东海西湖凹陷少井区中深层薄砂体识别及潜力分析

陈 波，程 超，李文俊

（中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海 200335）

随着老油气田开发进入中后期，在综合调整阶段薄层砂岩储层逐渐受到重视。薄层砂岩上下通常发育厚层泥岩，提供了较好的生烃来源和围岩遮挡条件，成藏后含烃饱和度较高，但由于其厚度薄（普 遍小于5 m）、纵横向变化快且分布范围有限，难以准确地刻画地质体形态及储量规模，开发存在难度。 陆上油气田通过密井网获得的岩心、测井资料开展高精度层序地层对比，能够有效地刻画薄砂体的展布规律，并且随着地震资料的普及化，通过地球物理手段对薄砂体的刻画也越来越清晰。信全麟等（1991）通过地震信息建立了薄层砂体综合解释技术，深入研究了深水浊积砂岩规模小、厚度薄、埋藏深等问题）[1]；刘磊等（2009）基于正演模拟、地震属性分析等方法研究了油层厚度薄、横向变化快、分布零散等问题[2]；梁宏刚等（2015）通过分频混色、三维可视化等技术对塔河油田超深层窄河道的薄储层进行了精细刻画[3]；刘化清等（2018）结合古地貌恢复、非线性切片以及遗传化神经网络技术刻画了薄层砂体较清晰的平面形态[4]。海上薄砂体预测受储量规模有限、早期开发经济性较差、井资料匮乏等因素的制约，研究相对较少。周连德等（2017）[5]基于测井、地震确定储层成因的基础上，结合反演、波形聚类等技术，对渤海某油田埋深约1 500 m 的薄砂体进行了预测。本次以研究区常规地震资料为基础，通过地震沉积学90°相位转换、等时切片等方法和储层构型解剖理论，清晰地刻画出海上埋深约3 500 m、高位体系域下形成的薄层砂体横向展布形态以及纵向演化规律，指出了潜力分布及调整方向。

1 地质背景

东海陆架盆地是以新生代为主的中新生代含油气盆地，新生代地层沉积广泛，南北长度约1 130 km，东西宽度约220 km，面积约24×104km2。东海陆架盆地内发育多个含油气凹陷，其中，西湖凹陷位于东海陆架盆地中段的浙东拗陷东部，呈北北东向展布。西湖凹陷经历了早期断陷、中期拗陷和晚期整体沉降等3 个阶段[6-7]，具有东西分带、南北分块的构造特征，由西往东可分为西部斜坡带、西次凹、中央洼陷-反转构造带、东次凹及东部边缘断裂带（图1）。

图1 研究区构造

研究区HY 构造位于西湖凹陷西次凹与中央洼陷之间的过渡带，是在中新世晚期东西向挤压应力作用下形成的宽缓背斜构造。该构造受到的挤压应力较弱，背斜幅度低，早期拉张正断层发育但结束较早，且晚期东西向断层不发育，因此油气藏保存完整。地层自下而上发育新生界古近系、新近系及第四系，其中古近系渐新统花港组是研究区主要的油气储层和生产层位，埋藏深度为3 000～4 000 m，对于海上油气田而言，埋深相对较深。HY 构造圈闭面积约50 km2，目前仅钻探3 口探井和5 口开发井，探井之间平均距离约1 200 m，目的层段无取心资料，开发井井距为200～1 000 m。研究区井网稀疏，井资料匮乏，利用井间信息预测砂体展布及变化，难度较大。研究区开发早期重点开采稳定分布的厚层砂岩，目前属开发综合调整阶段，重点关注高位域发育的具有较好物性和含气性的薄储层，现有开发井钻遇的薄砂体厚度为5～10 m，均为纯气层，纵向期次较多，且横向变化较快，难以刻画。通过对薄砂体纵向演化规律和横向展布规模识别后，可作为重要的调整目标。

2 层序地层格架及演化

渐新统花港组是在下伏地层平湖组晚期抬升后进入拗陷时期而沉积的地层，总体上发育两次较大的幕式抬升，形成了SQ1 和SQ2 两个三级层序，分别对应花港组下段和上段[8-13]。花港组上段SQ2 层序内发育两期完整的短期旋回，第一期旋回早期湖平面较低，水体能量较强，A/S＜1，沉积物供给充足，以发育三角洲平原分流河道的厚层砂岩为主，河道规模较大，测井曲线以底部突变的箱形砂体为主，砂体顶底标定为峰谷转换的零相位，地震相对应连续、中强反射复合波谷特征；中期随着基准面的上升，湖平面逐渐扩张，水体能量减弱，A/S ＞1，沉积物供给匮乏，以小型河流、三角洲前缘席状砂等薄层砂体沉积为主[14]，测井曲线表现为明显的薄层箱形、钟形、指状、锯齿状等形态（图2），“泥包砂”或“弹簧段”特征明显，地震相为不连续、弱反射波谷特征；晚期随着基准面的下降，沉积物再次变得充足，砂体厚度逐渐增厚，测井曲线整体表现为反韵律，河道规模逐渐扩大，地震相为连续、中强反射波谷特征，部分位置切叠形成复波波谷。本次研究对象即为第一期旋回下降半旋回形成的薄层砂岩，其中下降半旋回早期形成的前缘席状砂分布稳定，但地震剖面无法识别，平面分布刻画难度大，本次不作研究。

