喇萨杏油田不同类型砂体井震结合成因层序地层对比

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中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712

由于陆相河流-三角洲沉积体系相变快，其等时地层对比一直是老油田开发中存在的技术难题。在以往的研究中，学者们致力于用多种方法来准确建立等时地层格架，传统方法主要有“旋回对比，分级控制”小层对比技术[1,2]；20世纪80年代出现了层序地层学[3,4]，提高了储层对比精度，Mail[5]针对河流相储层非均质性严重的特点，提出了用6级界面系列将储层划分为8种基本结构要素组成的不同级别相对均质体，通过结构要素及其组合来表征储层非均质性，该方法受到广泛关注和应用。在上述地层对比方法中，主要依据的是地层界面的物理属性[6]，测井资料是地层分辨率最高的物理数据之一，也是最常用的手段[7]。但是，随着油田开发研究的不断深入，该方法的等时性受到质疑，很难在平面上实现连续追踪，且根据野外露头观察发现，陆相盆地沉积体系岩性侧向变化快。一般而言，相距50～60m不同时期的砂体，岩性、高程、宽度和厚度均较为相似，但大部分开发中后期的老油田平均井距为100m左右， 油田间及油田内部的等时地层对比格架难以确定。为此，笔者以喇萨杏油田(喇嘛甸油田、萨尔图油田、杏树岗油田)密井网(平均100m井距)为例，研究井震结合成因层序地层对比方法，旨在建立一套实用有效的油田开发中后期地层对比方法。

1 地质概况

大庆长垣位于中央坳陷区的中部，主要受嫩江组及明水组末期强烈挤压作用而形成。自北向南包括7个三级构造，其中喇嘛甸油田、萨尔图油田位于长垣最北部的2个正向背斜构造，杏树岗油田构造形态比较平缓；长垣背斜两翼呈现西陡东缓，由下而上倾角减小，岩层厚度由两翼向顶部减薄。长垣北部喇萨杏油田井数为71461口，面积为918.3km2。萨尔图油层是水退转为水进时期形成的大型内陆湖盆的砂泥岩交互河流-三角洲环境沉积，沉积类型多样，河道砂体、河口坝砂体(叶状体)和薄层席状砂体重叠交错，非均质性严重，其中河道砂体为主要储层[8,9]。经过50余年的开发，井网密度平均为50口/km2，最大为276.8口/km2，动用地质储量40余万吨，综合含水率已达90%以上，为特高含水期。

2 井震结合地质分层方案重建

喇萨杏油田萨尔图油层Ⅱ油层组(SⅡ)具有北部砂体厚、纵向可分性差，南部砂体薄、纵向可分性好的特点。北部喇萨杏油田地层厚度约50m左右，原地层划分方案为18个沉积单元，而南部杏树岗油田地层厚度最厚处可达80m左右，原地层划分方案为34个沉积单元，局部地区存在地层突变。笔者充分利用喇萨杏油田丰富的井震资料，识别地层对比界面，重建地质分层方案。

2.1 地震标准层识别标志

地震信息覆盖面积广，可提供井间的地质信息，因此地震反射剖面是进行等时地层对比的有效技术手段，但受地震分辨率限制，仅用于识别较大尺度的界面和洪泛面。该技术主要利用地震信息辅以地质、测井等其他信息来开展地层对比[10,11]。喇萨杏油田包括3种地震资料，分别为喇嘛甸油田三维三分量地震(100km2，2006年采集，2007年处理)、萨尔图油田高密度三维地震(690km2，2008年采集，2009年处理)、杏树岗油田旧三维地震资料(1340km2，2000年采集，2007年处理)。处理后的地震资料能量高、信噪比高且均一，地震波形横向变化特征明显，能够真实反映地下丰富地质信息，适合开展地震标准层研究。最大洪泛面是重要的区域等时地层对比标志，在地表露头及岩心剖面中，最大洪泛面常常表现为向上加深变细沉积序列的泥岩段顶面。萨尔图油层Ⅱ油层组9小层(SⅡ9)为全区(尤其是喇萨油田(喇嘛甸油田、萨尔图油田))相对稳定的泥岩层，提取取心井的井震剖面，其地震子波反射系数为0.04，与油层组界面(如SⅡ顶、萨尔图油层Ⅲ油层组(SⅢ)顶)反射系数相近，因此可以把该洪泛面作为地震标准层，在地震剖面上表现为高振幅连续反射特征(见图1)。

