基于地震相及生产动态的沉积相研究——以莺歌海盆地M气田新近系上新统莺歌海组二段I气组为例

彭 旋 岳绍飞 周 伟 李 佳 彭小东

（中海石油（中国）有限公司湛江分公司研究院，广东 湛江 524057）

0 引言

M气田是中国海上首个千亿立方米气田，是南海西部莺歌海盆地内首个大型整装已开发气田。该气田于20 世纪90 年代发现，2003 年正式投入开发生产，截至目前，该气田累产气量超300×108m3。目前气田已进入开发的中后期，气田已开发气组为新近系上新统莺歌海组二段Ⅰ-Ⅲ上气组，其中Ⅱ-Ⅲ上气组为主力气组。I气组储量较少、平面丰度低，储层研究程度低，同时受限于海上气田探井少、区域资料不足的特点，近年来调整挖潜工作一直停滞不前，调整井实施效果难以达到预期。传统的针对沉积储层单一的研究方式已难以满足气田开发中后期高精度挖潜的需求。莺歌海组二段I 气组7 井区调整井E9H 井的气层钻遇率仅为50%，以偏泥偏干储层为主，渗透率低，投产后效果差，生产两年后关井，储层条件与原沉积储层认识不符。基于此，笔者改变以往单一的研究思路，充分考虑地震资料、钻井及生产动态资料，互相结合，互相验证，确定了平面储层的优势甜点发育区，建立了研究区的地震相及沉积演化模式，并将该模式应用在气田的调整挖潜中。以上研究成功指导了气田多口调整井（P1H 井、P10H 井）的顺利实施，并为相似油气田的挖潜做好了技术储备，以期指导海上油气田开发走向更深更高的领域。

1 区域地质概况

M气田所处的莺歌海盆地是新生代沉积盆地，盆地包括莺东斜坡、莺歌海坳陷、河内坳陷和莺西斜坡四个主要一级构造单元，M 气田位于莺歌海坳陷内。总体上呈不规则的菱形，长轴走向北西向，盆地两侧发育两条北西走向的走滑基底大断裂。M气田构造是在泥底辟发育背景下形成的穹隆背斜构造，整体上构造具有较好的继承性，构造中心部位即为泥底辟。构造东陡西缓，埋藏较浅［1-8］。气田目前开发的是莺歌海组二段Ⅰ-Ⅲ上气组（以下简称Ⅰ-Ⅲ上气组），其中I 气组为披覆在底辟形成的高地上部一套以海相为主的滨外滩坝相沉积，受多套物源影响，主体来自海南岛方向。地震相强反射特征明显，连续性较好，平面上从西向东相互叠置三套砂体（5 井区、9井区、7井区）。前人研究认为I 气组为原生的滨外滩坝相，平面非均质性较弱。近年实钻井证实I气组平面物性的各向异性较强，平面厚度和储层岩性变化较大，并存在小范围的岩性、岩相突变，井间小层对比性较差。I 气组还存在部分未动用储量，为规避风险，增加未动用储量的高效采出，迫切需要理清I气组平面的储层优势相带、甜点发育区，指导后续的调整挖潜［9］。

2 沉积相类型

在对岩心、测井、地震及各种分析化验资料进行重新分析的基础上，认为莺歌海组二段I气组发育的沉积微相为受水道改造的滨外滩坝相，水道改造主体区位于7井区。

2.1 滨外滩坝、滨外泥

I气组沉积微相以滨外滩坝和滨外泥为主，主体分布于9 井区、5 井区、7 井区东边。其中滨外坝厚度较大而平面分布窄，滨外滩砂厚度小而平面分布广。滨外滩坝岩性以灰色粉砂岩和泥质粉砂岩为主，砂体厚度薄且泥质含量高，该亚相发育多期薄层砂体的上下叠置，沉积构造表现出水平层理、复合层理、砂质纹层等，见虫孔、生物扰动构造（图1），总体上反映水动力较弱且水深变浅的环境。滨外泥的岩性主要为暗色泥岩，发育水平层理，滨外泥在各个气组均有发育，纵向上3个气组之间各有一套较厚的滨外泥岩将各气组分开，这是东方M 气田主要的标志层。

2.2 水道改造区

I 气组水道改造区发育在7 井区西边，与5 井区相接，岩性主要以绿灰色粉砂岩为主，生物扰动中等，偶见虫孔。储层下部岩性过渡为深灰色粉砂质泥岩，仅底部为灰黑色块状泥岩，发育水平层理。储层部分整体以薄层砂岩、反韵律形式出现。自然伽马、深侧向电阻率曲线为漏斗和中幅箱形，顶底突变。地震上表现为中强振幅，连续性较好，砂体边界可追踪。水道改造区域岩性上部以灰色泥岩为主，自然伽马、深侧向电阻率曲线为中幅箱形—钟形特征，下部为深灰色泥岩，齿化弱，地震上表现为中强振幅充填型切割，砂体边界可追踪（图2）。

