朱高明 劉維永 閆鳳玉 徐進(jìn)成 王傳軍

(中海石油(中國)有限公司天津分公司, 天津 300452)

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BZ油田儲層預(yù)測的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用效果

朱高明 劉維永 閆鳳玉 徐進(jìn)成 王傳軍

(中海石油(中國)有限公司天津分公司, 天津 300452)

BZ油田是以淺水三角洲水下分流河道沉積為主的復(fù)雜斷塊油藏。由于海上油田鉆完井成本高，在勘探階段其探井分布密度低，導(dǎo)致難以把握儲層發(fā)育、展布特征及油氣水分布規(guī)律。為降低開發(fā)井鉆井風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)用儲層反演技術(shù)和地震屬性應(yīng)用技術(shù)，對主力砂體的空間展布及其物性進(jìn)行詳細(xì)研究和描述，同時(shí)采用隨鉆成像測井技術(shù)實(shí)時(shí)提供井眼周圍巖性、流體邊界的變化，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化開發(fā)井井位，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，挖掘潛力，提高油田采收率。

淺水三角洲； 水平井； 儲層反演； 地震屬性； 隨鉆成像

2010年中海油國內(nèi)油氣當(dāng)量突破5 000萬t，實(shí)現(xiàn)了“海上大慶”的夙愿，其中渤海油田油氣當(dāng)量達(dá)到了3 000萬t，完成了“十一五”規(guī)劃宏偉目標(biāo)。海上油氣田鉆井費(fèi)用高，探井?dāng)?shù)量有限。如何克服探井密度低帶來的挑戰(zhàn)，認(rèn)清沉積空間演化及儲層展布規(guī)律，促使一次井網(wǎng)成型，是提升隨鉆質(zhì)量及保證開發(fā)效果的關(guān)鍵所在。

渤海海域已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的石油儲量絕大部分蘊(yùn)藏在新近系河流相或淺水三角洲相沉積砂巖中，探明石油地質(zhì)儲量十多億方。其中BZ油田是新發(fā)現(xiàn)并投入開發(fā)的油田之一，其儲層特點(diǎn)是：單層厚度較薄、夾層發(fā)育、橫向延伸比較局限。為減少層間矛盾，釋放最大產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化,該類油氣田開發(fā)方案大量采用水平井開發(fā)。開發(fā)過程中面臨的主要問題是：(1)儲層橫向變化大，鄰井對比認(rèn)為是一套砂體，但實(shí)際不連通，表現(xiàn)為“一砂一藏”的特點(diǎn)；(2)油藏類型普遍為頂氣底水油藏，個(gè)別井區(qū)隔夾層發(fā)育、構(gòu)造傾角變化較快，隨鉆過程中判斷不準(zhǔn)、調(diào)整不及時(shí)就會損失水平井段，影響開發(fā)效果。如何精確識別、刻畫地質(zhì)體(河道砂體)邊界，及其內(nèi)部物性變化，使水平井的井眼軌跡始終處于儲層的最佳位置，從而保證水平井的高效開發(fā)具有非凡意義。經(jīng)過反復(fù)研究與實(shí)踐，提出了儲層反演、地震屬性應(yīng)用與隨鉆成像測井組合識別巖性邊界的技術(shù)，在油田的高效開發(fā)中獲得了成功的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識。

1 儲層反演技術(shù)

水平井的高效開發(fā)首先要求準(zhǔn)確預(yù)測和描述水平井目的層。針對油田的地質(zhì)特征，提高油藏描述精度，滿足水平井設(shè)計(jì)和施工的需要，是水平井成功實(shí)施的關(guān)鍵。

BZ油田主力儲層主要集中在明下段，埋深在1 000～2 000 m，砂巖百分比含量較低，一般在20%左右，為典型的“泥包砂”地層組合。海上地震資料品質(zhì)較好，尤其在淺層明化鎮(zhèn)組，地震資料的主頻基本在50 Hz以上，具有可提供無井區(qū)以及井間地質(zhì)信息的優(yōu)勢。在淺水三角洲相油田的研究過程中，以油藏地質(zhì)概念模型為主線，利用地震資料的振幅、頻率、波阻抗等屬性和速度、密度等測井資料預(yù)測儲層的空間變化，其中應(yīng)用較多的是擬波阻抗反演技術(shù)。

