張會(huì)來(lái)，樂(lè)靖，范廷恩，高云峰，田楠

(中海油研究總院，北京 100027)

地質(zhì)條件的復(fù)雜性及其資料的不完備性、不確定性[1,2]制約了油氣田的勘探與開(kāi)發(fā)，因此加強(qiáng)不確定性分析有助于降低構(gòu)造預(yù)測(cè)、儲(chǔ)層埋深預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)[3]。在油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中，構(gòu)造的不確定性與鉆前設(shè)計(jì)、隨鉆優(yōu)化直接相關(guān)，因此構(gòu)造的不確定性分析是開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中一個(gè)重要的研究課題。構(gòu)造不確定性來(lái)源很多，比較典型的有偏移、層位追蹤、斷層解釋以及時(shí)深轉(zhuǎn)換[4～6]。在勘探開(kāi)發(fā)中，地震速度是非常重要的參數(shù)，速度不確定性是偏移不確定性和時(shí)深轉(zhuǎn)換不確定性的重要來(lái)源，圈閉容量評(píng)價(jià)以及鉆井井位設(shè)計(jì)都需要考慮與速度模型不唯一性有關(guān)的構(gòu)造不確定性[6～8]。

E油田位于西非尼日爾三角洲，屬于深水濁流沉積，儲(chǔ)層為深水扇濁積砂巖，油田的主力油藏為朵葉復(fù)合體。該油田采用全水平井開(kāi)發(fā)方式，其預(yù)期砂體鉆遇長(zhǎng)度直接影響后續(xù)生產(chǎn)效果，砂體埋深預(yù)測(cè)與砂體分布預(yù)測(cè)是水平井鉆探成功的關(guān)鍵。筆者通過(guò)逆向思維，基于尼日爾三角洲E油田已鉆的18口開(kāi)發(fā)井，統(tǒng)計(jì)砂體埋深差異特征，分析不確定性規(guī)律，建立相應(yīng)的不確定性圖版，將不確定性研究成果應(yīng)用于后續(xù)近20口開(kāi)發(fā)井的井位設(shè)計(jì)與隨鉆研究。

1 砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性分析圖版

圖1 濁積砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性分析技術(shù)路線圖

通過(guò)對(duì)E油田的特征分析，明確了導(dǎo)致砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性的主要因素，通過(guò)已鉆開(kāi)發(fā)井鉆后分析，獲得與不確定性相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)，如誤差范圍數(shù)據(jù)、目標(biāo)井與速度參考井井距數(shù)據(jù)、儲(chǔ)層位置與砂體預(yù)測(cè)差異綜合分析圖。將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與導(dǎo)致砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性原因進(jìn)行耦合分析，建立圖版表征不確定性形成的規(guī)律，應(yīng)用不確定性分析圖版指導(dǎo)后續(xù)開(kāi)發(fā)井砂體埋深預(yù)測(cè)與井位優(yōu)化(見(jiàn)圖1)。

1.1 砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性原因分析

E油田為深水扇儲(chǔ)層油田，主要油藏單元為朵葉沉積，基于地震疊前反演成果，該油田開(kāi)展了系統(tǒng)的儲(chǔ)層頂面解釋。油田開(kāi)發(fā)井鉆探前，基于5口探井、評(píng)價(jià)井開(kāi)展井震標(biāo)定，獲得時(shí)深關(guān)系，建立地層格架約束的三維速度場(chǎng)。開(kāi)發(fā)井深度埋深預(yù)測(cè)以距離最近井為速度參考井，應(yīng)用三維速度場(chǎng)精細(xì)砂體埋深預(yù)測(cè)成果進(jìn)行質(zhì)控。根據(jù)上述研究基礎(chǔ)分析，若井震標(biāo)定、三維速度場(chǎng)基礎(chǔ)速度合理，則認(rèn)為影響開(kāi)發(fā)井砂體埋深預(yù)測(cè)的主要影響因素為儲(chǔ)層解釋精度與參考速度。

1.2 砂體埋深預(yù)測(cè)差異及相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

以E油田18口已鉆開(kāi)發(fā)井為基礎(chǔ)開(kāi)展分類統(tǒng)計(jì)，內(nèi)容包括3個(gè)方面：①分油藏砂體埋深預(yù)測(cè)差異統(tǒng)計(jì)；②開(kāi)發(fā)井所處砂體位置統(tǒng)計(jì)(主體部位或非主體部位)；③目標(biāo)井與速度參考井距離統(tǒng)計(jì)。3個(gè)方面數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的目標(biāo)是分油藏認(rèn)識(shí)誤差范圍、獲得砂體主體部位與砂體非主體位置埋深預(yù)測(cè)誤差規(guī)律、分析差異特征與速度參考井距離的關(guān)系。

