王少鵬,穆朋飛,田曉平,韓建斌
(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津塘沽 300452)
渤海KL10油田復(fù)式油藏滾動評價技術(shù)及應(yīng)用效果
王少鵬,穆朋飛,田曉平,韓建斌
(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津塘沽 300452)
KL10油田是渤海萊州灣海域近年來發(fā)現(xiàn)的儲量規(guī)模超億噸的復(fù)式成藏油田,具有含油層位多且縱向疊合程度差、斷裂發(fā)育、沉積相和油藏類型多樣等復(fù)雜的地質(zhì)特征。為快速落實儲量規(guī)模,開展了滾動油藏評價技術(shù)研究,通過全三維精細構(gòu)造解釋、氣云區(qū)校正技術(shù)落實了油田的構(gòu)造特征;以沉積模式為指導(dǎo),運用地震屬性和地震相結(jié)合技術(shù)開展了古近系沙河街組儲層預(yù)測,運用地質(zhì)-地震一體化儲層描述技術(shù)定量描述了新近系河流相砂體;依據(jù)成藏特征論證該區(qū)的油氣運移、成藏規(guī)律,明確了油氣富集區(qū)帶,為下一步開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
渤海油田;KL10油田;復(fù)式油藏;油藏評價;儲層描述;成藏特征
KL10油田位于渤海南部海域萊州灣凹陷(圖1),該凹陷區(qū)域構(gòu)造位置處于渤海灣盆地濟陽坳陷東部,是在拉伸和斷裂走滑雙重機制控制下發(fā)育的伸展-走滑盆地,受北部邊界大斷層持續(xù)活動控制,其在新生代表現(xiàn)為箕狀凹陷構(gòu)造[1-2]。該區(qū)域雖歷經(jīng)半個世紀的勘探,但一直沒有發(fā)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)油氣藏[2],直到KL10-1井的鉆探獲得高產(chǎn)工業(yè)油流,才實現(xiàn)了萊州灣凹陷油氣勘探突破。該井在新近系明化鎮(zhèn)組、館陶組和古近系東營組、沙河街組均有油層鉆遇,為快速落實儲量規(guī)模及完成精細地質(zhì)油藏研究,在隨后兩年內(nèi),實施了“整體部署、立體評價”的滾動油藏評價。在滾動油藏評價中,始終圍繞“構(gòu)造、儲層、成藏”三要素,通過精細構(gòu)造解釋、古近系儲層預(yù)測、新近系儲層描述、成藏模式等技術(shù)組合及應(yīng)用,完成了該區(qū)首個儲量規(guī)模超億噸的復(fù)式油氣藏評價。目前,萊州灣區(qū)域在滾動油藏評價及先進技術(shù)應(yīng)用的推動下,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了KL9、KL10A等多個油田,為渤海油田可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
該油田含油層位多,儲量規(guī)模大,具有復(fù)雜的地質(zhì)油藏特征,具體表述如下。
(1)具有復(fù)式成藏的特征,含油層位多,縱向疊合程度差。明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營組及沙河街組均有油層鉆遇,其中明化鎮(zhèn)組、沙河街組是主力含油層位,但由于受“鏟狀”邊界大斷層持續(xù)活動及派生斷層影響,沙河街組和明化鎮(zhèn)組構(gòu)造圈閉疊合程度差,較難兼顧評價。
圖1 KL10油田構(gòu)造位置圖
(2)斷裂發(fā)育、淺層“氣云區(qū)”發(fā)育致使構(gòu)造更為復(fù)雜。油田位于萊州灣凹陷北部陡坡帶、萊北一號斷層下降盤,受邊界斷層持續(xù)活動的影響,派生斷裂非常發(fā)育,油田范圍內(nèi)共發(fā)育斷層80余條,對構(gòu)造格局的控制作用各不相同,沙河街組整體為被邊界斷層控制的半背斜構(gòu)造,內(nèi)部被北東向和北西向斷層分割成不同的斷塊。明化鎮(zhèn)組圈閉類型為被多條斷層分割、夾持的復(fù)雜斷塊。同時,受斷裂長期活動的影響,淺層氣比較發(fā)育,在三維地震體上可明顯看出淺層有“氣云區(qū)”發(fā)育,為構(gòu)造解釋和砂體描述帶來困難。
