夏步余,林 波,夏 勇,胡 敏
(1.中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院,江蘇揚州 225009;2.西北大學地質學系,陜西西安 710069)
真武油田是蘇北盆地高郵凹陷發(fā)現(xiàn)時間早、開發(fā)時間長(1977 年至今)、含油面積大、油氣富集程度高的油田之一。歷經40余年的滾動開發(fā),構造主體油藏開發(fā)步入中后期,含水高,產量下降快,構造邊翼尋找可接替開發(fā)資源對油田穩(wěn)產、上產具有重要意義。
油田位于高郵凹陷南部陡坡帶中部,為一滾動背斜構造背景上被斷層和巖性復雜化了的斷塊油田,主要含油層系垛一段(E2s1)、戴二段(E2d2)和戴一段(E2d1)。E2s1及E2d2上部以構造油藏為主;E2d2下部及E2d1油藏主要受巖性控制,斷層-巖性型油藏是主要類型。戴南組(E2d)為扇三角洲近物源沉積,砂體薄、面積小、橫向連續(xù)性差,儲層預測難,但也是剩余滾動潛力有利之處。
本文針對真武油田E2d儲層特點,開展了地震相分析、砂體地震響應特征正演模擬及以“相控選井、曲線標準化、精細初始模型建立、SP 巖性反演”等為主的相控河道砂識別、描述(見圖1),提高了儲層縱向分辨率及橫向預測精度,明確了滾動方向及有利目標,并在后期生產應用中取得了較好效果。
圖1 河道砂體地震識別描述流程
2.1.1 單井相
據巖心觀察、分析化驗分析,真武油田戴一段主要發(fā)育扇三角洲,按其沉積特征可以分為扇三角洲平原亞相、扇三角洲前緣亞相、前扇三角洲亞相;其微相類型主要有分流河道、分流間灣、漫灘、前緣河口壩、前緣席狀砂、濱淺湖泥等。
2.1.2 地震相劃分
地震相是指沉積物在地震剖面上反映的主要特征的總和[1],反射結構、連續(xù)性、振幅、頻率、層速度等是地震相識別標志。在地震資料中包含了平行、亞平行、前積、上超、下超等反射結構,可用于推斷層理類型、沉積過程、物源方向等。振幅、連續(xù)性可用于推斷巖性、沉積環(huán)境、厚度、流體性質等。
根據真武油田E2d1內部地震反射結構、振幅變化[2]并結合地震屬性聚類分析,真武地區(qū)分為6 種地震相類型。圖2 中a 為真武地區(qū)E2d1地震相平面劃分示意圖,b 為過北西向剖面地震相劃分示意圖(剖面位置見圖2 a)。根據真武地區(qū)單井相及前人沉積相研究認識,不同地震相對應的沉積類型有所不同。I 類為弱振幅、低連續(xù)性、雜亂反射,地層成層性差,通常反映近物源砂、礫、泥混雜快速沉積,該類地震相主要位于真武斷裂陡坡邊緣,一般對應扇三角洲平原沉積;Ⅱ類為中弱振幅、中低連續(xù)性、前積反射,該類地震相主要發(fā)育于真武斷裂帶南部,一般對應扇三角洲前緣沉積;Ⅲ類為中強振幅、中連續(xù)性、短軸斷續(xù)狀反射,該類地震相主要位于真武構造中低部位,一般對應前扇三角洲沉積;Ⅳ類為強振幅、高連續(xù)性、平行狀反射,該類地震相主要發(fā)育于構造低部位的深凹區(qū),一般對應濱淺湖沉積;Ⅴ類為中振幅、中連續(xù)性、斜錯狀反射,該類地震相主要位于深凹帶以北的聯(lián)盟莊地區(qū),一般對應三角洲前緣沉積;Ⅵ類為弱振幅、低連續(xù)性反射,該類地震相主要位于深凹帶以北的聯(lián)盟莊地區(qū),一般對應三角洲前緣末端沉積。
2.1.3 有利相帶
