利用多方位地震采集資料預(yù)測(cè)BZ28-1油田裂縫儲(chǔ)層

謝 濤 楊 凱 金明霞 毛寧波

(1.中海油田服務(wù)股份有限公司物探事業(yè)部; 2.長(zhǎng)江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

早期裂縫儲(chǔ)層預(yù)測(cè)主要是通過研究橫波分裂來實(shí)現(xiàn),但由于海上橫波地震數(shù)據(jù)采集復(fù)雜且費(fèi)用較高,近年來發(fā)展了利用地震縱波資料檢測(cè)裂縫的技術(shù),其中縱波的方位信息,如方位速度[1]、方位旅行時(shí)[2]和方位AVO[3]等地震屬性對(duì)裂縫比較敏感。目前國外針對(duì)裂縫儲(chǔ)層的寬方位地震采集已有不少實(shí)例[4],但國內(nèi)在這方面的研究還很少。

BZ28-1油田位于渤海南部海域渤南凸起中部,該區(qū)碳酸鹽巖裂縫儲(chǔ)層比較發(fā)育,但由于原三維地震資料分辨率低、信噪比低,很難滿足裂縫儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的要求。為了研究該區(qū)裂縫的分布,針對(duì)研究區(qū)地質(zhì)特征設(shè)計(jì)了由8條二維測(cè)線組成的多方位地震測(cè)線,在該區(qū)首次進(jìn)行了海上多方位地震采集。

現(xiàn)有的利用多方位地震采集資料預(yù)測(cè)裂縫儲(chǔ)層方法往往局限于利用單一方位屬性來研究裂縫儲(chǔ)層[1-3]。在本次研究中,采取了綜合應(yīng)用地震方位NMO速度、方位時(shí)差、方位AVO等屬性進(jìn)行裂縫儲(chǔ)層預(yù)測(cè),避免了應(yīng)用單一屬性的不穩(wěn)定性,提高了預(yù)測(cè)的可靠性,從而為進(jìn)一步了解該區(qū)裂縫的分布提供了基礎(chǔ)。

1 多方位地震資料采集與處理

BZ28-1油田儲(chǔ)層為下古生界奧陶系和寒武系的碳酸鹽巖地層,屬于被斷層復(fù)雜化的裂縫性潛山油氣藏。1983年在該油田區(qū)進(jìn)行過三維地震采集,但地震資料信噪比低、地震分辨率較低、目的層波阻抗連續(xù)性差,難以滿足研究區(qū)識(shí)別、預(yù)測(cè)裂縫儲(chǔ)層的要求。

為了研究該區(qū)裂縫的分布,在該區(qū)重新進(jìn)行了地震數(shù)據(jù)采集。由于沒有條件進(jìn)行野外寬方位地震采集,決定采取多方位二維地震采集來替代,采用Sleeve Gun震源,采集參數(shù)見表1。通過優(yōu)選,選定在A、B兩口直井附近進(jìn)行多方位二維地震采集,目的層埋藏深度2970～3340 m。A、B井在下古生界奧陶系碳酸鹽巖裂縫地層產(chǎn)油,含油氣面積較大,油氣儲(chǔ)量較大,裂縫控制的儲(chǔ)層發(fā)育良好。進(jìn)入潛山裂縫段,A、B兩口井的測(cè)井曲線有明顯的響應(yīng)特征,即聲波時(shí)差變大,密度變小,部分裂縫發(fā)育段中子孔隙度偏大,有周波跳躍現(xiàn)象(圖1)。綜合測(cè)井、試油、構(gòu)造等因素,分別在A、B井附近設(shè)計(jì)了8條二維地震測(cè)線,地震測(cè)線兩兩相交于22個(gè)交點(diǎn)(圖 2)。

表1 研究區(qū)多方位地震采集參數(shù)

圖1 研究區(qū)A、B井裂縫發(fā)育段測(cè)井曲線響應(yīng)特征

由于裂縫性儲(chǔ)層研究的特殊性,要求本次二維地震資料處理在確保有效衰減各種噪音前提下進(jìn)行完全保幅處理,并在數(shù)據(jù)處理中還要求8條測(cè)線采取相同的處理流程,盡量減少因處理而導(dǎo)致的地震方位信息的扭曲。研究區(qū)多方位地震資料處理流程見圖3。處理后的地震剖面波組特征清晰,在潛山裂縫儲(chǔ)層頂?shù)拙幸唤M較強(qiáng)的反射(圖4),這為該區(qū)多方位地震疊前特征分析提供了基礎(chǔ)。

2 利用多方位地震采集資料預(yù)測(cè)BZ28-1油田裂縫儲(chǔ)層

2.1 多方位地震疊前特征分析

研究區(qū)8條地震測(cè)線兩兩相交,相交點(diǎn)分布于整個(gè)工區(qū)范圍。在每一個(gè)測(cè)線相交點(diǎn)處都包含了地下同一物理點(diǎn)2個(gè)方位的屬性特征,如果地下介質(zhì)是各向同性的,則在相交點(diǎn)處的地震屬性隨方位變化是一致的;如果地下介質(zhì)中發(fā)育裂縫,則會(huì)導(dǎo)致地震屬性隨方位的變化。

圖5為研究區(qū)地震測(cè)線J7C、J7D交點(diǎn)處(圖2中測(cè)線交點(diǎn)22)CDP道集及相應(yīng)的速度譜。從圖5可以看到,在潛山以上,沿測(cè)線J7C、J7D方向拾取的NMO速度曲線基本是重合的,NMO速度隨方位變化不大;進(jìn)入潛山以后,沿測(cè)線J7C、J7D方向拾取的NMO速度曲線存在較大的差異,分析認(rèn)為是潛山發(fā)育裂縫導(dǎo)致了方位NMO速度的變化。圖6為同一測(cè)線交點(diǎn)處潛山頂面AVO分析。從圖6可以看出,這2個(gè)方位振幅值隨炮檢距的增大均是減小的,而AVO梯度屬性則存在較大的差異,分析認(rèn)為這也是裂縫發(fā)育所致。顯然,我們可以利用相交測(cè)線處地震方位屬性的變化來預(yù)測(cè)該點(diǎn)的裂縫信息。

