復合曲流帶內部構型界面識別新方法及其應用

何 康，張鵬志，周軍良，甘立琴，舒 曉

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452）

0 引言

河流相儲層是我國陸相含油氣盆地典型的儲層類型之一，國內外學者充分認識到河流相儲層是一套復雜的非均質體系，尤其是曲流河沉積，其在平面上有著復雜的微相組合，在縱向上具有多級次的旋回性［1-2］。陸上油田多年的開發實踐使得密井網條件下曲流河儲層構型技術日益完善且廣泛推廣［3-4］，但海上油田大井距的限制條件制約了該類儲層構型技術的應用與發展。近幾年，海上油田主要通過對地震資料處理技術、屬性提取技術、相干體切片等技術的探索創新彌補了地質構型方法在海上油田應用的局限性［5-7］，能夠較好地識別曲流河泥質構型界面（廢棄河道），但對于多條河流互相切疊形成的復合曲流帶來說，復雜的切疊結構使得其內部的構型界面具有一定的隱秘性，現有方法難以準確識別這些界面，為復合曲流帶內部單一曲流河點壩砂體的分布刻畫帶來較大困難［8-10］。

針對以上問題，以渤海Q 油田北區NmⅢ2 復合曲流帶含油砂體為例，在曲流河沉積模式和多河道切疊模式指導下，利用地震正演、波形分析、地震屬性分析、雙屬性融合與地質相分析、古地貌分析、構型定量刻畫技術相結合，對目標砂體進行構型解剖，準確刻畫內部不同曲流河間的切疊界面，識別出該界面控制下的點壩砂體，并以此為依據，優化砂體現有注釆井網，為油田進一步優化注采結構提供依據。

1 油田概況

Q油田位于渤海灣盆地渤中坳陷石臼坨凸起的中部（圖1），是一個大型低幅度披覆背斜稠油油藏，主力含油層為新近系明化鎮組下段和館陶組上段，目的層埋深為950～1 430 m，是一套河流相沉積的砂巖儲層，其中明下段為曲流河沉積，常發育復合曲流帶砂體，自上而下可分為Nm0，NmⅠ，NmⅡ，NmⅢ，NmⅣ，NmⅤ共6 個油組，可進一步分29 個小層，其中NmⅢ油組內部自上而下細分為NmⅢ1，NmⅢ2，NmⅢ3，NmⅢ4 共4 個小層，館陶組為辮狀河沉積。巖性均以細砂巖為主，物性表現為高孔高滲。根據開發管理及構造發育特征，將油田劃分為北塊、北區、南區和西區共4 個開發區塊。

圖1 渤海Q 油田區域位置圖Fig.1 Location of Q oilfield in Bohai Sea

Q 油田自2001 年投產，經過18 a 的開發，油田現有開發井340 口，平均開發井距為350～500 m，綜合含水率已達93%，已進入高含水階段。隨著近2 a 油田進一步開發調整，主力含油砂體通過調驅、調剖等措施取得了較好的開發效果，但個別井組仍然存在注釆見效差的現象，亟須開展針對主力含油砂體的內部構型解剖工作，尋找制約注采效率的地質因素，為油田進一步高效優化注采結構提供地質依據。

2 復合曲流帶內部單河道砂體精細對比

北區NmⅢ2 為油田主力含油砂體，為復合曲流帶沉積，具有分布范圍廣，切疊程度高的特點，井間河道砂體精細對比是該類砂體構型解剖的基礎［11-12］。在單井微相識別基礎上，通過區域等時界面拉平，根據超短期基準面旋回特征、河流下切模式等開展井間單河道砂體橫向對比，將復合曲流帶劃分為多個不同的單一曲流河，砂體沉積以點壩為主（圖2）。

3 復合曲流帶砂體構型解剖

3.1 曲流河砂體規模定量識別

在井間單河道砂體精細對比基礎上，以井上實鉆單河道砂體厚度數據為主要依據，結合能夠反映砂體展布形態的常規振幅屬性（圖3）及曲流河沉積模式，利用petrel 軟件對目標砂體厚度分布進行預測，從而初步確定復合曲流帶砂體整體分布范圍（圖4）。

3.2 古地貌特征分析

圖3 渤海Q 油田NmⅢ2 砂體最大波谷屬性Fig.3 Maximum trough amplitude of NmⅢ2 of Q oilfield in Bohai Sea

圖4 渤海Q 油田NmⅢ2 砂體厚度等值線圖Fig.4 Contour map of thickness of NmⅢ2 of Q oilfield in Bohai Sea