根據地震相分析,結合鉆井資料及本區(qū)沉積特點,圖2中的Ⅱ類、Ⅲ類地震相為真武地區(qū)有利儲層發(fā)育相帶,這些相帶主要為扇三角洲前緣水下分流河道砂、前扇三角洲席狀砂可能發(fā)育區(qū);根據Ⅱ類、Ⅲ類地震相地震波組反射特點,地震剖面上中弱振幅、中低連續(xù)性、前積反射或中強振幅、中連續(xù)性、短軸斷續(xù)狀反射可能為砂體的反射響應。真1、真3井區(qū)處于Ⅱ類地震相帶,是河道砂體潛在發(fā)育區(qū)。
圖2 真武地區(qū)E2d1地震相劃分
2.2.1 模型正演
河道砂剖面主要呈現(xiàn)孤立型透鏡狀形態(tài),圖3為孤立型砂體模型正演模擬,砂體反射呈現(xiàn)短軸狀、下凹狀、透鏡狀反射特征,砂體2 厚度大于砂體1,地震反射振幅也強;砂1 與砂2 之間地震波形存在同相軸扭動、波形變化特征。
圖3 孤立型砂體正演模擬
2.2.2 河道砂地球物理響應特征
綜合孤立型砂體模型正演模擬及圖4 中井-震結合砂體反射特征分析,真武地區(qū)砂體地震響應特征主要表現(xiàn)為“透鏡中弱反射、下切狀中弱反射、平直短軸狀中強反射”,這種地震反射特征與河道砂或濱淺湖灘、壩砂地震響應特征較為一致。
圖4 真武地區(qū)E2d1河道砂體地震響應特征
2.2.3 河道砂地震識別
根據河道砂地震響應特征,地震解釋時,剖面上同相軸下彎、不連續(xù)短軸、透鏡狀等反射響應可假設為砂體反射特征,并結合鄰近井資料或地質分析進一步判斷這些異常反射現(xiàn)象與河道砂體是否存在關聯(lián)。圖5 為真武地區(qū)E2d12河道砂地震剖面識別示意圖,剖面中透鏡狀砂體反射(右圖)與平面地震均方根屬性(左圖)上高振幅條帶狀河道砂體響應具有較好對應關系。因此,利用地震剖面反射細微特征及平面地震屬性可進行河道砂體判識。圖5 中地震均方根屬性圖顯示,真1、真3 井區(qū)處于分支水道區(qū),是河道砂體有利發(fā)育區(qū)。
圖5 真武地區(qū)E2d砂體地震識別示意
地震反演是儲層預測的關鍵技術之一。為盡可能提高反演預測精度,反演前從選井、測井曲線預處理、測井曲線標準化、精細初始模型建立等各個環(huán)節(jié)消除誤差和干擾,并應用儲層參數(shù)模擬反演提高薄砂體反演分辨率。
2.3.1 相控選井
根據已鉆井統(tǒng)計分析,研究區(qū)E2d1平面砂體發(fā)育存在較大差異。砂體發(fā)育區(qū)厚度最大可超過40 m,薄的不足10 m。因此,地震反演選井時盡量使目標井分布于不同相帶,能反映目的層段相帶變化特征,從而提高關鍵井相帶代表性,使反演結果更加吻合地質規(guī)律。
2.3.2 測井曲線預處理
綜合井況及測井曲線質量分析,對選用井中由于泥漿浸泡、井壁坍塌[3]及測井儀器和刻度誤差等造成聲波曲線的測量畸變的曲線,需要進行環(huán)境校正、野值剔除等預處理。
2.3.3 曲線標準化
由于不同時期測井儀器、測井系列及測井記錄方式等不同,導致不同時期測井數(shù)據的刻度、精度間存在差異,直接把這些曲線應用到反演中,會將測井的系統(tǒng)誤差帶入結果中。因此,地震反演前應對測井資料進行標準化處理,使研究區(qū)的所有同類測井數(shù)據具有統(tǒng)一的刻度,不同層系的同種曲線橫向上具有一定的可比性。
圖6 是曲線標準化校正前后真2、真3 井連井地震反演對比剖面。標準化前,由于同一層段的儲層波阻抗真2井小于真3井,真2井砂層在地震反演剖面上得不到較好響應。經曲線標準化后兩井同一層段聲波曲線差異得以去除,真2 井目的層段砂體在反演剖面得以響應(圖6中虛線圈定部位)。
圖6 真2、真3井曲線標準化前后地震反演波阻抗剖面對比
