极复杂断块油藏精细地层对比方法研究及应用

曲丽丽，张 莹，张健雅，林伟强

(1.中石油冀东油田公司，河北 唐山 063200；2.河北省煤田地质勘查院，河北 唐山 063200)

地层对比工作是油气田勘探开发的基础，直接影响后续认识及勘探开发思路。自20世纪60年代以来，前人总结很多经典思路方法，例如，旋回对比、相控旋回对比法、层序地层学、“旋回厚度”对比法、“等高程”方法井震结合对比法、采用地震剖面控制层面及电阻率测井约束等方法结合[1-4]。崔延主(2010年)在东濮凹陷马寨油田卫95块复杂断块油藏利用三维构造建模与基础地质研究相结合落实构造和地层对比[4]。曲良超(2012年)利用井震结合断层建模技术进行基础地质研究工作，提高了构造解释的准确性[5]，刘文岭(2016年)建立了声波引导地震约束模式控制等时地层对比技术，将声波时差曲线引入到地质分层工作之中，提高了含钙质较高、致密或含有较大泥岩段储层地质分层的品质[6]。李振鹏(2018年)在井型复杂、受地层倾角及井斜角影响的地区提出地层视垂直厚度分析法。本文针对油田现场实际生产需求，建立了以“钻穿模式引导，沉积旋回划分、地震约束、模型验证”为特色，强调井震模一体化综合研究的复杂断块油藏等时地层对比技术。在具有断层交切复杂、钻穿关系复杂的南堡1-3区形成了完整的地质分层方法，为油田后续地质研究工作，奠定了坚实基础。

1 地质概况

研究区主要含油层系第三系地层位于南堡凹陷西南部的1号构造带，为潜山背景上的被断层复杂化的北东走向背斜构造，被主控断层南堡1号断层及其派生断层分割成若干断鼻和断块。构造自下而上继承性发育，断层平面组合为“帚状”，剖面组合有“负花状”组合、阶梯式组合。地层整体由南东向北西抬升，断层倾角较陡，地层倾角10～15°，南堡1-3区属于复杂断块构造，断层发育，多数井目的层范围内钻遇3条断层以上，多条断层转换带分布其中，加之钻井多为大斜度井，井斜角度、井斜方位、井口位置、钻穿地层角度及不同断块地层倾角的不规律性等因素，给标志层的优选统计带来了较大难度，极大增加了地层对比难度。在如此复杂的地质背景下合理地把握住对比原则，优选地层对比方法尤为重要。

2 精细地层对比方法及应用

2.1 精细地层对比方法

2.1.1 钻遇模式法指导分层

地层对比中采用的地层厚度为视垂直厚度。由于地层倾角不规律，钻井井斜角度大，井斜角方位角不规律，在对比过程中充分考虑钻井轨迹与地层接触关系，建立实钻垂厚与地层真厚度之间的关系，地层超覆，剥蚀模式等，指导地层划分与对比(见图1)。

1)水平地层-垂深等厚对比模式：适用于地层相对平缓的构造位置，研究区仅局部钻遇；

2)倾斜地层-加厚-减薄对比模式：适用于地层倾角较大的构造位置，是研究区主要钻遇类型，主要分为直井(A类)、顺地层倾斜(B类)、逆地层倾斜(C类)三类，其中B类钻井钻遇地层厚度大于地层真厚度，C类钻井地层厚度小于地层真厚度。研究区钻井主要为该类对比模式中的B类钻井。

3)超覆-底部缺失模式：A类钻井不整合面之上底部地层缺失，相反B类底部地层有增厚，多出地层现象。

4)剥蚀-顶部缺失模式：Ed1顶部存在剥蚀现象。

5)正常钻遇断层模式：由于研究区多发于正断层，钻井由下降盘钻至上升盘时井上钻遇地层缺失。研究区多为这种钻遇模式。

6)反穿断层模式：钻井由上升盘钻遇断层进入下降盘定位反穿断层，钻井存在重复地层，一般受井轨迹与断层位置决定，在研究区主要有3口井出现此钻遇模式，增大了地层对比难度。

由于研究区井斜斜度大，一些井出现由断层上升盘钻到下降盘的现象。由W1井轨迹地震剖面图发现，W1、W2等井F1断层被反复钻遇两次，以W1井为例，经过对比发现，存在重复地层(见图2)。