恢復渤海Q 油田古地貌特征，對判斷河流主要流向具有一定的指導意義［13-15］。結合前人研究資料，該區域物源方向為北西向，而NmⅡ油組頂面沉積的穩定泥巖層為研究區的主要標志層，可作為古地貌恢復的等時界面。在地震構造解釋基礎上，通過在時間域對NmⅡ頂面進行層拉平，從而恢復NmⅢ沉積期的古地貌（圖5）。結果顯示，在NmⅢ2 復合曲流帶砂體沉積期，該工區地貌表現為北高南低、中部平緩、東西構造繼續變低的趨勢，因此，初步判斷水體流向應該是由北向南流入工區，再向西、南、東南等3 個方向流出，向西與向東南為主要流向，該認識與NmⅢ2 復合曲流帶砂體的分布形態基本一致。

3.3 復合曲流帶內部構型界面識別

圖5 渤海Q 油田NmⅢ油組沉積期古地貌圖Fig.5 Paleogeomorphogloic map of NmⅢperiod of Q oilfield in Bohai Sea

復合曲流帶內部存在多條單河道兩兩切疊，刻畫其內部構型界面即是識別這些切疊界面。據文獻［16-17］報道，趙翰卿等（1995）利用航空照片，通過色調、形狀、紋理、陰影等對我國松花江復合曲流帶內部的廢棄河道進行了描述，建立了廢棄河道的空間分布模式，并指出2 條單河道的切割關系存在9 種模式。在該模式指導下，結合研究區井間剖面相對比成果，根據切疊樣式、切疊程度的強弱，共識別出目標砂體內部存在的9 種單河道間切割關系（圖6），包括廢棄河道切點壩的強弱切疊、點壩切點壩的強弱切疊、點壩切廢棄河道的強弱切疊、廢棄河道切廢棄河道以及同一單河道內部不同點壩間的切疊，并以這9 種切割關系為基礎，建立了9 種正演地質模型，進行正演模擬，來認識不同的切割關系在地震響應方面是否具有獨特的響應特征，根據這些特征，尋求適合的識別方法來加以刻畫。

圖6 渤海Q 油田不同切割關系地震正演響應特征Fig.6 Seismic wave features of different cutting relations of Q oilfield in Bohai Sea

3.3.1 正演模擬結果

通過對9 種地質模型進行模擬，發現不同的切割關系在地震剖面上具有不同的地震響應關系，可以概括為2 種主要的響應特征：①當切割程度弱或廢棄河道互相切疊，切疊處以泥質廢棄河道或薄的點壩邊界砂沉積為主，切疊處與點壩主體間巖性差異較大，切疊處地震響應表現為振幅明顯變弱，頻率降低，并隨著泥質成分增加，變弱的程度增大［圖6（b），（d），（f），（g），（i）］；②當切割程度較強，切疊處沉積一定厚度的點壩砂，與主體點壩間巖性差異相對較小，切疊處地震響應表現為振幅變弱，但變弱幅度相對不明顯［圖6（a），（c），（e），（h）］。

3.3.2 構型界面平面追蹤及其微相識別

對于第一類響應的界面識別，采用提取多種地震振幅類屬性，發現RMS 屬性、Maximum Trough 屬性、Mean Amplitude 等常用的地震屬性均不能全面地反映第一類切疊界面，主要是因為上述屬性對點壩砂體的突出顯示會削弱切疊界面處的弱響應，但是，通過平剖結合，多屬性對比，發現Skew in Amplitude 屬性在識別振幅異常值時可取得比較好的效果，對弱振幅響應具有一定的放大識別效果，能夠針對性的突出顯示弱振幅響應。所以，采用該屬性來識別第一類構型界面，在NmⅢ2 砂體的中部、東部共識別出11 條砂體切疊界面，同時，結合周邊井剖面相分析及曲流河沉積模式，完成對切疊界面微相的識別（圖7—8）。

關于第二類響應的界面識別，通過提取多種屬性，發現采用單一的振幅屬性或頻率屬性，都無法在平面上很好地刻畫該類界面，因此，考慮利用雙屬性融合技術來解決這一問題。通過文獻調研，張京思等［18］、肖大坤等［19］、Sun 等［20］在對薄河道砂體正演模擬過程中，發現在頻率域中提取地震峰值屬性可以較好地識別河道砂體邊界。這里以本次研究砂體為例，進行該方法的應用說明。對于第二類響應的界面，雖然切疊處沉積點壩砂，但相對點壩砂主體來講，在砂巖厚度、物性方面均差于后者，這種差異在地震記錄上就必然表現為前者振幅值小于后者，前者頻率值大于后者，盡管這種差異相對不明顯。依據這一理論基礎，可以考慮通過頻率與振幅之比來對這種差異實現增益，從而實現對這種弱響應的放大識別（圖9）。

