中深层隐蔽油藏滚动开发技术——以胜坨油田坨区块沙二段岩性油藏为例
胜坨油田沙河街组三段下亚段至沙河街组二段下亚段沉积时期，生储盖条件十分有利，容易形成岩性油气藏。随着勘探程度的不断提高，新区的产能建设也将面向中深层岩性油藏或一些特殊岩性油藏。从沉积模型确定、滚动追踪、测井约束反演、多手段方案优化等方面，对油气田地下地质和开发方案的编制提出了新的要求，特别是地震储层预测技术在开发阶段的应用，使中深层岩性油气藏的开发成为可能。以坨142区块滚动开发为例，详细阐述了滚动跟踪、测井约束反演和相控油藏描述的成功应用。针对中深层隐蔽油气藏的复杂性，总结出一套完整的滚动开发技术。
滚动跟踪测井；约束反演；相控储层；中深层隐蔽油藏描述
一.概述
目前，胜坨油田主体已进入特高含水期，处于产量递减阶段。通过多轮精细油藏描述，发现主力油组剩余油分散，开采技术要求高，仅靠挖潜稳产难度很大。胜坨油田位于复式油气聚集带，油气资源丰富，油气藏类型多样。沙河街组三段至沙河街组下亚段沉积时期，陈家庄凸起北部和东营三角洲前缘东部沉积的冲积扇、水下扇和浊积扇形成了各种砂岩岩性油气藏。随着勘探程度和勘探技术的提高，寻找这类隐蔽油气藏已成为增储稳产的重要目标。新区产能建设也将面向中深层岩性油藏或一些特殊岩性油藏。胜坨油田开发初期已有部分井钻遇中深层隐蔽油气藏，但由于受勘探程度和开发技术的制约，一直未能形成规模。地震储层预测技术在开发阶段的应用，使中深层岩性油藏的快速开发成为可能。
“八五”以来，地震储层预测技术在我国的应用发展很快，应用效果也很显著。其中，测井约束地震反演技术代表了地震储层预测技术的发展趋势。近年来，为了优化复杂岩性油藏的开发部署，提高开发效果和经济效益，开发地震界开展了高精度地震储层预测研究。对于浅层岩性油藏(深度小于2000米)，地震储层预测精度高。在1约束井/km2的条件下，地震储层预测的深度误差一般小于5m，厚度误差一般小于3m。对于中深层储层，地震储层预测精度相对较差，但及时跟踪和滚动布井对复杂岩性储层的开发仍有很好的指导作用。
胜坨油田胜三区沙二段15砂组为三角洲前缘亚相河口坝沉积。1999年，解释该区三维资料时发现了沙河街组二段15砂组。从沙二段加密井1 ~ 7中，选择砂体有利位置的第一口关键井3-4-216继续钻探，并在沙二段151中钻探。之后利用该井资料进行了第一次测井约束反演，部署了第二批重点井坨142-1(取心)和坨142-2，均钻遇沙二段15砂组，获得工业油流，开启了坨142区块滚动开发。
坨142沙河街组二段15砂组地层厚度约为150m，其上部储层发育。坨142井区构造简单，东北部有一断层，西部和南部为岩性尖灭。为向东南倾斜的单斜构造，倾角陡约8°，埋深2580。滚动开发后，该区块探明含油面积2.3km2，地质储量560×104t。
第二，精细地质综合研究建立了地质概念模型
1.沉积相确定
坨142砂体夹暗色泥岩。通过岩心观察、薄片鉴定和区域沉积资料，认为该砂体属于三角洲前缘亚相的河口砂坝，物源来自东北。砂体平面呈指状，向湖中心增厚分叉。
(1)岩石特征
根据托142-1井的粒度数据，岩石类型应为粉细砂岩，平均粒度中值为0.13mm，最大粒度中值为0.245mm，最小粒度中值为0.062mm；泥质含量6.2%，分选系数1.67，分选中等。
铸体薄片分析表明，砂岩中应时平均含量为43%，长石为27%，岩屑为25%。岩石类型为长石岩屑砂岩，次棱角状圆形，点线胶结，反映砂岩成分和结构成熟度中等。
(2)沉积构造和生物化石
该砂体核部的水平层理、波状交错层理和泥岩互层反映了三角洲前缘远砂坝的沉积特征。碳质夹层反映了静水中的齿间湾沉积，蜗牛化石的出现证实了三角洲平原齿间湾的存在。
(3)概率曲线和C-M图
