大港油田西58－8稀井网区河道砂体预测

张国一，侯加根，刘钰铭，赵彬

(中国石油大学地球科学学院，北京102249)

大港油田西58－8稀井网区河道砂体预测

张国一，侯加根，刘钰铭，赵彬

(中国石油大学地球科学学院，北京102249)

应用整合地震、各种微相定量参数与地质统计学相结合的三维地质建模方法，对大港油田西58－8稀井网区河道砂体分布进行预测。结果表明:处于同一沉积体系的紧邻的老油田密井网区的沉积微相定量表征参数可以作为稀井网区砂体预测的约束参数;地震资料预测的复合河道级别砂体分布范围可作为单河道砂体预测的最大外边界;在最大外边界及微相定量表征参数的约束下，采取示性点过程算法模拟单砂层级别沉积微相三维分布，以此为基础的“相控”模拟可以提高单河道砂体三维分布预测精度。

大港油田;西58－8井区;明化镇组;河道砂体;沉积微相;三维地质模型

河流相储层的井间砂体预测是开发生产阶段地质研究的重点，也是主要难点之一［1－7］。目前较为有效的砂体预测方法有层序地层学与沉积学结合、测井约束地震反演［8－11］和应用地质统计学随机模拟［1－2，7］3种方法。第1种方法是定性的，预测精度往往只能达到油组级别甚至更粗;第2种方法的应用受地震品质和用于约束的井资料的限制，只有个别情况才能对单砂体级别砂体进行较好的预测;第3种方法可以在一定程度上提高井间砂体预测的精度，但其预测的可靠性很大程度上取决于井数据的丰富程度，井资料越多预测越准确。大港油田西58－8井区是老油田滚动勘探发现的新区，地震分辨率低、井网稀，砂泥岩频繁互层，前述方法均不能满足开发生产阶段对单砂层预测的需要。因此，笔者利用整合地震、各种微相定量参数与地质统计学相结合的方法，预测单河道砂体三维分布。

1 研究区地质概况及研究思路

西58－8井区位于黄骅凹陷中部的北大港构造带中部，是其西面港西油田滚动勘探发现的含油新区(图1)。研究区面积7.8 km2，仅有33口井，最大井距可达890 m，平均井距470 m，是典型的稀井网区。2007年7月完钻的滚动评价井西58－8井，钻遇14层油层(厚度为107.2 m)，表明港西油田储层向东仍有潜力。该区构造复杂，被7条北东向的断层切割。新近系明化镇组厚度大于700 m，是一套砂、泥岩不等厚互层的曲流河沉积。研究区与紧邻的港西油田具有相同的等时地层格架，主要含油层系明化镇组下段自下而上分为明Ⅲ、明Ⅱ两个油组，各油组又分别划分了7、9个小层，每个小层又细分，共43个单砂层。

图1 研究区构造位置Fig.1 Location of study area structure

单砂体分布是生产开发要解决的首要问题，针对研究区实际情况，首先详细分析临区老油田密井网区的沉积特征，建立各单砂层沉积微相定量参数知识库;继而优选地震属性，预测复合河道砂体分布;然后以复合河道砂体边界为单砂层预测的最大外边界，微相定量参数作为约束条件，用示性点过程随机模拟方法建立单砂层沉积微相分布三维模型;最后“相控”预测单河道砂体分布。

2 沉积微相

黄骅坳陷新近纪为湖盆拗陷期，明化镇期西58－8井区与西面的港西油田为同一曲流河沉积体系［12］。港西油田经历了30多年的生产开发，井多、井网密度大。研究港西油田密井网区的沉积微相特征可以指导西58－8井区的砂体预测。与西58－8井区紧邻的港西油田西7－9井区，井网密度达50 m，可以作为获取沉积微相定量表征参数的解剖区。

2.1 沉积微相类型

岩心、录井、测井等资料表明，港西油田明化镇组发育曲流河的边滩、牛轭湖、天然堤、决口扇、河漫滩和河漫湖泊等6种沉积微相。

边滩是主要沉积类型，岩性以中粗砂岩为主，发育槽状和板状交错层理，电测曲线呈微齿化箱形曲线及钟形－箱形组合曲线。牛轭湖(废弃河道)沉积岩性以粉砂岩和泥质粉砂岩为主，底部为滞留沉积，与下伏泥岩呈突变接触，电测曲线多呈指状。天然堤、决口扇为洪水期漫溢河道之间的砂体沉积，岩性以粉砂岩为主，少见细砂岩，发育小型槽状交错层理和波状交错层理，电测曲线幅度较小，无固定形态。河漫滩与河漫湖泊为发育于河道间的泥岩及泥质粉砂岩沉积，并非研究的主要目标，不加细分，定义为泛滥平原。

