羅東紅劉偉新戴 宗王志章曹思遠(yuǎn)張 偉

(1.中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司; 2.中國(guó)石油大學(xué)(北京))

珠江口盆地(東部)深層儲(chǔ)層評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用*
——以陸豐13-1油田古近系恩平組儲(chǔ)層為例

羅東紅1劉偉新1戴 宗1王志章2曹思遠(yuǎn)2張 偉1

(1.中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司; 2.中國(guó)石油大學(xué)(北京))

以陸豐13-1油田恩平組儲(chǔ)層為例,基于H HT高分辨率處理技術(shù),在高分辨率等時(shí)地層格架內(nèi)構(gòu)建了深層儲(chǔ)層沉積模式,結(jié)合地震反演、井控地層切片和地震屬性分析等技術(shù),開(kāi)展了沉積微相空間展布預(yù)測(cè)和演化規(guī)律等地震沉積學(xué)研究,較好地解決了深層儲(chǔ)層沉積環(huán)境復(fù)雜、砂體小層對(duì)比困難所造成的儲(chǔ)層橫向展布預(yù)測(cè)難題?；谝陨涎芯砍晒?2013年在陸豐13-1油田深層實(shí)施了兩口調(diào)整井,取得了較好的效果。

珠江口盆地(東部);陸豐13-1油田;深層儲(chǔ)層評(píng)價(jià);HHT高分辨率處理;地震沉積學(xué);高分辨率等時(shí)地層格架;沉積微相;調(diào)整井

陸豐13-1油田位于珠江口盆地珠一坳陷東北部,是發(fā)育在北部坳陷帶內(nèi)基底隆起上的背斜構(gòu)造[1]。該油田于1993年投產(chǎn),在對(duì)上部層位(2 500層和2 370層)持續(xù)開(kāi)發(fā)15年后,油田含水達(dá)到97%,油藏采出程度達(dá)到56.8%,為了減緩該油田產(chǎn)量遞減速度,在“立體挖潛”思路的指導(dǎo)下,2009年成功評(píng)價(jià)并發(fā)現(xiàn)了恩平組多套油層,揭示了古近系恩平組的巨大潛力,為油田可持續(xù)生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。但由于深層儲(chǔ)層沉積環(huán)境復(fù)雜,地震資料分辨率相對(duì)較低,同相軸連續(xù)性差,常規(guī)屬性分析、地震反演效果不明顯,造成地層對(duì)比與小層劃分難度大,儲(chǔ)層橫向分布范圍、區(qū)域內(nèi)油水關(guān)系及儲(chǔ)量規(guī)模難以確定,制約著油田下一步的挖潛和整體開(kāi)發(fā)。

本文以陸豐13-1油田恩平組儲(chǔ)層為例,提出了疊前智能疊加的方法,并將疊前智能疊加與保幅處理、去噪、HHT變換等方法有機(jī)結(jié)合,形成了基于“皮爾森體系”獨(dú)立分量分析實(shí)現(xiàn)信號(hào)去噪的方法以及基于HHT的點(diǎn)譜白化的高分辨率處理方法,實(shí)現(xiàn)了信號(hào)與噪聲的有效分離,提高了深層儲(chǔ)層地震資料信噪比及分辨率。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用地震沉積學(xué)的方法開(kāi)展了地震巖石學(xué)、地震地貌學(xué)和地震沉積相研究,通過(guò)歧視分析的方法確定了研究區(qū)儲(chǔ)層敏感地震屬性,并在沉積模式的指導(dǎo)下進(jìn)行了研究區(qū)目的層有效儲(chǔ)集空間量化表征,刻畫(huà)了砂體空間幾何形態(tài)及連續(xù)性。該技術(shù)預(yù)測(cè)得到的潛力區(qū)域在2013年陸豐13-1油田深層開(kāi)發(fā)井位設(shè)計(jì)中得到了調(diào)整實(shí)施,并取得了較好的效果。