在獲得工區(qū)內(nèi)砂體發(fā)育以及巖性組合特征與相對波阻抗關(guān)系的認(rèn)識后，以相對波阻抗資料為主，絕對波阻抗資料為輔，對砂體(組)進(jìn)行追蹤解釋，進(jìn)而獲得各砂體頂面、底面的幾何形態(tài)，為水平井的高效實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

通過運(yùn)用該技術(shù)，BZ油田43口開發(fā)井儲層預(yù)測成功率達(dá)到100%，儲層頂?shù)咨疃日`差小于4 m，厚度誤差小于2 m(表1)。

表1 BZ油田X28井明下段儲層預(yù)測統(tǒng)計(jì)表

2 地震屬性應(yīng)用技術(shù)

BZ油田儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)，孔隙度介于12.6%～41.7%，滲透率介于(11.0 ～6 820.0) 10-3μm2。通過應(yīng)用地震屬性技術(shù)，該區(qū)儲層平面非均質(zhì)性從定性認(rèn)識提升到定量研究。根據(jù)渤海地區(qū)油藏地質(zhì)特征以及探井和開發(fā)井的鉆探結(jié)果，將測井信息與常規(guī)地震剖面、反演剖面和地震屬性即井震資料相結(jié)合是儲層預(yù)測特別是優(yōu)質(zhì)儲層預(yù)測的關(guān)鍵，也是鉆前井位設(shè)計(jì)與優(yōu)化以及隨鉆優(yōu)化調(diào)整的基礎(chǔ)。

地震屬性是指由疊前或疊后地震數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)學(xué)變換而導(dǎo)出的有關(guān)地震波幾何學(xué)、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)特征，其應(yīng)用范圍非常廣泛，主要用于儲層預(yù)測、油藏描述、油氣檢測等方面。從屬性的基本定義出發(fā)，Brown等人將地震屬性分為4類，即時(shí)間屬性、振幅屬性、頻率屬性及吸收衰減屬性[1-2]。振幅屬性包括地震波的平均能量、最大振幅、均方根振幅等，表征地震波的動力學(xué)特征，可用來識別特殊地質(zhì)特征，如三角洲、河道、生物礁石等特殊巖性體[3]。針對淺水三角洲相或三角洲沉積，前人已經(jīng)利用強(qiáng)振幅異常帶預(yù)測河道砂體，取得了良好的效果。結(jié)合渤海油田近幾年的勘探開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，地震、地質(zhì)、測井和鉆井等不同專業(yè)緊密結(jié)合是預(yù)測儲集層的有效手段。

在石油天然氣勘探領(lǐng)域，地震多屬性綜合預(yù)測成功的關(guān)鍵是提取并優(yōu)選與地質(zhì)特性有關(guān)的地震屬性[3]。每一種地震屬性都是從不同的角度反映儲集層特征，如儲集層巖性、儲集層物性、孔隙流體性質(zhì)等，但是同一種屬性在不同工區(qū)、不同沉積環(huán)境所反映的儲層特征是不同的[4-7]。地震屬性的應(yīng)用必須與實(shí)際鉆井、測井等資料相結(jié)合。為提高實(shí)際應(yīng)用效果，優(yōu)選反映本油田儲集層特征的屬性，總結(jié)儲層分布特點(diǎn)與地震屬性參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，優(yōu)選能夠敏感反應(yīng)本地區(qū)儲層特征的地震屬性參數(shù)進(jìn)行儲層預(yù)測。

利用11口定向井資料開展BZ油田優(yōu)選屬性預(yù)測儲層參數(shù)研究，預(yù)測的儲層參數(shù)包括可以反映巖性的泥質(zhì)含量、反映物性的孔隙度以及反映含油氣性的含烴飽和度等，基于常規(guī)地震資料和波阻抗反演資料提取了共30種地震屬性。以X1167砂體的孔隙度預(yù)測為例，常規(guī)地震資料的波峰最大振幅屬性與其相關(guān)性最好，二者呈較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)高達(dá)94.5%(圖1)，采用線性回歸方法統(tǒng)計(jì)最大振幅屬性與X1167砂體孔隙度的關(guān)系式為：

