一种碎屑岩薄层岩性油藏的预测方法

技术领域

本发明属于石油勘探开发技术领域，具体涉及一种碎屑岩薄层岩性油藏的预测方法。

背景技术

目前陆上石油勘探开发领域随着钻探成熟度的提高，隐蔽性较强的岩性油藏逐渐成为重要的规模增储油藏类型之一。薄层岩性油藏是目前分布较为广泛的隐蔽性油藏类型之一，对该类油藏的预测识别直接影响油气开发效果。

公告号为CN111708100B的中国发明专利公开了一种深部薄层油气储层确定方法，其包括：获取勘探开发区域的钻井岩心沉积微相解释和测井信息；钻井岩心沉积微相解释表征勘探开发区域的岩心对应的沉积地质分层信息，测井信息包括对勘探开发区域进行至少一次垂向测井得到的测井数据；根据钻井岩心沉积微相解释和测井信息，获取勘探开发区域的高分辨率层序地层格架；当高分辨率层序地层格架与预设比对参数匹配时，确定待确定薄层为油气储层；预设比对参数包括油气储层的标志砂体特征。该方法通过建立高分辨率层序地层格架，实现岩心和测井数据的深度挖掘，弥补了地震波向深部传播过程中频率衰减而导致的深部储层划分和预测的不足。

在碎屑岩岩性油藏的勘探中，由于地震资料分辨率低以及薄层砂体预测难的问题，钻探风险及成本普遍较高。实钻结果往往与预测结果偏差较大，会造成原井眼多次侧钻或者直接弃井裸眼完井的情况。因此，岩性油藏含油砂岩体边界的精细预测极为重要，含油砂体边界预测的精准度直接影响着钻探结果的成败。

发明内容

本发明的目的是提供一种碎屑岩薄层岩性油藏的预测方法，以解决碎屑岩薄层岩性油藏识别难度大、岩性边界刻画难，造成钻探效果差的技术问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种碎屑岩薄层岩性油藏的预测方法，包括以下步骤：

(1)根据岩心岩屑资料开展岩性特征分析和砂岩体沉积结构分析，结合砂岩体上下围岩结构特征建立沉积序列，将单井沉积序列标定到测井曲线，分单砂体定性沉积结构与测井曲线形态对应关系；

(2)以小层及单砂体为主要单元，分层系统计表征砂岩段的岩性和电性参数，对砂岩段对应的测井参数量化；

以小层及单砂体为主要单元开展沉积微相分析，交汇砂岩体岩石物理参数区分目标层段砂岩体沉积微相类型，识别出不同沉积微相控制下的薄层砂岩体；

(3)结合区带古地貌、古水流、物源研究资料，横向上开展相同层号单层砂岩体接触关系、连通性研究，实现砂岩体展布方向及延伸长度初次预测；

(4)开展基于沉积约束下的沿层解释，提取地层体切片、振幅属性及波形分类属性，利用沉积微相、沿层解释结果、砂岩展布相互叠加约束的方式修正砂岩体预测形态及延伸长度；

(5)利用砂岩体量化参数开展砂岩体的有效性分析及平面物性展布规律研究，过滤掉无效砂岩体，预测具有储集性能的有效砂岩体展布特征，实现砂岩体预测边界的再次约束；

(6)结合研究区油气富集规律与含油砂岩体的岩电参数，对具备岩性圈闭条件的有效砂岩体进行含油性分析，预测出可能含油的岩性圈闭及面积，实现基于沉积边界约束下的含油砂岩体的预测。

本发明的碎屑岩薄层岩性油藏的预测方法，在确定单砂体展布的宏观边界的基础上，叠合物性边界，预测具有储集性能的有效砂岩体展布范围，最终实现含油砂岩体的预测。该方法具有精细化、有效性、实用性等特点，可实现薄层含油砂岩体岩性边界的精细刻画，为提高该类油藏的钻探成功率提供依据。

优选地，步骤(3)所述初次预测后，开展薄储层相控约束下的地震沉积特征研究，对砂岩体的纵横向变化规律精细预测，修正初次预测结果。该补充修正过程可应用于初次预测成果中不确定是否连通的砂体以及井控程度较低的地区，提高预测准确度。