2.2 测井界面识别标志

测井资料纵向分辨率高、成本低，是油田勘探开发不同阶段地层对比所依赖的最基本、最不可或缺的技术手段。测井标志层是指在大套沉积地层内具有独特电性特征、明显区别于上下相邻地层、平面上易于识别与对比、能在小范围(几平方公里或几十平方公里区域)内可连续追踪的薄层沉积物，其底界面是一个等时面，在很短的地质时期由局部小范围的地质作用形成，稳定程度在50%～90%。河流-三角洲沉积体系中，溢岸沉积(特大洪水漫流沉积)、决口扇沉积、分流间湖泊或洼地沉积、分流河道间特殊薄层沉积(沼泽煤层、高电阻率钙层)、宽阔同期河道旋回顶面、水下分流河道间的薄层砂底面都是较好的测井标志层。上述标志层分布范围有限，主要在研究区北部发育。

2.3 地层对比方案

喇萨杏油田为河流-三角洲沉积，河道为最主要沉积体，因此沉积单元的划分纵向上应精细到河道的最小单元，即一期河道旋回。优选出全区代表性的分层关键井(砂体发育、层数多、河道砂体多、旋回明显、可分性好)，将SⅡ划分为17个小层(见图1)。

3 井震结合成因地层对比方法

在河流-三角洲沉积环境中，由于三角洲朵叶的频繁摆动，在平行物源方向上，由于三角洲不断进积，形成了向上逐渐变粗的旋回特征，在同一时间段砂体的旋回形态是相同的；在垂直物源方向上，由于季节性水流强度的变化、地形因素、物源不稳定、泥石流等因素的影响，造成同一时间段砂体的旋回形态不同是偶然性的[12]，但给地层对比带来较大困难。为此，笔者从层序地层发育成因模式分析入手，采用“地震同相轴引导标志层空间展布趋势，井分层精准刻画各层面空间位置，封闭骨架剖面控制对比”的方法，建立区域地层等时地层格架(见图2)。

图1 研究区地震标准层、测井标志层及地质分层重建方案

图2 井震结合成因地层对比技术流程

3.1 标准等时面对比

在大套沉积地层的上部、下部通常会存在大面积分布的标准等时面，标准等时面具有沉积面积广、分布稳定、特征明显等特点，较易准确识别。为了提高地震层位解释精度，在全区选取16000余口有声波时差的井，应用井曲线校正、变频提取、子波变换等方法，进行合成记录的制作。根据地震反射特征，即内部反射结构、终端类型及外部几何形态，建立各油田不同级别的地震反射标准层界面，按照从大到小的对比原则，先进行油层组界面(如SⅡ顶、SⅢ顶)的对比，再进行洪泛面(如SⅡ9)的对比；以油田间地震反射界面的连续追踪结果为基础，依据各油田井的地震标准层界面及合成记录对应的地质分层得到对比结果；最后结合测井标志层、沉积旋回、岩心观察、同位素年龄、古生物等分层结果，进行多次调整，直到二者相符。

3.2 小层对比

由于小层的地层厚度较薄，地震资料受分辨率影响无法识别，主要依据岩心、露头及测井资料进行识别。

3.2.1 以标准等时面为依据控制砂岩组对比

由于标准等时面的对比充分利用了大量井震信息，横向对比性强，因此对比时基本不受岩性旋回、相序等因素影响，对比结果可信度高，可作为砂岩组对比的控制界面，即砂岩组的界面与标准层等时界面具有较为一致的高程变化规律，厚度与标准等时面之间的地层厚度比例在横向上具有较强的规律性(见图3)。