砂体的S形C-M图和其中RS段的发育显示了不随深度变化的完全悬浮输导方式(图1)。图2反映了牵引电流的概率分布。
2.地震相模型
地震相是指具有一定分布范围的地震反射单元。其反射结构、几何形态、振幅、频率、连续性、层速度等地震反射参数与相邻单元不同。对于沉积体，地震相可以理解为地震反射剖面上沉积相主要特征的总和。经过沉积相的精细研究，与地震反射剖面的主要特征反复对比，认为坨142区块的楔形地震反射特征符合三角洲前缘亚相的河口砂坝。
3.电相位模式
沙河街组二段15砂组1砂体储层岩性主要为粉砂岩，岩性组合为反韵律。自然电位曲线主要为漏斗形，少数为箱形。沙河街组二段15砂体储层顶部自然电位呈钟形，岩性组合为正韵律。中下部以漏斗状为主，岩性以粉砂岩夹细砂为主。岩性组合应该是以反韵律为主的复合韵律。
图1坨142-1井沙二段15砂组样品C-M图
图2坨142-1井沙二段15砂组样品粒度概率分布图。
根据上述特征相标志，可以确定沉积相类型；结合沉积相模型，将其应用于测井约束反演的解释过程中，保证了解释结果的合理性和可信度。
3.利用测井约束反演技术处理三维地震数据。
测井约束地震反演是一种基于模型的波阻抗反演技术。该方法利用测井资料，以地震解释层位为控制，从井点外推插值，形成初始波阻抗模型；然后利用* * *轭梯度法不断更新初始波阻抗模型，使模型的合成记录最接近实际地震记录，得到的波阻抗模型就是反演结果。
1.测井约束反演的可行性分析
坨142砂体为三角洲前缘河口坝沉积的储层。储层速度3550m/s，密度2.26g/m3，泥岩速度2990m/s，密度2.42g/m3。两者阻抗差为787g/(m2·s)。坨142砂体埋深约2700m，单砂体平均厚度大于12m。在围岩足够厚的情况下，该区地震资料在2700米深度可分辨的最小砂体厚度只有12米，测井约束反演难度较大。
目前，深层地震储层预测技术在油田开发中的应用仍处于探索阶段。为了提高预测精度，有效指导该区开发部署，特别是确认测井约束反演的可行性，正演模型验证了地震同相轴的反射是砂体的反射，证实了坨142砂体的存在。
2.滚动跟踪测井参数的合理选择和约束反演。
坨142砂体自上而下分为五个独立的砂体* * *即沙二段15砂组1 ~ 5砂体。15152砂体厚度和分布规模较大，对地震剖面有较好的响应，而152砂体分布规模较大。通过反演处理，只预测了151和152砂体的边界、形态和厚度变化。
在预测过程中，以实际资料为基础，精心制作合成地震记录，并通过实井加密优化参数，使反演结果更真实地反映地下地质情况。
由于该区块储层预测的地震地质条件较差，预测精度不高。为了有效指导井位部署，对坨142区块进行了6次滚动追踪反演。根据第一次反演的结果，部署了第一批重点井。钻开后发现砂体厚度与预测结果有出入，于是增加新井进行第二次反演。出于同样的原因，第三次反演增加了新井。根据第三次油藏预测结果，结合地质和油藏工作，编制并通过了年产能10.2×104t的方案。
方案实施过程中，对井进行随钻跟踪，不仅用反演剖面指导钻井，而且用钻井资料调整反演情况，使下一步反演更切合实际。方案井实施后，钻井成功率为100%。其中，有9口井钻遇沙二段15砂组砂体，平均有效厚度为4m，有16口井钻遇沙二段15砂组砂体，平均有效厚度为12.7m。
利用方案实施后的钻井资料对坨142区块进行了第四次反演，扩大了砂体面积，重新编图。结合地质和油藏工程的新认识，增加石油地质储量193×104t。
第五、六次反演后，再次扩大砂体面积，增加石油地质储量442×104t，编制出年产能14.1×104t的扩边方案。
3.测井约束反演的精度分析