通過頻率振幅比屬性，對目標砂體西側的切疊界面加以識別，對Skew in Amplitude 無法準確識別的振幅異常區進行了精細的刻畫，同時，結合周邊井剖面相分析，完成了對整個復合曲流帶砂體構型界面的平面追蹤與微相識別（圖10）。

圖9 頻率振幅比與砂巖厚度的關系Fig.9 Relationship between frequency amplitude ratio and thickness of sandstone

圖10 渤海Q 油田Skew in Amplitude 識別第一類界面（a）和頻率振幅比屬性識別第二類界面（b）Fig.10 Tracking the first interface by Skew in Amplitude（a）and the second interface by F/A（b）of Q oilfield in Bohai Sea

3.4 復合曲流帶內單河道平面展布特征

在井間單河道砂體精細對比的基礎上，以砂體厚度分布、點壩定量公式作約束，以古地貌分析作流向指引，以剖面相分析結合多屬性融合追蹤與識別構型界面及其微相，最終實現了對整個復合曲流帶內部多河道砂體平面分布的精細刻畫（圖11）。

圖11 渤海Q 油田NmⅢ2 復合曲流帶砂體構型解剖成果Fig.11 Result of configuration of complex meander belt NmⅢ2 of Q oilfield in Bohai Sea

構型解剖成果揭示了研究區復合曲流帶沉積特征：河流自工區北西向流入，受當時古地貌控制，形成多股分流，其中主支河道向西、向東南方向流經工區，其中又分成多股次支河道，隨著多股河道的側向擺動、廢棄，沉積砂體側向切疊，在中部及東南區域仍存在大面積點壩砂沉積，內部分布多個因切疊形成的復雜沉積結構，結合油田現有的動靜態資料證實這些切疊沉積結構對注釆流向具有一定的側向遮擋作用。

4 復合曲流帶砂體構型解剖成果應用

依據構型成果與動態資料驗證，發現復合曲流帶內部的切疊界面對流體具有側向遮擋作用，切疊界面處保留下的泥質成分越多，遮擋效果越明顯。因此，切疊關系中，切疊處以廢棄河道沉積為主，則滲透性差，注水不見效；以點壩沉積為主，則滲透性中等，注水見效慢；不發育切疊界面區域，滲透性最好，注水見效快?；谶@一認識，結合現有井網（參見圖11），建議在A34，A24 所在點壩增加水平采油井，現有定向井轉注；A7 井西側可部署水平采油井，利用西側邊水及東側注水井A7，形成注釆井網；A27 開層轉注，與A15 井形成完善注釆井網；B10井轉注，與B9，B15 井形成注水井網；A10 井大泵提液，周邊注水井增注。部分措施已初見成效，B10 井已于2019 年2 月底轉注，A10 井4 月換大泵提液采油，B9，B15 分別于8 月、9 月開層采油，油井單井日產油由20～23 m3增加到43～46 m3，效果顯著。

5 結論

（1）多條單河道互相切疊形成了復合曲流帶內部復雜的儲層結構，根據切疊類型、切疊強弱程度劃分了9 種單河道間切疊類型，并通過正演模擬的方法，首次認識了不同切疊類型在地震資料上的響應特征，為如何平面追蹤識別構型界面提供了較好的依據。

（2）基于正演模擬結果，總結出復合曲流帶內部存在2 類構型界面：第1 類界面以泥質沉積為主，地震響應明顯，通過類比多種振幅屬性，發現Skew in Amplitude 屬性平面上識別追蹤此類界面的效果最好；第2 種界面有一定的砂巖沉積，地震響應不明顯，常規振幅屬性無法識別，引入頻率振幅比屬性，發現該類屬性可對構型界面處地震響應特征進行放大，平面上能夠準確識別追蹤第2 類構型界面。

（3）動靜結合，總結了不同類型的構型界面對流體側向遮擋能力，并提出相應的增產措施：第1類界面遮擋能力強，可以將其封閉的砂體作為調整單元，完善內部注采井網，提高注采效果；第2 類構型界面有一定的砂巖沉積，遮擋能力弱，可整體考慮井網，通過調驅、調剖、增注等措施，提高界面遮擋方向的注水能力，實現井組內部均勻驅替，進一步提高產量的開發效果。