卜范青，張宇焜，楊寶泉，高博禹，高云峰

（1.中海油研究總院開發(fā)研究院，北京100027；2.中海油烏干達(dá)有限公司，烏干達(dá) 坎帕拉 00256）

0 引言

常用研究砂體連通性的技術(shù)包括應(yīng)用測井資料的小層對(duì)比技術(shù)、地球物理屬性描述技術(shù)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料應(yīng)用驗(yàn)證等。測井資料具有縱向上分辨率高、易獲得的特點(diǎn)，應(yīng)用測井資料可以獲得準(zhǔn)確的儲(chǔ)層信息，但難于預(yù)測井間砂體的連通性［1-2］。地層中巖石性質(zhì)、流體性質(zhì)的空間變化，會(huì)引起地震反射波形、振幅、頻率、能量以及相位等各種地震屬性的變化，應(yīng)用正演和反演數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測，可判斷儲(chǔ)層連通性，但難以克服地震解釋多解性和局限性的弊端［3-5］。隨著油田的開發(fā)，可通過分析油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)獲得儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)連通信息，但它雖能明確注采受效情況［6-8］，但由于各井縱向上砂體相互疊合，且射孔層位多，卻不能明確縱向上各套砂體具體的連通情況。近年來，對(duì)深水濁積儲(chǔ)層研究已越來越深入［9-11］。發(fā)育復(fù)合濁積水道的西非深水M 油田，由于多期水道相互疊置，增加了砂體井間的不可預(yù)測性，以及砂體連通性研究的難度［12-13］。本文應(yīng)用高分辨率的地震資料和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，對(duì)不同期次水道的連通性進(jìn)行重點(diǎn)、針對(duì)性研究，建立了可靠的地質(zhì)模型，對(duì)后期油田開發(fā)具有重要意義。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)M 油田位于區(qū)域構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶上，整體上為一背斜構(gòu)造，被生油凹陷環(huán)繞，處于有利的油氣富集區(qū)，具有優(yōu)越的油氣聚集成藏的石油地質(zhì)條件，是典型的深水海底扇油氣田［14-16］（見圖1）。儲(chǔ)層為深海海底扇形成的碎屑巖儲(chǔ)層，主要發(fā)育深水濁積水道和朵葉沉積。研究區(qū)內(nèi)深水扇沉積是深海環(huán)境中由沉積物重力流形成的水道和朵葉的復(fù)合體沉積，分布在大陸架外的深海區(qū)。本區(qū)陸源物質(zhì)入海的坡度較陡，近陸架部分發(fā)育大量的高彎度濁積水道，水道體垂向上相互疊置，側(cè)向上擺動(dòng)頻繁，垂向上疊合關(guān)系復(fù)雜。筆者通過對(duì)多期水道砂體間的砂體連通性進(jìn)行研究，定性、定量化表征砂體連通區(qū)域，從而為后期動(dòng)態(tài)分析、數(shù)值模擬提供依據(jù)。

圖1 M 油田沉積特征

2 優(yōu)選地震屬性砂體表征

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)推演出的有關(guān)地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征、動(dòng)力學(xué)特征、統(tǒng)計(jì)學(xué)特征及幾何特征的信息，優(yōu)選疊前彈性參數(shù)縱橫波速度比能夠較好地區(qū)分巖性［17-18］（見圖2）。但受地震資料自身品質(zhì)的影響，砂體刻畫并非準(zhǔn)確，尤其是主水道往外延伸的天然堤等差儲(chǔ)層，往往更難以準(zhǔn)確判斷水道的邊界。若地震識(shí)別砂體邊界存在不確定性，砂體間連通性、連通范圍也具有較大的不確定性。客觀判定砂體空間展布特征，表征砂體間連通區(qū)域，為后期開發(fā)動(dòng)態(tài)調(diào)整提供定性、定量的依據(jù)。

圖2 N 油田縱橫波速度比與波阻抗交會(huì)

3 水道連通區(qū)域研究

綜合多專業(yè)、多學(xué)科資料，對(duì)油田內(nèi)部濁積水道進(jìn)行了刻畫追蹤，進(jìn)而對(duì)水道間的連通區(qū)域進(jìn)行定性、定量表征，具體的工作流程如圖3所示。

圖3 研究思路及流程

3.1 標(biāo)定砂體“疊合區(qū)域”

主力油組N 油組為復(fù)合濁積水道砂體，垂向上各單期水道相互疊置，只有晚期發(fā)育的深水濁積水道底部沖刷侵蝕了早期水道，縱向上相鄰的水道砂體才相互連通。故分析砂體在縱向上的連通性之前，要先確定相鄰濁積水道砂體在縱向上相互疊合的區(qū)域。運(yùn)用優(yōu)選出的地震反演屬性對(duì)各期水道頂?shù)酌孢M(jìn)行追蹤識(shí)別，圈定相鄰水道砂體“疊合區(qū)域”。