第四约束反演在中深层储层的应用取得了良好的效果，但也存在一些问题。对于垂向上层厚、相变快、横向速度变化明显的储层，反演后不显示，但上下储层都显示。如何正确建立反映地层变化的初始波阻抗模型，以及如何给予适当的约束，需要进一步的研究工作。胜北断层附近的储层在反演剖面上为空白，说明地震资料的信噪比受断层影响较大。
表1测井约束反演预测精度表
从表1可以看出，厚度小于12m和大于8m的储层反演结果显示顶界面清晰，但厚度确定不理想，说明中深层纵向分辨率在12m以上。实践证明，测井约束反演在胜坨中深层储层预测中的应用是成功的，但也存在中深层地震资料信噪比和分辨率下降的问题。
第四，相控储层解释技术在中深层储层预测中的应用。
中深层隐蔽油气藏相控储层解释技术是地震储层预测技术中最重要的环节。其目的是利用已建立的油气藏沉积模型和地震相模型，完成地震相和沉积相的相互转换和相互验证，然后利用测井约束反演后的地震剖面对储层进行描述和预测。由于地震相和沉积相之间相互转化、相互印证的过程是一个近似抽象的过程，其成功与否取决于地质学家的经验和由于地震相的多解性，特别是地震分辨率、构造假象和地震速度陷阱的限制而产生的各种数据的可信度。因此，以钻井、测井、地层、地球化学等资料为基础，在确定隐蔽油气藏沉积相的基础上，建立岩心相、测井相和地震相的对应关系，以克服地震相的多重性，提高隐蔽油气藏预测和描述的准确性。遵循这一原则，相控储层解释技术应做到地震与地质相结合、宏观与微观相结合、定性与定量相结合。利用前人建立的沉积相模型，对具有相同(相似)成因的油气藏建立相同(相似)地震相模型，利用测井约束反演后的剖面进行描述和预测。
1.相控储层解释技术的建议
胜北断层附近的储层在反演剖面上是空白的，首先解释为一个孤立的楔形砂体，与断层之间有200 ~ 300 m的间隙，与地质学家心目中的三角洲前缘亚相河口坝相模式不同。确定沉积相后，在河口坝边缘方向和断层附近的空白区部署了一口滚动井。钻遇沙河街组二段15砂组90余米。
图3相控储层预测技术流程
2.相控储层解释技术流程
以钻井、测井、地层、地球化学等资料为基础，在确定隐蔽油气藏沉积相的基础上，建立岩心相、测井相和地震相之间的对应关系，克服单纯利用地震相的模糊性，提高隐蔽油气藏预测和描述的准确性。之后，反演结果经过正演验证后才能应用于储层的定量描述(图3)。
五、选择参数优化方案设计。
油藏工程参数的优化直接关系到开发方案的合理编制和实施。因此，应采用多种方法进行优化，通过类比法、经验公式法和相似水库数值模拟法合理确定同一水库的工程参数，确保水库的合理开发利用。
1.动态分析和理解发展
目前，坨142区块已钻井37口，投产29口。初期平均单井产油31.3t/d，截止2000年5月1，平均单井产油25.7t/d，平均动液面1049.0m，累计产油22。通过对29口试生产井的动态资料分析，对该油藏有以下认识:①油井初期产量高，但递减快；②油藏边底水能量不足；③该区块无水采油期较长。
2.开发模式和挖掘模式
由于水库边缘和底部缺乏水能，自然能量主要是水库的弹性能量。数学模型计算的坨142区块弹性采收率仅为6.1%，由于天然能源开采，弹性采收率较低。与注水开发相比，采油速度可提高30%。因此，从提高采收率和经济效益来看，注水开发是一种更适合该区块的开发方式。
3.注水时机的优化
为了最大限度地利用地层能量，选择合理的注水时机非常重要。利用数学模型优化，结合生产压差和邻区分析，得出油井含水后要维持稳定生产，生产压差要放大，地层压力不能保持太低。借鉴坨7块11和12砂体在注水前地层总压力降至7MPa的经验，坨142块在地层总压力降至7MPa时，即地层压力保持在20MPa左右作为注水开发的地层压力水平，初步选定坨142块进行注水。
