水下分流河道砂體地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及在水平井實(shí)施中的應(yīng)用

高 磊，明 君，夏同星，蔡越釬，張建民，袁 東

（中海石油（中國）天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

水下分流河道砂體地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及在水平井實(shí)施中的應(yīng)用

高 磊，明 君，夏同星，蔡越釬，張建民，袁 東

（中海石油（中國）天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

B油田主要油藏類型為在復(fù)雜斷塊、斷鼻構(gòu)造背景下形成的巖性、構(gòu)造-巖性油氣藏，儲(chǔ)層發(fā)育程度低，以水下分流河道砂體為主要儲(chǔ)層類型，單砂體厚度薄，儲(chǔ)層橫向變化快，砂體疊合程度差，縱向上油氣水關(guān)系復(fù)雜。針對(duì)上述開發(fā)難點(diǎn)，在精細(xì)層位標(biāo)定的基礎(chǔ)上，采用稀疏脈沖反演方法和屬性綜合分析技術(shù)進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，采用地震地質(zhì)相結(jié)合進(jìn)行綜合分析的思路，結(jié)合測(cè)井相、沉積相、地震響應(yīng)分析結(jié)果，將砂體的地球物理響應(yīng)特征與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相結(jié)合，正確認(rèn)識(shí)水下分流河道砂體地震響應(yīng)與地質(zhì)模式的關(guān)系，成功的指導(dǎo)了水下分流河道砂體的水平井部署實(shí)施，取得了較好的應(yīng)用效果。

水下分流河道；地球物理響應(yīng)；地質(zhì)模式；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；水平井

B油田位于渤海南部海域，為發(fā)育于黃河口凹陷西北洼、渤南低凸起西段南界大斷層下降盤的一個(gè)復(fù)雜斷塊?？碧窖芯勘砻鳎珺油田為復(fù)雜河流相油田，主要含油氣儲(chǔ)層位于明化鎮(zhèn)組下段，主力含油氣砂體為淺水三角洲前緣沉積背景下的水下分流河道砂體，主要油藏類型為在復(fù)雜的斷塊、斷鼻構(gòu)造背景下形成的巖性、構(gòu)造-巖性油氣藏。B油田共部署16口開發(fā)井，其中水平井11口，占油田總井?dāng)?shù)的70%，因此，水平井的順利實(shí)施是該油田高效開發(fā)的保證。在水下分流河道砂體上實(shí)現(xiàn)水平井的優(yōu)化部署實(shí)施面臨的主要問題包括：①構(gòu)造幅度低，如何準(zhǔn)確把握速度的橫向變化，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)儲(chǔ)層頂?shù)酌嫔疃?；②?chǔ)層發(fā)育程度低，單砂體厚度薄，儲(chǔ)層橫向變化快，如何尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層進(jìn)行井位部署；③河道砂體面積小，如何解決水平井在窄河道砂體的邊部著陸的問題。

為解決上述水下分流河道砂體水平井部署面臨的問題，以精細(xì)層位標(biāo)定為基礎(chǔ)，準(zhǔn)確把握區(qū)域速度的橫向變化規(guī)律；以稀疏脈沖反演方法預(yù)測(cè)河道砂體含油氣儲(chǔ)層的空間分布規(guī)律，配以地震屬性綜合分析技術(shù)對(duì)單砂體的橫向變化規(guī)律進(jìn)行分析，尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層指導(dǎo)井位部署；將測(cè)井相、沉積相和地球物理響應(yīng)特征進(jìn)行綜合分析，正確認(rèn)識(shí)水下分流河道砂體地球物理響應(yīng)特征與地質(zhì)模式的關(guān)系，成功解決水平井在窄河道砂體邊部著陸問題。

1 區(qū)域沉積相分析

根據(jù)區(qū)域沉積相研究成果，結(jié)合B油田的巖心、壁心、巖屑和測(cè)井資料，綜合分析后認(rèn)為，B油田范圍內(nèi)明下段主要發(fā)育淺水三角洲前緣沉積，其沉積微相主要為水下分流河道沉積，河口壩和遠(yuǎn)砂壩沉積相對(duì)不發(fā)育。水下分流河道砂體是油田明下段的主要儲(chǔ)層類型。

2 精細(xì)層位標(biāo)定與速度分析

地震層位標(biāo)定采用制作人工合成地震記錄的方法將鉆井、測(cè)井、地震和地質(zhì)信息緊密聯(lián)系在一起，準(zhǔn)確的層位標(biāo)定不僅將抽象的地震剖面賦予豐富的地質(zhì)意義，同時(shí)也是地震資料精細(xì)構(gòu)造解釋和精細(xì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)［1-3］。