优选地，步骤(4)中，所述基于沉积约束下的沿层解释是在测井曲线分频处理和地震资料-90度相位子波转换达到井震尺度匹配的基础上开展地震正演去砂试验分析，明确薄储层的地震响应特征后，根据地震沉积学的波形特征差异分析砂体的连通性。利用该方式，对于相同沉积相带内波形连续，反射特征相似的同相轴解释为同一套砂体。

优选地，步骤(5)中，所述有效性分析包括数理统计储层四性关系，明确油层、气层、干层、水层砂岩体的岩性、物性、电性特征，利用直方图交汇确定有效砂岩体的物性下限值。通过该方式量化物性展布边界，较为精细地预测出有效砂岩体的展布范围。

进一步优选地，所述物性下限值包括孔隙度下限值和渗透率下限值。通过孔隙度和渗透率参数可更有效反映单砂体的储集性能。

优选地，步骤(2)中，所述不同沉积微相包括河道主体、河道侧缘、席状砂、河口坝、远砂坝中的一种或多种。利用以上沉积微相可较为全面地实现砂岩体沉积微相展布方向及延伸长度预测。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中SH地区砂岩及其沉积结构要素图；

图3为本发明实施例中SH地区Ⅸ油组单井沉积类型分析图；

图4为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ10小层沉积微相类型分析图；

图5为本发明实施例中SH地区Ⅸ10小层砂体连井对比图；

图6为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ油组沉积相模式图；

图7为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ油组古水流指示图；

图8为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ10小层频谱分解属性地层体切片；

图9为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ10小层沉积微相图；

图10为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ10小层砂岩体展布图；

图11为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ10小层去砂试验分析；

图12为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ油组连井地震剖面图；

图13为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ10小层波形聚类属性图；

图14为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ10小层有效砂岩体分析图；

图15为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ10小层含油砂岩体分析图；

图16为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ10小层有效砂岩体平面分布图；

图17为本发明实施例中SH地区H3Ⅸ10小层含油砂岩体预测图。

具体实施方式

陆上碎屑岩岩性油藏勘探中含油砂体边界预测的精准度直接影响着钻探结果。本发明针对以碎屑岩为储集条件的含油砂体展开的一种基于沉积边界约束的薄层含油砂岩体预测方法。

本发明针对薄层含油砂岩体预测的技术原理为：首先建立砂岩体的岩性与电性关联，再对表征砂岩体及其有效性的电性参数量化，明确砂岩体、含油砂岩体的岩电参数；然后细化单层砂岩体内部沉积结构，分析单层砂岩体的沉积微相特征，分单层对砂岩体的展布方向、延伸长度进行初次预测；同时，开展薄储层相控约束下的地震沉积特征研究，对砂岩体的纵横向变化规律精细预测，修正初次预测结果；之后利用砂岩体量化参数开展砂岩体的有效性分析及平面物性展布规律研究，过滤掉干差层等无效砂岩体，预测具有储集性能的有效砂岩体展布特征，实现砂岩体预测边界的再次约束；最后结合本区油气富集规律与含油砂岩体的岩电参数，对具备岩性圈闭条件的有效砂岩体进行含油性分析，预测出可能含油的岩性圈闭及面积，实现基于沉积边界约束下的含油砂岩体的预测。

本发明的碎屑岩薄层岩性油藏的预测方法，包括以下步骤：

1)砂岩体岩石特征确定

根据岩心岩屑资料开展碎屑沉积物岩性特征分析，依据砂质碎屑组分的含量、粒度及成分成熟度识别出砂岩与泥岩地层。对砂岩地层进行滴酸、荧光干、湿照确定砂岩体的含油性以及孔隙胶结特性。

具体地，矿物砂质碎屑组分指石英、长石、岩屑的百分含量及其颜色、粒径、分选磨圆性、胶结物的泥质含量。

2)砂岩体沉积结构分析

纵向上识别泥岩隔夹层，区分砂岩体组合结构，将相对较厚的砂岩体细分至多个单砂体并标记层号。开展单井岩石相及基本结构要素分析，结合砂岩体上下围岩结构特征建立沉积序列，将单井沉积序列标定到测井曲线，分单砂体定性沉积结构与测井曲线形态对应关系。

其中，沉积结构是指按照沉积旋回展开的砂体内部单砂层构型与层序构型的研究，建立在精细的单砂层对比基础上，针对目标砂体进一步细化地层格架，分点-线-面三个层次的研究。