目前，坨142区块地层压力已接近其应保持的水平，油井产量有较大程度的下降。该区块油井平均动液面低于1000m，说明边水能量供应不足，应按原设计及时注入补充地层能量。
4.发展系列
根据地层划分组合的一般原则，要保证地层具有一定的油层厚度、地质储量和产能，且层内油层物性和含油性差异不大，层间有稳定的隔层和夹层，以主层为主要对象，兼顾次层。坨142区块主力砂体为沙二段152砂体，沙二段151、153、154+5砂体有一定储量，但规模较小。根据油藏地质和油藏工程综合研究，该储层具有以下特点:①砂体之间有稳定的隔层；②各砂体产能高；③每个砂体都有独立的油水系统；④砂体间原油性质存在一定差异；⑤有一定的物质条件。沙河街组151砂体储量为49×104t，沙河街组152砂体储量为584×104t，沙河街组153砂体储量为195×。
因此，该区块具备分层开采的条件。根据上述原则，结合实际情况，将本区块划分为三套地层进行开采:沙河街组151-2砂体、沙河街组153砂体、沙河街组154+5砂体。
5.井网和井距
随着井网的加密，油田的最终采收率和可采储量增加。但井网加密到一定程度后，可采储量增加带来的新增产值会小于增加的投资。因此，合理的井网密度是加密井网增加后的新增产值等于投资额时的井网密度。
根据上述思路，坨142区块三套层合理井网密度计算结果如下:沙二段151 ~ 2砂体，井网密度7.68口/m2，总井数44口，井距315m；；沙河街组二段153砂体，井网密度5.65口/m2，总井数12口，井距360米；沙河街组二段154+5，井网密度3.27口/m2，共8口井，井距490m..
6.生产能力的确定
(1)直井产能确定
根据试采井资料，该油井生产压差为3.7 ~ 7.7 MPa，相邻坨7区块实际生产压差为2.7 ~ 2.8 MPa。由于该区块渗透率等物性比坨7区块差，坨142区块生产压差为4MPa。根据生产测试资料分析，采油指数为1.97 ~ 18.34t/(d·MPa)，每米采油指数应为0.179 ~ 1.22t/(d·MPa)，平均采油指数为6.447t/(d·MPa)。
考虑到油藏需要分层开采，每米采油指数要分层计算，沙二段151、152、153砂体采油指数分别为0.75、0.52、0.47、0.56t/(d·MPa)。
根据确定的生产压差和水稻生产指数，计算四个砂体的初始单井产能。沙二段151砂体10t/d，沙二段152砂体20t/d，沙二段153砂体20t/d，沙二段154+5砂体10t/d。
(2)水平井产能的确定
由于该区块沙二段153和155砂体具有底水，如果采用水平井开采，可以有效抑制底水锥进，控制含水上升，提高经济效益。根据目前的水平井筛选标准，该区块沙河街组二段151、152、153、154+5砂体均满足水平井生产标准。因为沙二段152砂体井网基本完善，沙二段砂体152。
水平井初始产能应根据静态参数确定，采用水平井单井产能经验计算公式。经计算，产油指数为33t/(d MPa)，考虑边底水的影响，生产压差不宜过高。如果取值为1.5MPa，则水平井产能为49.5t/d，取值为40.0t/d..
7.方案部署和指标汇总
根据实际情况，本区块整体部署开发采用胜坨油田常用的七点井网。总部署井数65口，油井47口，其中老井19口，新井28口(水平井4口)。前三年年产能为23.5× 104t。10年后采收率20.12%，含水率85.2%。
不及物动词结束语
隐蔽油气藏滚动开发技术是作者对胜坨油田中深层隐蔽油气藏开发方案的总结。通过对坨142区块沙二段15砂岩岩性油藏滚动开发的研究，为类似油藏的滚动开发提供了成功的经验。对于中深层隐蔽油气藏的滚动开发，测井约束反演的预测精度相对较差。只有及时跟踪滚动布井，才能对复杂岩性油藏的开发起到良好的指导作用。