B油田共鉆探井8口，其中2口有VSP資料的井采用其本身的VSP時(shí)深關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定。其他井選用這兩口井VSP時(shí)深關(guān)系分別進(jìn)行合成地震記錄標(biāo)定，并在層位標(biāo)定過程中，給各個(gè)波組賦予地質(zhì)意義。從合成地震記錄標(biāo)定結(jié)果可以看出，合成地震記錄與井旁地震道之間的匹配關(guān)系較好，波組特征清晰，對(duì)比關(guān)系好，相關(guān)系數(shù)較高。

從標(biāo)定后8口井的時(shí)深關(guān)系對(duì)比來看，在B油田構(gòu)造范圍內(nèi)，速度橫向變化較小，因此，在進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換時(shí)采用多井速度擬合公式法，實(shí)現(xiàn)時(shí)間域到深度域的轉(zhuǎn)換，其精度和結(jié)果基本能滿足時(shí)深轉(zhuǎn)換的要求。

3 水下分流河道砂體地球物理響應(yīng)特征

B油田明下段平均砂巖百分含量低，僅為19.7%，砂巖上下通常都是幾十米甚至上百米的泥巖，為攜砂河流在對(duì)下伏泥巖的沖刷、充填過程中形成的典型的“泥包砂”的地層組合特征。水下分流河道砂體［4-5］其自然伽馬和自然電位曲線常呈漏斗形、箱形和鐘形的測(cè)井響應(yīng)特征。在以泥質(zhì)沉積物為主的圍巖背景下，水下分流河道砂體的地球物理響應(yīng)特征通常表現(xiàn)為：在弱振幅波狀或空白反射地震相背景下，發(fā)育一段孤立的、地震波能量向兩側(cè)迅速減弱的強(qiáng)振幅地震相（圖1）。

圖1 B油田水下分流河道砂體地球物理響應(yīng)特征

4 基于稀疏脈沖反演的地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)

B油田明下段構(gòu)造復(fù)雜，儲(chǔ)層橫向變化大。在區(qū)域速度研究和河道砂體地球物理響應(yīng)特征分析的基礎(chǔ)上，為了更好地把握儲(chǔ)層空間展布規(guī)律，進(jìn)而研究儲(chǔ)層內(nèi)的油氣分布情況，采用稀疏脈沖反演的方法進(jìn)行儲(chǔ)層反演和河道砂體描述。在測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化處理的基礎(chǔ)上，通過目的層段聲波、密度測(cè)井曲線分別與校正后自然電位曲線的交會(huì)圖分析后認(rèn)為：聲波曲線的變化反映不出砂泥巖的變化規(guī)律；密度曲線對(duì)巖性的變化反映比聲波曲線更為敏感。因此采用以密度為主要地球物理屬性的擬波阻抗反演方法，低波阻抗對(duì)應(yīng)砂巖儲(chǔ)層，高波阻抗對(duì)應(yīng)非儲(chǔ)層。結(jié)合測(cè)井解釋成果和儲(chǔ)層反演成果，通過井上鉆遇儲(chǔ)層與擬波阻抗反演剖面對(duì)比，對(duì)探井揭示的含油氣砂體的頂?shù)捉缑孢M(jìn)行追蹤解釋。

以擬波阻抗反演數(shù)據(jù)體為基礎(chǔ)，提取各個(gè)砂體的多種沿層地震屬性［6-10］，并采用地震屬性綜合分析、屬性聚類分析、分頻技術(shù)等方法對(duì)砂體的平面分布特征進(jìn)行細(xì)致刻畫，最大程度規(guī)避儲(chǔ)層非均質(zhì)性風(fēng)險(xiǎn)，尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層進(jìn)行井位部署。B油田1-1551砂體在提取多種地震屬性的基礎(chǔ)上，優(yōu)選最能反映該砂體儲(chǔ)層平面分布特征的最小振幅屬性和瞬時(shí)頻率屬性（圖2a，圖2b），并采用屬性聚類分析［11-12］的方法分析后認(rèn)為：1-1551砂體東、西兩塊儲(chǔ)層具有不連通的風(fēng)險(xiǎn)，在沒有探井鉆遇的東塊砂體甚至可能不含有油氣（圖2c）?；谏鲜稣J(rèn)識(shí)，在開發(fā)井部署時(shí)，首先對(duì)東塊砂體的含油氣性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，實(shí)鉆結(jié)果表明，東塊砂體的氣油界面比西塊砂體深5 m，油水界面比西塊深9 m，這說明1-1551砂體東西兩塊是不連通的。在后續(xù)井位部署時(shí)，對(duì)兩塊砂體分別獨(dú)立進(jìn)行。