3 地震相分析

3.1 Ⅰ气组地震相分类

目前常见的地震相分析主要是通过对地震反射同相轴的振幅、频率、连续性、反射结构等进行判别，并在此基础上进行地震相标志的划分。地震相标志的划分主要是通过外部几何形态、内部反射结构进行。常见的地震相外部几何形态主要包括席状、席状披盖、楔形、滩形、透镜状、丘形和充填型等；常见的内部反射结构主要有平行与亚平行反射结构、发散反射结构、前积反射结构、乱岗状反射结构、杂乱反射结构或无反射［10-14］。

图2 M-7井沉积相综合柱状图

基于M 气田目前的开发程度，下一步调整挖潜的重心位于7井区，笔者将Ⅰ气组7井区地震相划分为中强振幅中等连续填充型地震相、中强振幅连续迁移型地震相、强振幅席状地震相、弱振幅席状地震相四类：①中强振幅中等连续填充型地震相反射外形为上超充填，反射结构为中频低连续，同相轴连续性好，底面较为清晰，表现为明显的下切特征，厚度较厚。顶面与上覆围岩岩性差异大，同相轴连续且平缓（原状沉积）。该类型地震相发育的沉积微相类型为重力流水道改造后的滩坝沉积，实钻井点显示上述反射特征的地层为干层或差气层，向底部渐变为泥岩，砂岩电性特征为低幅反旋回漏斗形，M-12井钻遇填充型地震相区域［15］（图3）。②迁移型地震相顶面同相轴连续且平缓，反射结构为中频低连续，内部有明显的迁移、侧积现象，沉积微相为滨外滩坝相受重力流水道改造侧缘沉积为主，测井解释为干层。M 气田早期实施的E9H 井投产后生产效果较差，证实迁移型地震相储层物性差、产能低。岩性变化为渐变，厚度较薄。沉积微相以临滨滩相为主，实钻井显示上述反射特征的地层为干层或差气层，向底部渐变为泥岩，砂岩电性特征为低幅反旋回漏斗形或箱形，以B2H、B4H 井较为典型［16］（表1）。③强振幅席状地震相反射外形为平行强振幅特征，砂顶强振幅、中高频、连续性较好，砂底振幅较砂顶弱。整体呈向上增强的反射结构，底面可连续追踪，厚度较小。沉积微相以临滨砂坝相为主，实钻井显示上述反射特征的地层为高电阻率气层，向底部渐变为干层、泥岩，储层电性特征为高幅反旋回漏斗形，以B2H、B3H、B4H、B9H井较为典型［17］。

图3 M气田Ⅰ气组过M-3、M-12井填充型地震相剖面图

3.2 地震相平面相及优势相带分布

在对地震相进行分类总结的基础上刻画了I气组7 井区地震相平面分布及对应的沉积微相平面展布（图4），7 井区东侧主要显示为席状平行弱振幅及平行强振幅地震相，为开发调整的优势区域，西南侧主要为迁移型及填充型地震相，顶面较为清晰，同相轴连续且平缓，底面不易追踪。

表1 M气田I气组地震相分类表

4 沉积演化特征

4.1 平面沉积相

图4 M气田Ⅰ气组7井区相图

研究区I 气组平面主要发育临滨沙坝、临滨滩砂、受重力流水道改造的滩坝相及滩坝侧缘沉积四种沉积微相类型：①发育临滨沙坝区域对应的地震相类型为强振幅席状地震相，钻遇该类型地震相的单井储层厚度约10 m、物性好，自然伽马曲线表现为漏斗形，电阻率偏大，地震剖面显示强振幅、中低频且连续性较好，生产井的动态特征显示高产能、动用范围大，目前钻遇该类型地震相储层的B2H、B4H 井生产效果均较好。②临滨滩砂沉积微相对应的地震相类型为弱振幅席状平行反射地震相，钻遇该类型地震相的单井普遍储层厚度薄、物性中等，自然伽马曲线表现为漏斗形，电阻率较低，地震剖面显示弱振幅、中低频且连续性较好，结合已开发井的动态特征显示普遍产能一般，动用范围有限。③受重力流水道改造后的滩坝相对应的填充型地震相，钻遇该类型地震相的单井普遍储层厚度大、单井上储层物性差，测井解释为差气层或干层，存在泥岩夹层，地震上砂体的侧积现象明显，地震相复杂，伴生叠瓦状沉积或强泥岩正反射，动态特征显示产能极低。④受重力流水道改造的滩坝侧缘沉积对应的地震相类型为迁移型地震相，钻遇该类型地震相的单井普遍储层厚度小、单井上储层物性较差，测井解释为差气层，纵向夹层发育，地震剖面上砂体的侧向迁移、侧积现象明显，目前钻遇该类型储层的E9H井生产效果较差。

Ⅰ气组主要发育浅海沙坝相沉积，大段的泥岩主要为陆架泥沉积；顺物源方向Ⅰ气组在剖面上显示沉积厚度较薄，受水道改造影响，在7井区与5井区连通性较差。垂直物源方向受水道改造影响，Ⅰ气组显示砂体连通性差，平面上砂体厚度变化大，且12 井区与5 井区间有泥流冲沟冲刷的痕迹，水道切割主体区砂体厚度大，原始滩坝砂体零星分布，仅在各井区之间分布小范围较薄的砂体（图5）。

