1、利用三维地震资料识别长垣油田曲流河废弃河道 卢勉 姜岩 李操 吴高平 蔡东梅 张秀丽 中国石油大庆油田勘探开发研究院 中国石油大庆油田采油九厂 摘 要： 以长垣油田密井网区葡萄花油层葡2 小层为例, 利用三维地震资料的横向高密度信息、井资料纵向分辨率高的特点, 结合浩特陶海海拉尔河段现代沉积等资料, 剖析废弃河道在平面和剖面上的响应特征, 形成了“地震趋势引导, 井点微相控制”的井震结合废弃河道精细识别方法。按照废弃河道成因机理, 结合卫星照片、现代露头、三维地震及测井等资料, 将废弃河道划分为 2 大类 4小类测井、地震响应特征, 完成了长垣油田密井网区块葡2 小层曲流河沉积环境废弃河道精细
2、识别和平面组合, 并利用抽稀井网的方法进行了验证。结果表明:井震结合相图对废弃河道的识别精度提高了 11%;废弃河道走向及组合方式控制着曲流河点坝砂体的几何形态、分布规律和储层的分布特征, 影响剩余油分布;研究区废弃河道以决口改道型为主, 平面上呈“S”形, 其中一条废弃河道横跨整个工区, 长度达 4.8km, 宽度约为 60130m。应用废弃河道识别成果指导开发调整挖潜, 取得了较好应用效果。关键词： 三维地震资料; 曲流河; 废弃河道; 响应特征; 长垣油田; 作者简介：卢勉, 黑龙江省大庆市让胡路区大庆油田勘探开发研究院地震解释二室, 163712, Email:, 工程师, 1984
3、年生;2006 年获长江大学勘查技术与工程专业学士学位;2009 年获东北石油大学矿产普查与勘探专业硕士学位。现在大庆油田有限责任公司勘探开发研究院从事井震结合储层预测和精细描述等研究。收稿日期：2017 年 1 月 2 日基金：国家重大科技专项 (2011ZX05010-001、2016ZX05054) 资助Identification of meandering river abandoned channels in Changyuan Oilfield on 3D seismic dataLu Mian Jiang Yan Li Cao Wu Gaoping Cai Dongmei Zh
4、ang Xiuli Exploration and Development Institute, Daqing Oilfield Company Ltd., PetroChina; No.9 Production Plant, Daqing Oilfield Company Ltd, PetroChina; Abstract： The Bed P2 of Putaohua Reservoir is located in the dense-well pattern block of Changyuan Oilfield.Based on laterally high-density 3 Dse
5、ismic data and vertical high-resolution well logging data, we analyze seismic response characteristics of the abandoned channels on plans and sections with deposition information in the Hailar belt in Haotetaohai.Our abandoned channel identification approach is“directed by seismic characteristics an
6、d controlled by single-well facies “based on well logging and seismic data integration.According to mechanism of abandoned rivers, well logging and seismic response characteristics can be classified as two major categories which include four classes integrating with satellite photographic and modern
7、 outcrop data.The identification of abandoned channels is achieved in the Bed P2 of meandering river deposition in the dense-well pattern block of Changyuan Oilfield, and this identification is verified by well pattern dilution.Based on our research, the abandoned channel identification accuracy is