N1 和N2 為自下而上發(fā)育的2 期相鄰的深水濁積水道，在標(biāo)定其疊合區(qū)域時(shí)，先對(duì)地震追蹤的N1、N2 水道砂體頂?shù)酌孢M(jìn)行井點(diǎn)校正，建立2 套砂體頂?shù)讓用婺Ｐ?，平面上重合的區(qū)域標(biāo)定為2 期水道砂體的“疊合區(qū)域”。據(jù)此思路，依次對(duì)N 油組各砂體間疊合區(qū)域進(jìn)行追蹤標(biāo)定，建立N 油組水道砂體間的“疊合區(qū)域”（見圖4），為下階段標(biāo)定連通區(qū)域奠定基礎(chǔ)。

圖4 N 油組砂體疊合連通區(qū)域范圍

3.2 標(biāo)定“確定連通區(qū)域”

在“疊合區(qū)域”基礎(chǔ)上，進(jìn)一步標(biāo)定水道砂體連通區(qū)域。在砂體界面追蹤的過程中，相鄰水道砂體會(huì)出現(xiàn)“穿層”的現(xiàn)象。地質(zhì)上認(rèn)為，2 期深水濁積水道垂向上沖刷侵蝕，致使縱向砂體連通，2 套砂體的地震響應(yīng)在縱向上呈明顯的接觸關(guān)系，無法明確劈分，該區(qū)域標(biāo)定為“確定連通區(qū)域”。在追蹤過程中，針對(duì)海上油田鉆井少、濁積水道多變的特點(diǎn)，分井控區(qū)域和無井控區(qū)域來標(biāo)定的。

在井控區(qū)域，首先對(duì)比鉆遇N 油組各井砂體地質(zhì)分層，對(duì)相鄰水道砂體間夾層進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，夾層厚度小于4 m 且測井曲線呈現(xiàn)砂泥互層，則巖性以泥質(zhì)粉砂巖或泥質(zhì)細(xì)砂巖為主。在地球物理響應(yīng)上呈明顯的接觸關(guān)系，無法準(zhǔn)確劈分。這些夾層連通可能性較大，在后期的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)中也得到了驗(yàn)證。注水井N-16 井鉆遇的N2 和N1 砂體，夾層較薄，地震響應(yīng)上無法準(zhǔn)確劃定砂體邊界，根據(jù)地震追蹤的砂體頂?shù)酌?，存在“穿層”現(xiàn)象，計(jì)算出異常區(qū)域，即得到“確定連通區(qū)域”（見圖5）。

圖5 N-16 井區(qū)域“確定連通區(qū)域”追蹤識(shí)別

在無井控制的區(qū)域，依據(jù)地震反演結(jié)果，根據(jù)已標(biāo)定的砂體頂?shù)酌媾袛?，地震響?yīng)明顯區(qū)分不開，統(tǒng)計(jì)計(jì)算夾層厚度小于4 m，將之標(biāo)定為“確定連通區(qū)域”，并追蹤出其頂?shù)酌妫ㄒ妶D6、圖7）。

圖6 非井控區(qū)域“確定連通區(qū)域”追蹤識(shí)別

3.3 標(biāo)定“可能連通區(qū)域”

由于地震資料自身品質(zhì)的影響及主觀解釋的不確定性，砂體的范圍、邊界具有一定的誤差，在多期疊合濁積河道沉積中表現(xiàn)尤其明顯。筆者認(rèn)為，除“確定連通區(qū)域”之外，還有部分區(qū)域的連通性比較模糊，在油田開發(fā)初期標(biāo)定為“可能連通區(qū)域”。隨著油田的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料的增加，再適時(shí)根據(jù)干擾測試的結(jié)果調(diào)整“可能連通區(qū)域”的連通因子?！翱赡苓B通區(qū)域”的標(biāo)定對(duì)油田注水開發(fā)和后期的動(dòng)態(tài)預(yù)測意義重大。

本次研究主要借助地質(zhì)認(rèn)識(shí)及地震儲(chǔ)層反演結(jié)果，定性、定量表征N 油組各砂體之間的“可能連通區(qū)域”。在追蹤過程中，井震結(jié)合分井控區(qū)域和缺乏井控區(qū)域來標(biāo)定的。

在井控區(qū)域，圍繞已標(biāo)定的“確定連通區(qū)域”，結(jié)合地震反演響應(yīng)向四周進(jìn)行輻射狀追蹤，當(dāng)?shù)卣痦憫?yīng)上不能明顯將2 套砂體明顯分開時(shí)，圈定為“可能連通區(qū)域”。N-16 井鉆遇的B2 和B1 間夾層較薄，厚度為4 m，計(jì)算得到B2 和B1 之間夾層等厚圖（見圖8a）。同時(shí)，結(jié)合地震反演響應(yīng)，以井點(diǎn)為中心向四周追蹤，追蹤到夾層厚度為15 m 時(shí)2 套砂體在反演剖面上明顯分開，小于15 m 時(shí)，范圍內(nèi)2 套砂體無法準(zhǔn)確劃分，故定義此范圍為“可能連通區(qū)域”（見圖8b）。