水下分流河道砂體橫向變化快、非均質(zhì)性強(qiáng)，在稀疏脈沖反演的基礎(chǔ)上，配合地震屬性綜合分析技術(shù)，可以對(duì)河道砂體的橫向變化范圍有更加全面準(zhǔn)確的把握，尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，從而優(yōu)化鉆井順序，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化井位部署。

5 水下分流河道砂體水平井實(shí)施方案

水下分流河道砂體面積小，砂體疊合程度差，采用水平井開發(fā)技術(shù)可以最大程度提高河道砂體的儲(chǔ)量動(dòng)用程度，提高開發(fā)效率。由于砂體面積小，考慮到砂體儲(chǔ)量動(dòng)用程度和注采井網(wǎng)的關(guān)系，在水平井部署時(shí)，很多水平井要在砂體邊部著陸。水下分流河道砂體以橫向砂體尖滅快、砂體邊部變薄和隔夾層發(fā)育等為主要特點(diǎn)，由此帶來了對(duì)水下分流河道砂體儲(chǔ)層深度和厚度的很多不確定性。以地震資料分辨率為指引，結(jié)合水下分流河道砂體的沉積特點(diǎn)，正確認(rèn)識(shí)河道砂體邊部地球物理響應(yīng)特征與地質(zhì)模式的關(guān)系，成功解決了水平井在河道砂體邊部著陸的儲(chǔ)層深度的預(yù)測(cè)問題。

地震資料只有在其分辨率能力窗口內(nèi)才能準(zhǔn)確的反映儲(chǔ)層的頂?shù)捉缑婧蛢?chǔ)層厚度，其最佳分辨能力在調(diào)諧厚度附近［2］。B油田地震資料頻譜分析表明：明下段地震資料中心頻率約為40 Hz，因此該套地震資料的最佳垂向分辨能力窗口為10～15 m。

圖2 B油田1-1551砂體地震屬性綜合分析

B6h井為B油田3-1509砂體的水平開發(fā)井，位于該砂體的最東側(cè)。由于考慮井距、儲(chǔ)量動(dòng)用情況等因素的影響，該井的著陸點(diǎn)距通過反演資料描述的砂體邊界僅80 m，經(jīng)巖心和測(cè)井資料分析認(rèn)為：3-1509砂體為水下分流河道砂體。根據(jù)上述薄層地球物理響應(yīng)特征，結(jié)合水下分流河道砂體邊部儲(chǔ)層可能變薄或變?yōu)楸』拥牡刭|(zhì)現(xiàn)象，鉆前分析B6h井處的河道砂體沉積模式為：在B6h井著陸點(diǎn)處儲(chǔ)層變薄，在剖面上呈現(xiàn)砂體邊部變薄直至尖滅的透鏡體（圖3）。因此，分析認(rèn)為，在B6h井著陸時(shí)，其儲(chǔ)層頂面深度會(huì)比預(yù)測(cè)深度變深，但該井水平段處的儲(chǔ)層不會(huì)變深太多，不會(huì)影響該井的整體部署和實(shí)施。

圖3 B油田3-1509砂體B6h井地質(zhì)模式分析

基于上述研究思路，在該井著陸隨鉆過程中，當(dāng)鉆到波阻抗反演同相軸顯示的儲(chǔ)層頂面時(shí)，仍未見到儲(chǔ)層，根據(jù)我們鉆前對(duì)儲(chǔ)層頂面深度的認(rèn)識(shí)，穩(wěn)定井斜繼續(xù)鉆進(jìn)，當(dāng)垂深鉆進(jìn)約6 m左右時(shí)，成功鉆遇儲(chǔ)層。

根據(jù)上述對(duì)3-1509砂體地質(zhì)模式的認(rèn)識(shí)，在B6h井水平段實(shí)施的過程中，為防止泥巖夾層對(duì)砂體的分割，提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度，首先降低井斜探儲(chǔ)層的底界面，在確定儲(chǔ)層無泥巖夾層后，增加井斜評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的頂界面。B6h井實(shí)鉆水平段長度494 m，鉆遇純油層448 m，油層鉆遇率為91%。實(shí)鉆結(jié)果表明，儲(chǔ)層頂面深度與預(yù)測(cè)結(jié)果基本一致，說明該井水平段處儲(chǔ)層并沒有整體變深，同時(shí)這也印證了B6h井鉆前對(duì)水下分流河道砂體邊部儲(chǔ)層變薄的地質(zhì)模式認(rèn)識(shí)正確的觀點(diǎn)。

在上述研究思路的指導(dǎo)下，順利完成了油田內(nèi)16口開發(fā)井的部署實(shí)施，水平井的油層平均鉆遇率達(dá)到90%，油田投產(chǎn)前期，單井平均日產(chǎn)量在200 m3，為ODP設(shè)計(jì)的1.5倍左右。

