趙榮坤 文曉濤 蒲勇

(1.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059;2.中石化股份有限公司勘探南方分公司，成都 610041)

儲(chǔ)層滲透率的預(yù)測(cè)一直是油田勘探的難點(diǎn)，但是其非均一性直接影響油田的生產(chǎn)，其原因就在于各個(gè)油田由于其油藏形成、構(gòu)造及地層礦物等屬性各異，而沒有可借鑒性和移植性。但是對(duì)于滲透率的影響因子的探索及滲透率的量化研究一直沒有被放棄，2006年，儲(chǔ)昭宏等人［1］運(yùn)用巖石結(jié)構(gòu)控制概念對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層滲透率進(jìn)行研究，該方法是將影響巖石滲透率的粒徑和分選性作為研究目標(biāo)，用巖石結(jié)構(gòu)概念對(duì)其進(jìn)行分類研究，由于巖石結(jié)構(gòu)與沉積條件相關(guān)，這樣就揭示了滲透率和沉積條件之間的內(nèi)在聯(lián)系。2012年，張漢榮等人［2］運(yùn)用孔隙結(jié)構(gòu)概念對(duì)普光氣田進(jìn)行了滲透率預(yù)測(cè)，該方法主要是通過孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)描述孔隙形狀和大小，以此來表征滲透率大小。但是前述2種方法都建立在研究地區(qū)巖石大量取樣的條件下，但在缺乏巖石樣本的條件下很難完成上述所需要的數(shù)據(jù)采集工作，而且需要一定的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。1997年，Salih Saner等人［3］提出運(yùn)用電阻率測(cè)井和飽和度數(shù)據(jù)估算滲透率。2004年，謝進(jìn)莊等人［4］利用生產(chǎn)測(cè)井資料估算滲透率，2010年，陳剛等人［5］利用斯通利波反演滲透率，這些方法都對(duì)滲透率反演提供了理論依據(jù)，但是測(cè)井的滲透率研究都難以提供油田大面積勘探所需要的橫向預(yù)測(cè)能力。

根據(jù)地震屬性預(yù)測(cè)研究表明，巖石滲透率的大小與其孔隙度大小有密切關(guān)系。然而在孔隙度不變的情況下，則是巖石孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)滲透率起著至關(guān)重要的控制作用，這一點(diǎn)在SUN氏模型［2］中已經(jīng)得到了充分說明。本研究目的層是碳酸鹽巖地層，碳酸鹽巖由于其沉積環(huán)境不同，儲(chǔ)層孔隙類型也不同，但小區(qū)域內(nèi)同時(shí)期同一相帶的地層孔隙形成條件較穩(wěn)定，利用地震波形分類技術(shù)識(shí)別不同相帶，再將地震相類型作為分類計(jì)算滲透率的標(biāo)準(zhǔn)來約束滲透率的預(yù)測(cè)結(jié)果。

1 滲透率預(yù)測(cè)方法

在掌握研究區(qū)地質(zhì)及測(cè)井資料的情況下，利用地震相分析技術(shù)對(duì)屬性及其所反映的地質(zhì)特征和地震響應(yīng)進(jìn)行分析解釋，得到與地震相對(duì)應(yīng)的沉積相。然后對(duì)各相帶中的測(cè)井資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，由密度和聲波速度得到波阻抗，再擬合波阻抗與滲透率線性回歸關(guān)系式。將地震反演得到的波阻抗數(shù)據(jù)代入上述關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算獲得視滲透率數(shù)據(jù)，該方法的流程圖見圖1。

圖1 滲透率預(yù)測(cè)流程圖

1.1 雙相介質(zhì)地震波傳播理論

根據(jù)雙相介質(zhì)中地震波傳播理論，可將地震記錄與雙相介質(zhì)物理參數(shù)間的關(guān)系記為

式中:U— 地表各觀測(cè)點(diǎn)的地震記錄;φ— 孔隙度;k— 滲透率;η— 流體黏滯系數(shù);b— 衰減系數(shù)，b=ηφ2/k;ρs— 固體顆粒骨架密度;ρf— 流體密度;A、N、Q、R— 雙相介質(zhì)彈性參數(shù);f— 震源函數(shù);t—時(shí)間。

顯然，利用地震數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)滲透率是可行的。

1.2 地震相分析

由于不同的沉積環(huán)境形成不同的沉積體，不同的沉積體在巖性、物性、含油氣性方面都各不相同，這反映在地震信息上就是地震波振幅、頻率、相位的變化，也就是地震波形的變化［6］。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)地震相檢測(cè)技術(shù)就是通過波形分類這一手段來區(qū)分不同沉積體從而達(dá)到分類指相的目的。

最終通過地質(zhì)人員提供的地質(zhì)相帶劃分結(jié)果，對(duì)比地震波形分類結(jié)果得到了地震相及其對(duì)應(yīng)的地質(zhì)上的沉積相在所解釋的區(qū)域的分布。

