一种实用的砂体含油性预测方法

张鹏飞，高永进，杨培杰，吴克峰，张丽，王文彬

（中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东 东营257015）

0 引言

含油砂体是多个地质要素在多种地质过程的综合作用下形成的一种复杂地质体。前人研究表明，砂体能否成藏，受控于多种地质因素，例如沉积相带［1-11］、储层物性［12-16］、储层孔隙结构［17］、储层非均质性［18-19］、排烃强度［20-22］、盖层厚度、圈闭距排烃中心的距离、圈闭位置的流体势［23-24］等。

李丕龙等［25］和王永诗［26］提出了油气成藏的“相”“势”耦合理论，将上述的一系列砂体含油性控制因素归结为“相”和“势”2 个方面。该理论认为，流体势的大小与沉积相带的耦合决定了储层含油性，即流体势越大，储层物性越好，含油性越好。

对砂体含油性的预测，前人做了大量统计分析和研究工作，按照预测的思路和技术方法不同，可分为3大类，分别为地球物理方法、地质定性对比和地质定量预测方法。

地球物理方法主要基于地震资料的含油气检测技术［27-30］。前人分析认为，与储层中含油气异常有关的地震属性包括瞬时相位、反射强度中值滤波能量、平均振动能量等近30 种［27］。在实际操作中，还须针对敏感属性进行优选。由于地震资料分辨率有限，且对地震资料品质的要求较高，该方法在砂体含油性预测实践中运用较少。

地质定性对比方法主要从与砂体成藏相关的几个因素出发，通过综合对比分析，对不同地区、不同类型的砂体含油性进行定性判断和预测。如陈秀艳等［31］从距油源远近、砂体物性、圈闭条件等3 个方面对三角洲-浊积岩体系中发育的几种岩性体进行对比，认为滑塌浊积扇和部分远源浊积岩的含油性要优于坡移堆积体和水下碎屑流。

在含油性地质定量预测方面，前人针对不同地区、不同圈闭类型做过很多研究工作［32-34］。比较具有代表性的如张俊等［33］将含油性控制因素归结为生排烃、储集、运聚和保存4 个子系统，对砂体埋深、沉积微相等13 个地质参数进行定量统计或赋值。

在此基础上，通过多元线性回归，分别建立了孤立砂体及断层沟通砂体的油气充满度预测公式。该成果从岩性油藏的形成机理入手，选择了主控因素进行量化，对含油性进行定量预测，其思路清晰、方法合理、推导缜密，可作为研究范本。但该方法涉及的地质参数多、过程复杂，在油田实际生产部署中可操作性差，很难推广应用。

本文紧贴油田生产实际，选择与砂体含油性紧密相关的少量参数进行定量统计、回归运算，探索了1 套易于掌握、操作简便的含油性定量预测方法，对油田生产部署具有一定的指导作用。

1 地质背景与技术思路

东营凹陷洼陷带是断陷盆地发展过程中长期持续沉降形成的低洼构造单元。沙河街组三段中亚段（以下简称沙三中） 沉积时期洼陷带主要发育来自东南部的东营三角洲-浊积岩沉积体系。浊积砂体广泛发育，纵向上相互叠置，横向上连片分布。实钻资料证实，浊积砂体含油性差异非常大，纵向上单井钻遇相邻的多套砂体，虽然成藏条件基本一致，但油水间互现象非常普遍，横向上距离很近的井所钻遇的砂体含油性同样差别很大。

针对这一问题，本文从典型油藏及失利井解剖出发，结合前人关于浊积岩成藏影响因素的研究成果，明确了研究区浊积岩成藏主控因素，并对其进行量化统计。在此基础上，首先，对各主控因素与砂体含油性进行相关性分析，同时综合考虑方法的合理性和可操作性，对参数进行筛选，最终确定参与回归运算的地质参数；然后，再运用多元线性回归方法，得到砂体含油性的定量预测模型；最后，运用未参与回归运算的样本井数据进行检验，以验证该模型是否可靠。总体预测技术思路如图1所示。

图1 浊积砂体含油性定量预测技术思路

2 浊积砂体识别与参数统计

本文的主要研究对象为东营三角洲-浊积岩体系中的浊积砂体。东营三角洲为我国东部陆相断陷盆地中典型的进积型三角洲，沙三中沉积时期为其发育的鼎盛期，三角洲在不断向前推进过程中，在其前方发育了多期次、叠合连片分布的滑塌浊积岩沉积。