4.2 沉积相演化

结合连井沉积微相对比进一步揭示了I气组各时期的沉积演化规律。莺歌海组二段沉积时期，莺歌海盆地受全球海平面升降及构造活动的共同控制，沉积了一套以半深海—浅海相为主的地层。Ⅰ气组沉积初期为T27-T28 层序的海侵期，海平面快速上升，气田范围内接受了一套外陆架泥岩沉积，覆盖在Ⅱ气组之上沉积。Ⅰ气组沉积中后期为该层序的高水位期，受区域构造作用影响，此时气田沉积区的物源供给由原来的西物源为主转变成东部海南物源为主。东部海南物源的斜坡浊积扇砂体经过长距离搬运抵达底辟带位置时已经是泥质含量较高的沉积砂体，在区域高水位的背景下，随着短周期的海平面升降，局部发育了浅海沙坝复合沉积，此受来自西北方向重力流水道的改造，水道改造与沙坝复合体同时期沉积，改造主体区域时水位相对较深，水动力较弱，砂体的规模小，泥质含量重。沉积的期次从东向西依次为7 井区、5 井区、9 井区。各井区砂体呈叠瓦状排列，三大井区砂体相对独立、自成体系，但侧向上略有叠置（图6～图7）。沉积体系为席状分布的浅海沙坝复合沉积，砂体周围广泛发育浅海陆架泥。同时浅海沙坝复合体沉积时受来自西北方向重力流水道的改造，水道改造与沙坝复合体同时期沉积，改造主体区域在7井区西边，改造区与周边储层物性、厚度明显不同，水道发育范围逐渐变大，到远端不断发散，能量逐渐减弱［18-20］。

图5 M气田连井沉积微相对比图

图6 M气田I气组沉积相平面图

4.3 优势相带分布

笔者基于地震相— 沉积相— 生产动态三位一体的储层分类评价方法共刻画出3类沉积相带，雕刻出了优势相带及调整风险区和潜力区。一类储层为滨外坝，该类储层单井显示储层厚度大、物性好，测井曲线自然伽马呈齿化箱形，电阻率偏大，地震反射特征显示强振幅，连续性好，普遍产能好，动用范围大，开发方式以常规定向井开发即可。二类储层为单井储层，厚度不大、物性较好，地震剖面显示底部同相轴连续性好、振幅强，而顶部同相轴连续性差，动态特征中组分压力往往较前期不一致，后期有融合的趋势，需设计水平井开发，增加钻遇率，且计算动储量时要适当考虑动用程度，即前期动用较差，压降后动用较好，以滨外滩为主。较差的储层为多期泥流水道充填，单井储层物性差，测井解释多为差气层或干层，存在泥岩夹层，地震剖面砂体切割、侧积现象明显，地震相复杂，伴生叠瓦状沉积或强泥岩正反射，这类储层产能极低，建议规避该储层。基于对沉积微相的分类并结合油田开发现状刻画出I 气组潜力区，主体分布于7井区东边无井控区域（图6），基于此认识，部署P1H、P10H 两口调整井，其中P1H 井部署在7 井区东边滨外坝和水道改造区的交界处，P10H 井部署在7井区东边滨外坝位置（图4b）。

图7 莺歌海盆地M气田典型地震剖面图（拉平T27）

5 成果应用及其效果

在地震相— 沉积相— 生产动态精细剖析的基础上提出席状平行强振幅相为优势储层发育区，指导了I 气组7 井区P1H 井、P10H 井的顺利实施。在P1H井井位设计时，为进一步落实储层，指导下一步深度挖潜，部署P1H 井于水道改造区与滩坝区的交界处，水平段一部分在水道区域，一部分在非水道区域。实钻结果证实，水道改造区域厚度大、物性差，产能低，主要以低渗透率为主，未改造区域厚度相对较薄，物性好，产能高（图8a）。基本证实笔者对优势相带分析的结果。P10H 井在P1H 井的基础上进一步外拓，部署在非水道改造区原始滩坝沉积区里，实施后证实气层钻遇率达到84%，钻遇储层物性好，产量高，目前日产气量达10×104m3，进一步验证了研究成果（图8b）。

图8 莺歌海盆地M气田I气组P1H井实施效果图

6 结论

1）I气组地震相一共分为4类，平行强振幅区物性好，亚平行弱振幅区物性差。水道改造区发育下切填充型地震相，砂体厚度大，岩性以偏细偏泥为主，物性差。

2）I 气组沉积微相为水道改造后的滨浅海沉积，水道改造区域位于7 井区西边。5 井区、9 井区基本保留原生滩坝沉积。水道呈北西— 南东向展布，厚度在空间上呈串珠状展布。

3）开展了“地震相—沉积相—生产动态”三位一体的储层刻画研究，确定了优势储层展布区域，对M气田后续调整实施具有重要的意义。