陳洪才，李朝瑞

（中國石化江蘇油田分公司采油二廠，江蘇淮安 211600）

馬家嘴油田位于高郵凹陷，真武斷裂帶和漢留斷裂帶匯合處，區(qū)域以構造-巖性油藏及巖性油藏為主[1-3]。發(fā)源于菱塘橋低凸起的山地河流，經(jīng)較遠距離入湖形成具有較完整前積型特征的沉積體系[4]，由于距離物源區(qū)較遠，且位于緩坡帶，屬于三角洲前緣末端相帶，這導致發(fā)育砂巖?。?～5 m）且平面變化快，多呈現(xiàn)被斷層切割的“香腸狀”形態(tài)，發(fā)育的多套砂組中，只有少數(shù)砂組存在油氣顯示，如戴二段五亞段③、⑤砂組和戴一段一亞段①砂組等，這些含油砂組雖薄，但連片含油，能夠獲得較好的產(chǎn)量，前期對單套砂組的平面展布研究主要通過已鉆井來推測其分布，并未能夠與地震反射建立有效聯(lián)系。

由于噪音的存在，地震分辨率的極限只有波長的四分之一，而研究區(qū)地震資料主頻多介于18～22 Hz，目標含油砂組小于地震縱向可分辨的極限，無法在地震剖面上直接進行分辨[5]。前人主要通過地震屬性提取技術，基于井震結合的地震疊前、疊后反演技術等開展砂巖儲層預測研究[6-10]，此類常規(guī)技術可以在一定程度實現(xiàn)巖性的預測，但分辨率仍無法滿足研究區(qū)薄儲層預測的需求；研究人員曾針對地震數(shù)據(jù)通過提頻處理來反應薄層的地震反射特征，但提升分辨率的同時導致了噪聲及假象增多；近年來，研究人員通過地質(zhì)統(tǒng)計學反演獲取了突破地震分辨率的反演結果，但同時出現(xiàn)嚴重依賴模型、隨機性強等問題[11]，這些都制約了開發(fā)階段含油薄砂巖的精細開發(fā)。為了解決此問題選取了地震波形指示反演方法（Seismic Motion Inversion，簡稱SMI）來進行薄儲層預測，SMI方法是在地質(zhì)統(tǒng)計學反演基礎上進行改進發(fā)展而來的，前人在多地區(qū)的實踐表明，此方法能有效提高反演分辨率，得到與敏感曲線相關且確定性強的反演結果，可較準確賦予地震數(shù)據(jù)地質(zhì)意義，減少隨機性[12-14]。前人在研究區(qū)對薄砂巖儲層預測相關研究較少，通過薄層縱向上厚度或橫向上分布變化對波形樣式的影響，結合目標參數(shù)進行模擬，對馬3、馬31 斷塊進行儲層預測，為研究區(qū)井位部署提供了技術支撐。

1 研究區(qū)儲層特征

1.1 地質(zhì)特征

阜寧組為馬家嘴地區(qū)的主要烴源巖層，戴南組為主要儲集層，由于斷裂的多期發(fā)育，儲集層沉積特征更為復雜。受南北向物源同時影響，戴南組沉積時期主要屬于扇三角洲沉積和三角洲沉積，部分沉積時期由于受構造運動及古地理的影響，發(fā)生滑塌產(chǎn)生濁積砂體，厚薄存在變化[15]。戴南組地層發(fā)育較為齊全，前人結合沉積旋回和巖性特征，將戴南組地層自下而上分為戴南組一段和戴南組二段，結合泥巖隔層發(fā)育特征又對地層進行了細分，戴南組一段包括3個亞段，戴南組二段包括5個亞段[16]。

戴南組一段厚度多介于0～300 m，自下而上分為下部的淺灰色砂巖與灰色、暗棕色泥巖呈不等厚互層，以及上部的1—5層黑色、深灰色泥巖夾淺灰色砂巖，該地層泥巖段電阻率約為1 Ω·m，電性特征突出且在全區(qū)穩(wěn)定分布，稱為“五高導”標志層[17]。戴南組二段地層厚度多介于100～500 m，為淺灰色砂巖、粉砂巖與棕色夾淺灰、灰黑色泥巖不等厚互層，縱向上具有明顯的上紅下黑的特點[18]。戴南組地層與下部的阜寧組地層為不整合接觸，并在地域分布上具有西薄東厚的趨勢[19-20]。其中，戴南組二段四、五亞段和戴南組一段為主要儲層，也是主要含油層系，為砂、泥巖薄互層沉積，巖性致密，膠結程度中等，以碳酸鹽巖為主要膠結物。馬5-20 井在戴南組二段五亞段鉆遇3 套含油薄砂組，有效厚度均在2 m左右，圖1為其測井響應特征。

圖1 馬家嘴油田馬5-20井戴南組薄砂巖測井響應特征Fig.1 Logging response characteristics of thin sandstone in Dainan Formation of well Ma5-20 in Majiazui Oilfield

