渤海湾新近系明化镇组浅层主要发育河流相与浅水三角洲相沉积, 砂体普遍具有“ 厚度薄、横向变化快” 的特点。单层砂体厚度多小于10 m, 且受古地貌与高频湖平面波动影响, 同一期次砂体在短距离内即可发生尖灭或相变。这种“ 薄、快、变” 的储层特征, 给随钻过程中目标层的识别与卡取带来极大困难。传统卡层方法依赖于录井响应（如钻时、气测）和邻井对比, 但在浅层高速钻井（机械钻速> 100 m/h）条件下, 录井响应窗口期极短, 卡层人员尚未做出有效判断时, 钻头已穿透薄储层, 导致关键含油层段无法获取有效资料, 直接影响了对油层有效厚度、物性下限及储量丰度的准确评价, 增大了勘探决策的不确定性。

对于相对发育的厚层块状储层, 卡层难点在于如何卡准优质储层段。此类砂体垂向上常存在物性、含油性差异, 顶部可能为物性较差的泥质粉砂岩, 底部可能渐变为泥岩, 真正物性好、含油饱满的“ 甜点” 段多位于砂体中部。传统均一化卡层策略, 往往以进入砂体顶界一定深度（如3~5 m）作为取心起点。若该深度仍处于顶部过渡带, 取心进尺将浪费于非优质段, 待取心筒到达主力产层时进尺已所剩无几, 导致“ 钻遇率高而优质样品获取率低” 的困境。这不仅降低了单筒岩心的地质价值, 也增加了为获取足量优质样品而反复取心的作业成本与周期。

储层非均质性强, 尤以复合河道砂体内部的泥质夹层最为典型。这些夹层厚度虽薄（通常1~3 m）, 却对流体渗流具有显著的屏障作用, 是控制油藏内部油水关系与开发效果的关键因素^[13]。钻井取心过程中钻遇泥岩夹层易引发系列作业风险：其遇水膨胀特性直接导致岩心堵塞^[18]; 因胶结疏松、强度低, 在钻具扰动下易破碎成屑, 加剧堵塞并降低岩心完整性; 钻进过程中夹层还常引起钻速突降, 易误判为出层而错失优质储层; 加之此类异常夹层专属指示性弱、钻速之外的伴生参数特征隐蔽, 传统随钻方法难以及时识别与预警, 往往待明显异常显现时, 岩心已严重损失。

现场传统上形成了以“ 随钻测井（LWD）+综合录井+地震速度预测” 为核心的卡层技术体系。然而, 该技术体系在浅层岩性油藏应用中存在以下固有局限：①响应滞后, LWD与录井数据反映的是已钻地层的特征, 属于“ 事后” 信息, 无法实现钻前精准预测; ②分辨率不足, 常规地震资料主频有限, 难以分辨低于调谐厚度的薄层及内部夹层, 基于平均速度模型的深度预测误差常在5~10 m, 无法满足薄层卡取要求; ③多解性与依赖性, 录井参数变化受钻井参数、岩性、流体等多因素影响, 单一指标异常多解性强, 且方法严重依赖工区钻井经验和邻井资料, 在新探区或资料稀少区适用性差。因此, 开发一种能够突破“ 随钻跟随” 模式、实现“ 钻前预测、主动导航” 的精准卡层技术, 已成为提升渤海浅层岩性油藏勘探成效的迫切需求。

90° 相移技术通过对原始地震数据实施希尔伯特变换, 将整个地震信号的相位统一旋转90° , 从而重构子波形态。经变换处理后, 原本分离的顶底界面反射能量在时间域上发生叠加, 使地震同相轴的主能量中心精确对应于地质体（如河道砂体）的几何中心, 实现了从“ 界面响应” 向“ 岩性体响应” 的物理转换^[14]。这一转变使得地震剖面上的连续同相轴可直接解释为连续沉积单元, 明显增强了地震资料的岩性指示意义^[15]。

该技术的优势在于：①薄层更清晰, 对于厚度较小的薄砂层, 常规剖面上响应微弱且模糊, 而90° 相移地震剖面可通过能量聚焦效应强化其中心响应, 使原本模糊的薄层在剖面上呈现清晰的单峰特征, 更容易被识别和追踪; ②识别“ 砂中泥” , 对砂体内部的泥岩夹层非常敏感, 钻遇泥岩夹层时连续完整的“ 胖轴” 出现突然变暗、波形扭曲或一分为二的现象, 为判断储层内部非均质性提供了关键线索^[16]; ③快速且普适, 与需要大量井资料约束的反演技术相比, 90° 相移技术直接对地震数据做处理而不依赖于大量井资料进行约束, 在已钻井稀少的勘探新区同样具有较高的适用性和可靠性^[17]。

