尼日尔三角洲盆地Akpo油田新近系深水浊积水道储层构型表征.pdf

第 卷第期 年 月石油学报 基金项目：国家重大科技专项（）和四川省教育厅省级重点学科建设项目（）资助。第一作者及通讯作者：赵晓明，男，年月生，年获中国石油大学（北京）博士学位，现为西南石油大学讲师，主要从事地震储层学及油藏描述方面的研究工作。：文章编号：（）尼日尔三角洲盆地 油田新近系深水浊积水道储层构型表征赵晓明，吴胜和刘丽，（西南石油大学资源与环境学院四川成都 ；天然气地质四川省重点实验室四川成都 ；中国石油大学地球科学学院北京 ）摘要：由于深水浊积水道油藏多位于深海区，受作业成本的限制，其开发井距往往较大，利用现行的针对密井网区的多井模式拟合方法进行该类油藏的地下储层构型表征，其精度较低。为此，利用西非尼日尔三角洲盆地深水区 油田稀井条件下的钻井与地震资料，提出了基于井震联合的该区深水浊积水道储层构型表征技术，论述了其表征思路与方法。深水浊积水道储层构型可分为水道体系、复合水道和单一水道个层次，其中复合水道层次又可细分为复合水道系列和复合水道个亚层次，不同层次构型单元规模差异大，需要在构型模式指导下，分别开展基于油组、小层及小层内部切片的井震联合，将不同层次的构型模式与钻井、地震资料进行拟合，完成深水浊积水道的储层构型表征。这一研究不仅对高效开发深水浊积水道油藏具有实用价值，对利用井震联合方法开展储层构型研究也具有重要参考价值。关键词：稀井网区；深水浊积水道；储层构型；层次分析；井震联合中图分类号：文献标识码：，（，；，；，）：，（）：；作为当今世界重要的油气勘探开发目标，深水浊积水道砂体几何形态复杂多变，储层非均质性强，开展储层构型研究是高效开发该类油田的关键。自 世纪 年 代 和 提 出 储 层 构 型 的 概念以来，国内外学者对储层构型层次、要素、模式、沉积机理等做了大量开拓性研究工作，包括基于露头和现代沉积的地面储层构型 以及基于测井信息（多井模式拟合）的密井网区地下储层构型 ，其中 石油学报 年第 卷后者是提高油气采收率、最大限度地开发油气资源的关键所在。当前地下储层构型研究主要针对河流相、冲积扇、三角洲等沉积类型，关于深水浊积水道的储层构型表征报道很少。此外，受作业成本的限制，海上深水浊积水道油藏的开发井距往往较大，多为稀井网区，针对密井网区的基于多井模式拟合的构型表征方法显然不能应用于此类油藏。为此，笔者以西非地区 油田深水浊积水道储层为例，利用井震联合的方法，探讨有效的深水浊积水道地下储层构型表征技术，这不仅对高效开发此类油藏具有重要的实用价值，而且对如何利用井震联合方法开展储层构型研究具有重要参考价值。研究区概况尼日尔 三 角 洲 盆 地 位 于 非 洲 大 陆 西 部，面 积 ，是世界著名的含油气盆地和油气勘探热点之一。研究区位于此三角洲的南缘，区域构造位置属于拉张构造和挤压构造之间的转换带 （图），水深为 ，目的层是阿格巴达组，沉积相类型为整体海退环境下形成的深水浊积水道，因此，既属于工程意义上的深水区，也属于地质意义上的深水沉积，可谓研究深水油气藏的代表性区域。由于研究区处于深水区，作业成本较高，钻井的数量少且井距大，油藏范围内共钻井 口，井距一般大于 ，局部为 左右，仅利用井眼信息难以进行井间储层构型单元的精细预测。研究区地震资料品质相对较好，目的层信噪比较高，频带宽度为 ，主频近 ，地层速度若按 计算，可分辨厚度约为 ，可较好地识别大尺度的储层构型单元，但对小尺度储层构型单元的识别则存在一定难度。