深水复合浊积水道砂体连通性精细表征技术及应用

卜范青，张宇焜，杨宝泉，高博禹，高云峰

（1.中海油研究总院开发研究院，北京100027；2.中海油乌干达有限公司，乌干达 坎帕拉 00256）

0 引言

常用研究砂体连通性的技术包括应用测井资料的小层对比技术、地球物理属性描述技术、生产动态资料应用验证等。测井资料具有纵向上分辨率高、易获得的特点，应用测井资料可以获得准确的储层信息，但难于预测井间砂体的连通性［1-2］。地层中岩石性质、流体性质的空间变化，会引起地震反射波形、振幅、频率、能量以及相位等各种地震属性的变化，应用正演和反演数据进行储层预测，可判断储层连通性，但难以克服地震解释多解性和局限性的弊端［3-5］。随着油田的开发，可通过分析油田生产数据获得储层动态连通信息，但它虽能明确注采受效情况［6-8］，但由于各井纵向上砂体相互叠合，且射孔层位多，却不能明确纵向上各套砂体具体的连通情况。近年来，对深水浊积储层研究已越来越深入［9-11］。发育复合浊积水道的西非深水M 油田，由于多期水道相互叠置，增加了砂体井间的不可预测性，以及砂体连通性研究的难度［12-13］。本文应用高分辨率的地震资料和生产动态资料，对不同期次水道的连通性进行重点、针对性研究，建立了可靠的地质模型，对后期油田开发具有重要意义。

1 地质概况

研究区M 油田位于区域构造转换带上，整体上为一背斜构造，被生油凹陷环绕，处于有利的油气富集区，具有优越的油气聚集成藏的石油地质条件，是典型的深水海底扇油气田［14-16］（见图1）。储层为深海海底扇形成的碎屑岩储层，主要发育深水浊积水道和朵叶沉积。研究区内深水扇沉积是深海环境中由沉积物重力流形成的水道和朵叶的复合体沉积，分布在大陆架外的深海区。本区陆源物质入海的坡度较陡，近陆架部分发育大量的高弯度浊积水道，水道体垂向上相互叠置，侧向上摆动频繁，垂向上叠合关系复杂。笔者通过对多期水道砂体间的砂体连通性进行研究，定性、定量化表征砂体连通区域，从而为后期动态分析、数值模拟提供依据。

图1 M 油田沉积特征

2 优选地震属性砂体表征

地震属性是指由叠前或叠后地震数据经过数学推演出的有关地震波的运动学特征、动力学特征、统计学特征及几何特征的信息，优选叠前弹性参数纵横波速度比能够较好地区分岩性［17-18］（见图2）。但受地震资料自身品质的影响，砂体刻画并非准确，尤其是主水道往外延伸的天然堤等差储层，往往更难以准确判断水道的边界。若地震识别砂体边界存在不确定性，砂体间连通性、连通范围也具有较大的不确定性。客观判定砂体空间展布特征，表征砂体间连通区域，为后期开发动态调整提供定性、定量的依据。

图2 N 油田纵横波速度比与波阻抗交会

3 水道连通区域研究

综合多专业、多学科资料，对油田内部浊积水道进行了刻画追踪，进而对水道间的连通区域进行定性、定量表征，具体的工作流程如图3所示。

图3 研究思路及流程

3.1 标定砂体“叠合区域”

主力油组N 油组为复合浊积水道砂体，垂向上各单期水道相互叠置，只有晚期发育的深水浊积水道底部冲刷侵蚀了早期水道，纵向上相邻的水道砂体才相互连通。故分析砂体在纵向上的连通性之前，要先确定相邻浊积水道砂体在纵向上相互叠合的区域。运用优选出的地震反演属性对各期水道顶底面进行追踪识别，圈定相邻水道砂体“叠合区域”。

N1 和N2 为自下而上发育的2 期相邻的深水浊积水道，在标定其叠合区域时，先对地震追踪的N1、N2 水道砂体顶底面进行井点校正，建立2 套砂体顶底层面模型，平面上重合的区域标定为2 期水道砂体的“叠合区域”。据此思路，依次对N 油组各砂体间叠合区域进行追踪标定，建立N 油组水道砂体间的“叠合区域”（见图4），为下阶段标定连通区域奠定基础。

图4 N 油组砂体叠合连通区域范围

3.2 标定“确定连通区域”

在“叠合区域”基础上，进一步标定水道砂体连通区域。在砂体界面追踪的过程中，相邻水道砂体会出现“穿层”的现象。地质上认为，2 期深水浊积水道垂向上冲刷侵蚀，致使纵向砂体连通，2 套砂体的地震响应在纵向上呈明显的接触关系，无法明确劈分，该区域标定为“确定连通区域”。在追踪过程中，针对海上油田钻井少、浊积水道多变的特点，分井控区域和无井控区域来标定的。

在井控区域，首先对比钻遇N 油组各井砂体地质分层，对相邻水道砂体间夹层进行统计。结果显示，夹层厚度小于4 m 且测井曲线呈现砂泥互层，则岩性以泥质粉砂岩或泥质细砂岩为主。在地球物理响应上呈明显的接触关系，无法准确劈分。这些夹层连通可能性较大，在后期的生产动态中也得到了验证。注水井N-16 井钻遇的N2 和N1 砂体，夹层较薄，地震响应上无法准确划定砂体边界，根据地震追踪的砂体顶底面，存在“穿层”现象，计算出异常区域，即得到“确定连通区域”（见图5）。