通过渤海油田大量实钻资料与90° 相移地震剖面响应的对比, 结合正演模拟验证, 建立了一套适用于渤海湾新近系明化镇组的钻前储层分类识别图谱。该图谱以90° 相移地震剖面的反射构型、振幅强度、横向连续性及波形特征为核心判别依据, 将研究区主力储层划分为以下3类典型类型。

2.2.1 A类（厚层块状储层）

该类储层单层厚度通常8~15 m, 最厚可达20 m以上, 在90° 相移地震剖面上表现为强振幅、高连续性的单峰同相轴, 其时间厚度显著超过地震调谐厚度; 波形呈对称“ 箱状” 或“ 丘状” , 主峰突出、旁瓣微弱, 且时间宽度随真实厚度增加而展宽, 整体形态完整, 在振幅属性图上呈连片宽带状分布。“ 亮黄胖轴” 响应特征, 是识别厚层优质储层的典型地震标志（图1a）。

图1

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	图1 A类（厚层块状储层）

实钻中钻遇此类均质储层时, 钻时呈现显著且稳定的低值（通常由泥岩段进入储层后出现骤降）, 并在一段连续井深内保持平稳; 钻压降低、扭矩抬升, 钻压与扭矩相对稳定, 波动幅度小; 如钻遇较好油气显示, 气测全烃值（T_g）通常呈现明显抬升并保持高值平台; 岩屑中砂岩含量高、粒度均匀、荧光显示连续且饱满（图1b）。

2.2.2 B类（含夹层厚储层）

储层总厚度与A类储层基本一致, 但被1~3 m泥质夹层分隔为多个子单元。在90° 相移地震剖面上, 整体时间厚度仍属厚层范畴, 但波形对称性被破坏不再呈单一对称结构, 主峰常分裂为双峰或出现“ 肩状” /复波形态, 中间伴随振幅猝灭或波谷; 虽总厚度大, 但有效储层厚度因夹层存在而降低, 波形复杂度直接反映内部非均质程度（图2a）。

图2

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	图2 B类（含夹层厚储层）

钻遇此类储层时, 钻速呈现“ 快-慢-快” 的交替变化模式。钻遇储层段时, 钻时降低、气测全烃值升高; 钻遇泥质夹层时, 钻时明显回升, 气测全烃值回落, 扭矩可能出现轻微波动或小幅降低（图2b）。岩屑呈现砂泥岩混杂特征, 夹层段可见泥岩岩屑增多、荧光显示减弱或中断。

2.2.3 C类（薄储层）

此类储层单层厚度多介于4~8 m, 在90° 相移地震剖面上呈现中-弱振幅、横向连续性较差的窄峰同相轴, 其时间厚度接近或略小于地震调谐厚度; 波形尖锐、细瘦, 时间宽度窄且振幅随厚度减小而明显衰减, 常孤立分布于低振幅背景中, 识别依赖高分辨率处理与属性增强（图3a）。

图3

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	图3 C类（薄储层）

由于储层厚度薄, 工程参数响应窗口期短, 进入储层时钻时出现短暂但不明显的下降, 随后很快回升。如钻遇油气显示, 气测全烃值可能出现“ 尖峰” 状异常, 幅度可能不大但变化迅速。岩屑中突然出现砂岩成分并伴有零星荧光显示, 但随钻深增加很快又被泥岩岩屑替代。钻压与扭矩变化不明显或仅有轻微波动（图3b）。

利用该类储层地震响应清晰、厚度大的优势, 以钻前精确标定的稳定标志层（通常为顶界面泥岩）作为深度控制点, 确保钻头稳健穿入储层主体部位后再行取心, 避免在储层过渡带浪费进尺。

钻遇地震预测的标志层后, 转为稳定参数钻进。根据钻时、钻压显著降低, 扭矩、气测全烃值显著抬升等特征, 综合确认已进入优质储层段2~3 m, 随即进行地质循环并开始取心。

该方法可最大化单筒岩心的地质信息价值, 确保取心段位于储层物性最好的“ 甜点” 部位, 实现高收获率与高优质储层占比。

针对B类储层内部可能发育泥质夹层导致非均质性强的特点, 利用90° 相移地震剖面预先识别夹层的相对位置, 制定差异化的入层深度与取心起点控制方案, 实现对复合储层内部不同单元的优化取心。

在90° 相移地震剖面上, 根据波形不对称、振幅突变或复波等特征, 精细解释夹层的存在及其在储层内的近似位置：①夹层位于储层上部采取“ 稳健穿层” 策略, 力求钻穿该夹层, 使取心筒进入下方主力优质储层段后再开始取心; ②夹层位于储层中部采取“ 见好就收” 策略, 钻遇顶部优质储层后, 仅钻进1~2 m即进行地质循环与评价, 若显示良好则立即取心, 优先获取上部储层; ③夹层位于储层下部采取“ 定深卡取” 策略, 精确控制入层深度, 确保取心筒底部距预测夹层顶界有足够安全距离（≥ 2 m）时果断取心。

