1 油田概述

渤海南部莱州湾凹陷是渤海南部郯庐断裂带夹持的、在中生界基底之上发育的新生代断陷盆地，东断西超、北断南超，西临垦东凸起，南接潍北凸起，北靠莱北低凸起。A油田位于莱州湾凹陷北部陡坡带(图 1)，古近系沙河街组沙三中亚段为主要含油层系，油藏整体埋深2 110~2 764 m，沉积类型为大型辫状河三角洲，油藏类型为受构造、断层控制的中轻质构造层状油藏^[1-7]。油田区受北东─南西向断层分割，自西向东划分为3个井块(图 2)。沙三中Ⅰ油组上段为沙三中亚段大型辫状河三角洲的顶积层，井震标定仅为一个波峰同向轴(图 3)，地震相与储层沉积特征不明显^[8]。

2 存在的问题与研究思路

提高储层预测精度，甚至定量预测储层厚度，是油田开发井实施的难点与关键^[9]。A油田整体开发方案编制与井位优化阶段，前人通过井震对比定性认识到地震反射强、弱波峰往往是沙三中Ⅰ油组上段薄、厚储层的地震响应；但是，油田东块与中块井震匹配性差(图 4，图 5)，振幅属性值相同情况下储层厚度存在较大差异，井震对比结果的不确定性增加了开发井实施的难度。

不同沉积体系、不同沉积微相、不同岩性组合是影响地震反射波形的关键因素，同源沉积体厚度又是影响地震反射幅度的关键^[10-12]。本文将物源体系与地震波形分析相结合，研究物源体系约束下沙三中Ⅰ油组上段可遵循的井震响应规律，以期提高储层预测精度、确保开发井顺利实施、动用油田优质储量。

3 物源体系分析

物源分析是沉积盆地分析的主要手段之一，是确定物源位置、沉积物母岩性质及搬运路径的前提与关键，旨在了解物源区与沉积区的关系、进行沉积体系分析与砂体预测。本文利用油田及围区的重矿物数据，结合三维地震资料，分析沉积体在油田内部的展布特征^[13]。

3.1 物源区

前人研究认为，莱州湾凹陷沙三中亚段以辫状河三角洲为主，自垦东凸起的西部辫状河三角洲与潍北凸起的南部辫状河三角洲在南部斜坡带汇聚，为北洼A油田提供物源^{[5, 14]}。渤海南部沙三段的沉积厚度为西部垦东物源与南部潍北物源的存在提供了证据，同时，油田北部莱北低凸起高部位沙三段缺失(图 1b)，油田毗邻其北部斜坡带，莱北低凸起可以为油田沙三中Ⅰ油组上段提供物源。

在油田A3块东北部莱北低凸起中生界顶面，识别出V形剥蚀沟谷，沉积充填沙三中亚段，可以作为油田东北部沉积物源口；沿剥蚀沟谷走向，油田A3块东部目的层段前积现象明显，并与弱振幅沉积朵体对应(图 6)，证实莱北低凸起为油田沙三中Ⅰ油组上段沉积提供物源。

3.2 重矿物分析

油田西块A1井、中块A2井、东块A3井在沙三中Ⅰ油组上段进行了重矿物分析化验，莱州湾南部斜坡带、西部斜坡带、莱北低凸起沙三中Ⅰ油组上段各有1口井进行了重矿物分析化验，垦东凸起重矿物分析数据来自文献调研^[15]。

油田西南部垦东凸起物源：垦东凸起沙三中亚段重矿物主要为绿帘石+石榴石+锆石+电气石组合，西部斜坡带L1井沙三中Ⅰ油组上段重矿物组合为石榴石+磁铁矿+锆石+白钛矿，垦东物源以稳定重矿物石榴石为特征，从物源区至斜坡带不稳定重矿物绿帘石含量急剧减少；油田南部潍北凸起物源：南部斜坡带L2井沙三中Ⅰ油组上段重矿物组合为褐铁矿+石榴石+磁铁矿+白钛矿，稳定重矿物褐铁矿含量高，未发现不稳定重矿物绿帘石；油田北部莱北低凸起物源：斜坡带L3井沙三中Ⅰ油组上段重矿物组合为褐铁矿+白钛矿+石榴石+磁铁矿，与潍北物源重矿物组合类似，稳定重矿物褐铁矿含量高，但区别为莱北低凸起物源含有不稳定重矿物绿帘石、绿泥石与稳定重矿物锆石(表 1)。