2.2 沉积微相参数表征

剖面上，各种微相砂体呈顶平底凸的透镜状，只是砂体厚度有差异。平面上，边滩砂体呈弯曲条带状，牛轭湖呈新月状，天然堤砂体呈窄条状，决口扇则成扇状分布(图2)。

图2 港西油田密井网区明三油组7小层3砂体沉积微相平面图Fig.2 Sedimentary microfacies plan of sandbody 3 of layer 7 in Ming 3 reservoir group in dense spaced well area of Gangxi Oilfield

港西油田含75口井的西7－9井区的各单层微相分布数据统计表明，其边滩砂体宽度一般为150～800 m，最大厚度为8～20 m;牛轭湖宽度一般为30～100 m，最大厚度为2～5 m;决口扇宽度一般小于200 m，最大厚度一般为2～7 m;天然堤宽度一般为40～220 m，最大厚度约为1～3 m(表1)。

表1 港西油田西7－9井区明二油组小层、单砂层砂体平均厚度及各微相宽厚数据统计Table 1 Average thickness of sandbody and each microfacies generous data statistics of west 7-9 well area layer，single sandbody in Ming2 reservoir group of Gangxi Oilfieldm

3 复合河道砂体分布

西58－8井区的三维地震数据测网密度为25 m×25 m，采样间隔为2 ms，明化镇组下段主频22 Hz，地层速度约2.0 km/s。根据雷克准则可以计算出厚度分辨率为20 m。表1表明明化镇单层砂体较薄，普遍小于10 m，不能形成稳定反射，而小层级别砂体厚度均为20多米(表1)，地震上单一同相轴实际上是复合河道砂体的反射，据此，地震资料预测的是小层级别的复合河道砂体分布。

根据井旁道小层级别砂体厚度数据与振幅、频率、相位等地震属性的相关性分析表明，只有均方根振幅属性对砂岩变化响应明显，与砂体厚度之间存在良好的线性关系(图3)，即砂体越厚均方根振幅属性值越大，且相关系数R超过0.8。均方根振幅属性可以作为该区地震预测小层级别砂体分布的主要依据。

以西58－8井区明二油组9小层为例，均方根振幅属性(图4(a))中黑色代表均方根振幅高值，反映砂体富集;灰色代表振幅低值，反映为泥岩沉积;黑色向灰色过渡色反映砂体含量较少，砂体厚度薄。根据上述均方根振幅与砂体厚度关系，结合录井、测井的单井砂体厚度数据，预测出该小层复合河道砂体的厚度分布(图4(b))。预测结果与单井砂体厚度数据吻合，井间砂体分布趋势与均方根振幅属性趋势相同，砂岩零线外不含砂体。

图3 明二油组9小层均方根振幅与砂体厚度关系Fig.3 Relationship between RMS amplitude and thickness of sandbody in layer 9，Ming 2 reservoir group

4 单河道砂体展布

4.1 单砂层沉积微相分布预测

为揭示单河道砂体展布，首先要建立各单层沉积微相分布模型。三维沉积微相随机模拟采用示性点过程随机模拟的方法。模拟中主要的数据及约束条件有:①西58－8井区33口井单井沉积微相解释数据是建立沉积微相模型的硬数据，其中泛滥平原为背景相，赋值为0，边滩微相赋值为1，牛轭湖赋值为2，决口扇、天然堤分别赋值为3和4;②地震属性预测的小层级别砂体分布边界作为该小层内单砂层沉积微相预测的最大外边界;③港西油田密井网区各单层微相的几何形状和宽度数据为西58－8井区沉积微相预测的约束条件。