图5 N-16 井区域“确定连通区域”追踪识别

在无井控制的区域，依据地震反演结果，根据已标定的砂体顶底面判断，地震响应明显区分不开，统计计算夹层厚度小于4 m，将之标定为“确定连通区域”，并追踪出其顶底面（见图6、图7）。

图6 非井控区域“确定连通区域”追踪识别

3.3 标定“可能连通区域”

由于地震资料自身品质的影响及主观解释的不确定性，砂体的范围、边界具有一定的误差，在多期叠合浊积河道沉积中表现尤其明显。笔者认为，除“确定连通区域”之外，还有部分区域的连通性比较模糊，在油田开发初期标定为“可能连通区域”。随着油田的生产动态资料的增加，再适时根据干扰测试的结果调整“可能连通区域”的连通因子。“可能连通区域”的标定对油田注水开发和后期的动态预测意义重大。

本次研究主要借助地质认识及地震储层反演结果，定性、定量表征N 油组各砂体之间的“可能连通区域”。在追踪过程中，井震结合分井控区域和缺乏井控区域来标定的。

在井控区域，围绕已标定的“确定连通区域”，结合地震反演响应向四周进行辐射状追踪，当地震响应上不能明显将2 套砂体明显分开时，圈定为“可能连通区域”。N-16 井钻遇的B2 和B1 间夹层较薄，厚度为4 m，计算得到B2 和B1 之间夹层等厚图（见图8a）。同时，结合地震反演响应，以井点为中心向四周追踪，追踪到夹层厚度为15 m 时2 套砂体在反演剖面上明显分开，小于15 m 时，范围内2 套砂体无法准确划分，故定义此范围为“可能连通区域”（见图8b）。

图7 确定连通区域

图8 可能连通区域

在无井控区域的“叠合区域”范围内，结合地震反演响应，圈定夹层厚度范围小于5 m 的区域。在此范围内，地震响应能清晰分开的砂体排除连通的可能性，无法明显分开的，以此范围为中心辐射向四周追踪，当地震剖面上能将2 套砂体明显分开时，确定此时的夹层厚度范围，圈定“可能连通区域”。结合地震反演资料通过分析发现，当夹层厚度小于10 m 时，2 套砂体可明显分开，将此区域标定为“可能连通区域”；追踪标定砂体间的“可能连通区域”，同时统计N 油组各砂体“可能连通区域”的夹层厚度（见表1）。

表1 M 油田N 油组“可能连通区域”夹层厚度统计

3.4 连通区域三维表征

利用已追踪出的“确定连通区域”和“可能连通区域”的顶底面，将其嵌入到三维地质模型中（见图9、图10），定量化表征储层间连通区域，以有效地指导后期的动态分析。

图9 M 油田N 油组砂体间连通区域模型

图10 N-20—N-28 连井剖面

4 叠合水道间连通性应用

砂体连通性的分析研究，对油田开发过程中的动态分析有重要的指导价值。它不仅关系到生产井位的部署和射孔的层段，而且关系到注水井的部署及注水效果等。弄清砂体连通性，对后期的储量计算、历史拟合等也有重要影响。

4.1 动态分析应用

利用标定的连通区域辅助压力、 产量曲线进行动态分析，可以提高分析的可靠性。

N-20 井射孔层位为N4 和N5，N-28 井射孔层位为N7 和N6。由于小层之间纵向或侧向上局部搭接，仅从平面上看很难分析其注采关系。N-20 井在2009年7月之前，由于没有能量补充，地层压力持续下降，N-28 井投注以后，下降趋势变慢，N-28 井注水使N-20 井受效，说明N-28 井纵向上砂体是相连通的，但不能确定砂体之间具体的连通关系。依据标定的连通区域的空间分布，对N-20 井及周围注水井N-28 井进行注采受效分析。从剖面上可以看到（见图11），N-28 井的N7 砂体与N6 砂体垂向上连通，在N-28 井N7 砂体、N6 砂体与N-20 井N5 层侧向局部搭接，形成连通区域。本文方法克服了只利用动态资料不能准确判定砂体间具体连通区域位置的弊端。

图11 N-13—N-20—N-28 连井剖面

4.2 数值模拟应用

M 油田N 油组为多期深水浊积水道沉积，砂体相互叠合，连通情况复杂，开发上为早期注水开发，且各井日注水量都较大，与注水井在同一套砂体的生产井见效明显，彼此连通砂体的生产井也受效，在历史拟合及动态预测时，对连通区域应该有充分的考虑。

根据标定的“确定连通区域”和“可能连通区域”，在后期的数值模拟设定连通率时，分类进行参数调节。在历史拟合及动态预测时，根据生产动态资料，“确定连通区域”连通率可设置相对较高，“可能连通区域”连通率可设置相对较低。这充分考虑了砂体间连通区域对油藏的影响，所预测得到的产量更加准确。

5 结论

1）结合地质概念模型，充分利用井资料和地震资料，分井控区域和无井控区域，标定M 油田N 油组各套砂体间的“确定连通区域”和“可能连通区域”，并统计得到连通区域的各项参数，分类建立三维连通区域模型。

2）动态资料和静态资料相结合，通过已标定的不同期次水道砂体间连通区域。此方法对油田进行生产动态分析，具有较高的可靠性。

3）数值模拟中，根据不同的连通区域类型设定连通率，分类进行参数调节，充分考虑了砂体间连通区域对油藏开发的影响，可为后期预测奠定基础。

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