1.3 砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性分析圖版

基于已鉆井的砂體埋深預(yù)測(cè)差異統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，建立砂體埋深誤差分布范圍不確定性圖版、砂體埋深預(yù)測(cè)差異與位置關(guān)系不確定性圖版、目標(biāo)井與速度參考井距離分析圖版。通過(guò)上述圖版展示不同油藏砂體埋深預(yù)測(cè)誤差范圍及誤差規(guī)律分布，分析砂體埋深預(yù)測(cè)誤差分布與速度參考井距離之間的關(guān)系。通過(guò)其所揭示的砂體埋深預(yù)測(cè)誤差分布規(guī)律，不斷優(yōu)化隨鉆階段砂體頂面埋深預(yù)測(cè)方法和思路，提高后續(xù)開(kāi)發(fā)井砂體埋深預(yù)測(cè)精度。

1)砂體埋深誤差分布范圍不確定性圖版 根據(jù)已鉆井分油藏砂體埋深預(yù)測(cè)差異統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過(guò)直方圖來(lái)分油藏表征砂體埋深預(yù)測(cè)可能的不確定性范圍。直方圖的橫坐標(biāo)表示各口已鉆井，縱坐標(biāo)表示各口已鉆井在某一油藏的砂體埋深預(yù)測(cè)誤差。該圖版可以形象地展示該油藏砂體埋深預(yù)測(cè)可能的不確定性范圍，對(duì)于該油藏后續(xù)的待鉆開(kāi)發(fā)井，還可以明確其砂體埋深預(yù)測(cè)可能的不確定性范圍，有助于提高砂體埋深預(yù)測(cè)精度。

2)砂體埋深預(yù)測(cè)差異與位置關(guān)系不確定性圖版 在各已鉆井分油藏砂體埋深預(yù)測(cè)差異統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，分析鉆遇儲(chǔ)層主體區(qū)和儲(chǔ)層邊部埋深預(yù)測(cè)誤差的分布規(guī)律，并分別形成蛛網(wǎng)分析圖版和散點(diǎn)分析圖版。采用數(shù)字1代表儲(chǔ)層邊部，數(shù)字3代表儲(chǔ)層主體，與各井的砂體埋深預(yù)測(cè)誤差形成蛛網(wǎng)圖。以藍(lán)色圓點(diǎn)代表不同井的砂體埋深預(yù)測(cè)誤差值，紅色圓點(diǎn)代表儲(chǔ)層主體區(qū)或儲(chǔ)層邊部，橫坐標(biāo)表示儲(chǔ)層位置，縱坐標(biāo)表示砂體埋深預(yù)測(cè)誤差，按照井點(diǎn)鉆遇儲(chǔ)層位置進(jìn)行排序，形成散點(diǎn)圖分析圖版。上述2個(gè)圖版用于表征砂體埋深預(yù)測(cè)誤差與位置關(guān)系的不確定性范圍。根據(jù)該圖版開(kāi)展后續(xù)開(kāi)發(fā)井砂體埋深預(yù)測(cè)時(shí)，根據(jù)靶點(diǎn)鉆遇的儲(chǔ)層位置就可以分析深度預(yù)測(cè)誤差的不確定性范圍。

3)目標(biāo)井與速度參考井距離分析圖版 在已鉆井分油藏砂體埋深預(yù)測(cè)差異統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，分析目標(biāo)井與速度參考井距離大小及砂體埋深預(yù)測(cè)誤差的分布規(guī)律。橫坐標(biāo)表示目標(biāo)井與速度參考井距離，縱坐標(biāo)表示各井的砂體埋深預(yù)測(cè)誤差，橫坐標(biāo)按照目標(biāo)井與速度參考井距離從小到大排列，形成散點(diǎn)圖。通過(guò)目標(biāo)井與速度參考井距離分析圖版，表征目標(biāo)井與速度參考井距離從小到大變化時(shí)砂體埋深預(yù)測(cè)誤差的分布規(guī)律，明確目標(biāo)井與速度參考井距離在什么范圍內(nèi)砂體埋深預(yù)測(cè)誤差較小。根據(jù)該圖版開(kāi)展后續(xù)開(kāi)發(fā)井砂體埋深預(yù)測(cè)時(shí)，根據(jù)目標(biāo)井與參考井之間的距離就可以確定埋深預(yù)測(cè)的不確定性范圍。

