂巖分布與能量衰減屬性分布信息融合后的綜合指數來指示有效儲層的分布。首先利用擬聲波阻抗反演技術對儲層的空間展布特征進行分析，再利用疊后純波地震數據頻率域能量衰減梯度屬性對儲層內的物性進行分析和判斷，最終分析認為，有效儲層為砂巖內衰減梯度大于一定值且具有一定的累積厚度。

從板2油組衰減梯度平面提取結果上看（圖7a），衰減梯度較大的區域分別位于研究區的東北方向，結合波阻抗反演預測的砂巖分布結果（圖4b），選擇砂巖內衰減梯度大于 0.6的砂體作為有效儲層，完成該油組有效儲層平面分布預測（圖7b）。研究結果顯示，該油組有效儲層呈現明顯北東向條帶分布，體現了重力流水道沉積特征，西南部儲層和東北部最為發育；結合研究區的構造特征，西南部位于滾動背斜構造的高部位，構造位置更加有利，因此西南部可以作為有利目標區進行深入研究。