(3)沉積類型多樣,儲層橫向變化快。明化鎮(zhèn)組為曲流河相沉積,平均砂巖含量19%,為“泥包砂”組合特征,受河道遷移的影響,砂體縱、橫向變化快;沙河街組為辮狀河三角洲沉積,油田范圍內(nèi)自西向東砂巖含量34.2%~23.4%~45.5%,砂體平面分布不穩(wěn)定,主要呈現(xiàn)“砂泥巖互層”組合特征。
(4)油氣藏類型多樣,成藏條件復(fù)雜。明化鎮(zhèn)組油氣藏是在構(gòu)造背景上發(fā)育的受巖性、構(gòu)造雙重因素控制的巖性-構(gòu)造油氣藏,具有“一砂一藏”的特點;沙河街組油藏主要受構(gòu)造和斷層控制,油藏類型屬于由多個斷塊組成、縱橫向具有多套油水系統(tǒng)的復(fù)雜斷塊油藏。另外,相同層位的不同斷塊圈閉含油性差別較大,成藏條件復(fù)雜。
2.1 精細構(gòu)造解釋技術(shù)
2.1.1 全三維精細構(gòu)造解釋
三維地震資料解釋突出的表現(xiàn)為數(shù)據(jù)體解釋,而三維可視化技術(shù)是全三維解釋的核心,該技術(shù)不僅能觀察數(shù)據(jù)體的表面特征,而且能透視數(shù)據(jù)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本次地震解釋從三維可視化顯示出發(fā),結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù),充分應(yīng)用剖面數(shù)據(jù)體、切片數(shù)據(jù)體,通過三維可視化、剖面解釋、屬性分析等交互解釋技術(shù),對地震數(shù)據(jù)體進行了綜合解釋。該區(qū)斷裂發(fā)育,在解釋過程中利用三維可視化技術(shù)結(jié)合基于本征值的相干數(shù)據(jù)體進行斷層的解釋和組合,消除了人為因素影響,有效地解決了該區(qū)復(fù)雜斷層斷裂模式、類型和空間組合方式,為精細構(gòu)造研究奠定了基礎(chǔ)。
2.1.2 “氣云區(qū)”時深校正
明化鎮(zhèn)組在地震剖面上存在約2 km2的“氣云區(qū)”,“氣云區(qū)”內(nèi)同相軸振幅增強、頻率降低,并出現(xiàn)同相軸下拉現(xiàn)象,地層產(chǎn)狀失真。為消除“氣云區(qū)”對構(gòu)造解釋的影響,經(jīng)過多種速度校正方法論證和研究,結(jié)合本油田實際情況,最終確定圖2所示的“氣云區(qū)”校正流程。
通過全三維精細構(gòu)造解釋研究,落實了該區(qū)的構(gòu)造特征,第二批評價井實際鉆井深度與預(yù)測深度誤差均小于6 m。
2.2 精細儲層展布研究
2.2.1 古近系精細儲層預(yù)測
區(qū)域沉積研究表明,KL10油田沙河街組為辮狀河三角洲前緣沉積[3],巖性組合特征為泥巖與細砂巖、中砂巖呈不等厚互層,單砂層厚度0.5~9.8 m,橫向變化快,且沙河街組砂體埋藏深度超過2 300 m,三維地震資料無法分辨單砂體。為落實砂體展布特征,開展了沉積模式指導(dǎo)下的古地貌控砂、地震屬性預(yù)測砂體研究。
圖2 KL10油田“氣云區(qū)”深度校正流程圖
研究流程如下:利用旋回對比、精細井震標定劃分油組,建立各井縱向?qū)有蚋窦?,沙三上段共劃分?個油組,沙三中段劃分為4個油組;通過巖心觀察、測井相建立單井沉積相,本區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣-前角洲亞相;利用區(qū)域地質(zhì)研究及三維地震數(shù)據(jù)體開展了該區(qū)構(gòu)造演化及古地貌研究,沙三中段油田范圍處于斷陷湖盆萎縮期,隨著水體逐漸變淺,來自西北部墾東凸起沉積物逐漸向東遷移,而到沙三上段隨著萊北一號斷層劇烈活動,萊北低凸起出露水面提供物源,緊鄰一號斷層下降盤根部發(fā)育近源三角洲砂體,古地貌較低的溝谷區(qū)域是砂體沉積較厚區(qū)域;利用地層切片屬性分析技術(shù)對沙河街組提取平均瞬時頻率、平均瞬時相位以及均方根振幅屬性,在平面上進行歸類,劃分出各油組不同地震相;利用井點建立的沉積序列及地震相相結(jié)合,在古地貌及沉積模式指導(dǎo)下開展儲層預(yù)測。