圖7 確定連通區(qū)域

圖8 可能連通區(qū)域

在無井控區(qū)域的“疊合區(qū)域”范圍內(nèi)，結(jié)合地震反演響應(yīng)，圈定夾層厚度范圍小于5 m 的區(qū)域。在此范圍內(nèi)，地震響應(yīng)能清晰分開的砂體排除連通的可能性，無法明顯分開的，以此范圍為中心輻射向四周追蹤，當(dāng)?shù)卣鹌拭嫔夏軐? 套砂體明顯分開時(shí)，確定此時(shí)的夾層厚度范圍，圈定“可能連通區(qū)域”。結(jié)合地震反演資料通過分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)夾層厚度小于10 m 時(shí)，2 套砂體可明顯分開，將此區(qū)域標(biāo)定為“可能連通區(qū)域”；追蹤標(biāo)定砂體間的“可能連通區(qū)域”，同時(shí)統(tǒng)計(jì)N 油組各砂體“可能連通區(qū)域”的夾層厚度（見表1）。

表1 M 油田N 油組“可能連通區(qū)域”夾層厚度統(tǒng)計(jì)

3.4 連通區(qū)域三維表征

利用已追蹤出的“確定連通區(qū)域”和“可能連通區(qū)域”的頂?shù)酌?，將其嵌入到三維地質(zhì)模型中（見圖9、圖10），定量化表征儲(chǔ)層間連通區(qū)域，以有效地指導(dǎo)后期的動(dòng)態(tài)分析。

圖9 M 油田N 油組砂體間連通區(qū)域模型

圖10 N-20—N-28 連井剖面

4 疊合水道間連通性應(yīng)用

砂體連通性的分析研究，對(duì)油田開發(fā)過程中的動(dòng)態(tài)分析有重要的指導(dǎo)價(jià)值。它不僅關(guān)系到生產(chǎn)井位的部署和射孔的層段，而且關(guān)系到注水井的部署及注水效果等。弄清砂體連通性，對(duì)后期的儲(chǔ)量計(jì)算、歷史擬合等也有重要影響。

4.1 動(dòng)態(tài)分析應(yīng)用

利用標(biāo)定的連通區(qū)域輔助壓力、 產(chǎn)量曲線進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，可以提高分析的可靠性。

N-20 井射孔層位為N4 和N5，N-28 井射孔層位為N7 和N6。由于小層之間縱向或側(cè)向上局部搭接，僅從平面上看很難分析其注采關(guān)系。N-20 井在2009年7月之前，由于沒有能量補(bǔ)充，地層壓力持續(xù)下降，N-28 井投注以后，下降趨勢變慢，N-28 井注水使N-20 井受效，說明N-28 井縱向上砂體是相連通的，但不能確定砂體之間具體的連通關(guān)系。依據(jù)標(biāo)定的連通區(qū)域的空間分布，對(duì)N-20 井及周圍注水井N-28 井進(jìn)行注采受效分析。從剖面上可以看到（見圖11），N-28 井的N7 砂體與N6 砂體垂向上連通，在N-28 井N7 砂體、N6 砂體與N-20 井N5 層側(cè)向局部搭接，形成連通區(qū)域。本文方法克服了只利用動(dòng)態(tài)資料不能準(zhǔn)確判定砂體間具體連通區(qū)域位置的弊端。

圖11 N-13—N-20—N-28 連井剖面

4.2 數(shù)值模擬應(yīng)用

M 油田N 油組為多期深水濁積水道沉積，砂體相互疊合，連通情況復(fù)雜，開發(fā)上為早期注水開發(fā)，且各井日注水量都較大，與注水井在同一套砂體的生產(chǎn)井見效明顯，彼此連通砂體的生產(chǎn)井也受效，在歷史擬合及動(dòng)態(tài)預(yù)測時(shí)，對(duì)連通區(qū)域應(yīng)該有充分的考慮。

根據(jù)標(biāo)定的“確定連通區(qū)域”和“可能連通區(qū)域”，在后期的數(shù)值模擬設(shè)定連通率時(shí)，分類進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)。在歷史擬合及動(dòng)態(tài)預(yù)測時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，“確定連通區(qū)域”連通率可設(shè)置相對(duì)較高，“可能連通區(qū)域”連通率可設(shè)置相對(duì)較低。這充分考慮了砂體間連通區(qū)域?qū)τ筒氐挠绊?，所預(yù)測得到的產(chǎn)量更加準(zhǔn)確。

5 結(jié)論

1）結(jié)合地質(zhì)概念模型，充分利用井資料和地震資料，分井控區(qū)域和無井控區(qū)域，標(biāo)定M 油田N 油組各套砂體間的“確定連通區(qū)域”和“可能連通區(qū)域”，并統(tǒng)計(jì)得到連通區(qū)域的各項(xiàng)參數(shù)，分類建立三維連通區(qū)域模型。

2）動(dòng)態(tài)資料和靜態(tài)資料相結(jié)合，通過已標(biāo)定的不同期次水道砂體間連通區(qū)域。此方法對(duì)油田進(jìn)行生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析，具有較高的可靠性。

3）數(shù)值模擬中，根據(jù)不同的連通區(qū)域類型設(shè)定連通率，分類進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，充分考慮了砂體間連通區(qū)域?qū)τ筒亻_發(fā)的影響，可為后期預(yù)測奠定基礎(chǔ)。

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