8、improved by more than 11%;the abandoned channel trend and combination have controlled geometric shapes and distribution characteristics of point bars, they also affect the remaining oil distribution;the abandoned channels are mainly of crevasse and diversion in the study area, their shapes show“S“ t
9、ype in plans;an abandoned channel crosses the area of interest with the length of 4.8 km and the width range of 60130 m.The later development adjustment guided by our abandoned channel identification achieves satisfactory performances.Keyword： 3D seismic data; meandering river; abandoned channel; re
10、sponse characteristics; Changyuan Oilfield; Received： 2017 年 1 月 2 日1 引言近年来, 曲流河砂体展布特征已成为石油地质学家研究的热点, 人们通过分析曲流河演化特征, 建立废弃河道识别模式1-4、划分单一河道、建立点坝砂体的三维储层构型模型5-8。这些研究工作多数集中于由野外露头、测/钻井资料、现代沉积学模式对废弃河道进行识别及组合, 但对于小层厚度仅仅 710m的区域, 即使井网密度达到 172 口/km, 受废弃河道规模小、形态复杂多变和薄层厚度小等因素影响, 进行废弃河道识别和组合难度很大, 需要探索相关新技术。为此, 笔
11、者以长垣油田密井网区葡萄花油层葡2 小层为例, 利用三维地震资料的横向高密度信息、井资料纵向分辨率高的特点, 结合浩特陶海海拉尔河段现代沉积等资料, 剖析废弃河道在平面和剖面上的响应特征, 形成井震结合废弃河道识别新方法, 提高了废弃河道识别精度, 为油田开发调整提供了可靠的地质依据。2 工区概况本次研究区面积约为 2.7km, 位于松辽盆地北部的短轴背斜构造中部 (图 1) , 为三维高分辨率地震资料覆盖区, 地震采样间隔为 1ms, 测网密度为 10m10m, 地震资料信噪比高, 资料品质较好。研究区构造平缓, 地层倾角为 12, 发育萨尔图、葡萄花、高台子三套含油层系, 属于河流三角洲沉
12、积9,10。其中葡萄花油层为松辽盆地拗陷期沉积, 是在青山口组最大湖侵、姚家组湖泊面积萎缩到最小的背景下发育起来的, 为总体拗陷过程中的陆相充填沉积建造。研究区目的层葡2 层为高弯曲曲流河沉积, 主要由点坝和废弃河道微相构成。曲流河点坝是河道不断侧向迁移、侧积过程中形成的。图 1 长垣油田密井网区块区域位置图 下载原图随着河道曲率的不断增加, 在洪水期的强水动力作用下, 决口形成废弃河道。在废弃河道端口处, 快速堆积形成以粉砂岩沉积为主的坝体, 称为取直坝11。取直坝与主流河道高水位时期的水面相对高度决定了废弃河道类型11, 废弃河道走向、形态、宽度直接影响点坝砂体的三维构型, 决定了剩余油分
13、布。为此, 有必要对曲流河点坝中的废弃河道砂体进行研究, 精确识别废弃河道砂体的边界和走向, 识别和组合废弃河道的平面分布面貌, 以指导油田开发调整。3 废弃河道特征3.1 沉积特征从浩特陶海海拉尔大型复合曲流带卫星照片上 (图 2a) 可以看到, 曲流带宽为5.96km, 现今还能看到水流的主要有 A、B、C、D 四条河道。其中 A 河道水量最多, 水动力最强;D 河道次之, 在下游方向, 水量明显减少, 即将废弃, 从组合方式上看其与主河道 A 形成串沟型废弃河道组合模式12。该类型废弃河道是在枯水时期, 主河道 A 中的粗颗粒沉积物无法搬运到 D 河道, 只有少部分粉砂质或泥质沉积物向
14、D 河道处搬运, 导致其逐渐淤积, 最终废弃而形成, 平面形态以“C”形为主。B、C 两条河道在末端河道水量消失, 其与 A 河道组成了决口型废弃河道的组合模式12, 即在曲流河不断侧向迁移的过程中, 当某一时期发生洪水时, 在凸岸且地势低洼处, 形成决口水道, 随着水动力的减弱, 原来的河道 B、C 被逐渐废弃, 形成决口改道型废弃河道平面组合, 在平面上呈“S”形, 延伸较长, 并由多个点坝形成侧向侵蚀。从 B 河道上 F 点至 G 点的现代沉积照片 (图 2b图 2d) 上可以看出, 随着离物源方向越远, B 河道逐渐废弃, 其中在 G 点处完全废弃。从深度约 1.5m 的探槽剖面 (由