图研究区地理和构造位置 储层构型层次划分由于小级别储层构型单元的分布受控于大级别构型单元，因此，层次划分是进 行 储 层 构 型 研 究 的 前提。深水浊积水道沉积可分水道体系、复合水道和单一水道个层次，其中复合水道层次又可细分为复合水道系列和复合水道个亚层次。不同层次的构型要素之间具有一定的组成关系，如图所示，水道体系内部发育多期复合水道系列，同期复合水道系列是由多个复合水道组成，而复合水道内部又发育多条单一水道。不同级次构型单元由于沉积规模上的差异，需要用不同资料和方法来进行识别（表），对于大尺度的构型单元（如水道体系）可用地震资料进行表征，其关键地震识别技术为地震相解释；对于小尺度的构型单元（如单一水道）则需通过井震联合的方法来表征，其关键地震识别技术为地层切片。此外，不同层次构型单元表征所解决的地质问题也存在差异，如水道体系的表征主要解决油组或砂组亚相的分布，而单一水道的表征则主要解决微相内部构成单元的分布。储层构型表征依据上述层次划分方案，以 油田 油组为例，在井震标定和单井沉积相解释的基础上，利用井震联合的方法，分水道体系、复合水道和单一水道个层次，开展了深水浊积水道的储层构型表征。第期赵晓明等：尼日尔三角洲盆地 油田新近系深水浊积水道储层构型表征 图深水浊积水道不同层次构型单元间的构成关系 水道体系层次水道体系层次的构型表征包括平面和剖面两个方面。平面上的构型分析是基于油组级别的油层单元开展的，通过提取能反映水道体系砂体展布的地震属性，并将其与水道体系层次的测井相进行叠合，从而分析水道体系砂体的平面分布特征。如图（）所示的研究区油组均方根振幅属性，红黄色的属性高值区为水道体系砂体，紫色的属性低值区为水道体系两侧的泥岩和半远洋页岩沉积，红色实线表示水道体系的边界，由图可见，研究区发育近 向的大型水道体系，且存在分叉、合并现象，其宽度介于 。水道体系类型多样，可分为限制性、半限制性和非限制性大类，需要通过地震剖面构型分析来确定其类型，这主要依据水道体系的地震相几何外形及其内部复合水道的振幅反射特征来区分。研究区水道体系剖面构型解剖结果表明，油组发育半限制性和非限制性种水道体系，其厚度介于 。如图（）所示，靠近物源方向，早期沉积物供给充足，下切能力强，发育大型下切谷，到了晚期，沉积物供给能力减弱，以非限制性的加积作用为主，故水道体系整体呈半限制性特征，如图（）所示，远离物源方向，沉积物下切能力减弱，加积作用增强，此时水道体系不发育大型下切谷，内部发育多期侧向叠置的复合水道，呈非限制性特征。表不同层次构型单元表征所需资料、方法及解决的地质问题 ，层次主要构型单元沉积规模大小（通常情况下）识别所需资料关键地震识别技术解决的地质问题第层次水道体系宽度数千米，厚度数百米地震、测井地震相解释技术油组砂组亚相分布第层次复合水道系列宽度数千米，厚度数十米到数百米岩心、测井、地震地震小层解释技术小层亚相分布复合水道宽度数百米到数千米，厚度数十米岩心、测井、地震小层微相分布第层次单一水道宽度数百米，厚度数米到数十米岩心、测井、地震地层切片技术微相内部构成单元分布注：“地震”表示地震资料能否识别单一水道，取决于其几何尺度和地震资料的垂向分辨率。图西非地区 油田 油组水道体系构型解剖结果 石油学报 年第 卷 复合水道层次由于水道体系内部水道间存在连续或不连续的迁移，造成不同期复合水道会在垂向上相互叠置、侧向上相互拼接，因此，该层次构型单元的表征可以概括为垂向分期和侧向定位两方面。垂向分期垂向分期实质是对水道体系内部不同期（层）复合水道系列的层位厘定，由于复合水道系列不存在真正地质意义的构型界面，因此该操作相当于对不同期（层）复合水道进行纵向划分。