1 HHT高分辨率處理

1.1 基于低頻映射的保幅處理原理

假設(shè)真振幅地震信號(hào)為X,由已有地震資料X0(X0為X的低頻成分)經(jīng)拓頻處理后得到的信號(hào)為Y,記地震資料處理中各流程的算子依次為Pi(i=1, 2,…,n),n為算子數(shù),則

一般地,Y的振幅變化及強(qiáng)度與X有很大的差異。因此,如何將拓頻后的信號(hào)Y保幅到原始信號(hào)X,是該項(xiàng)技術(shù)的重點(diǎn)。

因?yàn)閅是X0經(jīng)常規(guī)處理及拓頻處理而得,Y的頻譜帶寬大致等于X的帶寬,因此保幅過(guò)程為:首先在X0、Y的相同已知頻段信號(hào)之間建立保幅因子,然后利用該頻段的保幅因子實(shí)現(xiàn)信號(hào)Y全頻段的保幅。

記帶通算子為B,保幅因子為Ф,包絡(luò)算子為H,則

式(2)滿足

式(2)、(3)中:δ為白噪因子;ε為預(yù)先設(shè)定的誤差函數(shù),影響信號(hào)保幅的精度。

理論分析認(rèn)為,保幅因子Ф可對(duì)信號(hào)Y實(shí)現(xiàn)誤差精度允許范圍內(nèi)的保幅。模型試算分析發(fā)現(xiàn)誤差可控制在10%以內(nèi),試算結(jié)果表明新的保幅思路具有可行性。常規(guī)的信號(hào)保幅方法是將高分辨率處理后的寬頻信號(hào)能量保幅到處理前的窄頻能量水平,得到的保幅信號(hào)與原始期望信號(hào)誤差較大(兩者的相關(guān)系數(shù)僅有0.834 1),因此常規(guī)保幅方法既丟失了部分能量,又破壞了處理前后信號(hào)的相似度,而且無(wú)法對(duì)信號(hào)高、低頻成分進(jìn)行有效的保幅,甚至對(duì)已知頻段也無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的保幅。此外,常規(guī)保幅方法對(duì)信號(hào)全頻段的相位信息破壞較為嚴(yán)重,而上述基于低頻映射的保幅新方法則很好地恢復(fù)了信號(hào)主要頻段的相位信息。

1.2 疊前智能疊加處理原理

在闡述疊前智能疊加原理之前,首先定義一個(gè)新概念:冪集合。記集合A={2,3,5},計(jì)算A的所有非空子集,分別為{2}、{3}、{5}、{2,3}、{2,5}、{3,5}、{2,3, 5},將A所有的非空真子集構(gòu)成的集合稱之為冪集合。

實(shí)際地震資料中,CRP道集記為Γ={xi|i=1, 2,…,m},m為道數(shù),則計(jì)算道集Γ的冪集合為{Γi|i=1,2,…,2m-1}。將冪集合中的每一個(gè)元素Γk(相當(dāng)于多道記錄)合并為單道平均記錄,并求取各自的總能量Ek,得到能量集{Ei|i=1,2,…,2m-1}。根據(jù)能量集Ei中的最大值,提取對(duì)應(yīng)的冪集合元素Γmax,并定義為標(biāo)準(zhǔn)道Xj。

上述數(shù)學(xué)過(guò)程可簡(jiǎn)要概括如下:任意選取道集內(nèi)K(K=1,2,…,m)道記錄進(jìn)行疊加并求取總能量,由此一共可得到2m-1個(gè)能量值,從中選取能量值最大的疊加結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)道。顯然,只有具有較高信噪比的記錄(有限幾道)相互疊加,其疊加結(jié)果才最理想,這里可以看作是標(biāo)準(zhǔn)道的優(yōu)選。接下來(lái)以標(biāo)準(zhǔn)道與CRP道集的相關(guān)度(實(shí)際處理中,將整道記錄分成多段或逐點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算)作為該CRP道集參與疊加時(shí)的權(quán)值。