通過分析目的層段內(nèi)儲層特征，明確了儲層預測的重點，優(yōu)選敏感曲線對巖性進行識別，為反演方案的制定提供參考。圖2中黃色為砂巖值域范圍，黑色為泥巖值域范圍，通過分析圖中砂、泥巖值域分布可以看出聲波時差（圖2a）和電阻率（圖2b）由于值域范圍重疊較大，難以準確識別部分砂、泥巖；自然伽馬（圖2c）和自然電位（圖2d）能夠?qū)ρ芯繀^(qū)內(nèi)砂、泥巖進行有效識別，且后者在值域上的重疊部分明顯小于前者，故優(yōu)選自然電位對研究區(qū)砂、泥巖進行識別。

圖2 砂、泥巖值域分布直方圖Fig.2 Distribution histogram of sand and mudstone value ranges

1.2 地球物理響應特征

研究區(qū)戴南組反射特征清晰，層段地震頻帶介于6～70 Hz，主頻約為22 Hz，目的層段縱向上可見多個強、弱振幅連續(xù)的地震波組，各波組對應的同相軸橫向上波形特征也存在明顯變化。

圖3 為1、2、3、5、8 m 厚度的砂巖儲層，結合研究區(qū)內(nèi)地震資料選取了22 Hz 雷克子波對不同厚度砂巖進行自激自收正演模擬，可以看到在此地震主頻下，縱向上難以描述單層薄砂巖的地震反射特征，但由于不同厚度砂、泥巖互層的調(diào)諧效應，地震剖面橫向上振幅存在強弱變化，反映了薄砂巖在橫向上存在變化。

圖3 砂巖儲層正演模擬Fig.3 Forward modeling of sandstone reservoirs

時深標定能夠建立深度域資料與時間域資料的關系，對反演結果存在直接影響，圖4 為結合測井聲波時差及密度曲線的井震標定，以戴南組一段一亞段的①砂組頂作為標志層，結合砂巖敏感曲線和測井解釋結論，進行儲層的精細標定，來尋找儲層對應的地震響應特征。單套薄砂組對應1 個強軸的情況極其少見，地震資料只能滿足勘探研究的需要，無法滿足砂層組精細開發(fā)的需要，通過引入測井信息開展敏感參數(shù)的模擬，來提高分辨率，對薄儲層進行預測。

圖4 馬家嘴油田馬31-5井戴南組薄砂巖儲層標定Fig.4 Calibration of thin sandstone reservoir in Dainan Formation of well Ma31-5 in Majiazui Oilfield

結合研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)、地震等多種資料，細化立體解釋各斷塊多層系構造，最大程度落實構造，規(guī)避構造解釋不合理對反演結果造成的不利影響。

2 波形指示模擬原理

波形指示模擬基于馬爾科夫鏈蒙特卡洛隨機模擬（MC-MC）算法，利用沉積學基本原理，優(yōu)選樣本的分布距離，充分挖掘地震波形的橫向變化與測井敏感曲線的聯(lián)系，反映儲層的空間相變特征，進而分析儲層垂向巖性組合的高頻結構特征，是一種井震結合的高頻模擬方法[13]。此方法的優(yōu)點是可利用任何能夠表征儲層特征參數(shù)的測井曲線進行參數(shù)反演，且頻帶受地震波形的約束[5]。在實際勘探開發(fā)中，后驗井和新鉆井吻合率較高[14,21-24]。近年，此方法在蘇北盆地戴南組、泰州組儲層預測中取得了較好應用效果[25-26]。

研究區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，合理的框架模型是描述復雜區(qū)地層接觸關系和儲層空間結構的基礎，高質(zhì)量的解釋方案是高品質(zhì)反演的重要保障，精細解釋目的層層位及斷層，消除跳點、不閉合、穿軸、解釋精度不夠及解釋方案不合理的問題，質(zhì)控并優(yōu)化了框架模型的構建，確保模型結構符合地質(zhì)特征。

3 反演結果分析及應用

3.1 反演結果分析

選取標準井對自然電位曲線值域進行校正及標準化處理，提高測井曲線的質(zhì)量，圖5 為馬家嘴油田反演疊合原始地震剖面，紅色即為預測的砂巖發(fā)育區(qū)，可見波形指示模擬能區(qū)分出1套反射強軸之間的若干層薄砂巖，波形有細微橫向變化均會反映在反演剖面上，即薄儲層變化影響了同相軸波形，最后反映到反演剖面上。

圖5 馬家嘴油田反演疊合原始地震剖面Fig.5 Inversion superimposed original seismic profile of Majiazui oilfield

圖6 為馬31-5 井、馬31-6 井的反演剖面，波形指示模擬預測表明砂巖發(fā)育段和測、錄井砂巖段（井上黃色段）具有較高的吻合度，在提高縱、橫向分辨率的前提下，反演剖面砂巖分布情況符合研究區(qū)的地質(zhì)沉積特點，在縱向上可識別出厚度大于2 m的薄砂巖。