1.4 應(yīng)用思路

通過(guò)砂體埋深預(yù)測(cè)差異與位置關(guān)系不確定性分析圖版所揭示的砂體埋深預(yù)測(cè)誤差分布范圍以及與鉆遇儲(chǔ)層位置、與速度參考井距離的分布規(guī)律，應(yīng)用于后續(xù)開(kāi)發(fā)井砂體埋深預(yù)測(cè)中，其主要思路為：①根據(jù)鄰近已鉆井的時(shí)深關(guān)系來(lái)開(kāi)展待鉆井的砂體頂面埋深預(yù)測(cè)，同時(shí)參考更新后的三維速度場(chǎng)預(yù)測(cè)砂體頂面埋深，兩者結(jié)合得到一個(gè)砂體頂面埋深預(yù)測(cè)不確定性范圍；②將砂體頂面埋深預(yù)測(cè)不確定性范圍與砂體埋深誤差分布范圍不確定性圖版進(jìn)行對(duì)比，如果埋深預(yù)測(cè)不確定性范圍與圖版一致，表明預(yù)測(cè)合理，反之要分析原因，重新預(yù)測(cè)；③分析待鉆井靶點(diǎn)鉆遇的儲(chǔ)層位置，根據(jù)砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性與位置關(guān)系不確定性圖版進(jìn)一步分析靶點(diǎn)的埋深預(yù)測(cè)不確定性范圍；④分析待鉆井與速度參考井之間距離，根據(jù)兩者之間距離確定靶點(diǎn)的埋深預(yù)測(cè)不確定性范圍，綜合砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性分析圖版的認(rèn)識(shí)結(jié)果，最終確定靶點(diǎn)的埋深預(yù)測(cè)不確定性范圍。

2 應(yīng)用實(shí)例

尼日爾三角洲E油田構(gòu)造復(fù)雜，為一被斷層復(fù)雜化的背斜構(gòu)造，斷層多且密。E油田于2014年12月開(kāi)鉆，預(yù)計(jì)投產(chǎn)前完鉆24口開(kāi)發(fā)井。油田以水平井為主要井型進(jìn)行開(kāi)發(fā)，水平井要求高精度的砂體埋深預(yù)測(cè)，如果砂體埋深預(yù)測(cè)不準(zhǔn)，水平井的砂體鉆遇率就會(huì)降低，影響生產(chǎn)井的產(chǎn)能。為了提高水平井的砂體鉆遇率，應(yīng)用砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性分析技術(shù)，根據(jù)E油田18口已鉆開(kāi)發(fā)井砂體埋深預(yù)測(cè)誤差統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(①分油藏砂體埋深預(yù)測(cè)差異統(tǒng)計(jì)；②開(kāi)發(fā)井所處砂體位置統(tǒng)計(jì)(主體部位或非主體部位)；③目標(biāo)井與速度參考井距離統(tǒng)計(jì))，建立了3類砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性分析圖版。

在單井砂體頂面埋深誤差分析的基礎(chǔ)上，分別統(tǒng)計(jì)每個(gè)油藏砂體頂面埋深誤差，認(rèn)識(shí)各個(gè)油藏平面上深度預(yù)測(cè)誤差的不確定性范圍，用于指導(dǎo)后續(xù)開(kāi)發(fā)井砂體埋深預(yù)測(cè)。如圖2所示，R1180 east channel砂體埋深預(yù)測(cè)差異不確定性范圍在-7.1～4.5m(見(jiàn)圖2(a))，R1180 east lobe砂體埋深預(yù)測(cè)差異不確定性范圍在-4.3～7.8m(見(jiàn)圖2(b))，把所有已鉆井在目的層R1120和R1180的砂體埋深預(yù)測(cè)誤差一起分析，可以看到砂體埋深預(yù)測(cè)差異不確定性范圍在-8～8m(見(jiàn)圖2(c))。因此，基于現(xiàn)有的砂體埋深預(yù)測(cè)思路和方法，不同油藏的砂體埋深預(yù)測(cè)差異不確定性范圍在-8～8m，為后續(xù)新鉆井的靶點(diǎn)深度預(yù)測(cè)誤差指明了不確定性范圍，并在該基礎(chǔ)上進(jìn)一步減少不確定性范圍。

圖2 埋深誤差分布范圍不確定性圖版

圖3 蛛網(wǎng)圖分析圖版(R1120砂體埋深預(yù)測(cè)差異及位置綜合分析圖)

在18口已鉆井分油藏砂體埋深預(yù)測(cè)差異統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分析R1120和R1180油藏鉆遇儲(chǔ)層主體區(qū)和儲(chǔ)層邊部的埋深預(yù)測(cè)誤差的分布規(guī)律，并分別形成蛛網(wǎng)分析圖版(見(jiàn)圖3)和散點(diǎn)分析圖版(見(jiàn)圖4)。R1120儲(chǔ)層邊部的砂體埋深預(yù)測(cè)誤差絕對(duì)值大部分在4～8m之間，儲(chǔ)層主體的砂體埋深預(yù)測(cè)誤差絕對(duì)值大部分在4m以內(nèi)。R1180朵葉儲(chǔ)層主體部位埋深預(yù)測(cè)誤差絕對(duì)值在0～4m，儲(chǔ)層邊部誤差絕對(duì)值在4～8m；R1180水道儲(chǔ)層砂體埋深預(yù)測(cè)整體誤差絕對(duì)值在0～8m。