研究表明,沙三中段發(fā)育6期進積體,進積體頂積層地震相振幅弱、連續(xù)性差,沉積富砂;進積體前積層地震相振幅強、連續(xù)性好,沉積富泥,各期砂體呈北西向展布,長8~10 km,寬1~3 km,由西向東推進。沙三上段各油組儲層相對穩(wěn)定,Ⅰ-Ⅲ油組富砂,地震響應(yīng)為弱振幅、連續(xù)性差;Ⅳ-Ⅴ油組富泥,地震響應(yīng)為中強振幅、連續(xù)性好。沙三上段砂體主要為水下分流河道沉積,受古地貌溝谷控制,以條帶狀為主,東西向?qū)挾?00~500 m,南北向長度可延伸1~3 km。在精細儲層預(yù)測基礎(chǔ)上部署鉆探的8井,在沙三中段鉆遇進積體單層含油砂體28.2 m,落實探明石油地質(zhì)儲量240×104t,取得了較好的評價效果。
2.2.2 新近系儲層定量描述
KL10油田新近系明化鎮(zhèn)組主要為一套曲流河相沉積,井間儲層橫向變化大,縱向上油氣水間互,表現(xiàn)為“一砂一藏”的特點[4]。為更好地把握儲層空間展布,為油藏評價奠定基礎(chǔ),開展了地質(zhì)-地震一體化儲層描述。在區(qū)域地質(zhì)、沉積特征和沉積模式研究的基礎(chǔ)上,利用沿層屬性切片對沉積砂體進行宏觀描述,使得砂體平面展布和空間組合更加合理,再通過三維地震擬波阻抗反演體進行單砂體的精細刻畫。其儲層描述流程為:①準確層位標定,井震結(jié)合、旋回對比細分地層層序;②根據(jù)井點鉆遇儲層特點,分析總結(jié)河道砂體在剖面與平面上的地震反射特征;③根據(jù)巖心、測井曲線等資料,劃分井點處沉積微相;④采用沿層切片、屬性綜合分析等技術(shù)描述儲層平面分布規(guī)律,建立該區(qū)砂體沉積模式;⑤在沉積模式指導(dǎo)下開展單砂體的精細刻畫,合理確定砂體的邊界。在一體化儲層描述思路指導(dǎo)下,對明下段主力含油層位Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ油組進行了儲層描述,主要表現(xiàn)為河道狹窄、高彎度曲流河特征,各油組河道分布特征不盡相同,詳見表1。
在該砂體描述工作思路指導(dǎo)下,全油田共描述含油砂體16個,潛力含油砂體18個,落實探明石油地質(zhì)儲量750×104t,潛力石油地質(zhì)儲量近1 000×104t。評價井鉆前預(yù)測砂體在實鉆中100%鉆遇,且砂體面積鉆前鉆后相對誤差小于7%、厚度誤差小于2 m,也證實了該儲層描述技術(shù)的可行性。
2.3 復(fù)式油藏成藏研究
鉆井證實,KL10油田為復(fù)式成藏油田,不同斷塊油層分布和儲量豐度差異大,研究成藏模式及油氣藏分布規(guī)律是提高勘探開發(fā)成效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。萊州灣凹陷共發(fā)育沙三中段和沙四段兩套好的烴源巖,油源對比分析認為,沙河街組油藏和明化鎮(zhèn)組油藏油氣均來自沙四和沙三段烴源巖[5-7]。從已鉆井油層分布情況看,古近系沙河街組油層主要分布在沿長期繼承性活動的萊北一號斷層構(gòu)造高部位,新近系明化鎮(zhèn)組油層呈帶狀分布在萊北一號斷層附近和調(diào)節(jié)斷層共同控制形成的花狀構(gòu)造的“花心”位置,而遠離“花心”部位沒有鉆遇油氣層。
綜合分析認為,該區(qū)復(fù)式成藏具有斷裂-砂體油氣運移的“中轉(zhuǎn)站”模式[8]。萊州灣凹陷是受萊北一號斷裂控制的走滑-伸展凹陷,控凹斷裂不僅控制了凹陷沉積體系的演化、源巖的分布以及砂體的發(fā)育,而且隨著控凹斷裂的伸展拉張,在凹陷緩、陡坡產(chǎn)生了大量的伸展斷層,沿控凹斷裂形成眾多的有利圈閉,尤其是晚期活動不僅形成規(guī)模較大的構(gòu)造,也形成了良好的油氣輸導(dǎo)通道。沙河街組發(fā)育大型的辮狀河三角洲沉積,其根部與萊北一號大斷層接觸,三角洲前緣砂體與烴源巖呈“指狀”大面積接觸,當(dāng)沙四、沙三段烴源巖成熟后生成的油氣在溫度壓力作用下向砂體內(nèi)發(fā)生初次運移,油源斷層與控制局部圈閉發(fā)育的分支斷層在空間直接相連成為油氣運移的通道,鄰近油源斷層的斷塊圈閉有利于優(yōu)先捕獲油氣而富集成藏,從而造成沙河街組斷塊油氣藏沿主要油源斷層成群、成帶分布。當(dāng)砂體內(nèi)的油氣達到一定飽和度后(5%~10%),壓力增高,伴隨著斷層的活動,油氣從沙河街組砂體內(nèi)進一步沿萊北一號大斷層向上部的新近系圈閉中運移,經(jīng)與一號斷層相連的新近系斷裂和相連接砂體形成平面運移,最終形成沿“花心”位置富集成藏。隨著沙河街組砂體內(nèi)油氣向上運移,壓力降低,斷層活動停止,從烴源巖中初次運移來的油氣再次在砂體內(nèi)聚集,如此周而復(fù)始,沙河街組砂體猶如一個“中轉(zhuǎn)站”,該成藏模式如圖3所示。