圖6 馬家嘴油田馬31-5井、馬31-6井反演剖面Fig.6 Inversion profiles of Well Ma 31-5 and Well Ma 31-6 in Majiazui Oilfield

選取研究區(qū)內(nèi)未參與反演運算的馬4 井為后驗井（圖7a），結合過井反演剖面可觀察到后驗井測井解釋的砂巖段與預測結果具有很好的一致性，個別薄砂巖由于井曲線未參與反演運算，在深度上存在縱向漂移情況，但與測井解釋結果對應關系良好，有較強的可靠性。新鉆井側馬31-4井的測井解釋結果與預測結果吻合度高（圖7b）。通過驗證，測井解釋厚度大于2 m 的砂巖符合率為86%，能夠合理反映研究區(qū)內(nèi)薄砂巖儲層的特征。

圖7 馬家嘴油田馬4井、側馬31-4井反演剖面Fig.7 Inversion profiles of Well Ma 4 and Sidetracking Well Ma 31-4 in Majiazui Oilfield

通過多層層位和斷層的約束構建的格架模型，可以有效描繪儲層的空間結構和地層的接觸關系，消除斷層發(fā)育對反演結果的影響。圖8 中井軌跡通過斷層的馬31-14井，由于在斷層處解釋層位的插值和模型的平滑處理，導致反演結果存在點狀突變。但是，穿過斷層前后預測結果均符合沉積規(guī)律，僅在貼近斷面及下降盤處存在一定影響。

圖8 馬家嘴油田馬31-1井、馬31-14井反演剖面Fig.8 Inversion profiles of Well Ma31-1 and Well Ma31-14 in Majiazui Oilfield

3.2 砂組分布認識及井位目標選取

馬3斷塊主力含油砂組為戴二段五亞段③砂組，針對此套含油砂組選取時窗提取了平面展布預測圖（圖9a），與地質(zhì)油層分布圖（圖9b）進行對比，可以看到砂組平面展布與斷塊內(nèi)沉積特征相符，且砂組發(fā)育程度與油藏分布范圍有較強的對應關系，符合地質(zhì)規(guī)律，在此基礎上結合平面矛盾對此套含油砂組分布進行了重新認識，對目標區(qū)構造巖性油藏滾動擴邊具有積極意義。

圖9 馬家嘴油田馬3斷塊戴二段五亞段③砂組儲層平面展布預測與地質(zhì)油層分布對比Fig.9 Prediction of reservoir plane distribution and comparison of geological oil layer distribution in the third sand formation of fifth sub-paragraph of second Dai Formation of Block Ma 3 in Majiazui Oilfield

下降盤西部馬3井前期由于井筒損壞停產(chǎn)，停產(chǎn)前累計采油7 900 t，馬5-18A 井鉆遇此砂組，為干層不含油，上升盤馬5-3 井鉆遇此砂組未獲得產(chǎn)量，故前期并未關注西部的擴邊潛力。結合油井生產(chǎn)情況、油層分布圖及儲層預測結果分析認為，馬3 斷層上升盤只有高部位含油，西部巖性邊界在馬5-3井與馬5 井之間，下降盤呈現(xiàn)連片含油，側馬5-18A 井向西現(xiàn)階段不存在采油井，且預測結果顯示此砂組向西仍有較好發(fā)育，結合馬3 井獲得高產(chǎn)，認為馬3 井西部有較大滾動開發(fā)潛力，故優(yōu)先選用馬3井進行側鉆，向西探索高部位含油砂組邊界及產(chǎn)能，恢復儲量控制。預計可鉆遇2 套含油砂組，厚度為8 m，若實施成功則可向西部上升盤及南部低部位探索砂組邊界，并進一步完善注采井網(wǎng)。

4 結論

1）聲波時差和電阻率難以對研究區(qū)內(nèi)砂、泥巖進行有效識別，自然電位和自然伽馬能夠?qū)ρ芯繀^(qū)內(nèi)薄砂巖進行有效識別，自然電位相較于自然伽馬對砂、泥巖識別更加敏感。

2）波形指示模擬通過井震協(xié)同的高頻模擬可同時提高縱、橫向分辨率，反演結果確定性強，通過自然電位曲線模擬生成的反演體分辨率高，能夠分辨1套反射強軸間的多套薄砂巖，預測結果與測井解釋儲層段對應關系良好，能夠預測厚度大于2 m的薄砂巖。

3）構建地層格架模型可在一定程度上消除斷層對反演結果的影響，斷層的存在對貼近斷層位置及下降盤的反演結果存在一定影響。

4）結合儲層預測結果對馬3斷塊戴二段五亞段③砂組平面展布進行了重新認識，并明確了馬3斷層下降盤西部的滾動潛力，認為此砂組在馬3斷層上升盤只有高部位含油，西部巖性邊界在馬5 井與馬5-3井之間，馬3 斷層下降盤為連片含油，其巖性邊界為西部貼近斷層的位置。