根據(jù)上述2個(gè)圖版，在開(kāi)展后續(xù)開(kāi)發(fā)井砂體埋深預(yù)測(cè)時(shí)，根據(jù)靶點(diǎn)鉆遇的儲(chǔ)層位置就可以明確深度預(yù)測(cè)誤差的不確定性范圍：儲(chǔ)層主體部位埋深預(yù)測(cè)誤差絕對(duì)值在0～4m，儲(chǔ)層邊部差異絕對(duì)值在4～8m，在該基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步減小埋深預(yù)測(cè)的不確定性范圍。

在R1120和R1180砂體埋深預(yù)測(cè)差異統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分析目標(biāo)井與速度參考井距離大小與砂體埋深預(yù)測(cè)誤差的分布規(guī)律，如圖5所示。由圖5可以看出，目標(biāo)井與參考井距離小于800m時(shí)，埋深預(yù)測(cè)誤差在-4～4m；與參考井距離大于800m時(shí)，預(yù)測(cè)誤差為-8～8m。該圖版表征了目標(biāo)井與速度參考井距離從小到大變化時(shí)砂體埋深預(yù)測(cè)誤差的分布規(guī)律，明確了目標(biāo)井與速度參考井距離在何范圍內(nèi)砂體埋深預(yù)測(cè)誤差較小。該圖版開(kāi)展后續(xù)開(kāi)發(fā)井砂體埋深預(yù)測(cè)時(shí)，根據(jù)目標(biāo)井與參考井之間的距離就可以確定埋深預(yù)測(cè)的不確定性范圍。

將上述3類砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性分析圖版所揭示的砂體埋深預(yù)測(cè)誤差分布范圍，以及與鉆遇儲(chǔ)層位置、速度參考井距離的分布規(guī)律，應(yīng)用于后續(xù)開(kāi)發(fā)井砂體埋深預(yù)測(cè)中。首先根據(jù)鄰近已鉆井的時(shí)深關(guān)系開(kāi)展待鉆井的砂體頂面埋深預(yù)測(cè)，同時(shí)參考更新后的三維速度場(chǎng)預(yù)測(cè)砂體頂面埋深，兩者結(jié)合得到一個(gè)砂體頂面埋深預(yù)測(cè)不確定性范圍，然后與砂體埋深誤差分布范圍不確定性圖版進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)分析待鉆井靶點(diǎn)鉆遇的儲(chǔ)層位置和待鉆井與速度參考井之間的距離，根據(jù)砂體埋深預(yù)測(cè)差異與位置關(guān)系不確定性圖版和目標(biāo)井與速度參考井距離分析圖版，最終確定靶點(diǎn)的埋深預(yù)測(cè)不確定性范圍。

圖4 散點(diǎn)分析圖版(R1120&R1180砂體埋深預(yù)測(cè)差異與沉積位置綜合分析)

圖5 目標(biāo)井與速度參考井距離分析圖版(R1120&R1180井點(diǎn)埋深預(yù)測(cè)差異與速度參考井距離綜合分析)

根據(jù)上述思路對(duì)后續(xù)7口井進(jìn)行了目的層段砂體埋深預(yù)測(cè)，結(jié)果如圖6所示。從圖6可以看出，與實(shí)鉆結(jié)果相比，采用砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性分析技術(shù)得到的砂體埋深預(yù)測(cè)誤差絕對(duì)值不到5m，比之前8m的預(yù)測(cè)誤差絕對(duì)值降低了3m，取得了較好的應(yīng)用效果，提高了后續(xù)鉆井的砂體鉆遇率，保證了油田設(shè)計(jì)產(chǎn)能的實(shí)現(xiàn)。

圖6 新鉆井(紅線框內(nèi))砂體埋深預(yù)測(cè)誤差分布范圍

3 結(jié)語(yǔ)

砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)砂體埋深預(yù)測(cè)誤差的定量化不確定性分析，也實(shí)現(xiàn)了定量化應(yīng)用。在后續(xù)的開(kāi)發(fā)井隨鉆過(guò)程中，砂體埋深預(yù)測(cè)誤差絕對(duì)值從8m降低到5m，取得了較好的應(yīng)用效果，提高了后續(xù)開(kāi)發(fā)井的砂體鉆遇率。砂體埋深預(yù)測(cè)不確定性分析技術(shù)有助于認(rèn)識(shí)井位鉆前砂體埋深預(yù)測(cè)的不確定性，進(jìn)而規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，提高砂體鉆遇率，其技術(shù)思路對(duì)其他油田的鉆前砂體埋深預(yù)測(cè)具有借鑒意義。