1.3 波阻抗反演

應(yīng)用STRATA軟件進(jìn)行模型反演，首先利用井阻抗建立初始分塊模型，利用分塊模型與子波計(jì)算人工合成地震道，再與實(shí)際地震道進(jìn)行比較。通過分析人工合成地震記錄與實(shí)際地震道的誤差修改分塊的厚度和振幅值以減少誤差，再進(jìn)行多次迭代直到二者匹配較好時(shí)，得到最佳寬頻帶波阻抗結(jié)果。

1.4 測(cè)井統(tǒng)計(jì)

根據(jù)相帶劃分的結(jié)果，統(tǒng)計(jì)單一相帶區(qū)域內(nèi)的密度ρ、聲波時(shí)差及中子孔隙度測(cè)井曲線資料，根據(jù)式Z=ρ*v(v—聲波速度)計(jì)算得到波阻抗Z，然后統(tǒng)計(jì)研究層段波阻抗Z與滲透率k的擬合關(guān)系。

圖2～圖5為研究區(qū)各相帶區(qū)域的33口井的氣層測(cè)井滲透率與波阻抗交會(huì)圖，可以看出滲透率與波阻抗成反比關(guān)系，其中R2表征相關(guān)性。R2越大相關(guān)性越好，相帶作為分類計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了很好擬合的效果。較之全區(qū)預(yù)測(cè)，基于相帶預(yù)測(cè)的可靠性更強(qiáng)，橫向分辨率更高。

圖2 開闊臺(tái)地相滲透率與波阻抗交會(huì)圖

圖3 臺(tái)地邊緣礁灘相滲透率與波阻抗交會(huì)圖

圖4 生物礁相滲透率與波阻抗交會(huì)圖

圖5 全區(qū)統(tǒng)計(jì)滲透率與縱波阻抗交會(huì)圖

1.5 計(jì)算結(jié)果

3口井的測(cè)井孔隙度與預(yù)測(cè)孔隙度統(tǒng)計(jì)見表1，全區(qū)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)及基于相帶的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)雖然存在誤差，但是基于相帶預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)更接近測(cè)井值。

表1 測(cè)井孔隙度與預(yù)測(cè)孔隙度統(tǒng)計(jì)表

圖6是全區(qū)統(tǒng)計(jì)滲透率預(yù)測(cè)切片，圖7是基于相帶計(jì)算滲透率預(yù)測(cè)切片。圖中標(biāo)注了該區(qū)3口生產(chǎn)井在目的層的投影已供驗(yàn)證，3口井均為直井且穩(wěn)產(chǎn)?；谙鄮B透率預(yù)測(cè)方法有效的利用了地質(zhì)解釋這一約束因子，從而使得預(yù)測(cè)結(jié)果更真實(shí)。

圖6 全區(qū)統(tǒng)計(jì)滲透率預(yù)測(cè)切片

2 結(jié)論

(1)通過對(duì)比以上預(yù)測(cè)結(jié)果可以看出，基于相帶的滲透率預(yù)測(cè)能夠展現(xiàn)出滲透率在橫向上的變化及分布情況，正是由于該方法建立在橫向上的地質(zhì)解釋基礎(chǔ)上，因此能夠結(jié)合地質(zhì)資料進(jìn)行更精確的橫向預(yù)測(cè)，可以作為孔隙流體預(yù)測(cè)、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)及研究區(qū)的進(jìn)一步勘探開發(fā)的依據(jù)。

圖7 基于相帶計(jì)算滲透率預(yù)測(cè)切片

(2)計(jì)算采用了測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和巖心數(shù)據(jù)，同一相帶上與勘探井臨近區(qū)域的預(yù)測(cè)結(jié)果更可靠。

(3)存在一個(gè)不容忽視的問題，地震相和地質(zhì)上沉積相的對(duì)應(yīng)問題，所以要有效利用這一分類方法必須要有地質(zhì)人員的配合才能完成。

［1］褚昭宏，馬永生，林暢松.碳酸鹽巖儲(chǔ)層滲透率預(yù)測(cè)［J］.地質(zhì)科技情報(bào)，2006，25(4):27-32.

［2］張漢榮，孫躍峰，竇齊豐，等.孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)在普光氣田的初步應(yīng)用［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2012，33(6):877-882.

［3］Salih Saner，Kissami M.運(yùn)用電阻率測(cè)井和飽和度數(shù)據(jù)估算滲透率［J］.SPE 地層評(píng)價(jià)，1997，12(1):27-31.

［4］謝進(jìn)莊，吳錫令.利用生產(chǎn)測(cè)井資料估算油水相對(duì)滲透率曲線［J］.石油勘探與開發(fā)，2004，31(2):64-66.

［5］陳剛，潘保芝.利用斯通利波反演地層滲透率［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版，2010，40(增刊):77-81.

［6］賀振華，蒲勇，熊曉軍，等.川東北長興飛仙關(guān)組礁灘儲(chǔ)層的三維地震識(shí)別［J］.物探化探計(jì)算技術(shù)，2009，31(1):1-5.