3)砂岩体岩石物理参数确定

以小层及单砂体为主要单元，对砂岩段对应的测井参数量化。分层系统计表征砂岩段的岩性和物性参数，岩石参数包括砂层厚度、有效储层厚度、泥质含量等；物性参数包括声波、孔隙度、渗透率等。

4)砂岩体沉积类型确定

砂岩体沉积类型确定包括沉积物源分析和岩石相、测井相、剖面相、平面相研究，以小层及单砂体为主要单元开展沉积微相分析，交汇砂岩体岩石物理参数区分目标层段砂岩体沉积微相类型，识别出河道主体、河道侧缘、席状砂、河口坝及远砂坝等微相控制下的薄层砂岩体。

砂岩体岩石相类型分析指建立在岩心段沉积学标志、岩石类型、构造层理特征分析基础上。交汇砂岩体岩石物理参数是通过建立砂岩体ΔSP、ΔGR、ΔAC、ΔRT交汇图版，根据砂岩体所处象限，识别主要微相类别。

5)砂岩体展布方向及延伸长度初次预测

结合区带古地貌、古水流、物源研究资料，横向上开展相同层号单层砂岩体接触关系、连通性研究，找出河道砂岩体、席状砂砂岩体连通性方向及稳定展布方向。将直接接触或连通性好的归为同类砂岩体。反之，稳定性差、相互不通性的砂体归为不同类砂岩体。实现同层号单层砂岩体展布方向及延伸长度的初次预测。

该步骤中，砂岩体沉积微相展布方向及延伸长度预测，是建立在地貌控砂机理研究的基础上，利用宏观物源方向及沉积体模式指导研究区砂岩百分比含量图、沉积相或沉积微相展布图及砂体厚度等值线图的绘制。

6)展布边界约束预测

开展基于沉积约束下的沿层解释，提取地层体切片、振幅属性及波形分类属性。利用沉积微相、沿层解释结果、砂岩展布相互叠加约束的方式修正砂岩体预测形态及延伸长度。

所述基于沉积约束下的沿层解释是在测井曲线分频处理和地震资料-90度相位子波转换达到井震尺度匹配的基础上开展地震正演去砂试验分析，明确薄储层的地震响应特征后，根据地震沉积学的波形特征差异分析砂体的连通性，相同沉积微相内波形反射特征相似、波形连续的同相轴解释为同一套砂体。

7)有效性分析

利用砂岩体的岩性、电性、物性参数开展砂岩体的储集性能综合评价，识别出具备储集条件的有效砂岩体展布范围。数理统计储层四性关系，明确油层、气层、干层、水层砂岩体的岩性、物性、电性特征，利用直方图交汇确定具备油气储集和渗流能力的有效单砂体的岩性、物性和电性下限值。

砂岩体储集性能综合评价主要利用孔隙度、渗透率参数开展储层品质评价，优选出Ⅰ或Ⅱ类储层，界定为具备储集性能的砂岩体，即有效砂岩体。储层四性关系是指岩性、物性、含油性、电性之间的关联性。有效储集单砂体指常规油气藏勘探中具备储集性能的单砂体，有可能是油层、气层或水层。

8)含油砂岩体分布预测

结合研究区沉积、构造特征与油气富集规律，分析有效砂岩体与成藏要素间的匹配关系，识别出砂岩体圈闭。根据砂岩体的储集性能产油能力及电性参数开展含油有效性评价，将含油砂岩体的电性参数标记在圈闭平面图上，预测出含油砂岩体的分布范围。

含油砂岩体体积受圈闭形态、油气充满度影响。该步骤是采用宏观边界与量化经验值相结合的方式修正砂岩体展布边界。具体是建立在圈闭识别的基础上，分析油气运移充注，保存条件以及圈闭的可靠性。

下面结合具体实施例对本发明的实施过程进行详细说明。

本实施例的碎屑岩薄层岩性油藏的预测方法，流程示意图如图1所示，以SH地区为例，具体采用下述步骤：

1)岩性岩相分析初步确定岩石相和基本结构要素。首先对SH地区取心井和具有岩屑录井资料的钻井研究，观察岩石的颜色、成分、结构，识别出沉积构造、初步确定岩石相及基本结构要素，如图2所示。

