裴家學(xué) (中石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院,遼寧盤錦124010)

方園 (長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院,湖北武漢430100)

陸西凹陷馬北斜坡有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

裴家學(xué) (中石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院,遼寧盤錦124010)

方園 (長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院,湖北武漢430100)

陸西凹陷馬北斜坡帶發(fā)育2套有效儲(chǔ)層:下白堊統(tǒng)九佛堂組上段 (K1jfu)薄層砂體和九佛堂組下段(K1jfL)火山碎屑巖。針對(duì)K1jfu薄層砂體,由于儲(chǔ)集層與上、下圍巖速度差異較小,常規(guī)波阻抗反演難以識(shí)別,通過(guò)敏感性分析發(fā)現(xiàn),深側(cè)向電阻率測(cè)井曲線對(duì)薄層砂體響應(yīng)敏感,利用曲線重構(gòu)技術(shù)將深側(cè)向電阻率擬合成聲波時(shí)差,再進(jìn)行波阻抗反演,提高了薄層砂體分辨能力,并精確雕刻出多個(gè)砂體。對(duì)于K1jfL火山碎屑巖,采用多屬性分析、RGB顏色融合技術(shù),刻畫了火山碎屑巖的分布范圍,并預(yù)測(cè)了裂縫發(fā)育區(qū)。利用研究結(jié)果進(jìn)行井位部署和儲(chǔ)量計(jì)算,獲得了較好的應(yīng)用效果,并建立了一套適合該區(qū)的有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù),指導(dǎo)了遼河外圍其他凹陷的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。

波阻抗反演;曲線重構(gòu);多屬性分析;RGB顏色融合

陸西凹陷位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市和赤峰市境內(nèi),是開魯盆地的一個(gè)次級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元,是在海西期褶皺基底上發(fā)育起來(lái)的中生代凹陷。該凹陷是遼河外圍盆地勘探程度最高、效果最好的凹陷。但隨著勘探的深入,難度越來(lái)越大。馬北斜坡位于陸西凹陷的北部,發(fā)育典型的巖性油藏,勘探也見到較好的效果。研究區(qū)下白堊統(tǒng)九佛堂組上段(K1jfu)儲(chǔ)層平均孔隙度為22%,物性好,包32井、包33井獲工業(yè)油流,且多口井(未試油)見良好顯示;廟31井在九佛堂組下段(K1jfL)鉆遇油斑顯示的火山碎屑巖,試油獲127m3高產(chǎn)工業(yè)油流,且產(chǎn)量穩(wěn)定,效果顯著。然而在進(jìn)一步研究過(guò)程中遇到諸多困難:一是K1jfu單層砂體薄,多為2～12m,常規(guī)波阻抗反演難以識(shí)別;其次,該區(qū)K1jfL局部發(fā)育火山碎屑巖,而火山-沉積碎屑巖十分發(fā)育,識(shí)別火山碎屑巖及預(yù)測(cè)裂縫難度大。針對(duì)上述問(wèn)題,筆者對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了精細(xì)構(gòu)造解釋、曲線重構(gòu)反演、多屬性分析等工作,對(duì)有效儲(chǔ)層進(jìn)行預(yù)測(cè)。

1 精細(xì)構(gòu)造解釋

層位與斷層解釋是否合理及準(zhǔn)確程度直接影響后續(xù)的波阻抗反演、地震屬性提取等儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果。在解釋過(guò)程中,充分利用相干切片和時(shí)間切片落實(shí)斷裂平面展布,利用常規(guī)波形剖面、變密度剖面、瞬時(shí)相位剖面和光滑濾波與余弦乘積剖面進(jìn)行斷層的平面解釋和層位的拾取,再通過(guò)任意線、三維可視化等手段實(shí)時(shí)監(jiān)控,及時(shí)調(diào)整,最大限度地逼近地下真實(shí)情況。在研究過(guò)程中,細(xì)化層序單元,將K1jfu精細(xì)對(duì)比劃分出3套 (Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)砂體,并追蹤其頂界面,為后續(xù)反演精細(xì)建模做準(zhǔn)備。

2 九佛堂組上段薄儲(chǔ)集層曲線重構(gòu)反演預(yù)測(cè)

研究區(qū)常規(guī)波阻抗反演很難達(dá)到分辨薄層的能力,主要原因是:①目的層為中生代白堊紀(jì)地層,受成巖作用和壓實(shí)作用影響,儲(chǔ)集層與上、下圍巖之間速度差異較小;②K1jfu多為泥巖、油頁(yè)巖沉積,在鉆井過(guò)程中,井眼垮塌嚴(yán)重,嚴(yán)重影響聲波時(shí)差與密度曲線的質(zhì)量;③儲(chǔ)層物性好的井段 (包32井1380～1392m),其密度低于上、下泥巖密度,導(dǎo)致波阻抗相對(duì)較低。因此,需要進(jìn)行敏感性分析,重構(gòu)聲波時(shí)差進(jìn)行波阻抗反演[1,2]。