Por=24.224 7+0.000 496 069Ampmax

(1)

式中：Por— 1167砂體的孔隙度，%；

Ampmax— 常規(guī)地震資料波峰最大振幅屬性，m。

圖1 X1167砂體最大振幅屬性與孔隙度相關(guān)度分析

利用式(1)預(yù)測X1167砂體孔隙度，其平面分布圖見圖2?？紫抖戎抵饕植荚?5.0%～35.8%，平均孔隙度為31.3%，與常規(guī)物性分析的平均孔隙度31.6%一致；預(yù)測孔隙度與最大振幅屬性相關(guān)性較好，大部分區(qū)域的孔隙度值高，砂體邊部和西北角局部區(qū)域孔隙度稍低，這與該區(qū)沉積相帶為淺水三角洲前緣，物源來自北面渤南低凸起的地質(zhì)認(rèn)識基本一致。從單井資料分析，X47HP井鉆前預(yù)測X1167砂體井點(diǎn)處孔隙度為34.3%，實(shí)鉆為33.8%，誤差僅為1.5%，可滿足儲層參數(shù)定量研究的精度要求。

圖2 X1167砂體預(yù)測孔隙度平面分布圖

3 隨鉆成像測井技術(shù)

儲層邊界探測技術(shù)是隨著隨鉆測井技術(shù)的不斷進(jìn)步逐漸發(fā)展起來的，是新測井儀器具有識別儲層頂?shù)酌孢吔?、儲層?nèi)部細(xì)微構(gòu)造變化以及隔夾層發(fā)育情況的總稱。目前隨鉆測井(LWD)技術(shù)在國內(nèi)外油田開發(fā)生產(chǎn)過程中得到廣泛應(yīng)用[8-15]，隨著科技進(jìn)步以及油田發(fā)展的需要，該技術(shù)有了長足進(jìn)步，各種先進(jìn)測井儀器逐步開發(fā)并投入運(yùn)用。BZ油田現(xiàn)場應(yīng)用的是目前最先進(jìn)的LWD技術(shù)——PeriScopel5，該技術(shù)在渤海油田尚屬首次應(yīng)用，效果良好。PeriScopel5是斯倫貝謝公司新一代隨鉆成像測井儀，該儀器可以進(jìn)行243.8，213.4，86.4，55.9 cm等多個(gè)間距和0.1，0.4，2.0 MHz等多個(gè)頻率的定向

電磁波相位和衰變測量。該測井儀除了能測量若干地質(zhì)參數(shù)外，還能探測井眼附近具有電阻率突變的巖性或流體邊界，可進(jìn)行360°測量和成像，測量結(jié)果可被實(shí)時(shí)處理，即刻計(jì)算出井眼距邊界的距離、傾向及傾角。地質(zhì)導(dǎo)向工程師利用鄰井資料預(yù)設(shè)的地質(zhì)模型對測量結(jié)果進(jìn)行反演，可為隨鉆人員提供一個(gè)直觀的地下地質(zhì)情況，具有前瞻性和提前預(yù)警的優(yōu)點(diǎn)，能夠識別儲層頂?shù)酌孢吔?、儲層?nèi)部細(xì)微構(gòu)造變化以及隔夾層發(fā)育情況，具有實(shí)時(shí)可視特點(diǎn)。以BZ油田水平井X3h井為例，水平段長度為301.0 m，實(shí)鉆儲層段長度為301.0 m，儲層鉆遇率為100.0%。從實(shí)時(shí)導(dǎo)向的儲層邊界模型圖分析(圖3)，儲層底面邊界比較明顯。測井深度在2 180.0 — 2 250.0 m處水平段距離底面邊界不到1.0 m，因此及時(shí)調(diào)整井斜，有效規(guī)避了鉆穿儲層的風(fēng)險(xiǎn)。該井自投產(chǎn)以來日產(chǎn)油穩(wěn)定在500 m3d左右，屬于高產(chǎn)井。