油田西块A1井主要重矿物组合为石榴石+锆石+白钛矿+绿帘石，与垦东物源重矿物组合特征类似，不稳定重矿物绿帘石含量低；中块A2井主要重矿物组合特征为石榴石+磁铁矿+锆石+白钛矿，矿物组合特征与含量与L1井相似，物源来自垦东凸起；东块A3井主要重矿物组合为石榴石+锆石+褐铁矿+绿帘石，稳定重矿物石榴石含量高于褐铁矿，垦东物源与潍北或莱北物源发生汇聚；稳定重矿物锆石与不稳定重矿物绿帘石、绿泥石含量骤增，确定东块A3井沙三中Ⅰ油组上段存在莱北物源，南部潍北物源也可能为其提供物源。

自油田西块至东块，稳定重矿物石榴石含量持续降低，不稳定重矿物绿帘、稳定重矿物白钛矿与褐铁矿含量骤增(图 7)，证实多物源体系的存在，东块物源区别中西块，前者沉积物主要受控于东北部莱北物源，后者沉积物主要来自西南垦东物源。

4 波形分析

波形分析是通过地震波的微细变化来分析岩性及沉积相的变化。不同类储层的单一地震反射波形特征在形态、宽窄、幅度、均值等方面均具有一定的差异性，有效储层厚度往往影响波形幅度^[16-20]。本文利用地震反射波形幅度分析同源沉积体内部不同沉积微相、不同岩性组合的井震响应规律。

4.1 属性优选

针对沙三中Ⅰ油组上段波峰地震反射同相轴，提取最大绝对值振幅属性，计算时窗内的最大绝对振幅值。该属性适合岩性分析、砂岩百分比研究，也可用于地层岩性相变分析，计算薄砂岩厚度，识别亮点、暗点，指示烃类显示，识别火成岩等特殊岩性。在目的层段内估算地震信号的可变性，利用神经网络算法对地震道振幅进行分类，根据分类结果形成离散的“地震相”；依据“拟合度”准则，将实际地震道与“地震相”进行对比、分类，使相似的地震道具有相同或相近的值或颜色，形成地震相分布图，从而认识地震信号的横向变化，地震异常体平面分布特征^[13]。

4.2 砂岩分散体系

沙三中Ⅰ油组上段弱振幅地震相呈现两类展布于莱州湾凹陷东西两侧，第一类地震相源自西南垦东凸起，延伸至油田东块A1井区东部与中块A2、A4、A5、A6井区，其中A1块受沙三中Ⅱ油组火成岩影响，弱振幅不代表砂岩展布，A2、A5井区是弱振幅地震相分布主体；第二类地震相来自油田东北莱北低凸起与南部斜坡带，前者覆盖油田东块大部并在A7井区低部位与后者交汇。两类地震相在油田中东井块结合部位汇聚，中块A2、A5井位于垦东物源地震相主体，A4、A6位于边部；东块A3井于莱北物源地震相主体，A7井位于莱北与潍北物源地震相边部(图 8)。地震相与物源体系分析吻合：油田区主要存在两个沉积体系，西南垦东物源与东北莱北低凸起物源，前者主要沉积于油田中西块，后者主要沉积于油田东块与莱北断层附近。两套沉积体系在油田中东块间与莱北断层附近汇聚，混积带沉积类型兼具两类物源特征。

4.3 振幅属性与砂岩含量

物源成分、储层特征与岩性组合不同导致地震反射波形特征的差异^[20]。莱北物源地震反射幅度低于垦东物源，但开发井钻后证实砂岩含量却远低于后者。多物源沉积是A油田中、东块沙三中Ⅰ油组上段井震匹配性差的关键因素。

统计油田区沙三中Ⅰ油组上段6口探井、32口开发井地层厚度、有效储层厚度、砂岩含量，以及最大绝对地震属性值(表 2)，垦东物源与莱北物源沉积体砂岩含量与属性值分别呈线性关系：随振幅属性值降低，垦东物源与莱北物源砂岩含量分别随之升高(图 9)。

受垦东物源控制的油田中块沙三中Ⅰ油组上段，钻井揭示砂岩含量9.8%~40.0%、振幅属性值在7 752~21 282，中块东部物源主体与西部物源边缘振幅属性值与砂岩含量分别为线性关系。中块西部A4、A6井区属于振幅属性高值区域，钻井揭示，砂岩含量9.8%~23.0%，振幅属性值21 282~15 030，属于垦东辫状河三角洲前三角洲亚相，整体砂岩含量少且横向分布不稳定；中块东部A2、A5井区位于垦东物源主体，砂岩含量14.1%~47.2%，振幅属性值15 118~7 752，属于垦东物源辫状河三角洲前缘亚相，整体砂岩含量较高且横向分布相对稳定。

