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秦皇岛2733区块三维地震精细解释及储层预测

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第17卷4期 2006年8月 天然气地球科学 7 2006 天然气地球皇岛27/33区块三维地震精细解释及储层预测 江文荣h ,李 允 ,蔡东升 (1.西南石油大学,四川成都610500; 2.中国海洋石油研究中心,北京100027) 摘要:精细构造解释和储层预测是针对具体评价地区地质和地球物理特征的一系列技术、方法的 整合,能最有效的解决相关研究问题,发现油气成藏的关键因素。在秦皇岛27/33区块油藏评价中, 从井资料入手,通过测井处理、地层对比、构造精细解释、地震反演和三维可视化解释,描述了该区 的构造特征,落实了圈闭规模,揭示了目的层明下段曲流河、网状河的沉积、展布和河流变迁的特 征、相关沉积砂体的空间分布特征及其含油气性 基于研究结果提出秦皇岛33—1油藏是一个低幅 度构造背景上的构造一岩性油藏,并具有一定规模的地质储量。 关键词:构造精细解释;储层预测;反演;沉积;砂体;含油气性;秦皇岛27/33区块 中图分类号: 4 文献标识码:A 文章编号:1672—1926(2006)04—0502—08 秦皇岛27/33区块位于中国渤海海域石臼坨凸 起的东部,北邻秦南凹陷,南邻渤中凹陷,西为即将 开发的秦皇岛32—6油田(图1)。该区经过多年油气 勘探研究,通过—1 等3口井的钻探,证实油气显示活跃,显示段长达 1 000 试(最高)产量为:油66.97 m。/d、 气1 784 m。/d。油气显示层位从上第三系的明化镇 组到下第三系的东营组,展示了秦皇岛27/33区块 良好的油气勘探前景。因该区块存在构造圈闭幅度 小、储集层横向变化大和砂体空间展布特征有待于 进一步认识等问题,故于1988年采集了3 图3区块位置 区块三维高分辨率地震资料,覆盖已钻探的3个含 油气构造,目的是进一步落实构造圈闭,揭示第三系 沉积几何关系,以利于储盖分析、沉积环境分析以及 岩性预测。本研究是在上述勘探背景上,通过开展精 细构造解释和储层预测来认识油藏。 1 地层划分与对比 研究区单井地层划分是依据前人研究成果进行 的。通过对—1井和—1井做标定, 并与相邻的对比,发现前第三系顶、东营组顶、馆陶组顶和明 化镇组下段第四油组顶的划分对比结果与前人基本 一致,但是明化镇组下段一、二油组的可对比性差, 分析认为这主要是由于—1井油组划分不 合理造成的。根据单井沉积旋回、电性特征、地震波 组特征等综合分析,将单井油组划分进行相应调整, 新的划分方案见表1。相应地层特征如下:明化镇组 下段与下伏馆陶组呈整合接触,地层岩性从馆陶组 厚层砂岩变为砂泥岩互层n]。与之相对应,在地震剖 面上,明显看到馆陶组的相对连续、低频、弱振幅反 射组合向上变为明化镇组下段底部的断续、中频、中 等强度振幅反射组合;分界面为相对连续的、强反射 轴。明化镇组下段整体可以划分为6个由下至上、从 收稿日期:2005—1卜21;修回日期:2006—04—28。 基金项目:中国海洋石油公司项目(编号:2002一助。 作者简介:江文荣(1963一),男,湖北洪湖人,高级工程师,在读博士,从事油气藏描述和勘探综合评价.E— 江文荣等:秦皇岛27/33区块三维地震精细解释及储层预测 503 表1秦皇岛27/33区块明化镇组下段油组划分 粗到细的岩性组合,每个组合的下部砂层是好的单 井对比层,特别是Ⅱ油组顶部和 在地震剖面上表现为强反射组合。从划分的5个油 组看,0、Ⅱ、Ⅳ油组砂岩相对发育,I、Ⅲ油组泥岩发 育;单井对比—1井砂岩比育,如Ⅳ油组上部和0油组。