图2 研究区层序地层划分及过井地震剖面

3 地震沉积相解释

3.1 资料基础

研究区地震资料品质较好，频率为15～45 Hz，主频约30 Hz，其垂向分辨率的极限是其波长的1/8，约为12 m。目的层井点钻遇砂岩厚度为8～10 m，与极限分辨率较为接近，因此，本区利用常规数据体能够开展薄层砂体预测。

3.2 90°相位转换

90°相位转换是地震沉积学中常用的方法之一，是通过将地震相位旋转90°，从而将反射波主瓣提到薄层中心，以此来克服零相位波缺点[15]，使得地震反射同相轴与井点实钻岩性剖面相对应。研究区厚层砂岩（厚度为20～30 m）顶底恰好对应于峰谷转换的零相位，对其平面形态的刻画，沿层切片属性识别效果较好；而薄层砂岩（厚度小于10 m）与同相轴没有明显的对应关系（图3a）。通过对获得的零相位数据体进行90°相位调整后，薄层砂体的响应特征与波谷相位的匹配关系更好（图3b），砂岩对应波谷、上下泥岩对应波峰，从而使得地震反射同相轴具有了表征薄层砂体的地质意义。

图3 90°相位转换地震剖面

3.3 等时地层切片

运用地震沉积学方法开展地质体平面形态展布研究，主要依靠地层切片技术[16-20]，目前应用较为广泛、较为流行的切片方式分别是时间切片、沿层切片和等时切片。

3.3.1 时间切片

该方法主要应用对象为浅层沉积体识别，因为浅层沉积地层相对较平缓，横向等时性好，有利于河道刻画。但该方法未考虑地层起伏、压实作用等因素造成的厚度差异，随着地层深度的增加，会发生严重穿时现象（图4a），提取的平面属性可靠性也会逐渐降低。浅层沉积受构造运动影响较小，同相轴连续且平缓，因此较为适用。

3.3.2 沿层切片

沿层切片是通过寻找沉积体上下反射强度较强、连续性较好的反射界面作为等时界面（图4b）。地下地质体沉积过程中受物源、地形、气候、水流等多因素影响，不同位置沉积厚度各不相同，沉积形态也差异较大，特别是受到后期河道的冲刷搬运、填平补齐、构造运动以及沉降压实作用，原始界面已被破坏殆尽。沿层切片优势在于找到某一沉积时期末期，如低位期连片分布的储层底界面，或高位期连片分布的凝缩段泥岩，以其作为等时界面，向上或向下提取沿层属性开展研究；其劣势在于沉积初期以填平补齐、河道下切为主，该时期作为沉积体底界，一般表现为高低起伏、不连续等特征，若以顶界按一定时间间隔等间距向下切片，较难提取可靠的地质体形态，无法开展沉积早期的研究工作。

3.3.3 等时切片

该种切片方式是在沿层切片基础上的进一步优化，又称为地层切片，在考虑沉积顶界面的同时，考虑了沉积底界面[21-22]。通过可靠的井震标定找到沉积体底界面对应同相轴（图4c），开展底界面的精细解释，来约束该时期总的沉积体空间形态，在此基础上开展顶底等时面约束下的等分切片。该方法适用于类似于具有下切特征的河流相地层沉积演化和储层刻画研究中，而三角洲等类型的沉积体需进一步考虑内部进积、退积等沉积形式，有针对性开展层面精细解释从而开展切片研究。

图4 不同的切片方法

3.4 平面属性分析

研究区花港组时期以河流相沉积为主，主要发育曲流河、辫状河等类型沉积，物源方向以自北向南为主，自西向东为辅[23]。本次研究的目的层段为下降半旋回中晚期发育的曲流河沉积，表现为河道规模小、储层厚度薄、横向变化快、预测难度大等特点。通过选取薄层砂岩顶底较连续、反射强度中等的2 个波谷相位作为等时面（图5），结合等时切片方法，开展切片及属性提取，优选平面形态较好的3 张切片开展地震沉积相解释。

图5 等时界面及等时切片

图6a 为沉积早期地层切片，从切片上可见自北向南流入后向西流动的高弯度曲流河（河道1），河道宽度0.20～0.26 km，边界清晰，暂无井钻遇，分析认为是曲流河沉积末期废弃河道响应，河道旁边可见侧向迁移形成的月牙形边滩沉积体，边滩长度1.30～3.58 km，宽度0.78～2.00 km，分布及发育规律与现代沉积统计数据规律一致。地震剖面表现为顶平底凸、反射强度中等、内部被弱波峰分隔的串珠状波谷，部分断层断至该位置，油气充注条件优越。该时期砂泥互层，泥岩盖层发育，保存条件好，是良好的兼探目标。