以明二油组9小层1砂层为例:首先定义背景相为泛滥平原，明二油组9小层砂岩零线作为边滩微相预测的最大外边界;小层砂岩零线内包括16口井，其中10口井该层解释为边滩微相是预测的硬数据;约束条件来自对港西油田西7－9井区解剖，边滩微相剖面上为透镜状，平面上为弯曲条带状，宽度为200～500 m;对港西油田密井网区明二油组9小层1砂层边滩微相进行变差函数分析，主变程方向为13°，主变程为1200 m，从而模拟得到该单砂层边滩微相的分布，再依次模拟平面上与边滩微相紧邻的天然堤和决口扇微相分布，最后模拟牛轭湖分布。这样按照相序依次模拟，得到研究区单砂层级别沉积微相三维模型(图5(a))。

图5 明二油组9小层1砂体三维展布模型Fig.53 D distribution model of sandbody1，layer 9 in Ming2 reservoir group

4.2 单河道砂体分布预测

单砂层三维沉积微相模型是一种单河道砂体几何形态模型，并没有包含厚度信息。由于不同微相砂体最大厚度不同，采用相控模拟的思路，进一步预测单河道砂体展布。模拟的方法采用序贯高斯随机模拟，井点的砂岩厚度数据是硬数据，首先对数据进行正态变换，港西油田密井网区解剖得到的各层各微相的厚度最大值作为约束参数(即各微相分布范围内，砂岩厚度的预测值不能超过密井网解剖得到的该微相厚度最大值)，同时以小层砂体厚度分布作为趋势面约束，然后分层、分微相求取砂岩的变差函数，得到各单层各微相内砂岩的主变程、次变程、垂向变程及主变程方向，模拟出单河道砂体分布模型(图5(b))。模型揭示该区砂体与泥岩的空间组合有两种类型:一为迷宫状结构［13］，由河道砂体、漫溢砂体及泥岩组成，泥多砂少，呈“泥包砂”，砂体横向连续性差;二为拼合板状储层结构［13］，由多条河道横向拼合而成，砂体连续性较好。

利用该模型揭示的单河道砂体展布，已在西58－8井区部署10余口开发井，其中西58－2－2H和西58－20H两口水平井均准确钻遇目标砂体，深度误差、厚度误差均不超过0.5 m(表2)，且投产初期均能达200 t/d的产量，取得了很好的开发效果。

表2 西58-2-2H和西58-20H井设计深度、预测厚度与实际深度及厚度对比Table 2 Contrast of design depth，forecasting thickness and the actual depth and thickness in well west 58-2-2H and west 58-20H

5 结论

(1)针对稀井网区提出的整合地震、各种微相定量参数与地质统计学相结合的三维地质建模预测河道砂体三维展布的方法是一种切实可行的方法，后期钻井证实这种方法预测结果真实可靠。

(2)综合地震资料、密井网得到的微相定量参数和测井资料建立三维地质模型预测砂体分布是一种整合多尺度资料的建模方法，可以作为多尺度资料融合建模的参考。

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(编辑 徐会永)

Channel sandbodies prediction in west 58-8 sparse borefield of Dagang Oilfield

ZHANG Guo－yi，HOU Jia－gen，LIU Yu－ming，ZHAO Bin
(College of Geosciences in China University of Petroleum，Beijing 102249，China)

Taking west 58－8 borefield in Dagang Oilfield as an example，the channel sandbodies distribution in sparse well network were predicted applying the methods of three－dimensional geological model that is integrated seismic data，microfacies quantitative characterization of parameters with geostatistics.The results show that the parameters of microfacies quantitative characterization towards the dense well pattern area of nearby old oilfield in the same sedimentary system can be used as the boundary parameters of sandbodies prediction in sparse well network.The range of complex channel sandbodies distribution predicted by seismic data can be seen as the maximum outer boundary of single channel sandbodies distribution.Under the constraints of maximum outer boundary and parameters of microfacies quantitative characterization，the three－dimensional distribution of single sand－level microfacies was simulated by means of point process arithmetic.The prediction accuracy of single channel sandbodies in three－dimensional distribution could be improved by facies control simulation.

Dagang Oilfield;west 58－8 borefield;Minghuazhen formation;channel sandbody;sedimentary microfacies;three－dimensional geological model

TE 122.2

A

10.3969/j.issn.1673－5005.2011.01.002

2010－05－22

国家科技重大专项课题(2008ZX05010)

张国一(1983－)，男(汉族)，吉林松原人，博士研究生，从事油藏地质研究及油藏描述工作。

1673－5005(2011)01－0007－06