15、于见水, 没有挖到底部) 上可以看到底部厚约 0.5m 的中细砂岩, 顶部厚约 1m 的粉砂质泥岩 (图 2e、图 2f) 。除了上述即将废弃的河道外, 还有已经废弃, 但还能看清迁移痕迹的河道 E, 其与未废弃时的河道 B 形成颈切型废弃河道12。其机理为在形成点坝砂体的过程中, 由于 E 河道砂体的不断迁移, 凸岸的砂体不断被剥蚀, 随着其曲率的不断增加, E 河道砂体的宽度在曲率最大点处不断变窄, 最终被 B 河道截弯取直, 平面形态以“O”形为主12。综上所述, 该大型复合曲流河点坝是由多期河道不断迁移、侧向侵蚀过程中形成的, 即使从卫星照片上也很难识别单一河道。研究区葡2 小层为曲流
16、河沉积, 受构造平缓、湖岸线频繁波动、地层发育模式等因素影响, 河道局部水流方向频繁改变, 导致曲流带砂体规模大13, 单一点坝砂体分布极其复杂, 废弃河道点缀其中, 很难对其进行识别及组合14。3.2 地球物理响应特征3.2.1 平面响应特征在曲流河中河道的整体岩性、物性较好且粒度较粗, 而废弃河道的岩性和物性较差, 顶部多发育泥岩或粉砂质泥岩。由于砂、泥岩的纵、横波阻抗不同, 导致两者的地震响应特征不同 (图 3) 。由目的层振幅属性切片中 (图 3) 可见, 在大片强振幅区域中发育一条“S”型弱振幅条带状区域 (趋势 (4) ) , 结合测井曲线可初步判断为废弃河道的平面响应特征。3.2
17、.2 剖面响应特征取直坝11高度及钻遇井处于废弃河道的不同位置, 决定了废弃河道在测井曲线及地震剖面上有以下四种不同的响应特征 (表 1) 。(1) 渐弃型 (1) 该类型是在取直坝高度低于低水位时期的水面, 导致废弃河道内部水体一直与主河道上部连通, 在大部分水体经由新水道流到下游时, 只有小部分水体流到原来河道内所致。由于水动力弱以及取直坝的半遮挡作用, 在原来的河道内只接受了来自主河道的夹杂少量跳跃组分的细粒沉积物, 在微电极曲线上形成如松塔状、长钟形的正旋回特征, 如 A1-60 井的井曲线 (表 1) 总体表现为底部高幅度, 中间中低幅度, 上部为微锯齿状;自然电位曲线为底突顶渐、微
18、齿化。在地震剖面上 (表 1) 振幅逐渐减弱。(2) 轻度突弃型 (2) 当取直坝高度高于低水位和高水位水面时, 废弃河道与主河道一直处于隔绝状态, 处于静水环境, 只有在洪水期少量细粒物质才能进入废弃河道内。在静水环境下, 形成以泥质为主夹杂少量粉砂质的沉积。A1-621 井的微电极曲线 (表1) 总体为底部中低幅度, 上部曲线靠近泥岩基线, 幅度差不明显;自然电位曲线底部表现为尖峰状, 顶部为泥岩基线, 呈平滑状。在地震剖面上 (表 1) 振幅突然减弱, 同相轴下切, 连续性变差, 甚至出现断续。图 2 大型曲流河废弃河道特征 (浩特陶海海拉尔河段) 下载原图(a) 废弃河道卫星照片 (古
19、水流方向为由西向东) ; (b) F 点现代沉积照片; (c) J 点现代沉积照片; (d) G 点现代沉积照片; (e) G 点探槽照片; (f) G 点探槽剖面特征图 3 目标区废弃河道趋势 下载原图砂岩为强振幅, 泥岩为弱振幅, 红色强振幅代表河道砂体, 蓝白色弱振幅代表废弃河道或河道间砂体表 1 废弃河道的地震、测井响应特征 下载原表 (3) 中度突弃型 (3) 形成机制如轻度突弃型废弃河道, 但测井、地震响应特征有所不同。A110-47井的测井响应 (表 1) 表现为上部泥岩厚度变大, 地震响应 (表 1) 表现为振幅减弱, 同相轴下切程度加大, 且出现断续, 断续程度较轻度突弃型大
20、。(4) 重度突弃型 (4) 形成机制如轻度突弃型废弃河道, 但测井、地震响应特征不同。A1-S631 井的测井响应 (表 1) 表现为底部尖峰状, 上部靠近泥岩基线, 地震响应 (表 1) 表现为振幅减弱, 同相轴下切程度加大, 断续程度较中度突弃型大。4 废弃河道精细识别4.1 识别方法由于废弃河道发育规模小, 即使在密井网条件下仍不能控制废弃河道。另一方面, 即使所有井钻遇废弃河道, 如何组合也是一个难题, 单纯依靠井资料描述废弃河道具有较大的不确定性3。由于地震横向密度大, 能精确识别废弃河道砂体的边界和走向。因此在客观认识地震分辨能力和技术发展现状的基础上15-18, 对于具有“砂包
