東方1－1氣田開發(fā)地震技術(shù)的應(yīng)用

劉薇薇 周家雄 馬光克 李芳 張合斌

中海石油（中國）有限公司湛江分公司

東方1－1氣田開發(fā)地震技術(shù)的應(yīng)用

劉薇薇 周家雄 馬光克 李芳 張合斌

中海石油（中國）有限公司湛江分公司

位于鶯歌海盆地中央的東方1－1氣田受海上作業(yè)條件限制，部署的井位數(shù)量相對較少，井控范圍大，對地震資料的依賴度高。為達(dá)到高效開發(fā)氣田的目的，針對其儲層復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，利用有色反演技術(shù)結(jié)合傾角切片等資料進(jìn)行了多體構(gòu)造分析及砂體精細(xì)描述，并利用時(shí)頻三原色信息來指導(dǎo)隔、夾層的準(zhǔn)確雕刻，最終實(shí)現(xiàn)了對該氣田儲層空間幾何形態(tài)的精細(xì)描述；同時(shí)，利用疊后資料地震屬性及地質(zhì)綜合資料，進(jìn)行了相控儲層預(yù)測，結(jié)合疊前彈性反演、吸收等信息對儲層的物性變化及含氣性進(jìn)行了預(yù)測。研究成果對該氣田開發(fā)井位部署、地質(zhì)儲量的確定等方面起到了重要作用，并由此建立起了一套適應(yīng)鶯歌海盆地儲層評價(jià)、氣田開發(fā)的地球物理技術(shù)系列。

鶯歌海盆地 東方1－1氣田 開發(fā) 地震技術(shù) 屬性分析 儲集層 預(yù)測 地球物理技術(shù)系列

東方1－1氣田是中國海上目前兩個(gè)最大的千億方級在生產(chǎn)氣田之一。受海上作業(yè)條件限制，相對陸上油氣田井位數(shù)量較少，井控范圍大，所以對氣田的開發(fā)及儲量評估高度依賴地震資料。由此，開發(fā)地震技術(shù)已成為氣田開發(fā)的關(guān)鍵支持點(diǎn)之一。開發(fā)地震技術(shù)支持表現(xiàn)在幾個(gè)方面：氣藏精細(xì)描述，包括構(gòu)造描述及隔夾層雕刻；儲層預(yù)測及烴類檢測，包括儲層物性及含氣性預(yù)測、儲層含氣面積圈定、“甜點(diǎn)”解釋分析等方面。因東方1－1氣田有其特殊地質(zhì)特征［1］，所以如何對儲層空間幾何形態(tài)和物性空間變化進(jìn)行有效精細(xì)描述具有很大難度。為支持氣田開發(fā)井位的部署，提高氣田采收率，單一技術(shù)和思路已跟不上氣田開發(fā)需求，所以對開發(fā)地震方法優(yōu)選、發(fā)展相應(yīng)地質(zhì)條件下的有效技術(shù)是支持氣田合理開發(fā)的關(guān)鍵。

1 儲層精細(xì)描述

東方1－1氣田儲層為臨濱灘砂及臨濱砂壩組成的灘壩復(fù)合體。在沉積過程中，受后期改造影響較大，儲層平面上被水道切割后再充填，結(jié)合斷層影響，同一砂體被分割成不同氣藏系統(tǒng)，平面上非均質(zhì)性較強(qiáng)。同時(shí)，由于海相沉積中，隔層及夾層分布連續(xù)，使得砂體垂向連通性也較差。所以東方區(qū)塊儲層地質(zhì)成因造成了氣田開發(fā)時(shí)各區(qū)塊連而不通、通而不暢的特點(diǎn)。因此對儲層砂體精細(xì)雕刻成為氣田儲量計(jì)算及開發(fā)動用的先決條件。

