曹妃甸A 油田沙二段緩坡微古地貌對(duì)沉積砂體 的控制作用

劉洪洲，程 奇，宋洪亮，王欣然，孟智強(qiáng)

（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）

近年來，在渤海已開發(fā)油田周圍滾動(dòng)擴(kuò)邊，新發(fā)現(xiàn)了一系列中深層小油田，早期評(píng)價(jià)為儲(chǔ)量品質(zhì)低、測(cè)試產(chǎn)能高的邊際油田，落實(shí)儲(chǔ)層與儲(chǔ)量是此類油田開發(fā)前期論證開發(fā)可行性研究的關(guān)鍵[1-3]。但海上油田鉆井資料少、目的層埋藏深、地震分辨率低等條件的制約給儲(chǔ)層預(yù)測(cè)帶來極大困難。本文以曹妃甸A 油田沙二段為例，通過油田微古地貌恢復(fù)，結(jié)合鉆井、測(cè)井、地震波組等分析，對(duì)沉積相和砂體的展布特征開展研究，分析微古地貌對(duì)沉積（微）相和砂體分布的控制作用，以期為油田的前期開發(fā)方案提供資料。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

曹妃甸A 油田位于沙南凹陷中央背斜構(gòu)造帶西端，西鄰歧南斷階帶。區(qū)域構(gòu)造演化表明，有利圈閉構(gòu)造形成時(shí)間早，沙河街組的儲(chǔ)蓋組合配置良好，且位于沙南凹陷與歧口凹陷之間，油源豐富（圖1）。

圖1 曹妃甸A 油田區(qū)域構(gòu)造位置

2 沉積相特征

曹妃甸A 油田沙河街組二段是該油田的主要含油層系，區(qū)域研究表明，沉積期物源主要來自南部的埕子口凸起；鉆井取心顯示，油層段主要以灰綠色泥巖和淺灰色細(xì)-粉砂巖為主，夾生物碎屑灰?guī)r，可見水平層理、小形交錯(cuò)層理、滑塌變形以及生物擾動(dòng)等沉積構(gòu)造；綜合測(cè)井曲線與孔滲特征，判斷該段為三角洲前緣亞相沉積，發(fā)育水下分流河道、分流間灣、河口壩、遠(yuǎn)砂壩等沉積微相（圖2）。水下分流河道主要以灰色細(xì)砂巖為主，巖心上可見小形交錯(cuò)層理，底部見泥粒；測(cè)井曲線表現(xiàn)為自然伽馬（GR）低值、自然電位（SP）高值，曲線形態(tài)成微齒化鐘形或箱形，儲(chǔ)層物性較好。分流間灣主要以灰綠色泥巖-灰色粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖為主；測(cè)井曲線表現(xiàn)為SP 低值，GR 高值，曲線形態(tài)呈直線-齒狀，儲(chǔ)層物性差。河口壩主要以深灰色細(xì)-粉砂巖為主，測(cè)井曲線形態(tài)呈漏斗形，儲(chǔ)層物性較好。遠(yuǎn)砂壩與河口壩共生，主要以深灰色粉砂巖為主，巖心上可見小形交錯(cuò)層理與滑塌變形構(gòu)造，SP 曲線近直線狀，GR 曲線為齒狀，儲(chǔ)層物性較差。對(duì)研究區(qū)探井沙二段沉積微相及測(cè)井解釋數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，CFD-A-1 井優(yōu)勢(shì)相為水下分流河道，CFD-A-3井為分流間灣；其中，水下分流河道物性最好，平均孔隙度為28.2%，平均滲透率達(dá)312.6×10-3μm2。

圖2 曹妃甸A 油田CFD-A-1 井綜合柱狀圖

3 微古地貌恢復(fù)

古地貌研究主要是揭示物源區(qū)、搬運(yùn)通道、沉積低勢(shì)區(qū)三者之間的時(shí)空關(guān)系，不同的古地貌單元對(duì)砂體分布的控制作用不同，只有在時(shí)空上耦合，才能重建物源的輸導(dǎo)、分配及堆積[4-5]。通過古地貌恢復(fù)及沉積過程分析可以預(yù)測(cè)富砂沉積體系的分布、發(fā)育類型及沉積充填序列，成為預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)集砂體展布的有效途徑。目前常用的古地貌恢復(fù)方法有殘留厚度和補(bǔ)償厚度印模法、回剝和填平補(bǔ)齊法、沉積學(xué)分析法、層拉平恢復(fù)法及層序地層學(xué)恢復(fù)法等，每一種恢復(fù)方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性[6-8]。本文采用“層拉平”技術(shù)對(duì)油田范圍內(nèi)的微古地貌進(jìn)行恢復(fù)。首先，已鉆3 口探井揭示沙二段油層頂部為大套泥巖，沙二段及沙三段之間為區(qū)域不整合面，三維地震上為全區(qū)分布穩(wěn)定、連續(xù)的同相軸（圖3），通過全區(qū)的追蹤閉合，獲取沙二段油層頂?shù)捉忉尳缑娴臅r(shí)間域數(shù)據(jù)，利用速度場(chǎng)完成時(shí)深轉(zhuǎn)換，獲得深度域界面。其次，在Petrel 軟件中對(duì)深度域?qū)用鏀?shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化處理，選取統(tǒng)一基準(zhǔn)面，利用深度域界面距基準(zhǔn)面的差值，完成“層拉平”恢復(fù)。最后，對(duì)于靠近邊界斷層一側(cè)，地震資料品質(zhì)差造成解釋不清的界面，則采用趨勢(shì)面插值法進(jìn)行恢復(fù)。