圖5 研究區(qū)地震測(cè)線交點(diǎn)22處測(cè)線J7C、J7D速度譜及疊前地震道集(黃色框所示為潛山裂縫儲(chǔ)層發(fā)育段)

圖6 研究區(qū)地震測(cè)線交點(diǎn)22處測(cè)線J7C、測(cè)線J7D潛山頂面AVO分析

選擇地震分辨率高、同相軸連續(xù)的測(cè)線交點(diǎn)進(jìn)行疊前方位分析,最后確定的測(cè)線交點(diǎn)為2、3、4、5、6、9、10、12、16、17、18、19、20、22(圖2)。對(duì)于每一個(gè)選定的測(cè)線交點(diǎn),對(duì)沿2個(gè)方位的地震資料同時(shí)進(jìn)行了潛山裂縫儲(chǔ)層頂面AVO梯度分析、潛山裂縫段的層速度計(jì)算及時(shí)差分析,在描述測(cè)線交點(diǎn)處屬性的方位差異時(shí),我們用沿2個(gè)方位的屬性差值的絕對(duì)值來度量,根據(jù)研究區(qū)實(shí)際情況分為弱、中、強(qiáng)等3個(gè)評(píng)定等級(jí),分類標(biāo)準(zhǔn)見表2。表3為不同測(cè)線交點(diǎn)方位屬性統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

表2 研究區(qū)地震測(cè)線交點(diǎn)處方位屬性差異程度評(píng)定等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)

表3 研究區(qū)地震測(cè)線交點(diǎn)處潛山頂AVO梯度屬性、潛山頂?shù)譔MO速度及裂縫儲(chǔ)層層速度屬性統(tǒng)計(jì)

2.2 多方位地震屬性綜合評(píng)價(jià)及儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)

在研究區(qū),方位AVO、方位NMO速度、方位時(shí)差這3種屬性對(duì)裂縫都有一定的敏感性(圖5、6)。如果裂縫發(fā)育程度強(qiáng),則方位屬性差異大;反之亦然。因此,可以用地震屬性隨方位變化的強(qiáng)弱程度來預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育的強(qiáng)弱程度。

根據(jù)表2中各測(cè)線交點(diǎn)處方位屬性差異程度的統(tǒng)計(jì),擬定了如下解釋方案:在預(yù)測(cè)測(cè)線交點(diǎn)處裂縫發(fā)育程度時(shí),同時(shí)用方位AVO、方位NMO速度、方位時(shí)差這3種屬性進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于每一個(gè)相交測(cè)線點(diǎn),如果這3種屬性方位差異強(qiáng)弱程度是一致的,則該點(diǎn)的評(píng)價(jià)信息比較可靠;如果這3種屬性方位差異強(qiáng)弱程度只有2種一致,則用2種一致的評(píng)價(jià)結(jié)果作為該點(diǎn)的預(yù)測(cè)結(jié)果;如果這3種屬性方位差異強(qiáng)弱程度均不一致,則放棄該點(diǎn)的評(píng)價(jià)。

把研究區(qū)裂縫預(yù)測(cè)的結(jié)果投影到地震測(cè)線交點(diǎn)處,如圖7所示?？梢钥闯?研究區(qū)裂縫發(fā)育程度中等的點(diǎn)為 3、12、18、22(圖7 中紅色點(diǎn)),這4 個(gè)點(diǎn)分別分布在A、B井附近,而A、B井的測(cè)井曲線和試油結(jié)果已證實(shí)裂縫存在,很好地驗(yàn)證了預(yù)測(cè)結(jié)果。測(cè)線交點(diǎn)6、17處裂縫非常發(fā)育(圖7中綠色點(diǎn)),在3種方位屬性中都有體現(xiàn),特別是測(cè)線交點(diǎn)6區(qū)域(處于原三維工區(qū)邊緣地帶,該區(qū)帶還沒有鉆探井),疊前方位屬性顯示該區(qū)域存在高密度裂縫,有可能具有好的儲(chǔ)集性能。

圖7 研究區(qū)裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果與原三維工區(qū)潛山頂構(gòu)造疊合圖

3 結(jié)論與建議

BZ28-1油田新采集的多方位地震資料分析結(jié)果表明,該油田區(qū)地震方位屬性對(duì)儲(chǔ)層裂縫有一定的敏感性,因此,利用方位NMO速度、方位時(shí)差、方位AVO等地震屬性的變化來預(yù)測(cè)該區(qū)裂縫的發(fā)育狀況及分布是可行的。

建議在BZ28-1油田區(qū)開展寬方位的地震資料采集,進(jìn)一步提高該地區(qū)裂縫儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的精度。

[1] TSVAN KIN I.Anisotropic parameters and P-w ave velocity for orthorhombic media[J].Geophysics,1997,62(4):1292-1309.

[2] Li Xiangang.Fracture detection using azimuthal variation of P-wave moveout from orthogonal seismic survey lines[J].Geophysics,1999,64(4):1193-1201.

[3] RUGER.Variation of P-wave reflectivity w ith offset and azimuth in anisotropic media[J].Geophysics,1998,63(3):935-947.

[4] SIMON.Fracture prediction from wide-azimuth land seismic data in SE Algeria[J].The Leading Edge,2007,26(9):1154-1160.