1.1 反演方法優(yōu)選完成砂體的精細(xì)雕刻

受限于研究區(qū)的特殊地質(zhì)條件，在砂體精細(xì)雕刻上，地震反演遇到一定困難。表現(xiàn)為：①受特殊地質(zhì)情況的影響，常規(guī)基于模型的反演中低頻模型構(gòu)建較為困難；②稀疏脈沖反演非常依賴于子波的提取，研究區(qū)范圍較大，此時(shí)要達(dá)到全區(qū)優(yōu)化，子波必須是時(shí)變及空變，而目前業(yè)界對反演中子波空變問題尚屬不能解決的難題；③研究氣層中聲波和密度曲線受含氣后周波跳躍及擴(kuò)徑等影響，絕對波阻抗無法準(zhǔn)確定量。

井控提高分辨率＋有色反演技術(shù)適用于本區(qū)井少、面積大、聲波密度受含氣和擴(kuò)徑影響下的反演和單砂體雕刻。該技術(shù)實(shí)際上是用地震的頻譜和井的波阻抗頻譜相匹配來完成反演，沒有明顯的子波提取過程，也不需要初始模型，對井的依賴程度比較小。反演結(jié)果顯示有色反演資料對斷層、沉積現(xiàn)象反映客觀、簡潔。同時(shí)，隨著分辨率的提高，隔夾層在地震剖面上有了一定反映，砂體形態(tài)及范圍表現(xiàn)更加清晰。所以相對常規(guī)反演，有色反演更適合于東方區(qū)塊這種儲層非均質(zhì)性很強(qiáng)、砂體橫向變化快、隔夾層問題突出的巖性圈閉預(yù)測。

1.2 多體信息融合完成構(gòu)造精細(xì)描述

針對東方1－1氣田后期水道較為發(fā)育的特點(diǎn)，應(yīng)用地層切片加屬性投影技術(shù)，并結(jié)合地層傾角切片、方差體切片等多種地震特殊處理資料，將多體信息綜合，完成斷層空間組合及“沖溝”邊界刻畫（圖1）。因各井鉆遇相同氣組內(nèi)壓力及氣組分有所差異，所以根據(jù)“沖溝”及斷層情況將氣藏進(jìn)行分區(qū)。以此指導(dǎo)井位的布設(shè)，使新鉆開發(fā)井對高烴氣藏鉆遇率得到明顯提高。

圖1 Ⅱ氣組泥巖隔層地震顯示切片圖

1.3 利用時(shí)頻三原色信息指導(dǎo)隔、夾層雕刻

在氣田開發(fā)及動態(tài)跟蹤中，隔、夾層的分布一直是困擾地質(zhì)及油藏研究人員的難題。如圖2所示，氣田的主力氣組多口井鉆遇隔層情況不盡相同。該隔層對氣田開發(fā)方案設(shè)計(jì)、動態(tài)儲量計(jì)算、調(diào)整井布設(shè)等都帶來很大影響。受地震分辨率影響，隔、夾層的厚度及展布特征在常規(guī)剖面中很難識別。受地震的波形特征所限，有色反演資料對隔、夾層有所反映，但很難定量。

圖2 主力氣組泥巖隔層地震顯示剖面圖

頻率是地震剖面除振幅外最有用的信息，而隔、夾層在地震中往往呈瞬時(shí)高頻率。但頻率屬性一般由付氏變換提取，所有付氏頻率分析都是和時(shí)間分割的，所以瞬時(shí)的頻率屬性很難獲得，三瞬剖面中的瞬時(shí)頻率，穩(wěn)定性差，在生產(chǎn)中難以廣泛應(yīng)用。

