《精编》胜利油田开发技术座谈会相关材料

一、前言 临盘油区位于济阳坳陷惠民凹陷西部,包括临邑洼陷带、惠民中央隆起带和惠民南斜坡三个次级构造单元,勘探开发面积3100平方千米。

临盘油区内断裂系统异常复杂,受多期构造运动、区域走滑和伸展应力机制的共同作用,断裂活动频繁,断层大量发育。初步统计,临盘油区四级以上的断层有200余条,加上五、六级断层达700余条。在中央隆起带上,每平方千米断层达3条之多,平均单井钻遇断点3个,多则达7个以上。

图1-1临邑洼陷沙三段构造图 凹陷主体主要受近东西向断层控制,在断块活动过程中还大量形成了北东向断层,根据断层平面展布和组合特征,可分为帚状断裂系、棋盘格式断裂系、平行断裂系等三种形式。

区内断层剖面组合形态也复杂多样,主要有马尾状、羽状、阶梯状、卷心菜状和“y”字形等多种形式。

受多期构造运动的影响,断裂体系具有多期性和继承性。断裂大小不一,具有明显的级序性,根据断层的规模和对构造、沉积及油气的控制作用,将断层划分为六级。一、二断层主要为控凹(或洼)断层,三、四断层主要为控带或控块断层,五、六级断层则起复杂构造形态和油水关系的作用。

临盘油区断裂体系不仅控制了断块的成藏的过程,还控制了断块油藏的复杂程度,油区已探明的储量中,断块油藏储量占94。在已开发的416个含油断块中,含油面积小于0.2 km2断块217个,大于1.0km2的断块仅46个,平均断块含油面积为0.29 km2。

因此在临盘油区对断裂系统的刻画描述不但关系着勘探工作的成败,而且严重影响着开发效果,它始终是地质工作的中心任务之一。

二、精细刻画断裂系统的做法 临盘采油厂从实际地质情况出发,在长期工作中总结了一些刻画断裂系统的做法。其内容主要是以三维地震为载体,以DISCOVERY一体化描述平台为手段,充分利用钻井、测井、生产动态资料,通过精细三维地震解释、成因演化研究、生产动态分析来刻画断裂系统,主要分六个环节(见图2-1)。

1、提高三维地震资料品质是前提 三维地震资料是刻画断裂系统的载体,其品质的好坏直接影响了断层、断块描述的精度,尤其是低序级断层的识别精度。临盘油区自1986年部署田家、临邑两片三维地震以来,截止目前共有一次采集处理三维地震资料18片,总面积2780平方千米。这些资料在油田勘探开发中发挥了巨大的作用,但随着勘探开发工作的深入,对地震资料的精度要求越来越高,采集时间早、精度差、处理效果不理想、“贴邮票”式的三维资料已不再适应勘探开发新形势的需要。

图2-1刻画断裂系统的流程图 在分公司和上级主管部门的支持下,临盘油区千方百计地不断改善地震资料品质。采用的方式主要有连片处理、目标处理和高精度二次采集处理,地震资料的改善极大地提高了断裂系统和低序级断层的刻画精度。

(1)惠民大连片处理 对临盘地区17块三维进行的惠民大连片目标处理,消除了单个三维的边界效应,对于落实全区断裂系统和构造形态以及区域性沉积研究等非常方便,整体反射轴清晰、统一,四级以上断层断点可靠性高,横向可追踪性较好,能满足大中断块的构造解释需要。

(2)目标处理 在临盘地区,针对特殊区块、特别目的层系开展了目标处理工作,目前共有目标处理资料9片,目标针对性强,处理品质较好,针对特定地质目标能够达到较好的使用效果。如临南三维目标处理资料,各反射标准层的波组特征突出,连续性好,断点、断面清楚。再如江家店目标处理资料,分辨率明显提高,小断层易于识别。

(3)高精度采集处理 1999年以来,采用高分辨率施工方式采集了田家三维和盘河三维,经过高分辨率的目标处理,资料的品质获得了新的突破。田家高精度资料在2秒左右预定目的层位频率达到80HZ。从实际处理剖面与老剖面对比来看,高分辨率处理的剖面无论在信噪比、分辨率、地震动力学特征、构造断面成像等方面都有了明显的改善和提高。盘河高精度三维地震资料出站,沙三段以上地震资料获得了与田家三维类似的改善, “金三角”地区沙四段较老资料有所改善,表现在地震反射较以前丰富,连续性增强,但缺点是断层依旧不清晰,断点不干脆,多解性强。