1.3 處理結(jié)果分析

地震剖面經(jīng)高分辨率處理以后,其頻帶通常變寬了,同相軸也增多了,同相軸的多少似乎成了高分辨率處理效果好壞的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)之一。其實(shí)不然,好的高分辨率處理效果評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)在于同相軸是否變細(xì),更重要的是在頻帶拓寬的剖面上能不能發(fā)現(xiàn)同相軸變少了,這是因?yàn)轭l帶寬了,旁瓣小了,有些地方調(diào)諧效應(yīng)弱了,所以同相軸就變少了。如果經(jīng)高分辨率處理后的整個(gè)剖面都找不到一處同相軸變少的地方,那么這樣的高分辨率剖面就可能產(chǎn)生了畸變。圖1、2是陸豐13-1油田深層資料HHT高分辨率處理前后對(duì)比結(jié)果,其中圖1是已拓頻Inline1200線處理前后剖面對(duì)比,圖2是已拓頻Inline1200線處理前后頻譜對(duì)比。圖1中,指示框1、2中處理后同相軸明顯增多,且大部分明顯變細(xì);而指示框3中處理后同相軸弱化變少了,有些地方甚至看不見(jiàn)同相軸了,這從另一個(gè)角度說(shuō)明處理結(jié)果是可信的。從圖2可以看出,盡管原剖面已做了拓頻處理,但主要能量集中在20～60 Hz;經(jīng)HHT高分辨率處理后的能量集中在8～100 Hz,主要能量的頻寬從原來(lái)的40 Hz提高到了92 Hz,特別是20 Hz以下的能量得到了極大的加強(qiáng)。

表1是通過(guò)井旁道與合成記錄的相關(guān)計(jì)算對(duì)3種數(shù)據(jù)成果進(jìn)行的定量評(píng)價(jià),可以看出:由于原始數(shù)據(jù)整體分辨率偏低的原因,與井上合成記錄的相關(guān)值普遍較低,高分辨率處理結(jié)果較原始數(shù)據(jù)高(效果明顯的是40 Hz以上的高頻成分);對(duì)比2種疊加方法,疊前智能疊加的成果數(shù)據(jù)與井上數(shù)據(jù)匹配度最高。因此,疊前HHT高分辨率處理對(duì)該地區(qū)資料具有一定成效;同時(shí),保幅(LFMAP)處理、疊前智能疊加等對(duì)資料品質(zhì)的進(jìn)一步改進(jìn)可起到積極作用。

圖1 陸豐13-1油田已拓頻Inline1200測(cè)線HHT高分辨率處理前后剖面對(duì)比

圖2 陸豐13-1油田Inline1200測(cè)線HHT高分辨率處理前后頻譜對(duì)比圖

表1 不同主頻雷克子波合成記錄與3種數(shù)據(jù)體井旁道的相關(guān)值對(duì)比

2 基于歧視分析的地震沉積學(xué)研究及儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

2.1 地震沉積學(xué)研究思路

地震沉積學(xué)是繼地震地層學(xué)、層序地層學(xué)之后的又一門新的交叉前緣學(xué)科[2-4],是地震地層學(xué)、層序地層學(xué)、沉積學(xué)和地震儲(chǔ)層學(xué)等相結(jié)合的產(chǎn)物。應(yīng)用實(shí)踐表明,地震沉積學(xué)是溝通測(cè)井和地震的橋梁,為刻畫(huà)沉積單元的空間形態(tài)和重塑沉積單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)與沉積過(guò)程提供了新的方法和手段[5-17]。對(duì)于少井地區(qū)的四、五級(jí)層序格架內(nèi)的沉積微相研究有著重要的指導(dǎo)意義,尤其適用于海上少井但具有高品質(zhì)地震資料的地區(qū)。在陸豐13-1油田古近系恩平組儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中,結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)資料,除了運(yùn)用地震沉積學(xué)研究所采用的關(guān)鍵技術(shù)外,還通過(guò)地震屬性歧視分析、地震正演、層控反演、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演等方法開(kāi)展古地貌、沉積體系、地震巖石學(xué)和地震沉積相分析,總結(jié)研究區(qū)深層儲(chǔ)層的沉積模式和沉積演化規(guī)律,合理解釋深層儲(chǔ)層地震屬性和地震反演成果,最終將目的層研究細(xì)化到沉積微相,并進(jìn)行精細(xì)解剖。