21、泥”储层结构特征的曲流河, 采用“砂中找泥”的策略, 即从强振幅信息中寻找弱振幅信息, 以反映废弃河道的展布特征, 形成了“地震趋势引导, 井点微相控制”的井震结合废弃河道精细识别方法 (图 4) , 识别并组合了废弃河道在平面上的分布面貌。为了控制地下砂体的分布, 选取比研究区大 1.5 倍的地震工区, 从宏观上分析曲流河点坝的展布趋势及废弃河道在平面上的分布、组合面貌。利用地层切片提取及优选方法19-21得到了地层切片 (图 3) , 反映了废弃河道与点坝的接触关系及组合方式。从大区域振幅属性切片可以看出, 该区主要发育三条大型河道趋势线 ( (1) (3) , 图 3) 。另外, 在大片
22、河道中, 有一条“S”型弱振幅条带状区域趋势线 ( (4) ) 对强振幅区域进行切割, 针对地层切片上的这种异常现象, 排除断层及异常数据影响, 结合废弃河道平、剖面响应特征, 发现强振幅区域井点发育点坝砂体, 弱振幅区域发育废弃河道、薄层砂或泥。采用废弃河道特征及井震结合废弃河道精细识别方法可以识别并组合废弃河道分布面貌。图 4 井震结合废弃河道识别流程 下载原图4.2 精度验证通过抽稀井网的方法, 采用后验井对井震结合刻画结果 (图 5b) 进行验证, 并与基于井数据的模式绘图法绘制的沉积相图 (图 5a) 的精度进行对比, 结果表明:对于河道砂体, 精度变化不大, 河道内后验井都吻合,
23、但对于废弃河道, 预测 10m 范围内有效 (即如果后验井位于废弃河道, 但不是正好位于井震结合预测废弃河道里, 而是距离井震结合预测废弃河道边界小于 10m 范围内, 则认为预测吻合) , 前者的精度比后者提高了 11% (表 2) 。4.3 特征分析井震结合后废弃河道特征 (图 5b) 与地层切片 (图 3) 中反映的趋势完全一致, 与基于井的沉积相图 (图 5a) 的河道砂体相比, 走向由 SN 向变为 NE 向, 废弃河道形态由“C”形、不连续串沟型废弃河道变为“S”形连续分布决口改道型废弃河道, 延伸长度最长为 4.8km, 点坝宽度由 229654m 变为 6651064m, 废弃
24、河道由 8 条变为 4 条, 废弃河道宽度由 77100m 变为 60130m。通过研究, 该区废弃河道在垂向的测井响应特征主要表现为过渡型废弃河道, 以渐弃型和突弃型交替出现, 其中突弃型随着弯曲度的增加废弃程度逐渐增强 (图 5b) , 顶部泥岩成分逐渐增加, 泥岩厚度逐渐增大, 底部砂岩厚度逐渐减小。图 5 曲流点坝沉积相带图 下载原图(a) 基于井的沉积相图; (b) 井震结合沉积相图5 开发应用效果针对 A1-P60 井区的葡2 层, 按照基于井对砂体的认识, 废弃河道呈不连续的“C”形分布特征, A1-P60 采油井与周围注水井不存在遮挡, 注采关系完善 (图 5a) 。但井震结合
25、后, 废弃河道呈连续的条带状分布特征, A1-P60 采油井与周围注水井之间存在被废弃河道完全遮挡的区域, 出现注采不完善区域 (图5b) , 因此补开了 A11-SP261 的葡2 单元, 顶部补开砂岩厚度 1.7m、有效厚度 1.3m, 日产液增加 111.9t, 日产油增加 17.7t, 含水下降 12.72%, 见到很好的效果, 进一步证实了井震结合刻画方法对废弃河道边界及组合方式描述的准确性。表 2 废弃河道符合率 下载原表 6 结论(1) 针对曲流河中废弃河道识别、组合难的问题, 提出利用三维地震资料剖析废弃河道沉积特征和地球物理响应特征, 建立井震结合废弃河道识别流程, 形成了“
26、地震趋势引导, 井点微相控制”的井震结合废弃河道精细识别方法。(2) 按照废弃河道成因机理, 结合卫星照片、现代露头、三维地震及测井等资料, 将废弃河道划分为 2 大类 4 小类测井、地震响应特征 (即渐弃型和突弃型2 大类, 渐弃型、轻度突弃型、中度突弃型和重度突弃型 4 小类) , 完成了长垣油田密井网区块葡2 小层曲流河沉积环境废弃河道精细识别和平面组合, 并利用抽稀井网的方法进行了验证, 结果表明, 井震结合相图对废弃河道的识别精度提高了 11%。(3) 废弃河道走向及组合方式控制着曲流河点坝砂体的几何形态、分布规律和储层的分布特征, 影响剩余油分布。与以往认识不同, 研究区废弃河道以
27、决口改道型为主, 平面上呈“S”形, 其中一条废弃河道横跨整个工区, 长度达4.8km, 宽度约为 60130m;应用废弃河道识别成果指导开发调整挖潜, 取得了较好的应用效果。参考文献1谢小平, 张松林, 王永栋等.长江中游曲流河段河道的近代演化过程研究.第四纪研究, 2008, 28 (2) :326-331.Xie Xiaoping, Zhang Songlin, Wang Yongdong et al.Temporal and spatial evolution of meandering river in the middle reaches of the Changjiang riv
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