图2-2田家三维新老剖面对比图 2、深化断裂成因演化认识是基础 断裂的成因演化从根本上决定了断裂体系的格局,因此描述断裂系统时,首先要对区域构造背景、成因机制和演化特征进行分析,形成断裂活动期次、主次关系、组合样式以及断裂切割继承关系等地质认识,在地质认识的指导下去合理解释组合断层,达到精细解释的目的。举例如下。

(1)在断裂系统的成因演化、组合样式认识的指导下进行三维地震解释。

如盘河金三角地区位于惠民中央隆起带西段,主要目的层为沙四段红色砂泥岩地层,油源充足,成藏有利,俗称为“金三角”。但该区地震资料较差,长期阻碍了勘探工作的发展,2006年盘河高精度三维地震资料出站,“金三角”地区的内幕较老资料有所改善,表现在地震反射较以前丰富,连续性增强,但缺点一是无稳定反射标准层,波组不清;
二是断点依旧不清晰,多解性强。

在对该区进行断层解释时面临很多问题,包括断层的倾向怎样、发育程度如何、同临邑大断裂及北部较清楚的断裂有何关系、是怎样的组合样式等等,这些是在确定解释方案时需要解决的问题。在这种情况下,主要开展了两项工作一是浏览整个数据体,从中挑选相对清楚的剖面进行了断层解释。二是以挑选的剖面作为骨干剖面进行了构造演化成因研究。

从构造演化看,沙四段沉积期,临邑大断层并未活动,而北部的陵县郑店大断裂强烈活动,不但控制了沙四段巨厚的砂泥岩沉积(厚度达3000米),形成北断南超的箕状洼陷,而且受其牵引,形成了盘河背斜构造,在盘河构造发育了花状断裂体系。沙三晚期东营期,陵县郑店断层活动减弱,而临邑大断层开始发育并强烈活动,早期形成的沙四段花状构造被临邑大断层切割。从构造演化,可以获得两个认识,一是主要目的层沙四段构造呈现为花状断裂体系,盘河金三角位于花状断裂体系的南翼,以发育大量的北掉断层为主;
二是临邑大断层只不过后期将花状断裂体系进行了切割,同花状断裂的形成并无成因上的联系。

图2-3盘河地区断裂演化示意图 图2-4金三角地区断裂解释示意图 以上认识基本确定了总体解释方案,即在“金三角”内部、临邑大断层断面下,发育了一系列北掉断层。在三维地震解释中,正是带着这种认识,克服地震资料断层不清晰的困难,反复琢磨,仔细推敲,最终完成断裂系统图和构造图。从断裂系统看,该区主要发育五条北东东走向的反向断层,每一条反向断层形成一个反向屋脊带,钻井证实,每一反向屋脊带均形成一个油气聚集带,多口滚动井钻遇百余米的油层,该区块基本探明储量700万吨,2008年上报探明储量433万吨。

(2)通过理顺断层主次关系合理解释组合断裂系统。

以夏口断裂带田口地区为例,该区主要发育两组走向的断裂,一组为近东西向,发育密集,数量较多;
另一组为北西向,数量少。在地震剖面上,近东西向断层,特征明显,容易解释,而北西向断层因东西向断层的密集发育,不仅难以识别,更难卡准断点位置。这样在多次地震解释中,均以解释东西向断层为主,而对北东向断层仅作局部处理。其结果是北西断层在构造图上表现为断断续续,断层组合凌乱,主次不分。

在这种情况下,对断层主次关系进行了分析,重新组合了断裂系统。从区域分析看,夏口断层为二级断层;
北西向断层为三级断裂,在该区东部的双丰地区发育有双丰断层,本区的北西向断层应连为一条,它在断层级别、发育特征上与双丰断层一致,三级断层对沉积具有明显的控制;
近东西向断层为四级断层,它们均搭接在北西向断层,四级断层对沉积的控制作用不明显。这样本区的断块分布规律也较明确了,即多条东西向与一条北西断层相交,形成了多个墙角型断块。根据这种认识,又发现了夏53-斜51、夏53-斜53等高产富集块。