從BZ油田26口水平井實(shí)施效果分析，全油田水平井水平段平均長度為371.0 m，鉆遇儲層段平均長度為361.0 m，儲層鉆遇率為97.3%(表2)，其中2009年投產(chǎn)的5口水平井平均單井日產(chǎn)油都在500 m3以上，是方案設(shè)計(jì)產(chǎn)能的3.0倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了預(yù)期效果。

4 結(jié) 語

(1)開發(fā)實(shí)踐證實(shí)運(yùn)用擬波阻抗反演技術(shù)識別、刻畫砂體邊界已經(jīng)達(dá)到高可靠性水平；地震屬性應(yīng)用技術(shù)對地震資料要求較高，取得的認(rèn)識還需在以后的隨鉆過程中不斷完善和檢驗(yàn)。

(2)PeriScopel5隨鉆測井技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)井眼周圍巖性和流體邊界的準(zhǔn)確識別，提高水平井的鉆井成功率，但在該儀器距鉆頭較遠(yuǎn)(12 m)處，目的層和上下圍巖的電阻率差異小的情況下，該儀器不能及時(shí)提供邊界變化的信息，有鉆出儲層的可能性。

圖3 BZ油田X3h井實(shí)時(shí)導(dǎo)向儲層邊界模型圖

表2 BZ油田水平井水平段儲層鉆遇率統(tǒng)計(jì)表

井名水平段長度∕m儲層段長度∕m儲層鉆遇率∕%井名水平段長度∕m儲層段長度∕m儲層鉆遇率∕%X5h410．0410．0100．0X33h209．5204．097．4X1h291．0286．198．3X16h336．0336．0100．0X6h525．5520．599．0X11h569．0560．598．5X23h436．0356．981．9X47h407．0407．0100．0X22h190．0190．0100．0X32h372．0372．0100．0X27h460．5452．698．3X44h453．0453．0100．0X12h401．0398．499．4X41h366．0366．0100．0X45h313．0251．880．4X42h411．0403．698．2X26h288．5288．5100．0X7h579．0562．697．2X10h395．5386．997．8X17h396．0384．197．0X46h400．0398．599．6X13h288．0242．284．1X25h347．0336．496．9X18h221．0221．0100．0X3h301．0301．0100．0X8h289．0287．499．4

(3)依據(jù)地球物理和已鉆井資料建立待鉆水平井地質(zhì)模型，提前做好各種預(yù)案，可為提高水平井儲層的鉆遇率打好基礎(chǔ)；隨鉆過程中通過多種儲層刻畫技術(shù)的合理組合應(yīng)用，取長補(bǔ)短，可實(shí)現(xiàn)利用水平井高效開發(fā)該類油氣藏的目的。

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Key Technology and Its Application Effect of Reservoir Prediction in BZ Oilfield

ZHUGaomingLIUWeiyongYANFengyuXUJinchengWANGChuanjun

(Tianjin Branch of CNOOC Limited, Tianjin 300452, China)

BZ Oilfield is a complex fault block reservoir mainly with shallow water delta subsea distributary channel deposit. The cost of drilling and completion in offshore oilfield is very high. And distribution density of exploration well cannot help to recognize reservoir development, distribution feature and fluid distribution completely. These bring many uncertain factors to oilfield development. In order to reduce risk in drilling, process reservoir inversion technique and seismic attributes application technology were applied to study and describe the distribution and physical properties of main sand body. Meanwhile image logging while drilling was used to observe the change of lithology and fluid around the wellbore. Well optimization, reducing risk, potential tapping and improving recovery efficiency on this basis are very important to oilfield high-efficient development and providing reference for development of similar oilfield.

shallow water delta; horizontal well; reservoir inversion; seismic attributes; image logging while drilling

2015-07-19

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“頁巖氣藏多重介質(zhì)滲流機(jī)理與理論研究”(51374265)

朱高明(1975 — )，男，山東沂水人，工程師，研究方向?yàn)橛蜌馓镩_發(fā)工程。

P618.13

A

1673-1980(2015)05-0018-04