所以,从油气储盖组 合看,构造I、Ⅱ、血、Ⅳ上部有利于油气 聚集,构造0、I、Ⅱ、Ⅳ油组有利于油气 聚集。 2 构造精细解释 2.1构造解释 秦皇岛27/33三维地震区3口井的钻探揭示了 明化镇组下段是油气的主要产层,但构造幅度小,对 含油构造进一步评价的关键是构造的落实。怎样利 用三维资料来做构造精细解释,并实现快速、准确的 描述,为继续评价提供更可靠的依据,这是本次研究 的重点之一,同时也为下一步地震反演建模提供层 位数据。为此,解释层位除明化镇组下段顶底、馆陶 组底、新生界底4个区域性层位外,还选择了明化镇 组下段I、Ⅱ、Ⅳ油组顶面,以便较好地反映明化镇 组下段油层的构造特征。精细构造解释的步骤是:首 先进行地震反射轴标定,再确定研究的主体时窗,对 三维地震数据体进行相干处理,接着进行断层解释, 在断层解释的基础上进行层位解释,最后进行断层 组合的局部校正和层位的局部调整。 (1)标定。地震同相轴标定是构造解释及储层 预测的关键,标定的好坏直接影响到构造解释和储 层预测的正确性[2]。为此,标定中采取式 对比”与合成记录标定相联合;通过地震数据的频率 分析认为秦皇岛27/33区块三维地震数据的主频在 45 极性的下行波场记录与地震对应,也就是确定地 震子波为正极性子波;用提取子波。标定结果表明:合成记录和地震剖面的 波组特征与大部分同相轴对应得好。 (2)断层解释。利用获得方差体,并在层平面解释与常规三维地震数据体剖面断层解释 结合(图2a),可以较好地进行断层解释和组合。 (3)层位解释。层位解释是在断层解释的基础 上,在进行—1井和—1井标定后, 通过取特征 明显、相对连续的同相轴,从井点出发,通过绕过断 层连接各断块的任意线对比追踪;再根据断层上下 盘波组特征来确定拾取的同相轴,通过种子点自动 追踪与均一网格相结合,逐步解释、调整。解释密度 一般为5×5,复杂断块局部加密到1×1(相当25 m ×12.5 m),可以更加合理迅速地解释本区构造,落 实其圈闭大小。据本次解释的成果,整体构造特征与 前人研究相似,但局部断层组合和局部构造从圈闭 面积和圈闭幅度上看,规模要小。 2.2构造描述 秦皇岛27/33区块构造位于大型披 覆构造的东侧,是石臼坨东部倾没部位,所以构造整 体向西偏南抬升,其它3个方向均下倾,在向西抬升 中有3个小台阶,、和 构造由东至西分别位于这3个台阶之上(图2b)。 (1)断层特征。断层发育分早、晚2个时期。早 期为中新世馆陶组沉积以前,在剖面上切割2,终止于馆陶组地层,其平面沿东西方向或北西 西方向延伸。晚期形成于明化镇组沉积以后,剖面 上,下切到该组下段Ⅳ油组或馆陶组上部,从上到 下,断距由大变小,一般在4O~160 m,其形态有Y 字型似负花状构造。该期断层活动伴生明化镇组下 段地层变形,平面上,为北东东方向延伸,与整体隆 起走向一致。所以,本区该期断层对油气圈闭形成贡 献不大,但对油气运移和再分配起到很重要的作用。 3个构造的明化镇组下段圈闭均有大断层下切至输 导层馆陶组,所以明化镇组下段上部储层具好的运 5然 气地球科学 7 1l 1 X 14a)方差体与常规地震数据联合解释断层 (b)明化镇组下段组顶面全三维解释构造可视化 图2秦皇岛27/33构造精细解释 移通道,明化镇组下段(钻井发现)的油气显示充分 证明了这一点。 (2)圈闭特征。从地层沉积厚度看,馆陶组是填 平补齐时期。本区明化镇组下段地层没有明显的披 覆特征。从地震剖面上可以明显看出,该组下段及其 以上地层受晚期构造作用明显,地层变形上拱,地震 剖面上表现出反转特征,形成主要源于晚期构造作 用。明化镇组下段局部圈闭面积均不大(表2),Ⅳ油 组顶面及其以下的层面相对圈闭大一点,这是受古 地形影响和披覆沉积作用的结果。圈闭类型为背斜, 面积可达到7~8 明化镇组下段Ⅲ油组及其以 上圈闭以断鼻为特征,绝大部分在1~2 下, 构造幅度大部分在1O~20 m。