2.2 精細(xì)層序地層格架的建立

以地震、測(cè)井、巖心和錄井資料為基礎(chǔ),通過(guò)單井VSP標(biāo)定和合成地震記錄,建立了陸豐13-1油田古近系高分辨率層序地層格架,將恩平組上段劃分為2個(gè)長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回(LSC1～LSC2)、5個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回(MSC1～MSC5)和12個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回(SSC1～SSC12)(圖3),實(shí)現(xiàn)了全區(qū)地震層位的精細(xì)解釋(圖4)。

圖3 LF13-1-9PH井高分辨率層序地層劃分

圖4 陸豐13-1油田恩平組短期基準(zhǔn)面旋回界面

2.3 基于沉積模式指導(dǎo)下的沉積相平面展布預(yù)測(cè)

研究結(jié)果表明,陸豐13-1油田古近系高分辨率層序地層格架中SSC6短期旋回位于LSC1長(zhǎng)期旋回頂部,鉆井揭示為一套分流河道砂巖,砂巖厚度在20 m左右,其沉積特點(diǎn)在LSC1長(zhǎng)期旋回中具有代表性。地震屬性分析發(fā)現(xiàn)研究區(qū)總能量屬性和波形聚類屬性對(duì)沉積微相最敏感,因此,綜合地震屬性分析和沉積特征研究結(jié)果,進(jìn)行了SSC6短期旋回沉積微相平面展布預(yù)測(cè)。圖5為陸豐13-1油田恩平組SSC6旋回沉積微相平面預(yù)測(cè)基礎(chǔ)圖件,3種圖件分別從不同方面和程度反映了研究區(qū)目的層沉積微相的形態(tài),分析其共同形態(tài)特征可以定性地確定砂體范圍、物源、三角洲形態(tài)和分流河道展布情況。最終結(jié)合現(xiàn)代辮狀河三角洲沉積模式和單井相分析結(jié)果進(jìn)行了研究區(qū)目的層沉積微相平面展布預(yù)測(cè),如圖6所示。由圖6可以看出:陸豐13-1油田古近系恩平組SSC6短期旋回沉積時(shí)期地勢(shì)平坦,辮狀河三角洲從北東向進(jìn)入研究區(qū),在研究區(qū)東北部和中部發(fā)育了大型分流河道沉積;在研究區(qū)西南部和南部由于海水相對(duì)較深,發(fā)育了前三角洲泥、席狀砂及河口壩沉積;在三角洲平原和內(nèi)前緣部位(研究區(qū)東北部和中部)分流河道分叉嚴(yán)重,呈樹(shù)枝狀分布;在外前緣部位(研究區(qū)西南部)河口壩發(fā)育于分流河道末端,順河道流向分布,或者形成垂直河道的沿岸砂壩。

圖5 陸豐13-1油田恩平組SSC6旋回沉積微相平面預(yù)測(cè)基礎(chǔ)圖件

圖6 陸豐13-1油田恩平組SSC6旋回沉積微相平面圖

3 應(yīng)用效果

在HHT高分辨率地震資料處理基礎(chǔ)上,進(jìn)行了陸豐13-1油田深層儲(chǔ)層地震沉積學(xué)研究及儲(chǔ)層反演(圖7),對(duì)恩平組目的層段的砂體空間分布進(jìn)行了預(yù)測(cè),并結(jié)合油田構(gòu)造尋找潛力區(qū)域,認(rèn)為構(gòu)造北部斷層是可能的油氣運(yùn)移通道,其附近構(gòu)造相對(duì)較高位置的2880、2980等層存在可能的含油構(gòu)造。

