井震联合分析技术在复杂河流相储层刻画中的应用

郄莹，王建立，马佳国，白清云，李文滨

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

0 引言

在油田开发后期的高含水阶段，油藏砂体水淹较严重，剩余油高度分散，如何对剩余油挖掘，是油田开发后期的难点和研究重点。油田开发初期，由于受油田资料和认识局限，往往对砂体内部沉积特征认识不够深入，对砂体内部非均质性的认识程度也相对较低；油田开发后期，砂体沉积的非均质性使得开发井生产动态上呈现出较强的差异性。由于曲流河频繁改道、侧向迁移，造成河流相沉积结构复杂，厘清曲流河纵向沉积的期次、废弃河道及点坝等沉积特征，找到影响开发单元内流体阻挡层，是指导剩余油挖掘的关键［1-2］。

本文以渤海湾盆地沙垒田凸起区为例，基于丰富的地质认识和大量开发井生产动态资料，以及高分辨率采集和处理的地震资料，对复杂曲流河相储层进行了精细解剖，描述了曲流河主要沉积期次、废弃河道、点坝及侧积夹层，并据此分析了废弃河道和侧积夹层对剩余油的控制作用，以指导开发井部署和剩余油挖掘［3-4］。

1 油藏地质概况

研究区目的层为渤海湾海域新近系明化镇组（埋深650～ 1 100 m）砂体，沉积相为曲流河沉积。油田2004年投产，目前采出程度为7.1%，综合含水率达到86.5%，为低采出、高含水油田。目的层L9砂体由于曲流河多次侧向迁移、废弃改道，形成了连片分布的砂体。开发初期认为该砂体连片稳定发育，但随着开发井逐渐增多，从油藏生产动态信息上暴露出以下几方面问题：一是相邻开发井生产动态差异较大，尤其在低含水稳产期；二是原来认为L9砂体是一个油藏系统，但后期不同开发井钻遇了不同的油水界面；三是同一砂体不同区域开发井含水上升率差异较大。由此看来，目的层砂体沉积过程复杂，开发井生产动态（包括各井油水界面、水淹快慢等）矛盾突出，需要对砂体进行精细研究，解剖复杂曲流河储层的内部构型，以实现对剩余油的挖掘。

2 高分辨率地震资料采集处理

目的层埋藏深度相对较浅，在900 m左右。由于海上油田开发井井距相对较大，井网稀疏，对储层认识更依赖于地震资料预测［5-6］。为实现对目的层复杂河流相储层的精细解剖，对油田进行了针对性高分辨率地震采集和处理。地震采用双源六缆采集，震源为小容量多枪相干提高激发子波，接收系统为小道间距、小炮间距，面元为18.75 m×12.50 m。在对获得的地震资料处理时，尽可能在有效频率范围内保护高频成分，为此，采用phase-shift三维偏移处理技术。处理后的目的地震资料频带在10～ 110 Hz。该高分辨率地震资料对薄储层刻画较好，如该油田A6井在埋深700 m左右钻遇16 m储层，常规地震资料和90°相移资料对该砂体中间的3.6 m泥岩夹层有较好的分辨，实现了对薄储层的精细识别（见图1）。

图1 高分辨率地震资料可识别约4 m厚的泥岩夹层

3 砂体构型精细研究

3.1 高分辨率地震河道识别

高分辨率地震资料采集及处理，为新近系河道识别研究奠定了坚实基础［7］。为了从地震资料中获得更加清晰的曲流河沉积信息，引入用于检测细微断层的地层倾角振幅对比属性来检测平面河道沉积。该地震属性基于贝尔算子来求取3个维度的变化梯度，再通过自适应的方式为3个维度进行加权，以刻画微小差异。具体实现步骤为：先计算地震纯波数据的地层倾角数据体；再以地层倾角数据体为约束，计算振幅对比属性，在该数据体上制作采样率级别的等时切片；最后基于地层倾角振幅对比属性切片，研究目的层段沉积变化规律。利用该技术得到的地层倾角振幅对比切片与常规沿层地震振幅切片对比如图2所示。

图2 地层倾角振幅对比切片与常规沿层地震振幅切片

可以看出，常规沿层地震振幅切片（见图2a）与基于地层倾角振幅对比切片（见图2b）对河道的刻画相比，后者对曲流河沉积特征细节描述更加清晰，能够对复杂河流相的沉积特征和沉积期次有较好的描述 （见图 3）［8-9］。

通过对地层倾角振幅对比切片（见图3）深入分析认为，研究层L9砂体主要发育早、中、晚3期曲流河沉积。其中：早期和晚期以沉积规模较小的曲流河沉积为主，河道特征清晰，具有泥岩背景中曲流河道沉积特征，部分开发井钻遇曲流河，证实为含油砂体；中期为沉积主要时期，储层为曲流河多次改道、侧向迁移及废弃，且规模较大、连片分布的复杂曲流河沉积，地震振幅对比属性中河道特征不明显，但砂体分布范围边界比较清晰。L9砂体开发井主要在中期砂体，已钻23口生产井动态显示，该期砂体比较复杂，且钻遇多个油水界面，需要深入剖析内部沉积结构［10］。