6 結(jié)論

水下分流河道砂體面積小，厚度薄，儲(chǔ)層橫向變化快，在精細(xì)層位標(biāo)定與速度分析的基礎(chǔ)上，采用稀疏脈沖反演方法和地震屬性綜合分析技術(shù)可以較好的預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的橫向變化，尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層進(jìn)行井位部署。采用地震地質(zhì)相結(jié)合進(jìn)行綜合分析的研究思路，將現(xiàn)有的測(cè)井資料、地震資料與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相結(jié)合，在正確地質(zhì)認(rèn)識(shí)的指引下，最大程度發(fā)揮地球物理的作用，將河道砂體的地球物理響應(yīng)特征與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相結(jié)合，正確認(rèn)識(shí)地震響應(yīng)與地質(zhì)模式的關(guān)系，成功的指導(dǎo)了水平井的部署實(shí)施。

通過上述研究思路，較準(zhǔn)確的把握了B油田范圍內(nèi)地層速度的變化規(guī)律，成功預(yù)測(cè)了河流相油田儲(chǔ)層的橫向變化，指導(dǎo)了水平井在水下分流河道砂體的部署實(shí)施。在油田開發(fā)井隨鉆過程中，始終秉承這一研究思路，并將這一思路不斷地提煉、升華，從而保證油田ODP的順利實(shí)施和油田的增儲(chǔ)上產(chǎn)，也為類似油田水下分流河道砂體的水平井部署實(shí)施起到了拋磚引玉的作用。

［1］ 李慶忠.走向精確勘探的道路［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1994：1-120.

［2］ 王永剛.地震資料綜合解釋方法［M］.山東東營：中國石油大學(xué)出版社，2007：5-60.

［3］ 夏同星，李英.渤南地區(qū)河流相油田開發(fā)地震研究［J］.石油鉆采工藝，2009，31（1）：39-43.

［4］ 李秋實(shí)，李學(xué)森.一個(gè)典型的水下分流河道砂體展布與油氣富集規(guī)律［J］.西北地質(zhì)，2003，36（4）：68-72.

［5］ 范軍俠，梁峰.海南地區(qū)東三段水下分流河道砂體的識(shí)別與預(yù)測(cè)［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2007，22（5）：1527-1532.

［6］ Flaviana Costa etc.Using Seismic Attributes in Petrophysical Reservoir Characterization［C］.Society of Petroleum Engineers，2007：15-18.

［7］ 牛聰，劉志斌.多種屬性綜合分析在深水儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用［J］.石油地質(zhì)與工程，2011，25（1）：48-51.

［8］ 晁靜.渤海灣盆地新北油田館上段儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2009，31（4）：63-66.

［9］ 王長江，劉書會(huì).提高地震屬性分析精度的方法及其應(yīng)用［J］.石油物探，2004，43（增刊）：112-114.

［10］ 竇松江，蔡明俊.地震屬性分析在河道砂體內(nèi)部構(gòu)型研究中的應(yīng)用［J］.石油地質(zhì)與工程，2009，23（5）：46-49.

［11］ 洪余剛，趙華.利用地質(zhì)屬性聚類分析技術(shù)預(yù)測(cè)遼河油田有利油氣聚集帶［J］.西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，22（4）：35-39.

［12］ 高志軍，李浪.聚類分析在砂巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中的應(yīng)用—以王集油田東區(qū)為例［J］.石油地質(zhì)與工程，2009，23（5）：64-66.

The main reservoir types of B oilfield are lithologic and structure-lithologic reservoir based on complex faultedblocks and faulted-nose structures，with the characteristics of low degree of reservoir development，small thickness of single sand body，quick lateral variation，poor degree of superimposition of sand bodies and complex relationship of oil-gas-water in vertical direction.Aiming at the problems mentioned above，on the basis of fine horizon calibration，the method of sparse impulse inversion combined with attributes synthetic analysis has been adopted to carry out reservoir prediction.Under the guidance of synthetic analysis of seismic data and geology，in combination with logging facies，sedimentary facies，analysis results of seismic correspondence，the understandings of geophysical correspondence and the geology have been both considered so as to make clear the relationship between underwater distributary channel and geologic mode，as well as successfully provide a good reference for horizontal well design of underwater distributary channel and has achieved better application effect.

63 Seismic reservoir prediction of underwater distributary channel sand bodies and its application in the horizontal wells

Gao Lei et al（Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institution，Tianjin Branch Company，CNOOC，Tianjin，300452）

underwater distributary channel；geophysical correspondence；geologic mode；reservoir prediction；horizontal wells

TE343

A

1673-8217（2011）06-0063-03

2011-06-30；改回日期：2011-08-29

高磊，1982年生，2008年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)主要從事渤海油田開發(fā)地震綜合研究工作。

吳官生