各构造圈闭的主要特 征描述如下:构造新生界底为大幅度的潜 山圈闭,没有馆陶组底构造圈闭;从明化镇组底到明 化镇组下段顶,由统一圈闭线的多高点背斜圈闭变 为多个孤立的断鼻;圈闭面积由大变小,高点多达6 个,最大圈闭面积为8 最小为1 圈闭幅度 大部分小于25 m;井点区为主块1,圈闭面积较大; 圈闭边界断层为构造区主断层,断层均下切至馆陶 组。构造圈闭的发育从明化镇组底开始, 分为主块和北块;圈闭类型为断鼻;向上各油组圈闭 面积逐渐变小,但到明化镇组下段顶圈闭面积变大, 主块面积在5 右,北块面积小于2 圈闭 幅度一般小于25 m。镇组下段底及其以下层位;圈闭类型以背斜为主, 其次为断鼻;圈闭规模从下至上,由大变小,最大面 积4.5 圈闭幅度45 m;最小面积0.72 幅 度为15~75 m。从构造圈闭规模、井点的 位置,以及钻井资料解释的油水界面来看,对于 —1井1 210~1 217 释油层7 m,测 4 1 121 X) X) 井解释的油水界面为1 236.1 m,水界面是1 238 m,也就是说,该油层的油柱高达 26~28 Ⅱ油组顶面构造推算,井点油层 顶到圈闭线的高差仅2 m,这就是说,钻井证实的含 油范围大大超出构造圈闭范围。由此证明该构造并 非是一个由单一构造控制的油藏。由于明化镇组下 段储层属河流相沉积砂体,其横向变化大,在空间的 展布和连续性导致其含油性差异很大,因此,研究其 砂体的发育和空间分布,能更客观地对该类油藏进 行评价。 3 储层预测 3.1测井资料处理和解释 测井处理解释的目的是明确研究井段的岩性、 砂岩的含油气性,同时也为下一步地震反演提供正 确的测井数据,所用基础资料包括完井报告、综合录 井图、测井资料(声波、电阻率、中子一密度、自然伽 马及自然电位等)测井处理软件采用理井段为—1井505~2 340 —1井510~2 210 1 790 (1)测井曲线校正及归一化。通过交会图检查3 口井的测井质量,发现—1井、—1 井测井质量好,井眼也较光滑,除对中子曲线进行石 灰岩刻度外,还对个别井段密度、声波曲线进行了校 正和编辑。声波曲线 进行了坏井眼编辑。最后对—1井和 —1井的曲线进行了归一化。 (2)测井资料数字处理与解释。包括:①孔隙度 计算——有密度测井资料的井段采用密度曲线计算 孔隙度,没有密度测井资料的井段采用声波曲线计 江文荣等:秦皇岛27/33区块三维地震精细解释及储层预测 505 主块1 主块2 断鼻 主块3 小计 1 0.7 0.4 2.1 1 060 1 050 1 070 1 060 主块1 主块2 主块3 南1块 南2块 断鼻 断背斜 1..6 0.8 0.35 O.7 小计 3.48 1 1 70 1 175 1 1 70 1 160 1 1 6O 1 180 1 190 1 185 l l 73 1 170 5 15 1 067.46 10 10 1 5 1 5 13 10 块 南1块 南2块 北块 小计 背斜 断鼻 背斜 断鼻 8 1.2 0.6 0.7 1O.5 1 485 1 505 1 5 510 1 495 1 520 1 508 1 525 10 5 1 482.38 15 块 背斜 7.5 1 920 2 1 50 22 合计 31.85 6 合计 主块 北块 主块 北块 主块 北块 断鼻 断鼻 断鼻 断鼻 断鼻 断鼻 断鼻 背斜 4.7 1.73 3.9 0.3 6.9 0.4 5.27 1.01 24.21 910 1 100 1 210 1 225 1 340 1 350 1 543 1 555 925 1 115 1 222 1 240 1 360 1 375 1 555 1 560 9 115 1 222 落实 落实 落实 落实 落实 1 347 25 落实 1 543 2 计 断鼻 背斜 背斜 O.72 3.75 4.5 8.97 1 655 2 440 2 500 1 67O 2 480 2 575 15 40 75 1 671 45 25 落实 总计 65.