该方法可实现“ 一段多心” 或“ 优中选优” 的精细化作业, 精细评价储层内部结构, 规避夹层导致的堵塞风险, 提高优质储层样本获取率。

针对薄储层易钻穿、录井响应窗口期短的难题, 以高精度地震深度预测为绝对参考, 通过提高时间分辨率的密集循环作业, 主动捕捉短暂的钻遇信号, 弥补空间分辨率的不足。

具体做法是：钻头抵达预测顶界前5~10 m, 先进行一次定深循环净化井筒; 随后, 采用2 m一循环的密集型探测模式。每次循环后仔细观察岩屑, 若砂岩岩屑比突然增加, 同时气测出现“ 尖峰” 异常（即使幅度不大）, 即判断钻遇薄储层, 立即决策取心。

LK-A井的钻井取心目的在于获取明化镇组Ⅳ -4油组厚储层岩心, 以评价其内部物性及含油性差异。钻前, 基于高分辨率三维地震资料, 提取了目的层的90° 相移地震数据体并进行精细解释。

在90° 相移地震剖面上, 目标储层（预测井段1 088~1 098 m）整体表现为B类（含夹层厚储层）地震响应特征。反射同相轴整体较厚, 但内部波形对称性被破坏, 出现振幅猝灭现象, 指示储层中部可能存在泥质夹层（图5）; 在预测目标储层顶部之上约50 m（1 038~1 043 m）处存在一套厚度约5 m的薄砂体, 可作为随钻标志层; 目标储层之上约20 m（1 065~1 068 m）处存在一套厚度约3 m的薄层中振幅反射, 易在随钻中被误判为目标储层顶界, 形成“ 顶部干扰层” 。

图5

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	图5 LK-A井相位旋转地震剖面

鉴于其B类储层属性及顶部的薄层干扰, 确定采用“ 分层预警, 逐级评价” 法。卡层思路：利用90° 相移地震剖面预先识别出的标志层、干扰层及夹层空间位置, 实施差异化控制。具体方案：钻遇标志层后, 开始稳定工程参数; 钻穿干扰层后, 动态校准实钻与预测深度误差; 在钻入预测目标层前约5 m, 密切关注钻时、钻压等参数变化, 钻遇储层1~2 m立即循环, 力求精准控制入层深度。

在钻至1 038.5 m时, 钻时由0.67 min/m降至0.35 min/m, 气测全烃值由背景值2.65%上升至5.98%; 岩屑录井显示为荧光粉砂岩, 荧光面积5%, 与钻前预测的“ 标志层” 深度及厚度特征吻合。随即重点关注可能出现的干扰层。

在钻至1 065 m时, 钻时由0.95 min/m降至0.55 min/m, 气测全烃值由背景值3.56%上升至5.93%; 岩屑录井显示为荧光粉砂岩, 荧光面积10%, 与钻前预测的“ 顶部干扰层” 特征一致。根据实钻标志层及干扰层深度, 将目标储层顶界深度预测值微调至约1 089 m, 随后稳定2 t钻压继续钻进。

在钻头抵达预测目标储层顶界（1 089 m）前, 于1 083 m开始启动2 m一循环的密集型探测模式, 以高时间分辨率捕捉目标储层顶界信号。

最终, 在钻至1 088.5 m时, 钻时再次骤降（由1.32 min/m降至0.45 min/m）, 同时气测全烃值由3.87%快速上升至8.05%, 岩屑录井为荧光细砂岩, 荧光面积30%。依据B类储层中针对“ 夹层位于中部” 的“ 见好就收” 策略, 为规避钻遇下方预测的泥质夹层风险, 在仅进入预测目标储层1.0 m（井深1 089.5 m）后立即进行地质循环。综合判断已成功卡准目标优质储层段顶部, 决定在此深度开始取心作业。

本次取心进尺8.0 m（1 089.5~1 097.5 m）, 岩心长度8.0 m（图6）, 取心收获率100%。后续岩心观察与测井资料证实：取心段上部为物性优良的含油细砂岩, 与随钻卡层位置完全对应; 在1 092.5 m处出现一层厚度约1.52 m的泥质粉砂岩夹层, 与钻前地震预测的“ 中部夹层” 位置高度吻合; 夹层下方仍为含油砂岩, 验证了储层内部结构的复杂性。

图6

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	图6 LK-A井地质综合信息图

本实例成功克服了顶部薄层干扰和内部夹层带来的卡层难题。通过钻前90° 相移技术的精准预测, 结合B类储层专属的“ 分层预警” 策略和高密度循环, 实现了在复杂储层中仅入层1.0 m即精准卡取目标层, 有效避免了在干扰层和泥质夹层段浪费取心进尺, 确保了岩心样品全部取自优质储层, 显著提高了单筒岩心的地质信息价值与应用成效。