2.1 測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化處理

受環(huán)境因素以及不同測(cè)井儀器的影響,測(cè)井曲線往往存在刻度誤差和系統(tǒng)誤差[3],因此需要對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化處理的難點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)層的選擇和多井間系統(tǒng)偏差的認(rèn)識(shí)。根據(jù)對(duì)研究區(qū)基礎(chǔ)測(cè)井資料和地質(zhì)條件的分析,該次研究選擇K1jfu油頁(yè)巖、泥巖作為多井一致性處理的標(biāo)準(zhǔn)層;并選擇包32井作為標(biāo)準(zhǔn)井,其原因在于:①該地層在全工區(qū)范圍都有較穩(wěn)定的分布;②經(jīng)過(guò)評(píng)估,包32井測(cè)井曲線質(zhì)量總體相對(duì)較好;③包32井的測(cè)井段較長(zhǎng),測(cè)井項(xiàng)目較齊全,利于對(duì)比分析。

基于地層厚度基本相同、巖性沒有明顯變化的特點(diǎn),采用模式匹配的方法,對(duì)多井K1jfu的自然伽馬、聲波時(shí)差、深側(cè)向電阻率 (ρlld)和密度等測(cè)井曲線進(jìn)行一致性檢查和校正處理。多井標(biāo)準(zhǔn)化校正后的測(cè)井曲線能夠符合單井地質(zhì)特征在橫向上的變化規(guī)律,并且在不同巖性間的響應(yīng)差異也被完整地保留。

2.2 曲線敏感性分析

不同的測(cè)井曲線反映的信息是不一樣的,有速度、巖性、電性、物性、含油氣性、放射性等,需要從眾多的測(cè)井曲線中挑選出最能反映研究區(qū)儲(chǔ)層特征的測(cè)井曲線[4]。通過(guò)測(cè)井曲線模型試驗(yàn),補(bǔ)償中子、自然伽馬、聲波時(shí)差、補(bǔ)償密度以及波阻抗均不能很好地反映砂層,即對(duì)薄層砂體不敏感,但電阻率卻能很好地識(shí)別薄層砂體。從包32井ρlld直方圖(圖1)來(lái)看,ρlld＞9Ω·m為砂巖,ρlld＜9Ω·m為泥巖,能夠很好地區(qū)分砂、泥巖,因此ρlld為該區(qū)薄層砂體的敏感曲線。

圖1 包32井ρlld直方圖

圖2 重構(gòu)曲線分析圖

2.3 曲線重構(gòu)

該次曲線重構(gòu)是利用敏感性曲線ρlld與聲波時(shí)差進(jìn)行相關(guān)性分析。從預(yù)測(cè)結(jié)果(圖2)來(lái)看,井眼質(zhì)量好的層段,重構(gòu)聲波時(shí)差與實(shí)測(cè)聲波時(shí)差基本一致,說(shuō)明重構(gòu)曲線是成功的;而在井眼質(zhì)量差的井段,重構(gòu)聲波時(shí)差與原始聲波時(shí)差相差較大,主要原因是受聲波測(cè)井原理的限制,實(shí)測(cè)聲波時(shí)差受井眼影響較大,導(dǎo)致聲波時(shí)差失真。而ρlld受井眼影響較小,重構(gòu)聲波時(shí)差保持了地層速度趨勢(shì);同時(shí),重構(gòu)聲波時(shí)差在砂巖段明顯比泥巖段低,能夠很好地區(qū)分砂泥巖。因此,重構(gòu)聲波時(shí)差既反映了速度信息又反映了巖性信息。

2.4 反演結(jié)果分析

從過(guò)包32-1井至包33井反演剖面(圖3)可以看出,K1jfu的3套(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)砂體均能刻畫出來(lái)。將工區(qū)內(nèi)完鉆的8口井的Ⅰ砂體的厚度與反演結(jié)果比較,絕對(duì)誤差小于1m,相對(duì)誤差小于12.5% (見表1),反演結(jié)果與鉆井符合程度高,滿足儲(chǔ)集層橫向預(yù)測(cè)的要求,說(shuō)明曲線重構(gòu)技術(shù)在該次反演處理中起了重要作用[5]。

圖3 砂體對(duì)比與反演剖面

表1 K1 jfu的Ⅲ砂體實(shí)鉆厚度與預(yù)測(cè)厚度對(duì)比表

3 九佛堂組下段火山碎屑巖多屬性分析預(yù)測(cè)