根據(jù)上述研究成果,2013年針對(duì)油田深層實(shí)施了2口調(diào)整井作業(yè)。其中,LF13-1-7S1井在2855、2880等層發(fā)現(xiàn)了含油砂體(約18 m油柱),實(shí)鉆結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果基本一致(圖8);LF13-1-4H2井鉆遇恩平組MSC1中期旋回2980層油藏,其領(lǐng)眼井LF13-1-4P1揭示的實(shí)際砂泥分布與預(yù)測(cè)結(jié)果也基本一致。

圖7 陸豐13-1油田2855層沉積微相平面圖

圖8 陸豐13-1油田2口調(diào)整井實(shí)鉆結(jié)果與儲(chǔ)層反演剖面對(duì)比

4 結(jié)論

1)基于疊前智能疊加、HHT變換與保幅處理后的地震資料波組特征清楚,斷點(diǎn)、不整合面等地質(zhì)現(xiàn)象更加清晰;同時(shí),高頻弱信號(hào)信噪比得到有效提高,每個(gè)地震記錄點(diǎn)處的頻譜都得到展寬,為后續(xù)的地震沉積學(xué)及儲(chǔ)層反演奠定了基礎(chǔ)。

2)在高分辨率等時(shí)地層格架內(nèi)構(gòu)建了陸豐13-1油田古近系恩平組儲(chǔ)層沉積模式,結(jié)合地震反演、井控地層切片和地震屬性分析等技術(shù)進(jìn)行了沉積微相空間展布預(yù)測(cè)和演化規(guī)律等地震沉積學(xué)研究;在此基礎(chǔ)上,對(duì)陸豐13-1油田恩平組儲(chǔ)層砂泥巖空間分布進(jìn)行了預(yù)測(cè),并成功指導(dǎo)了深層2口調(diào)整井的實(shí)施。這些研究成果對(duì)海上油田開(kāi)發(fā)后期儲(chǔ)層精細(xì)描述及潛力評(píng)價(jià)研究和調(diào)整井井位設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。

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Key techniques to evaluate deep reservoir and their application in the eastern Pearl River Mouth basin:a case of Paleogene Enping reservoir in LF13-1 oilfield

Luo Donghong1Liu Weixin1Dai Zong1Wang Zhizhang2Cao Siyuan2Zhang Wei1
(1.Shenzhen Branch of CNOOC Ltd.,Guangdong,518067; 2.China University of Petroleum,Beijing,102249)

Taking Enping Formation reservoir in LF13-1 oilfield as an example,a sedimentary model was constructed for the deep reservoir within an isochronous stratigraphic framework with high resolution on a basis of H HT seismic processing technique with high resolution,and the seismic sedimentology was researched,including the prediction of sedimentary microfacies distribution and their evolution pattern,by combing with several techniques such as seismic inversion,well-control stratigraphic slice and seismic attribute analysis,from which the hard problem to predict the lateral distribution of deep reservoir,due to the complex sedimentary environments and the difficulty of sand-subzone correlation,was well solved.Based on these results,two adjustment wells were drilled for the deep reservoir in LF13-1 oilfield in 2013, producing quite good effects.

eastern Pearl River Mouth basin;LF13-1 oilfield;deep reservoir evaluation;HHT high-resolution seismic processing;seismic sedimentology; isochronous stratigraphic framework with high resolution;sedimentary microfacies;adjustment well

2013-12-12改回日期:2014-05-05

(編輯:張喜林)

*國(guó)家礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用示范工程部分研究成果。

羅東紅,男,教授級(jí)高級(jí)工程師,現(xiàn)任中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司開(kāi)發(fā)總師,長(zhǎng)期從事海洋油氣田開(kāi)發(fā)、油藏工程和生產(chǎn)管理等科研與生產(chǎn)工作。地址:廣東省深圳市南山區(qū)蛇口工業(yè)二路1號(hào)海洋石油大廈B座(郵編:518067)。E-mail:luodh@cnooc.com.cn。