莱北物源主控的东块A3、A7井区沙三中Ⅰ油组上段，钻井揭示，砂岩含量0~32.7%，振幅属性值8 480~6 605，A3、A7井分别属于莱北物源辫状河三角洲前缘、前三角洲亚相，A3井区砂岩含量相对较高，但横向展布极不稳定，取决于莱北物源低供给能力。

中块与东块结合部及莱北断层附近、东块低部位为垦东物源与莱北物源、潍北物源与莱北物源的混积带，物源成分、储层特征与岩性组合逐渐过渡，砂岩含量与振幅属性值同样遵循线性关系，两者关系趋于垦东与莱北沉积体之间。

5 砂体含量精细预测

A油田沙三中Ⅰ油组上段井-震矛盾在于：虽然弱振幅在一定程度上反映砂岩厚度，但是全油田不能找到振幅值与砂岩厚度的统一规律。物源分析体系证实多物源体系沉积是导致井-震不完全匹配的关键，因此根据垦东物源东/西支、莱北物源及三者混合沉积带4套沉积体特点分区带建立振幅属性值-砂岩含量线性关系，极大提高地震储层预测精度，且为32口已钻开发井所证实，砂岩厚度预测成功率达82.3%；另外，除依据已钻井振幅属性值-砂岩含量散点位置确定沉积体边界外，图 8砂岩分散体系特征同样也作为识别不同物源沉积边界的依据，即结合振幅值分布与物源类型分区带确定物源沉积边界。垦东物源振幅属性值为7 752~15 118，莱北物源振幅属性值在6 605~8 480，振幅值差异是识别未钻井区域物源边界的关键依据。根据垦东东/西支、莱北物源及三者混合沉积带4套沉积体特点分区带建立振幅属性值-砂岩含量线性关系，定量分析沉积体内部不同沉积微相、不同岩性组合的井震响应规律，对油田沙三中Ⅰ油组上段进行精细砂体含量预测(图 10)。

根据砂体含量分布与发育位置，莱北物源又可分为两类：莱北断层附近的次级物源与油田东北向主要物源。次级物源自莱北斜坡带呈支状沿控盆断层散布，物源供给能力差，向盆延伸距离普遍小于1 km，主河道宽度小于100 m，砂岩含量普遍低于25%。主要物源自莱北低凸起呈朵叶状向油田西部推进，物源供给能力相对较强，向盆延伸距离小于6 km，主河道宽度50~200 m，砂岩含量最高可达40%。东北向主要物源砂体含量、储层物性与沉积规模优于断层附近次级物源，但A3井区大部处于莱北物源末端，砂体含量0~32.7%，宽度50~100 m，窄河道广泛发育，储层物性与连通性较差。沙三期莱北低凸起大部沉浸于湖泊，其物源供给能力、砂岩含量、运移距离、储层物性与均质性与西南向垦东物源均存在差距。

垦东物源呈片状向盆延伸超过30 km，物源供给能力强。油田中块A2、A5井区位于该物源沉积主体，钻井证实砂岩含量最高达47.2%，利用振幅属性值-砂体含量关系推测砂岩含量最高可达60.0%，主河道宽度100~300 m，储层物性与连通性较好；中块A4、A6井区西部与西块A1井东部为垦东物源向油田区沉积的次级物源，受A1井区内部受火成岩影响，无法识别沉积体展布形态，钻井证实东块次级物源砂岩含量最高达26.4%，中块东部A6井砂岩含量为23.4%，同属垦东次级物源。

中块与东块结合部及莱北断层附近、东块低部位为垦东物源与莱北物源、潍北物源与莱北物源的混积带，砂体含量、储层物性与平面均质性低于垦东主物源、高于莱北物源末端沉积物。

6 结论

（1）物源体系的多元性是沙三中Ⅰ油组上段井震匹配性差的关键因素，西南向垦东凸起物源与东北向莱北低凸起物源沉积体砂岩含量与振幅属性值分别呈线性关系，即随振幅值降低，垦东物源与莱北物源砂岩含量分别随之升高。

（2）油田中块垦东物源沉积体砂体含量及其稳定性、储层物性与平面均质性均普遍高于油田东块与莱北断层附近的莱北低凸起物源沉积体，多元物源混积带储层性质介于两者之间。

（3）物源体系约束下的井震分析，量化了振幅属性值与砂岩含量关系，提高了沙三中Ⅰ油组上段储层预测精度。