2)沉积结构分析：对SH地区取心井的砂岩及其围岩组合进行研究，建立砂岩、砂岩-泥岩、砂岩-砂岩组合相对应的测井曲线特征，明确岩性组合与各类沉积微相所具有的测井相特征，实现岩性结构、沉积微相与测井相的统一。对非取心段及非取心井，类比取心井录井综合剖面图与砂体成因类型，结合测井相图版及岩屑资料，进行单井岩石相及基本结构要素分析，具体如图3所示。

3)砂岩体沉积类型确定：分单井分层段统计表征砂岩段的岩性和电性参数，对砂岩段对应的测井参数量化，根据SH地区取心井岩心分析，纵向上岩性变化不大，主要以粉、细砂岩为主，储层孔隙度10-27％，渗透率10-360×10

4)细分单砂体，纵向追踪其稳定展布方向。对SH地区H3Ⅸ10小层开展砂岩体沉积结构分析，纵向识别泥岩隔夹层，将H3Ⅸ10小层细分出3套单砂体并标记层号为H3Ⅸ10

5)平面展布方向及延伸长度模糊预测。结合SH地区H3Ⅸ油组古地貌、古水流、物源研究资料，横向上开展相同层号砂岩体接触关系、连通性研究，找出河道砂岩体、席状砂砂岩体连通性方向及稳定展布方向，落实单层砂岩体平面展布特征，将砂体连井稳定连通方向及物源方向确定为砂岩体延展方向。

具体地，H3Ⅸ油组沉积相模式图、古水流指示图、H3Ⅸ10小层频谱分解属性地层体切片、H3Ⅸ10小层沉积微相图、H3Ⅸ10小层砂岩体展布图分别如图6、图7、图8、图9、图10所示。

6)连通修正及井间预测。将细分后的H3Ⅸ10小层目标层段砂岩体标定在地震同向轴上，根据标定结果，开展基于沉积约束下的沿层解释，在测井曲线分频处理和地震资料-90度相位子波转换达到井震尺度匹配的基础上开展地震正演去砂试验分析，建立单井地震响应特征与目的层砂岩体沉积序列的对应关系，根据地震波形特征差异分析砂体的连通性，相同沉积微相内波形特征相似、波形连续的同相轴解释为连通砂体，波形特征差异较大或出现空白反射时结合井上储层特征分析其连通性或储层变化点。在手动完成三维立体层位解释的基础上，沿解释层位提取地层体切片、振幅属性及波形分类属性，利用沉积微相、沿层解释结果、砂岩展布相互叠加约束的方式修正砂岩体预测形态及延伸长度。

具体地，H3Ⅸ10小层去砂试验分析、H3Ⅸ油组连井地震剖面图、H3Ⅸ10小层波形聚类属性图分别如图11、图12、图13所示。

7)含油单砂体有效性分析。根据SH地区H3Ⅸ10小层砂岩体的产油能力及电性参数开展砂岩体储集条件有效性评价，统计相同层号砂岩体的孔隙度、渗透率、岩性、电性参数，交汇分析明确油层、气层、干层、水层砂岩体的岩性、物性、电性特征，确定有效含油砂岩下限。

根据储层流体与砂岩体岩性、物性、电性参数交汇结果，SH地区含油砂岩体的下限为岩性粉(细)砂岩及以上，孔隙度≥8％，渗透率≥12MD，油气显示荧光及以上，电阻率≥29欧姆·米。根据产油能力与孔隙度、渗透率、有效厚度交汇分析，含油砂体产能与储层孔隙度和有效厚度相对正相关，含油砂岩体的下限有效厚度≥1.65m，孔隙度≥10％，渗透率≥49MD，见图14、图15。

8)含油砂岩体的分布范围预测。结合研究区油气富集规律与含油砂岩体的岩电参数，对具备岩性圈闭条件的有效砂岩体进行含油性分析，将概率值大于30％区域预测为有效含油砂岩体的分布范围，预测出可能含油的岩性圈闭及面积，实现基于沉积边界约束下的含油砂岩体的预测，见图16、图17。

通过前期勘探及开发，本发明实施应用于SH地区已取得较好成效，共落实H

通过上述说明可知，本发明的方法具有精细化、有效性、实用性等特点，可推广应用于相同地质条件下的油气勘探开发中，具有良好的社会和经济价值。