三肇凹陷卫星油田葡萄花油层水下分流河道的精细刻画

刘宗堡，董志文，刘性全，潘国辉，赵国石，黄嘉成

(1.东北石油大学 地球科学学院， 黑龙江 大庆 163318； 2.大庆油田有限责任公司 第八采油厂， 黑龙江 大庆 163514)

0 引 言

浅水三角洲砂体是中国陆相含油气盆地重要的沉积储层类型之一[1-4]，近年来，对该类储层油气资源勘探开发的重点逐渐转向前缘亚相[5-6]，其中水下分流河道砂体顺物源方向连续分布且延伸较远[6-8]，构成前缘最重要的储层骨架[9-10]，但砂体多分叉、横变快、薄而窄[10-14]，那么精细刻画薄窄河道砂体则成为开发该类岩性油藏的关键。

目前，绝大部分浅水三角洲前缘区域现有井网无法有效控制分流河道储层[3]，且受地震垂向分辨率所限，常规地震学方法应用效果不佳[15-16]，而地震沉积学的发展为复杂油气资源的精细勘探开发提供了新的途径[17-22]，尤其在沉积砂体平面成像和薄层识别方面均取得了较大进展[23-32]。因此，笔者以三肇凹陷卫星油田葡萄花油层为靶区开展地震沉积学研究，优选精度高、可靠性强、能反映骨架砂体分布的平面属性图件，明确单砂体宽厚比等几何参数，最终实现对水下分流河道沉积微相的精细绘制，这将为油田高效挖潜薄窄砂体油气资源提供重要地质依据。

1 研究区概况

卫星油田构造位置处于松辽盆地三肇凹陷的西北部，整体为向大庆长垣抬升的构造斜坡区，总面积约为144.8 km2，该区域共有钻井1 125口，井网分布不均，如图1所示，高精度三维地震全覆盖。本次研究目的层段为上白垩统姚家组一段时期(K2y1)沉积的葡萄花油层，地层综合柱状如图2所示。 卫星油田葡萄花油层区域沉积背景如图3所示。

沉积时期松辽盆地基底缓慢沉降，古气候干旱炎热，坡度平缓，水体较浅，由于地形平坦，即使很小的湖水涨缩，都可能引起湖岸位置大而迅速的摆动，加之气候变化等因素影响，湖进湖退频繁，物源供给充分，该背景下，在盆地北部形成了一套典型的河流-浅水湖盆三角洲沉积体系[33-34]。卫星地区处于该沉积体系近湖端的侧缘(图3)，受控于北部强物源，形成了以三角洲前缘亚相为主要沉积类型、厚45～65 m的沉积地层[33]，取心井岩心数据分析表明，该目的层主要为灰-灰绿色泥岩与粉-细砂岩组合，沉积构造特征明显，砂岩中有槽状、波状交错层理及脉状层理，底部可见泥砾及明显冲刷面(图1、图5)。

图1 卫星油田井位及取心井泥岩颜色分布Fig. 1 Well location and color distribution of mudstone of coring well in Weixing oil field

图2 地层综合柱状Fig. 2 Stratigraphic composite histogram

图3 葡萄花油层区域沉积背景Fig. 3 Sedimentary background of Putaohua reservoir

2 地震沉积学方法

目前，地震沉积学的工作流程已经基本成熟[21-22,29]，关键技术取得重要突破，包含相位转换、分频地层切片、RGB属性融合等。笔者研究在地震数据相位转换基础上，开展地层切片与融合显示，并结合井上资料来分析分流河道薄窄砂体的地震沉积特征。

2.1 90°相位转换

对原始地震数据进行90°相位转化，从而使得利用地震同相轴识别薄层砂岩的解释工作更容易、准确[20-22,35-36]。零相位与相位转化后数据获得的地震剖面，如图4所示，其中，t为双程旅行时间。

图4 葡萄花油层地震剖面对比Fig. 4 Contrast of seismic section of Putaohua reservoir

研究区多为小于5 m的薄层，由图4可知，在零相位剖面中，此类薄层单砂体所对应的地震振幅处于波峰波谷之间，单砂体与地震振幅对应关系不明确，而经相位转化的地震剖面上，薄层砂体所对应的地震振幅与波峰关系更为清晰。由此可知，应用该方法开展目的层薄窄储层精细识别具有可行性。

2.2 等时地层格架的建立

目的层段等时地层格架的建立是沿等时界面提取地层切片并进行合理解释的前提[37-38]。笔者以高分辨率层序地层学理论为基础，系统分析地震、岩心及测井资料，建立横跨研究区的剖面A-A1(图1，图5)，其中，深侧向电阻率ρ1，浅侧向电阻率为ρ2。

图5 葡萄花油层高分辨率层序地层格架Fig. 5 Establishment of a high-resolution sequence strati-graphic framework for Putaohua reservoir

可见目的层顶、底发育大套稳定的暗色湖泛泥岩，伽马高值、电阻低值，且地震同相轴连续性好(图6)，以此将该油层划分为总体水进的长期旋回；目的层内部存在多套不同级别的湖泛面，其中以PI51顶部次级湖泛泥岩分布最为广泛，绝大多数井钻遇该层，多与下部呈现渐变正韵律，同相轴连续中等，以此划分为2个中期旋回；然后依据其内部河道冲刷面、砂体韵律及泥岩颜色变化等识别标志，进一步细分为13个短期旋回(图5)。因此在完成相位转换地震数据的精细标定基础上，综合考虑目的层垂向时间厚度(21～29 ms)及小层沉积单元时间厚度(2 ms左右)，最终选取上述3套稳定湖泛泥岩作为等时标志层并基于所对应的地震同相轴将目的层13等分得到一系列的等时界面，如图6所示。