图2-5田口地区新旧断裂系统对比图 3、扎实的地层、断层对比是关键 如前所述,中央隆起带每口井钻遇断点3个,多的达7个以上,即使有些井未钻遇断层,钻井分层也对井间断层的研究至关重要,另外用1200的测井资料研究断层比地震资料描述断层的精度要高,所以把层位对比清、把断点对比准是刻画断裂系统基础而关键的环节。

在临盘油区勘探开发过程中,主要进行三个级别的地层对比,即层段、砂层组和小层对比,无论哪个级别的地层对比都遵循着等时性的原则。根据临邑湖盆水体反复振荡多旋回式充填的地层发育特征,较为科学和实用的地层对比方法是在标准层、标志层的控制下进行逐级旋回对比,但具体应用起来,又因不同沉积类型、不同沉积规律各异。

如对河流相沉积来说,在每一期河流发育末期,往往伴随着洪水泛滥,在洪水泛滥期形成的静水泥岩,受垂向加积作用控制,不但平面分布稳定,而且代表着沉积等时面,可作为地层对比标志,利用这种对比标志,并结合河流相沉积韵律特征,可以较准确地对比地层。对三角洲沉积来说,以水进期形成的湖相泥岩、页岩为标志,进行多级旋回对比,可以较准确地对比地层。

有时地层对比难度比较大,如盘40区块沙四段地层,其对比难度主要表现在三方面一是地层纵向无明显变化特征,1000余米地层全为红色砂泥岩地层;
二是砂岩极为发育(砂地比达70),标志层很少;
三是断层多,很多钻井剖面不全。针对这种情况,我们首先进行沉积相分析,其沉积类型以较大型的辫状河冲积扇为主,砂体一般具有旋回性,这种旋回性在空间上有一定的分布范围,旋回法是主要采用的对比方法,但由于缺少标志层控制,在对比时采用旋回组合特征进行控制,保证落实可靠。通过反复揣摩、精细对比,划分了砂组、小层,并落实了断点、断距,在十余口井中,6口井在目的层段钻遇断层 ,其中一口井钻遇三个断层。该对比方案经20多口产能井证实是比较准确的。

图2-6盘40-80断块地层、断点对比图 在实际地层对比工作中,小于十米的断层与地层正常相变常常难以区分, 在这种情况下应与沉积相研究紧密结合,具体有以下几种常见情况。

如小断层出现在标准层和标志中间,可用“数韵律”或“厚度突变法“对比断层,这种情况可落实大于3米的断层。

如小断层出现在砂体中间,可进行多井对比,做出砂体沉积相图,砂体正常尖灭或减薄往往具有规律性,断层造成的缺失,往往仅在单井发生,具有突然性。

另外,根据勘探开发工作的需要,目前钻的定向井比较多,有些井靠近断面太近,有时也会出现钻井从断层上升盘钻至下降盘,造成地层出现重复的情况,这在刻画断层时一定要对比清楚。如Q104-x201井,该井造斜后,斜度不断增大(井斜角达到51),由于离断面太近,从断层的上升盘钻到下降盘,沙四上段二、三、四砂组地层出现重复。还有更复杂的情况,如Q104-斜205井,该井两次穿过同一条断层,第一次由于钻井增斜穿过断层,使沙三段地层重复130米,第二次由于降斜穿过断层,使沙四段地层发生缺失。

总之,无论情况如何复杂,地层对比一定要扎实,既要落实断点、断距,又要分清层位,这是刻画断裂系统关键。

图2-7钻井两次穿过断面地层重复和缺失的情况示意图 4、精细三维地震解释是核心 临盘采油厂目前应用的是Discovery油藏描述一体化地震解释软件,在地震解释前要做好两项基础工作。

第一,建立完备、准确的Discovery数据平台 为了能够精、细、准地刻画断裂系统,在基础资料建设方面,我们始终强调原始数据的准确性、完备性、系统性,在Discovery系统下主要形成五项基础数据库。

地震数据一个工区如有多套地震数据体,全部加载上去,以在解释时进行优选或者相互印证参考

钻井工程数据包括井位坐标、井斜测量数据等。

地质分层数据包括准确的地层分层数据、断层数据等。

测井数据包括原始测井数据、解释数据、油层数据等。

油水井生产数据包括射孔井段、生产动态情况等。

第二,进行准确的时深转换 时深转换是精细地震解释的基础,时深转换是否准确直接影响到断裂描述的精度。

临盘和其他油区一样,主要采用合成记录和VSP两种方法进行时深转换。合成记录标定选井至关重要,主要采