不同期复合水道存在孤立式、叠加式和下切式种垂向叠置模式，如图所示，其特征如下：（）孤立式，其两期复合水道砂体在垂向上尚未接触，其间为细粒沉积，自然伽马测井曲线呈明显旋回性特征，地震剖面上呈较短轴状强反射，侧向可追踪性强。（）叠加式，其两期复合水道垂向上已接触，但无明显下切，自然伽马测井曲线有旋回性特征，地震剖面上多呈短轴状强反射，侧向可追踪性较强。（）下切式，其两期复合水道垂向上存在明显下切，先期水道的上部往往被后来的水道冲刷掉而仅仅保留了其下部的不完整旋回，自然伽马测井曲线有轻微旋回性特征，地震剖面上同向轴强弱不一，侧向可追踪性差。依据上述识别特征，对 油组（水道体系层次）开展了地震小层（复合水道层次）的追踪，如图所示，研究区水道体系内部复合水道可分为期，即 油组可分为 的个小层，复合水道厚度介于 ，不同期复合水道的垂向叠置模式具有一定规律，即水道体系下部以发育孤立式复合水道为主，中上部以发育下切式和叠加式复合水道为主，这可能与不同期沉积物侵蚀、加积能力差异有关。图西非地区 油田 油组不同期复合水道间的地球物理响应特征 侧向定位侧向定位包括复合水道系列和复合水道个亚层次构型单元的井间识别。对复合水道系列而言，主要是在垂向分期的基础上，提取基于小层的反映复合水道砂体展布的地震属性，结合复合水道的测井相，对构型单元平面展布做预分析，完成复合水道系列的侧向定位。研究区 油组内部各小层均方根振幅属性井震标定结果显示（图），小层发育复合水道和复合朵叶，各小层仅发育复合水道。对复合水道而言，主要是在侧向相变模式的指导下，利用井震联合的方法，识别井间构型单元边界，并在平面预分析结果约束下将边界进行连接（或识别出构型单元的主流线位置），从而完成侧向定位。侧向相变可发生在复合水道间、复合水道与决口扇间。不同成因单元边界处，由于砂岩与泥岩含量、高程等发生变化，存在一定的井震识别特征，地震剖面上表现为振幅强度会明显不同 图（）和图（），相对密井网剖面上表现为成因单元间有一定的高程差 图（）和图（）。在上述相变识别特征的指导下，利用相对密井网剖面解剖结果标定平面均方根振幅属性的方法，开展了 油组内部各小层复合水道的表征。下面以 小层为例，阐述侧向定位结果，如图所示，研究区 小层内部共发育条复合水道，不同复合水道间存在侧向和沿古流向迁移的现象，复合水道宽度为 ，平面几何形态呈顺直型或高弯曲型，这可能受控于地形坡度；复合水道侧向迁移处发育决口扇，其厚度变化大，剖面上呈楔状，径向延伸长度为 左右。第期赵晓明等：尼日尔三角洲盆地 油田新近系深水浊积水道储层构型表征 注：粉红色实线表示复合水道系列层次构型单元的边界，底图为均方根振幅属性切片。图西非地区 油田油组各小层复合水道系列层次构型单元表征结果 图西非地区 油田 小层复合水道层次构型单元的井震识别特征 石油学报 年第 卷注：黑色虚线代表主流线，底图为 小层均方根振幅属性切片。图 油田 小层复合水道层次构型单元侧向定位结果 单一水道层次单一水道是复合水道内部的基本成因单元。垂向上，单一水道底部常发育滞留砂砾体沉积，水道主体由递变砂体夹泥 质薄 层组成，水道 顶 部 为 砂、泥 薄 互层，单井上相对易于识别。单一水道属小尺度单元，稀井网资料往往难以控制其边界，地震资料虽然可探测，但难以准确分辨。为此，确定了基于井震联合和模式指导（简称为“井震模式拟合”）、由剖面到平面再到三维的单一水道表征方法。所谓“井震模式拟合”是指在沉积或储层构型模式指导下，分别开展基于小层、小层内部切片等不同级别油层单元（或层序地层单元）的井震联合研究，将不同层次的构型模式与钻井、地震资料进行拟合，完成沉积或储层单元的构型表征。