图6 葡萄花油层90°相位地震剖面Fig. 6 90° phase seismic section of Putaohua reservoir

2.3 地层切片与RGB融合

不同频段地震数据所表现出的地质特征具有显著的差异[39-40]，分频技术则可将地震数据有针对性地划分为特定频段的独立数据体[41]，因此在沿等时界面提取地震属性前需要进行分频处理。由研究区分流河道钻遇情况可知，厚度集中在1.50～4.50 m，平均2.78 m，同时砂体厚度近似等于各分频数据体的调谐厚度(图7)，即可利用调谐地震波的波速和频率反应砂体厚度，进而识别目的层薄层砂体。

图7 分流河道砂厚频数分布及地震频率调谐厚度关系Fig. 7 Thickness frequency distribution of distributary channel sandbodies and relationship between seismic frequency and tuning thickness

本文研究针对薄层砂体，结合工区地震波波速(砂岩速度2 100 m/s)及有效频宽(10～80 Hz)，选取了50、60 、80 Hz 3个调谐体形成地层切片，并且开展了RGB融合显示。

3 分流河道砂体精细刻画

3.1 地震沉积学切片解释

地震沉积学切片解释是利用井上资料，综合前人已有的地质认识对地震平面属性进行沉积地貌分析的过程。以997 ms地层切片(PI22)卫214井区为例开展地震沉积特征解释(图8)。

图8 地层切片及RGB融合切片对比与沉积解释Fig. 8 Comparison and sedimentary interpretation of stratal slices and RGB fusion slices

分析多种沉积学切片发现，PI22地质体展布趋势均较为明显，分频地层切片上表现为不规则条带状负值低幅蓝色异常区(图8a、b)，融合切片上以深色基调为主(图8c)，地震平面属性与井上资料较为吻合，测井曲线总体表现为高幅差，典型钟型或箱型。然而不同频率地层切片所突出的分流河道形态具有显著差异，50 Hz切片对规模较大的砂体识别效果较好，80 Hz切片上规模较小的砂体较为清晰，对比井上分流河道厚度可知(图9)，不同频率地层切片平面轮廓的差异亦是厚度规模的体现。相对于分频切片，RGB融合切片有效获取了不同厚度的地质体且边界更加清晰，同时更易识别断层(图8c)，其对目标地质体的刻画效果最为突出，经横纵地震剖面论证(图10)，河道边界可靠且纵向连续可追踪。

图9 PI22典型井水下分流河道测井显示Fig. 9 Underwater distributary channel logging for typical wells of PI22

图10 地震横纵剖面Fig. 10 Seismic transverse and longitudinal profile

因此重点依赖RGB融合切片，同时辅以地震剖面精细验证，开展全井对比，共刻画出4条南北向延伸的分流河道(图8d)，形态上整体呈顺直条带状，规模上最左侧分流河道宽度较大，为240～615 m，其余3条窄小河道宽115～265 m。

3.2 应用效果分析

水下分流河道是浅水三角洲前缘亚相最重要的储层骨架，在现有井网密度不足以有效控制储层砂体的情况下，基于上述研究，笔者充分利用RGB融合切片在薄层砂体识别方面的优势，精细绘制了全区13个沉积时间单元水下分流河道微相。

区内分流河道主要特征体现在顺物源方向延伸较远，连续性较好，统计井-震皆有清晰响应井点处的宽厚值，发现宽度范围较为广泛，为75～1 008 m，宽厚比主要集中在40～95。其平面规模伴随着湖退、相对稳定、湖进的古环境，整体呈现出先增后减的规律性。在快速湖退的低位期(图11b)，此时河流能量最强，以较大规模河道发育为主，宽150～1 008 m，平均达350 m。伴随缓慢的湖侵(图11a)，河流能量递减，砂体规模逐渐变小，宽95～630 m，平均约为180 m，直到湖面快速上升的高位期，目的层顶部发育了断续的水下分流河道末端砂体，宽65～185 m，平均减小至105 m，说明研究区目的层沉积末期，河道能量达到最弱，湖浪改造作用逐渐增强。

图11 卫星油田PI22、PI6井震结合沉积相带Fig. 11 Integrating wells with seismic data microfacies mapping of PI22,PI6 in Weixing oil field

早期研究区低井控、无井控区域，多采用均方根振幅属性等开展薄层河道砂体预测，其受垂向分辨率影响，多为叠加响应，效果不佳，刻画结果具有一定主观性。本文通过地震沉积学关键技术应用，RGB融合切片成像效果清晰，同时辅以地震剖面验证，避免了以往仅依靠平面属性预测结果进行刻画的单一性，使得在河道边界厘定及连续性表征方面应用效果得以显著提高，其刻画结果在密井网区与井资料吻合度极高，低井控、无井控区河道走向和展布与区域沉积格局较为一致。因此应用该方法在研究区分流河道砂体刻画中具有良好的适用性，且刻画结果精度高、合理性强，可作为后期油气资源挖潜的重要地质依据。

4 结 论

(1)卫星油田葡萄花油层划分为1个长期旋回、2个中期旋回和13个短期旋回。建立了3套以稳定湖泛泥岩为可靠标志层的等时地层格架。重点依赖RGB融合切片，结合测井相标定，刻画了13个时间单元分流河道砂体形态及边界。

(2)区内分流河道多呈顺直状条带状沿南北向展布，宽75～1 008 m，宽厚比集中在40～95。平面规模伴随湖退、湖进大致先增后减。低位期宽150～1 008 m，湖侵期宽95～630 m，高位期宽65～185 m。

(3)基于地震沉积学的“RGB属性识别、地震剖面验证”刻画方法优势显著，提高了河道的平面识别效果，同时规模及连续性得以精细验证，实现了研究区短期旋回尺度分流河道微相展布特征的定量表征。