浊积砂体在地震剖面多表现为弱振幅、连续性差的透镜状或蠕虫状反射结构。钻井资料揭示，在大套三角洲前缘砂体的下方，往往发育更早期沉积的多套浊积砂体，表现为夹在深灰色泥岩、油页岩中的孤立状薄层粉细砂岩，自然电位曲线多呈指状特征（见图2）。

典型油藏及失利井解剖证实，研究区浊积砂体含油性受地层压力系数、横向距油源断裂距离、垂向距下伏烃源岩距离等3 个因素控制明显。高地层压力、与油源断层直接沟通或接近、埋深较大、靠近下伏烃源岩的浊积砂体含油性相对更好。

油层平面分布受有效储层展布控制比较明显［35］。借鉴前人含油性影响因素的相关研究成果，最终确定统计的参数包括砂体埋深、砂体厚度、孔隙度（由声波时差计算得出）、地层压力系数（地层测试数据）、距油源断层距离共5 项。

需要说明的是，研究区浊积岩富集层系之下则为沙三下优质烃源岩发育段，埋深较稳定，通常在3 200～3 400 m。因此，可用砂体埋深来近似反映浊积岩距下伏烃源岩的距离。本次研究共统计了82 口井246 个单砂体的1 230 个数据。

图2 三角洲-浊积岩体系沉积模式与浊积砂体单井识别特征

3 参数相关性分析

对上述数据进行相关性分析表明，砂体埋深、地层压力系数与砂体含油性呈明显正相关（见图3）。当砂体埋深达到或超过3 200 m 时，浊积砂体含油概率明显变高，基本为油层或油水同层；当地层压力系数达到1.4 或更高时，基本为油层。

分析还表明，距油源断裂距离、砂体厚度、孔隙度与砂体含油性呈负相关（见图3）。距油源断裂越远，由于油源条件相对变差，因此含油概率越低，这与以往认识的地质规律基本一致。但砂体厚度、孔隙度与砂体含油性呈负相关，这一点违背了一般的地质规律。进一步分析表明，统计方式可能是造成数据具有这一特点的主要原因。研究区砂体厚度较大、物性较好时，往往砂体的充满度反而较低，很多井钻遇该类砂体的低部位，测井解释为含油水层或水层，而统计单元为单井钻遇单砂体；因此，对于这类优质“相”的砂体，含油性的统计结果往往较差。

图3 含油性影响因素相关性分析

4 含油性预测模型拟合与检验

上述统计参数中的地层压力系数来源于地层测试数据。由于研究区目的层系的地层压力变化区间较大，地层压力系数在0.8～2.0，且存在相邻井区压力系数相差较大的现象，因此，在钻探之前，很难对目的层的压力系数作出较为准确的估算。本次研究的主要目的是，在钻井之前，对砂体含油性进行预测，以便优选目标，优先部署钻探。基于此，最终只保留了地层压力系数之外的其他4 项参数进行回归运算。

首先，将测井解释结果或试油结果进行了赋值，赋值标准为水层为0、含油水层为1、油水同层为2、油层为3；然后，将包括1 个因变量和4 个自变量的样本数据输入MATLAB 软件，进行多元线性回归，得到的含油性定量预测模型为

式中：y 为含油性预测值；H 为顶面埋深，m；h 为单层厚度，m；φ 为孔隙度，%；L 为距油源断裂横向距离，m。

将拟钻探目标的相关参数（单层厚度、孔隙度采用邻井钻遇砂体数据）代入模型，计算结果更接近于哪个数据标准，则定义为哪类层。例如计算结果为2.78，接近于油层赋值标准3，因此，可预测目标砂体为油层。

运用未参与回归运算的19 口滚动勘探井的27 个解释层数据，对该模型进行了检验，其中19 个层的预测结果与实际解释或试油结果相符，吻合率达到了70.3%（见表1）。

2012年，应用该预测模型，对研究区沙三中9 个浊积砂体进行了优选，部署探井3 口，钻探成果证实，该方法对于油田生产部署中浊积砂体的优选钻探具有一定的指导作用，可为勘探决策提供一定依据。

表1 含油性定量预测模型检验数据

5 结论

1）砂体含油性影响因素众多，通过将控藏理论与油田实际相结合，最终选定砂体埋深、砂体厚度、孔隙度、地层压力系数、距油源断层距离5 项参数进行统计，并对各项参数与含油性的相关性进行了分析。

2）在相关性分析的基础上，通过对测井解释或试油结果进行赋值，采用多元线性回归方法，得到了砂体含油性定量预测模型。利用未参与回归运算的井数据进行检验证实，预测结果与实际吻合率较高，表明该方法可为勘探决策提供依据。

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