2.3.4 建立精細初始模型
建立初始波阻抗模型是把橫向上連續(xù)性變化的地震反射信息與測井波阻抗信息相融合的過程[4]。構造解釋精細程度直接影響到初始模型的建立精度,進而影響到反演結果的可靠性。
真武地區(qū)斷層發(fā)育,斷層特別是小斷層解釋精度對初始模型的建立及反演結果具有較大影響作用。圖7 為地震精細小斷層解釋前后的反演結果,從圖中可看出,對于箭頭所指的目的層,二者存在明顯差異。
圖7 地震剖面及反演疊合圖
2.3.5 儲層參數(shù)模擬反演
統(tǒng)計分析,研究區(qū)砂、泥巖聲波時差曲線(DT)差異小,常規(guī)波阻抗反演區(qū)分砂、泥巖效果不明顯。為提高儲層反演分辨率,本次采用儲層參數(shù)模擬反演方法[5-6],優(yōu)選反映巖性敏感的SP 曲線參與模擬反演,提高了薄砂巖地震反辨能力。
圖8 為常規(guī)波阻抗反演與SP 儲層參數(shù)模擬反演結果對比,E2d12目的層段SP巖性模擬反演對砂體分辨能力明顯提高,剖面上對3 m 左右的薄砂體的響應特征清晰。
圖8 常規(guī)波阻抗反演與儲層參數(shù)模擬反演對比
通過強化“相控選井、曲線標準化、細化構造初始模型建立、SP 儲層參數(shù)模擬反演”等儲層預測基礎研究,提高了薄砂體地震分辨能力,儲層預測結果也更加吻合地質規(guī)律。
圖9 中a、b 為曲線標準化前后砂體預測圖,曲線標準化前,局部有繞點畫圈現(xiàn)象,且砂體分布沒有規(guī)律性;曲線標準化后,去除了繞點畫圈現(xiàn)象,且砂體發(fā)育具有明顯的規(guī)律性,砂體呈現(xiàn)條帶狀河道砂發(fā)育特征,砂體發(fā)育規(guī)律與c 中地震均方根屬性分布特征具有較好的相似性。由此說明,通過精細化反演各個環(huán)節(jié)研究,可以提高儲層反演精度及準確性。
圖9 真3井區(qū)E2d24-3砂體厚度預測與均方根屬性對比
圖10 是真武地區(qū)E2d12砂巖厚度預測圖,物源主要來自于南部,東部和西部物源中間分隔;東部砂體發(fā)育,分布廣,累積厚度大,最大達到40 m;西部砂體規(guī)模小,分布面積小。
圖10 真武油田E2d12砂體預測厚度與頂面斷層疊合圖
根據以上研究,真1 井區(qū)、真3 井東南部砂體發(fā)育,是隱蔽巖性油藏有利挖潛區(qū)。綜合儲層地震精細描述及構造再認識,真1 井區(qū)后期鉆探的真1-1、真1-2、真24-2、真202等井相繼取得成功;真3井區(qū)東南部署的真201 取得成功,在此基礎上實施的真201-1、201-2、201-4、201-5、201-6等井均鉆遇較好油層。地震精細描述為老區(qū)滾動打開了新局面,通過滾動,真1 塊E2d1巖性隱蔽油藏由孤立的小土豆變成連片含油格局(見圖11),新增探明儲量61×104t;真201井區(qū)滾動新探明儲量76×104t。
圖11 真武西E2d12頂面構造與含油疊合圖
(1)研究表明“相控選井、曲線標準化、精細反演初始模型建立”是提高小斷層發(fā)育區(qū)巖性油藏儲層預測精度的重要地質基礎。
(2)SP 儲層參數(shù)模擬反演相對常規(guī)波阻抗反演可提高薄砂體地震反演分辨率,為薄砂體地震描述提供地質基礎。
(3)通過“地震相分析、砂體地震響應特征正演模擬、精細儲層預測”等綜合研究,提高了隱蔽性巖性油藏描述精度并取得較好應用效果;也證明地震精細描述技術在隱蔽油藏滾動開發(fā)中具有較好應用價值。