研究區(qū)K1jfL主要發(fā)育凝灰質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)砂體,儲(chǔ)層物性差,以低孔-低滲、特低滲為主。但一些井K1jfL鉆遇熔結(jié)凝灰?guī)r、火山角礫巖、安山巖、玄武巖等火山碎屑巖,儲(chǔ)集空間為孔洞-裂縫型,儲(chǔ)層孔隙度一般在6.1%～15.4%之間,平均值為8.7%,滲透率一般分布在0.055～145.0mD之間。從鉆井巖心及成像測(cè)井資料來(lái)看,儲(chǔ)層裂縫較為發(fā)育,且油氣顯示活躍。在大的火山-沉積碎屑巖沉積背景下,火山碎屑巖很難識(shí)別;同時(shí)受火山碎屑巖自身儲(chǔ)集特征的影響,其非均質(zhì)性較強(qiáng),儲(chǔ)集物性在不同的相帶變化較大。由于各測(cè)井曲線值在橫向和縱向上變化較大,甚至不是一個(gè)數(shù)量級(jí),這樣在約束模型反演過(guò)程中受模型影響較大,難以準(zhǔn)確刻畫儲(chǔ)層分布范圍。因此,筆者采用多屬性分析方法,直接利用地震資料來(lái)確定儲(chǔ)層邊界。

3.1 RGB顏色融合技術(shù)刻畫火山碎屑巖分布范圍

針對(duì)火山碎屑巖提取了振幅、頻率、能量、相位、波形、相關(guān)、衰減、比率等8大類40余小類地震屬性[6,7]。通過(guò)屬性優(yōu)選,相干切片(圖4(a))、瞬時(shí)振幅(圖4(b))、瞬時(shí)頻率(圖4(c))能夠很好地反映火山碎屑巖巖體,主要表現(xiàn)為低相干、弱振幅、高頻率。再利用RGB顏色融合技術(shù)(R、G、B為紅、綠、藍(lán)3種顏色,分別代表3種不同的屬性,按一定比率混合在一起)[8,9],將相干、瞬時(shí)振幅和瞬時(shí)頻率按一定比例融合在一起,精確刻畫出火山碎屑巖的分布范圍 (圖4(d)),主要分布于廟34井-廟31井-包32井一帶,具有古構(gòu)造背景的區(qū)域,面積為38.5km2。

圖4 研究區(qū)K1 jf L火山碎屑巖層段屬性平面圖

3.2 體曲率屬性預(yù)測(cè)火山碎屑巖裂縫發(fā)育情況

曲率在數(shù)學(xué)上用于度量曲線的彎曲程度,曲率屬性是應(yīng)用曲率方法來(lái)計(jì)算地質(zhì)體在幾何空間上的分布形態(tài),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)斷層、裂縫、彎曲和褶皺等幾何構(gòu)造的有效識(shí)別,刻畫能力比相干技術(shù)更優(yōu)越。三維體曲率能夠表征斷層和裂縫的大小、長(zhǎng)度、走向等幾何特征及發(fā)育程度[10]。

從提取的研究區(qū)K1jfL火山巖碎屑巖的體曲率(圖5)來(lái)看,包32井、廟31井周圍裂縫發(fā)育,與實(shí)際鉆探資料符合。2口井均位于火山口附近,所以裂縫發(fā)育;遠(yuǎn)離火山口的區(qū)域,裂縫發(fā)育較差。從圖5上還可以看出,工區(qū)北部和東南部看似裂縫發(fā)育,其實(shí)是地震資料品質(zhì)差造成的,所以在地震屬性分析時(shí),要考慮地震品質(zhì)的影響,同時(shí)也要進(jìn)行鉆井校正。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

儲(chǔ)層預(yù)測(cè)是建立在精細(xì)構(gòu)造解釋的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的,在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)過(guò)程中,不同地區(qū)、不同成巖作用、以及所含的不同礦物成分,都對(duì)測(cè)井曲線的敏感程度不同。研究區(qū)深側(cè)向電阻率能夠很好地反映K1jfu薄層砂體,通過(guò)電阻率重構(gòu)聲波時(shí)差曲線進(jìn)行波阻抗反演,能夠滿足薄層砂體預(yù)測(cè)精度的要求。對(duì)于K1jfL火山碎屑巖,通過(guò)多屬性分析及RGB顏色融合技術(shù),精確地刻畫出火山碎屑巖的分布范圍;利用體曲率預(yù)測(cè)其裂縫發(fā)育程度,達(dá)到有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)要求。利用該成果部署探井2口,計(jì)算儲(chǔ)量2339×104t;同時(shí),該套技術(shù)已應(yīng)用于遼河外圍盆地陸東凹陷火山巖預(yù)測(cè)和奈曼凹陷碎屑巖儲(chǔ)層描述工作中,并取得了良好的應(yīng)用效果。

圖5 研究區(qū)K1 jf L火山碎屑巖層段體曲率圖

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[編輯] 龔丹

P631.44

A

1000-9752(2014)09-0058-05

2013-11-26

中國(guó)石油天然氣股份有限公司重大科技攻關(guān)項(xiàng)目 (2012E-3002)。

裴家學(xué)(1981-),男,2005年長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè),碩士,工程師,現(xiàn)主要從事構(gòu)造解釋、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)以及勘探部署工作。