孔隙度;②泥质含量计算——用计算;⑧含水饱和度计算——用双水模型计算,为 满足反演需要,化镇组)合成 了密度曲线;④测井解释——从整体看明化镇组下 段油层为厚泥岩夹薄砂层(砂层厚一般小于5 m,火 部分在3 隙度好,一般在30 左右),其 中—1井解释油层4层(11.5 差油层 4层(10.5 m),—1井解释油层4层 (11.5 m),3)。 3.2地震反演 地震反演的目的是获得能正确反映岩性的地震 数据体,并且有好的可解释性 (1)单井属性分析。通过交会图分析,该区3口 井明化镇组、馆陶组地层砂岩阻抗低于相邻泥岩层。 对于砂岩地层,随着物性变差和泥质含量的增加,阻 抗增大(图4a),其中泥质砂岩、砂质泥岩阻抗最大, 泥岩、较纯的砂岩阻抗最低。—1井含油层 和含水层阻抗没有变化,而—1井地层含油 后阻抗降低(图4b)。 (2)地震反演。由于本区面积超过300 每 个构造仅钻一口井,而河道砂体横向变化大,所以, 为较好客观地进行储层预测,我们采用是一个基于地震资料的波阻抗反 演软件口 。在反演中需把握好3个关键:第一是测井 ¨ 06 天然 气地球科学 7 O ;I l 1: {21) 1 ,m。 、0 I I J 1( 21M)(ux/50 11) ) (m) 、 ’ 、 一 _№_- p 娄≥ 2 —— 厂 一 - 一.::: : 厂 :…· ’C: ——、 ● 乏 二, : ==== f—一 H ‘、 ( 霹 [ 12 ) 蓥 ———\ ’。 ^0 瞬 , 五 ,≮ =) ..· 嚆 一.‘’ 一 。’.. 一‘自魑 图3 —1井Ⅱ油组测井处理成果 } : : : t 、t } : } ● { 上 津 卿 | _;; t l } 、 睁弹 哇 … }… ± f± —L 辫 喀 通 { ● 差誓曼 — ^二~ —嚣 一● 垂 肇 书 豢 警薹妄 ÷ 霉 嚣 川 ± …I ÷ } 囊 垮 ; 杀 拳 崎一 、, 三 “ l; ¨ {} : j 一辨 ’8 : ” ; —、、一) … … 图4 —1井明化镇组下段(Ⅱ油组地层阻抗与岩性交会 表3秦皇岛27/33区块明化镇组下段测井解释结果 江文荣等:秦皇岛27/33区块三维地震精细解释及储层预测 507 资料的归一化处理,若处理前后资料的反演结果相 差较大,说明归一化后可解释性增强;第二是标 定 ;第三是精细的层位解释。3区块的反 演波阻抗与测井波阻抗吻合好,岩性与波阻抗关系 清楚,砂岩储层波阻抗比泥岩波阻抗相对低,据此可 以用反演的绝对波阻抗数据体预测储层。 3.3砂体分布和含油气性分析 目的层是明化镇组下段。软件平台主要是 次是震数据包 括常规数据、纯波数据、阻抗数据及地震解释层位数 据。井资料是地层分层、测井解释和测井处理的泥质 含量、自然电位、标定后的时深关系数据。 (1)质量检查及地震值域标定。资料的质量检 查很重要,它关系到解释质量和可信度首先是地 震资料的检查,从地震数据的振幅和阻抗值的正态 分布图可看出,纯波数据体和阻抗数据体没有明显 的多次波和噪音,阻抗体的双峰是馆陶组及其以下 大套砂岩引起,是正常特征。通过全工区测线滚动检 查没有发现窜相位。加井资料后,可以明确各砂层对 应的相位以及阻抗的值域。通过刻度,阻抗数据体分 辨率在1 170 1于4 m;1 200 于12 岩的一般阻抗值为:0油组小于 一15 000,00。Ⅱ油组小于 1 H 1I X H { H)IH r H)I H 一6 600、Ⅲ和Ⅳ油组小于一6 000。而明化镇组下段 砂岩单层厚虽然大部分小于3 主要油层还是 在5 基本分布在1 170 就是 说Ⅱ油组及其以上单个砂层能分辨,Ⅲ和Ⅳ油组的 砂岩只能分辨密集的砂层组。 (2)明化镇组下段砂体沉积特征及其分布。前 人通过大量的工作对秦皇岛27/33区块明化镇组下 段沉积环境已经有了明确的认识,属于曲流河沉 积此,该组下段砂体解释主要采用地震反演的 阻抗数据体。通过可视化分析认为,构造 的河流沉积要比构造发育,砂体不发育。该组下段物源主要来自西北边,其次 是西南。不同油组不同时期河道变化较大(图5):Ⅳ 油组主要为较宽的曲流河和曲流河间网状河及决口 扇沉积;Ⅲ油组为平原泥沼环境下小型曲流河和网 状河沉积,晚期河道变宽(图6);Ⅱ油组主要发育一 条宽的曲流河,—1钻遇的是该曲流河心滩 砂体,其次发育低洼的网状河流,—1钻遇 的是一条小曲流河河道砂体;,分布在构造区,其河道间低洼区发育 网状河流,该井没有钻遇本期大型曲流河砂体;0油 组大型曲流河发育,区主要发育中小型曲 流河和网状河流。 图5 明化镇组下段油组沉积特征 (3)含油气性分析:①地震属性——通过对地 震纯波数据体的砂岩层进行吸收系数、弧长、振幅平 均绝对值、平均能量、傅立叶参数、瞬时频率、振幅值 峰态、振幅最大值、振幅均方根值、振幅标准偏差、瞬 时反射强度等为其不能 反映砂体的含油气性,仅振幅平均绝对值、平均能 量、振幅最大值、振幅均方根值、振幅标准偏差、瞬时 反射强度这些与能量有关的属性能反映岩性;④油 水边界——通过察油水边界(表4),认为然 气地球科 学 7 )(X) n』X) I)』X) 1 n(X 1 1 U 1: 11l ( : 1l 1 X)(X 一 6 是油水边界以上的砂体,通过种子点追踪,获得其 分布范围、顶面构造、分布面积、体积,共追踪了5个 砂体,其中包括Ⅱ油组的主力油层(图7)。 表4 7 ¨ 0 n ¨ ¨ n ¨ 州 州 枞 州 小 Ⅲ 兰茎 。 江文荣等:秦皇岛27/33区块三维地震精细解释及储层预测 509 4 储量计算 根据局部构造圈闭和本次测井解释结果,再结 合本区地震属性特征,用标定后的阻抗数据体,在 算。其它储量计算参数通过邻近油气田类比取值。 储量按(测试的)探明储量、(没测试的)控制储量、 (没钻遇的)预测储量分类。计算结果表明,储量规模最大,探明储量1 335万t、控制储量629 万t、预测储量3 817万t,合计达5 781万t。 5 结论与建议 (1)秦皇岛27/33区块三维区构造发育经历了 早期(馆陶组及以前)披覆沉积和晚期(明化镇组沉 积以后)构造运动的先后作用,构造囤闭为大型隆起 背景上的低幅度小规模背斜和断背斜。 (2)主要目的层明化镇组下段为低海拔平原网 状河和曲流河沉积,河流主要由西和/或北边流入, 河道相互交错,纵、横向变化剧烈,砂体为网状河道 和曲流河的点坝和心滩为主的沉积,其次为决口扇 砂体,这些砂体与河间洼地浅水泥岩配置,在低幅度 构造背景上构成岩性一构造圈闭。曲流河是潜在的含油砂体,规模较大。 (3)距油田最近的构造具 有一定储量规模,建议在主块1边部河道砂体发育 部位钻井,总的目的是对控制储量升级,并兼探其它 砂体的含油气性。 根据具体目的,有3个可选井点:①在构造圈闭 内落实主块1发现的油层储量,同时钻探1—1并没钻遏的2个砂体( 124 m 段和1 132~1 142 ②在主块1的Ⅳ油 组圈闭的边部,在落实发现储量规模的前提下,探明 其油水边界,同时探明0224 的含油气性;⑧在主块1的,目的与第2个井点类似,只是其风险更大,在I 油组1 102~1 124 要是 探明其含油气性。 参考文献: [1]何仕斌.渤中坳陷沉积演化和上第三系储盖组合分析[J].石油 学报,22(2):40—41. 李学义.利用地震资料作储层预测需注意的问题¨J].天然气工 业,2004,24(9):44—47. 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