注：萨北指萨尔图油田北部；萨中指萨尔图油田中部；萨南指萨尔图油田南部；杏北指杏树岗油田北部；杏南指杏树岗油田南部。图3 标准等时面为依据控制砂岩组对比

3.2.2 以测井标志层为依据控制小层对比

由于测井标志层分布面积小，不能像标准等时面一样大面积对比。当一个测井标志层在一小块区域存在，周围特征不明显时，其紧邻的上部或下部会存在另一个新的测井标志层，在未对比的相邻区域内特征明显。因此可根据测井标志层的垂向多层性特点，利用多个相邻的测井标志层的垂向组合关系进行地层划分对比，提高对比可靠性。

3.2.3 以成因模式为依据控制小层界限

地下砂体的空间展布特征受其形成时期的沉积环境及演化过程控制，因此可利用地层发育成因模式[13]指导小层对比。喇萨杏油田SⅡ横跨三角洲泛滥分流平原-三角洲内前缘-三角洲外前缘-前三角洲多个沉积相带，给地层划分对比带来较大困难，因此确定地层发育成因模式对于地层等时划分对比、沉积规律研究具有重要意义。研究区地层发育成因模式主要有3种：河道下切侵蚀减薄模式、湖退地层超覆模式、均匀增厚模式。

1)河道下切侵蚀减薄模式 是指晚期沉积的(上覆)河道水动力较强，对早期沉积的(下伏)地层侵蚀，使其减薄甚至缺失的地层特征(见图4(a))。该模式在喇萨油田普遍发育。

2)湖退地层超覆模式 是指在水进过程中，地层是一个沿源方向剥蚀、湖方向积厚的沉积形态(见图4(b))。该模式在杏树岗油田发育。

3)均匀增厚模式 是指沉积单元地层厚度均匀增加，没有突然减薄或突然增厚的特征(见图4(c))。该模式在喇萨杏油田普遍发育。

按照建立的地层发育成因模式，即可进行各级标准层控制下的小层对比。

图4 喇萨杏油田地层发育成因模式

3.3 对比结果

根据上述方法，利用高密度井网确定的全区闭合地层格架，建立了喇萨杏油田各区块间的地层对应关系(见图5)，总体来看，北部地层沉积单元较少、地层厚度小，南部地层沉积单元多、地层厚度大。

图5 喇萨杏油田各区块地层对应关系

SⅡ9为一套较为稳定的区域性隔层，将1～9小层(SⅡ1～9)与10～16小层(SⅡ10～16)分隔成2套不同的储层结构体系。尤其在喇嘛甸油田，上部SⅡ1～9共发育3套砂岩组，砂体规模较大，呈连片状分布，不同期次的河道砂体空间上相互切割和叠置，形成迷宫状的储层结构；下部SⅡ10～16共发育2套砂岩组，砂体规模明显变小，形成板状、孤立状的储层结构(见图6)。这是由于不同的河流水系在不同时期的强弱变化形成的，SⅡ10～16沉积时期，萨西河流水系为大庆长垣的主水系，主要流经萨中、杏西；SⅡ1～9沉积时期，河流水系由于古构造地形的变化发生迁移、改道，喇嘛甸河流水系为主水系，因此形成了2套不同的储层空间结构。

图6 喇萨杏油田储层剖面结构特征

4 结论

1) 井震结合成因层序地层对比方法以沉积成因作为指导，充分利用测井在纵向分辨率高和地震在空间上密度大的优势，解决了油田内、油田间精细等时地层格架构建的问题，为储层描述的“精”和“准”奠定了基础。

2) 由于不同的河流水系在不同时期的强弱变化，SⅡ1～9及SⅡ10～16被分隔成2套不同的储层结构体系，该认识对大庆长垣北部喇萨杏油田的开发具有重要意义。