圖3 過CFD-A-3 井—CFD-A-1 井三維地震剖面

古地貌恢復(fù)結(jié)果顯示，研究區(qū)古地貌地勢(shì)整體表現(xiàn)為“南高北低”，與整體的緩坡背景具有較好的繼承性；靠近物源的南側(cè)為沉積近端，古地貌表現(xiàn)為“脊凹相間”的特征，CFD-A-3 井附近發(fā)育一個(gè)明顯的“微凸起”，其構(gòu)造幅度與西側(cè)的低凹槽呈突變接觸，向東側(cè)的低緩坡漸變過渡。

4 微古地貌控砂作用

4.1 古地貌控制沉積過程分析

渤海海域古近系沙河街組受構(gòu)造演化作用影響，沉積砂體展布明顯受控于沉積期古地貌，但控砂規(guī)律還要建立起沉積扇體的屬性與古地貌形態(tài)之間的配置關(guān)系，進(jìn)而指導(dǎo)有利砂體預(yù)測(cè)。通過古水流分析與地震屬性結(jié)合的方式，可以開展研究區(qū)目的層古地貌控制下的沉積過程分析。

地層傾角測(cè)井可以研究沉積構(gòu)造中層理的傾向和傾角，進(jìn)而揭示沉積過程中的古水流方向，通過統(tǒng)計(jì)目的層段內(nèi)所有藍(lán)模式矢量的方向，水流層理和順流加積常表現(xiàn)為藍(lán)模式，即傾向大體一致，傾角隨深度增加而逐漸減小的一組矢量。通過識(shí)別多套紋層組內(nèi)部的古水流方向的，利用全方位頻率統(tǒng)計(jì)獲取古水流的主要方向。本次共搜集了CFD-A-1 井和CFD-A-3 井兩口井的地層傾角沉積處理成果圖進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明：CFD-A-3 井古水方向?yàn)楸睎|向與低凹槽向低部位展布方向一致，CFD-A-1 井古水流方向?yàn)楸蔽飨蚺c低緩坡向沉積遠(yuǎn)端的延伸方向一致；兩口井統(tǒng)計(jì)的古水流方向平面上與沉積近端“微凸起”的外沿形態(tài)匹配關(guān)系較好，指示了“微凸起”對(duì)古水流起“分流作用”。 研究區(qū)沙二段油層的地層平均厚度為52.5 m，單層平均厚度為8.4 m，最大為15.2 m，而目的層段地震分辨率為42.5 m，但油層段的砂地比縱向?qū)Ρ让黠@偏高，為典形的“泥包砂”結(jié)構(gòu)。因此，可以用整套油組的地震波組特征、地震屬性表示油層段的儲(chǔ)層橫向變化。利用井震結(jié)合與波組對(duì)比，并提取了均方根振幅屬性，刻畫了沉積扇體地震屬性的平面分布（圖4），結(jié)果表明強(qiáng)屬性在凹槽、低斜坡區(qū)連片分布，在“微凸起”分流區(qū)地震屬性較弱，且屬性帶的延展與古水流指示方向耦合關(guān)系較好，說明古凹槽、低緩坡及“微凸起”等微古地貌單元聯(lián)合控制了沉積扇體向沉積低勢(shì)區(qū)推進(jìn)的方向，進(jìn)而控制 了砂體的展布。

4.2 有利砂體的分配模式

圖4 曹妃甸A 油田沙二段地震均方根振幅屬性

通過以上研究，建立了曹妃甸A 油田沙二段的沉積相模式（圖5），表現(xiàn)為由古地貌南部的高部位向北部遠(yuǎn)端推進(jìn)的三角洲前緣沉積。三角洲前緣近端主要以水下分流河道為主，遠(yuǎn)端發(fā)育河口壩和遠(yuǎn)砂壩等沉積微相；沉積近端 “脊凹相間”的地貌形態(tài)對(duì)沉積物具有“分流作用”。其中CFD-A-3 井附近的微凸起為該區(qū)沉積的主要相變帶，微凸起范圍內(nèi)發(fā)育分流間灣泥巖，周邊低勢(shì)區(qū)為沉積砂體的輸導(dǎo)通道，是有利砂體的富集帶。

該認(rèn)識(shí)應(yīng)用于油田開發(fā)前期的可行性論證，使得CFD-A-3 井附近的儲(chǔ)層風(fēng)險(xiǎn)得以落實(shí)，取消了原方案的3 口開發(fā)井，并提出古地貌低緩坡與低凹槽區(qū)、沿古水流延展方向是潛力區(qū)。

圖5 曹妃甸A 油田沙二段沉積相平面特征

5 結(jié)論

（1）曹妃甸A 油田沙二段主要是三角洲相前緣沉積，發(fā)育水下分流河道、分流間灣、河口壩及遠(yuǎn)砂壩等沉積微相，水下分流河道物性較好。

（2）利用“層拉平”技術(shù)恢復(fù)了曹妃甸A 油田范圍內(nèi)的微古地貌，整體上表現(xiàn)為“南高北低”的形態(tài)，與緩坡背景具有較好的繼承性，靠近物源的南側(cè)為沉積近端，古地貌表現(xiàn)為“脊凹相間”的特征，局部發(fā)育“微凸起”。

（3）古地貌發(fā)育特征與古水流、扇體邊界的配置較好，沉積近端的“微凸起”對(duì)三角洲前緣扇體沉積起分流作用，微凸起范圍內(nèi)發(fā)育分流間灣泥巖，周邊低勢(shì)區(qū)為沉積砂體的輸導(dǎo)通道，是有利砂體的富集帶。