表1 明下段河流相儲層特征
KL10油田繼承性活動的邊界大斷裂和深淺層斷-砂耦合構(gòu)成了高效輸導(dǎo)體系,斷層活動與超壓釋放造成了油氣的垂向幕式排放,油氣晚期快速、持續(xù)充注是形成淺層優(yōu)質(zhì)油藏的物質(zhì)基礎(chǔ),“中轉(zhuǎn)站”成藏模式促成了該油田的復(fù)式成藏,與油源斷層相連的斷塊圈閉是勘探開發(fā)的重點區(qū)塊。第二批評價井的部署均鉆遇了較厚的油氣層,也印證了該成藏模式的準確性。
圖3 KL10油田油氣運移“中轉(zhuǎn)站”模式
(1)KL10油田具有復(fù)雜的地質(zhì)油藏特征,斷裂發(fā)育、淺層氣云區(qū)發(fā)育致使構(gòu)造復(fù)雜,沉積類型多樣,儲層橫向變化快,油氣藏類型多樣,成藏條件復(fù)雜,“構(gòu)造、儲層、成藏”研究是滾動油藏評價的關(guān)鍵。
(2)KL10油田的成功評價,為建立萊州灣區(qū)域開發(fā)體系奠定了基礎(chǔ),推動了該區(qū)的立體勘探開發(fā);“整體部署、立體評價”的滾動油藏評價思路適用于海上復(fù)式成藏及復(fù)雜地質(zhì)油藏特征油田,對其它類似油田的勘探開發(fā)有一定借鑒意義。
(3)全三維可視化精細構(gòu)造解釋技術(shù)和“氣云區(qū)”速度分析時間校正技術(shù)保證了構(gòu)造解釋的準確性;沙河街組辮狀河三角洲儲層開展的古地貌控砂、地震屬性預(yù)測砂體展布研究和明化鎮(zhèn)組河流相砂體開展的地質(zhì)-地震一體化儲層描述,明確了儲層展布特征。該區(qū)復(fù)式成藏具有斷裂-砂體油氣運移的“中轉(zhuǎn)站”模式,沙河街組與油源斷層相連的構(gòu)造高部位、明化鎮(zhèn)組花狀構(gòu)造的“花心”位置是油氣優(yōu)勢富集區(qū)。
[1] 彭文緒,辛仁臣,孫和風(fēng),等.渤海海域萊州灣凹陷的形成和演化[J].石油學(xué)報,2009,30(5):654-660.
[2] 牛成民.渤海南部海域萊州灣凹陷構(gòu)造演化與油氣成藏[J].石油與天然氣地質(zhì),2012,33(3):424-431.
[3] 王根照,李建平,向淑敏,等.萊州灣凹陷古近系砂巖儲層特征研究[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009,36(1):51-58.
[4] 范廷恩,李維新,王志紅,等.渤海渤中34區(qū)河流相儲層描述技術(shù)研究[J].中國海上油氣,2008,18(1):13-16.
[5] 王亮,陳國童,牛成民,等.菜州灣凹陷構(gòu)造演化對含油氣系統(tǒng)的控制作用[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2011,30(3):8-13.
[6] 孫和風(fēng),周心懷,彭文緒.菜州灣凹陷油氣成藏動力學(xué)特征[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009,24(4):27-31.
[7] 王亮,牛成民,楊波,等.萊州灣凹陷沙三段含油氣系統(tǒng)與有利勘探方向[J].斷塊油氣田,2011,18(5):545-548.
[8] 付茜.深南構(gòu)造帶滾動勘探開發(fā)實踐與認識[J].石油地質(zhì)與工程,2014,28(1):57-60.
編輯:李金華
1673-8217(2015)03-0077-04
2015-01-16
王少鵬,高級工程師,碩士,1982年生,2006年畢業(yè)于成都理工大學(xué)油氣田開發(fā)工程專業(yè),現(xiàn)主要從事油田開發(fā)地質(zhì)研究工作。
國家科技重大專項 “渤海海域大中型油氣田地質(zhì)特征”(2011ZX05023-006-002)資助。
TE112
A