图6b 为沉积中期地层切片，从切片上可以看到一条北西-南东向展布的河道（河道2），相较于图6a，切片振幅更强，形态更清晰。该期河道较第一期废弃河道宽度更宽一些，为0.40～1.00 km，在南部与早期的曲流河相互切叠。共有2 口井钻遇该期河道，其中西侧W5S 井表现为底部突变的薄层箱形砂岩，向上渐变为钟形，内部齿化现象严重，表明早期河道以下切作用为主，后续水动力逐渐减弱直至河流改道废弃；东侧W5P 井表现为顶底突变的箱形，内部齿化程度不及W5S 井，两期河道连接处表现为两个中强反射透镜状波谷在边缘部位相接的特征。以上部稳定发育泥岩作为等时标志层开展精细地层对比，两口井井点砂体存在高程差，认为河道早期处于W5S 井点处，后期河道向东侧迁移改道，W5P 井点处逐渐成为河道中心接受沉积，河道宽厚比为60∶1～100∶1。

图6c 为沉积晚期地层切片，平面最小振幅属性显示该时期发育一条北东-南西向展布的顺直型河道（河道3），边界清晰。河道北部较窄、南部较宽，整体宽度为0.21～0.65 km，宽厚比为30∶1～65∶1。3 口井钻遇该期河道，主要集中于南部，其中W6井钻遇河道边部，GR 曲线为似箱状，内部发育2～3套泥质夹层，将砂体进一步细分为4 期，单层厚度1～4 m，分析认为该时期沉积以小型河道为主，沉积时间短，河流侧向摆动不明显，水动力变化频繁导致泥质夹层发育；W3 井向上发育顶底突变的箱形砂体，内部泥质不发育，可见微幅齿化现象，顶部渐变为钟形，表明该时期主河道位于W3 井点处，水体相对稳定，砂体以垂向加积为主；对应W6 井点为反韵律特征，代表决口扇沉积产物。垂直河道的过井地震剖面表现为多个较连续、顶平底凸、内部中强反射、向两侧反射强度减弱的透镜状波谷，具有侧向叠加的特征，为河道侧向迁移特征的响应。

图6 不同等时切片平面振幅属性

4 沉积演化特征

研究区花港组上段SQ2 下降半旋回的中晚期自下而上发育三期薄砂体（图7），早期古地形平缓，基准面开始下降，水动力较弱，A/S ＞1，沉积物供给相对匮乏，以高弯度曲流河沉积为主，河道宽度0.20～0.26 km，边滩、牛轭湖及决口扇发育，部分位置弯曲度较大导致河道后期冲破堤岸截弯取直，形成牛轭湖；随后基准面继续下降，沉积物供给依然匮乏，发育低弯度曲流河，边滩不发育，但河道规模相较上一期有所增大，河道宽度达0.40～1.00 km，井点砂厚9～10 m，且单套厚砂体是由多期单砂体组合而成的复合河道砂体，河道自西向东侧向迁移，在南部与第一期曲流河切叠；第三期河道相较前两期河道弯曲度更低，与第二期相交呈X 型，河道规模有所减小，宽度0.20～0.65 km，钻遇砂体厚度7～11 m，部分位置在纵向上切割了第一期和第二期砂体。河道流动方向整体为自北向南，局部时期变化较大，表明该时期地形平缓，河流方向较随机。

图7 基于等时切片的沉积相解释

综上所述，研究区地震属性上表现为河道形态 的地质体属于河道砂体沉积，内部单期砂体以侧向 迁移型和垂向叠加型的方式组合形成复合砂体，单砂体间泥质沉积降低了砂体连通性，导致剩余油气富集。低弯度河道边滩不发育，储层相对发育，有侧向迁移现象；高弯度河道发育边滩，是剩余油气富集区之一。被泥质夹层分隔的砂体和边滩砂体均为有利的调整目标。

5 结论

（1）地震沉积学90°相位转换和等时地层切片是研究薄层砂体平面展布形态的有效手段，特别是海上井少、中深层、资料匮乏条件下薄层沉积地质体的平面刻画及纵向叠置关系解剖研究，该方法具有良好的应用效果。

（2）西湖凹陷黄岩区花港组上段高位域发育水道类薄层砂体沉积，河道类型在不同沉积时期分别呈高弯度型、低弯度型和顺直型，地震相为顶平底凸的透镜状中强反射波谷特征，河道拼接处及叠置处反射强度均表现出明显减弱或相变。

（3）井点钻遇薄储层为多层复合砂体，由多期单砂体以侧向迁移和垂向叠加的形式组成，内部泥质含量增加处连通性较差，剩余油气丰富，早期形成的高弯度曲流河边滩沉积发育，无井钻遇，均是调整兼顾的重要目标。