2.1.2 沉积旋回划分法

研究区Nm-Ng-Ed1分别发育曲流河-辫状河-辫状河三角洲前缘沉积。

Ed1主要发育辫状河三角洲沉积，以水下分流河道砂体、河道侧缘砂体为主， Ed1Ⅲ油组～Ed1Ⅰ油组沉积时期湖平面逐渐下降，水下分流河道砂体由窄条带状向连片状演化。

NgⅣ-NgⅠ油组继承性发育辫状河沉积，受基准面旋回控制，物源充足，砂体增厚。

NmⅢ-NmⅡ油组处于中长期基准面上升早期，A/S值高，泛滥平原背景上发育曲流河复合河道砂体。

利用沉积旋回法主要实现对“组”→“段”→“砂组”级别的划分，划分为4个长期旋回、9个中期旋回(见图3)。

2.1.3 标志层对比法

选定对比标志层，是实现等时对比的重要手段。经过全区对比，共总结优选出研究区区域标志层11套，其中区域标志层5个，集中分布在Ng组内部，各个标志层电性特征及分布(见图4)。

1)NgⅢ大段玄武岩：主要发育在NgⅢ段，西部与NgⅣ玄武岩形成连续沉积，东部NgⅢ早期未覆盖，末期覆盖全区。

2)NgⅣ底玄武岩段：该套玄武岩发育也十分稳定，电性曲线成玄武岩特征，在研究区范围内稳定分布，在西部与NgⅢ火成岩形成连续沉积，可控制NgⅣ及Ed1顶界的划分，一级标志层。

3)NgⅡ正旋回段：明显的正旋回特征，稳定分布，可作为次一级区域标志层，该套地层与下部NgⅢ玄武岩段为超覆接触，西薄东厚的特点。

4)NgI3厚砂岩全区稳定分布，厚度在60～80 m，自然伽马曲线呈特厚箱状特征，为一级对比标志层。

5)NgI1厚砂岩分布也相对稳定，厚度在25～35 m，自然伽马曲线和双侧向曲线呈对称箱状特征，为区域二级对比标志层。

研究区断层发育，地层破碎，钻井连续井段相对较短，且区域标志层过于集中，局部标志层分布范围相对较小，对比工作仍有较大难度。

2.1.4 井、震、模一体化验证对比结果

研究区构造复杂，断层发育，区域标志层较少且分布比较集中，统层难度大，对比过程中利用三维地震指导断点识别及复杂钻穿关系对比，搭建全区断层模型，使断层模型与三维地震解释趋势吻合，能够用于指导钻井分层的断点划分及归属，从而指导地层划分与对比，提高对比精度。

利用三维地震解释成果结合钻井分层，搭建南堡1-3区断层模型，断层模型与三维地震解释趋势吻合，能够用于指导钻井分层的断点划分及归属。根据地震解释成果建立断层模型，结合钻井断点位置进行三维空间校正，对于井震模无法统一的断层，重新修改对比及断点位置，完善地层对比及断层解释方案，反复验证推敲，实现全区地层对比的闭合。从断点与断面的吻合程度看出，此次地层划分对比断点有较好的合理性和准确性(见图5)。

2.2 精细地层对比认识成果

通过精细对比实现全区闭合，将研究区目的层进行以下划分(见表1)：明化镇组地层划分为2个油组、3个砂组、22个小层；馆陶组地层划分为4个油组、5个砂组、18个小层；东一段地层划分为3个油组、5个砂组、39个小层。工区共有断层130余条，平均钻遇4～6个断点。未钻遇断层井仅7口，落实断点418个，并在三维地震解释和地质建模中进行了闭合。

表1 地层发育特征表

整体来看，研究区地层沉积厚度呈现出西薄东厚的展布特征，主要受构造和沉积影响。地层厚度与构造趋势相匹配，构造低洼的地方，地层厚度相对较大，构造较高的位置地层厚度相对较薄。受不同的沉积相带控制，砂组内部井间地层厚度表现为一定的分带性。

3 结论

总结6种钻穿模式可以指导极复杂断块地质分层，重点采用倾斜地层-加厚减薄对比模式，可以解决大斜度井多，井斜角度、井斜方位、井口位置、地层角度及不同断块地层倾角不规律性等多种因素造成的高难度地层对比。

建立以“钻穿模式引导，沉积旋回划分、地震约束、模型验证”为特色的复杂断块油藏井震模一体化等时地层对比技术，强调钻穿模式引导作用，遵循沉积旋回特征，利用井震模一体化综合验证，建立了钻穿关系复杂的极复杂断块精细地层对比格架，客观反映地层沉积变化，具有一定的推广使用价值。