图3 基于地层倾角振幅对比切片的L9砂体沉积期次划分

3.2 单期河道与点坝识别及预测

中期主力砂体主要为曲流河侧向不断迁移形成的连片砂体。曲流河沉积过程分为3个阶段：第1阶段是侧向迁移，多个侧积体组成了单个点坝，每个侧积体之间被侧积泥岩夹层分隔；第2阶段是截弯取直，多个点坝组成了单期河道，每个点坝之间被废弃河道分隔；第3阶段是垂直下切，2期河道之间以垂向加积的隔层分开，当垂向加积的泥岩隔层较薄时，局部被全部剥蚀，2期河道砂体组成复合河道［11］。

基于以上分析，对于高含水阶段油田，需对剩余油富集具有隔挡作用的岩性（如废弃河道、侧积夹层）进行识别和预测。从沉积规律看，废弃河道主要沉积泥岩，识别出废弃河道对挖掘富集部位剩余油具有重要意义。生产实际和模拟表明，水平井方位与侧积夹层方位对剩余油富集程度有较明显的控制作用。以现代河流沉积规律为指导，通过构型解析刻画出废弃河道和侧积夹层的展布——可将曲流河砂体分解为点坝，再到侧积体，循序渐进地刻画砂体的连通性。在连通性描述的基础上，结合废弃河道和侧积夹层，弄清剩余油的控制机理，进而刻画出剩余油分布［10］。

3.2.1 废弃河道识别

L9砂体中期为沉积主体，储层沉积厚度较稳定，在8～ 12 m。从岩心、已钻井测井曲线特征看，该砂体的曲流河沉积特征明显。平面上，该砂体相邻开发井生产动态和含水率上升速度差异较大；垂向上，在该砂体钻遇了多个油水界面，钻遇界面间距最大达8 m。曲流河沉积规律表明，河道频繁地侧向迁移、改道、截弯取直，会造成河道的废弃，而废弃河道内一般沉积湖相泥岩，对储层连通性影响较大。

废弃河道在地震上具有弱振幅响应特征，钻井揭示，其储层缺失或减薄，以泥岩为主。以实钻地质参数为基础建立的地质模型，也证实了废弃河道为弱振幅响应特征，图4中弱振幅条带即废弃河道。由于废弃河道阻挡了砂体平面上的连通性，也就造成了油水界面不一致和相邻井生产情况差异大的问题［12］。

图4 基于地层倾角振幅对比切片的L9砂体地震识别与预测

3.2.2 点坝识别

点坝为曲流河重要沉积微相，也是曲流河沉积的主要储层。点坝是不同洪水期侧积体叠加而形成的，侧积体之间往往发育泥质斜交层面的泥岩夹层［13］。从地层倾角振幅对比属性看，点坝沉积相表现出较强的振幅响应特征（见图4）。在点坝部署的开发井实钻储层厚度一般较大，开发生产效果较好，因此，点坝是油田开发井位部署的优势区域。

3.2.3 侧积夹层预测

在沉积特征上，点坝是由河流侧向加积作用形成的，而不同周期形成的侧积体之间发育泥质斜交的侧积夹层。油藏数值模拟和油田实际生产动态表明，侧积夹层对两侧点坝砂体内部流体有较强的阻挡作用，会形成剩余油的局部富集。地震资料能够对点坝有较好的描述，但不能从中识别出侧积夹层［13］。

为了能够准确预测出侧积夹层的发育情况，依据曲流河沉积规律，利用地震资料识别的废弃河道和点坝沉积，可以预测出侧积夹层的大致分布方位；然后，利用已钻23口水平井钻遇的侧积夹层进行标定，确定侧积夹层发育的层数，进而建立起侧积夹层空间分布模式，预测出油田废弃河道和侧积夹层的分布（见图4）。结合生产井生产动态，可以为砂体剩余油挖掘提供依据。

4 剩余油预测

通过将高分辨率地震资料与钻井、油藏生产动态等综合起来进行研究，精细刻画了L9砂体的沉积期次，预测了废弃河道及侧积夹层的平面特征，为剩余油的挖掘提供了依据。

废弃河道和侧积夹层的分布状况，与油田开发井生产动态有较好的对应。图4中A5，A6两口开发井相距较近，但二者的生产动态差异较大，这是因为2口井位于废弃河道两侧的不同点坝上。而同一砂体的2口井钻遇不同油水界面，则是因为废弃河道的阻挡。L9砂体全部为水平井开发，水平井的方位与侧积夹层的方位对油田生产有较大影响：垂直于侧积夹层的开发井含水率上升慢，稳产期长，累计产油量高；而平行于侧积夹层的开发井含水率上升快，累计产油量低，不能将邻近侧积夹层的剩余油进行较好的开发［14］。

基于地层倾角振幅对比属性与地质认识，结合开发井油藏动态信息的预测结果进行开发井部署，可较好地挖掘剩余油，延长开发井的稳产期［15］。

5 结论

1）基于高分辨率地震资料，采用地层倾角振幅对比属性，可以对新近系复杂曲流河沉积期次、废弃河道及点坝进行较好的识别，为复杂曲流河沉积储层精细表征奠定了基础。

2）通过井震联合分析，识别出废弃河道、点坝及侧积夹层，尤其是对废弃河道和侧积夹层的预测，可以指示油藏剩余油富集区，指导水平井的部署。