剖面构型解剖在单井构型解释的基础上，以单一水道剖面迁移模式为指导，通过对水道边界划分标志的分析，开展井震联合的剖面构型解剖。单一水道 剖 面 上存在侧向和垂向种 迁 移模式。侧向迁移造成水道间侧向上相互拼接，砂体垂向厚度与单一水道深度相近，垂向非均质性相对较弱；垂向迁移（加积）造成水道在垂向上相互叠置，砂体厚度多大于单一水道深度，由于水道底部滑塌物和滞留沉积等差渗透层（或非渗透层）的影响，造成该类砂体垂向非均质性强。单一水道的迁移和沉积特征决定了单一水道边界处的井震响应特征。地震剖面上 图（），单一水道间的迁移呈叠瓦状响应，单一水道边界处，振幅强度一般减弱；测井曲线上，单一水道边界处由于砂体厚度较薄，且出现砂、泥互层现象，造成自然伽马曲线多表现为锯齿状。以单一水道剖面迁移模式为指导，综合单一水道边界处的井震识别特征，将测井、地震信息进行拟合 图（），刻画井控、震控以及井震联合控制条件下的单一水道，从而完成小层内部的剖面构型解剖。如图（）所示，研究区 油组水道体系发育初期，沉积物流速高，以过路沉积为主，单一水道发育数量少；水道体系演化中期，沉积物加积作用增强，发育大量单一水道；水道体系发育末期，沉积物以垂向加积作用为主，单一水道侧向迁移能力减弱，以废弃为主。单一水道厚度一般介于 。平面构型解剖在各小层剖面构型解剖的基础上，以单一水道平面迁移模式为指导，利用基于小层的地震切片技术，开展小层内部基于井震模式拟合的单一水道平面构型解剖。单一水道的剖面迁移形成了独特的平面迁移特征。剖面侧向迁移造成水道在平面上表现为斜交古流向迁移，使得平面上砂体连片分布；剖面垂向叠置造成水道在平面上表现为沿古流向（顺物源方向）迁移，使得砂体呈宽条带状分布。由于水道存在上述迁移，势必会造成同一小层内部不同等时沉积界面上单一水道的位置会有所差异，为合理表征单一水道的空间展布，现利用基于小层的地层切片技术来开展单一水道平面构型分布研究。地层切片技术是地震沉积学的关键技术之一，它充分考虑了沉积速率随平面位置的变化，比时间切片和沿层切片更 加合 理 且 更接近于等时沉积界面。以研究区 小层为例，在其均方根振幅属性体内部等比例内插个地层切片，不同切片可反映不同时期水道的平面分布位置及其迁移关系，如图所示，地层由下往上分别对应切片切片，早期（切片），沉积物供应充足，侵蚀能力强，加之地形平坦，工区中 南部 主 要发 育弯 曲 水道和决口扇；中期（切片、切片），沉积物供应仍然充足，但此时海平面开始上升，单一水道间侧向迁移能力逐渐增强；后期（切片、切片），随着海平面进一步上升和沉积物供应量减少，水道迁移能力减弱，出现水道废弃和截弯取直现象。利用地层切片技术，以水道平面迁移模式为指导，以剖面构型解剖结果为约束，结合井震平面标定，在每个切片上可勾画单一水道主流线方向（图）。平面解剖结果表明，单一水道宽度多介于 。第期赵晓明等：尼日尔三角洲盆地 油田新近系深水浊积水道储层构型表征 图西非地区 油田油组内部单一水道井震模式拟合结果 注：地层由下往上分别对应地层切片地层切片。图西非地区 油田 小层均方根振幅属性地层切片 石油学报 年第 卷注：黑色虚线及实线代表主流线。图 西非地区 油田基于 小层均方根振幅属性地层切片的单一水道平面构型分析结果 三维构型建模以平面构型解剖结果为基础，在剖面构型解剖结果的约束下，通过人机交互处理的方法，开展三维构型建模。由于均方根振幅属性能较好地反映单一水道砂体的分布，因此可认为它与单一水道具有良好的确定性关系。通过图 所示的定量统计表明，当均方根振幅属性大于 时，发育单一水道的概率大于，据此可将均方根振幅属性离散化为单一水道模型。需要说明的是，上述模型仍然存在不确定性，这主要是由于有些单一水道的局部厚度小于地震资料的垂向分辨率造成的。图 西非地区 油田 油组单一水道单元与均方根振幅属性的概率关系 本文以上述模型为基础，在井点单一水道解释和剖面构型解剖结果的约束下，以平面构型解剖成果为指导，利用人机交互处理的方法，最终确立了单一水道的三维空间展布模型。从图 看到，水道顶平底凸的透镜状形态明显，各水道间存在明显的迁移，符合地质认识。图 油田 小层单一水道构型建模结果 模型可靠性验证为了保证模型的可靠性，结合 油田开发动态资料，对三维构型模型是否符合生产实际进行了验证。结果表明，所建模型能较好地反映注采关系，如图 所示，为注水井，为采油井，断层为开启性断裂，模型显示两口井射孔段处为两套具有成因关系的水道砂体，动态资料也显示它们之间具有较好的注采关系（即 井注水，井见效），说明模型较可靠。第期赵晓明等：尼日尔三角洲盆地 油田新近系深水浊积水道储层构型表征 图 西非地区 油田 小层单一水道模型剖面 结论（）提出了深水浊积水道储层构型表征思路。深水浊积水道可分水道体系、复合水道和单一水道个层次，不同层次的构型单元规模差异大，需要在构型模式指导下，分别开展基于油组、小层及小层内部切片的井震联合研究，将不同层次的构型模式与钻井、地震资料进行拟合，完成深水海底扇储层构型的表征。（）形成了基于井震联合的深水浊积水道储层构型表征方法。其中水道体系规模较大，可通过开展基于油组级别的井震联合研究来完成表征。复合水道规模中等，其表征分步完成，首先为垂向分期，即以复合水道的垂向叠置模式为指导，开展小层级别的地震层位追踪；其次为侧向定位，包括复合水道系列和复合水道，主要通过提取基于小层的地震属性，综合复合水道单井相和密井网剖面构型解剖结果来完成；单一水道规模较小，其表征需以剖面与平面迁移模式为指导，利用基于小层内的地震地层切片技术，开展从剖面到平面再到三维的井震模式拟合。（）确定了研究区深水浊积水道不同层次构型单元的规模。水道体系宽度为 ，厚度为 ；复合水道宽度为 ，厚度为 ；单一水道宽度为 ，厚度为 。致谢研究中得到中海油研究总院王星、胡广义、孙立春、赵鹏飞、李燕、张仪楷等同志的全程帮助和指导，中国石油大学（北京）林煜、胡嘉亮等同学也参与了部分工作，在此一并表示感谢！参考文献 ，（）：，（）（），（）：，（）：，：，：，（）：，：，薛培华河流点坝相储层模式概论北京：石油工业出版社，：，：于兴河，王德发，郑浚茂，等辫状河三角洲砂体特征及砂体展布模型 内蒙古岱海湖现代三角洲沉积考察 石油学报，（）：，：，（）：马世忠，杨清彦曲流点坝沉积模式、三维构型及其非均质模型沉积学报，（）：，（）：贾爱林，穆龙新，陈亮，等扇三角洲储层露头精细研究方法石油学报，（）：，（）：姚光庆，马正，赵彦超，等浅水三角洲分流河道砂体储层特征石油学报，（）：，石油学报 年第 卷 ，（）：赵翰卿，付志国，吕晓光，等大型河流一三角洲沉积储层精细描述方法石油学报，（）：，（）：刘波，赵翰卿，李广月，等储层砂质辫状河的识别 以大庆喇嘛甸萨尔图油田西部 为例石油学报，（）：，：，（）：岳大力，吴胜和，刘建民曲流河点坝地下储层构型精细解剖方法 石油学报，（）：，（）：张昌民，尹太举，张尚锋，等泥质隔层的层次分析 以双河油田为例石油学报，（）：，（）：吴胜和，岳大力，刘建民，等 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