圖3 時(shí)頻三原色隔層顯示剖面圖

圖4 主力氣組泥巖隔層時(shí)頻三原色切片圖

每個(gè)地質(zhì)體都有一個(gè)最佳的成像頻帶，所以不同頻帶的子波剖面都會突出不同沉積現(xiàn)象。小波時(shí)頻分析是一種時(shí)間和頻率域的聯(lián)合分析方法，通過用小波做時(shí)頻分析，對應(yīng)低、中、高3個(gè)頻率特征，用紅、綠、藍(lán)色譜表示，在任一采樣點(diǎn)處合成，表明地震信號的優(yōu)勢頻率（圖3）。它能通過優(yōu)勢頻率變化反映儲層的非均質(zhì)性變化，實(shí)現(xiàn)頻率與振幅融合的同時(shí)，對地震頻率資料賦予相帶解釋意義。結(jié)合井資料對氣田范圍內(nèi)砂體做頻率分析（圖4），可以發(fā)現(xiàn)主力氣組西南區(qū)及北區(qū)隔層較為發(fā)育。二期開發(fā)實(shí)鉆證實(shí)，在切片中低頻區(qū)域（A區(qū)）基本未鉆遇隔層，兩個(gè)氣組相互連通，為同一壓力系統(tǒng)。而B區(qū)及北區(qū)各井則鉆遇泥巖隔層，證明所預(yù)測隔層范圍與實(shí)際情況吻合較好。所以，利用高分辨率地震資料結(jié)合時(shí)頻三原色分析技術(shù)基本解決了氣田生產(chǎn)中涉及的高速度、高密度、高頻率的“三高”泥巖隔、夾層問題。

2 儲層預(yù)測與烴類檢測

2.1 疊后地震資料屬性分析

東方1－1氣田主力氣組埋深較淺（1 200～1 600 m），當(dāng)儲層含氣后速度急劇降低，在地震剖面上表現(xiàn)為“亮點(diǎn)”特征。

如圖5所示，疊后地震振幅異常所示東方1－1氣田背斜構(gòu)造的含氣范圍與背斜構(gòu)造形態(tài)基本完全吻合。由此可見，“亮點(diǎn)”特征基本能代表該氣田的儲層含氣性。

圖5 Ⅱ氣組氣層頂面振幅異常切片圖

實(shí)鉆證明（表1），全氣田共計(jì)鉆遇儲層井點(diǎn)127個(gè)，其中地震屬性與儲層含氣相關(guān)點(diǎn)122個(gè)，統(tǒng)計(jì)相關(guān)性達(dá)97%。因此，利用地震“亮點(diǎn)”特征圈定含氣范圍較為可靠，可以用于地質(zhì)儲量的計(jì)算。計(jì)算結(jié)果與開發(fā)井動態(tài)計(jì)算儲量結(jié)果吻合較好，生產(chǎn)動態(tài)也間接證明了該方法可靠。

表1 具有“亮點(diǎn)”特征的氣層鉆遇統(tǒng)計(jì)表

為進(jìn)一步確定地震信息可靠性［2－7］，在Ⅱ氣組含氣圈閉內(nèi)側(cè)鉆A9Sa井（圖6）。鉆井證實(shí)該振幅較弱區(qū)域?yàn)橐划惓Ｇ治g體，為后期水道侵蝕后再沉積形成。雖然該區(qū)域構(gòu)造上位于氣水界面以上，但受沉積控制，地層呈砂泥巖互層沉積，且砂巖為物性較差的干層。再次證實(shí)地震信息較為精準(zhǔn)可靠，并且以此能夠準(zhǔn)確地標(biāo)定屬性應(yīng)用色標(biāo)量級。

圖6 Ⅱ氣組振幅異常切片圖（A9Sa井區(qū)）

在東方1－1氣田二期開發(fā)實(shí)施前，地震“亮點(diǎn)”特征已成為井位設(shè)計(jì)與靶點(diǎn)優(yōu)化的首要參考信息。實(shí)施后各開發(fā)井儲層鉆遇率在90%以上，鉆遇地震顯示較好位置的井，其生產(chǎn)效果都較為理想。

2.2 相控儲層物性預(yù)測

東方1－1氣田受海南島及越南的雙物源控制沉積，沉積環(huán)境相對復(fù)雜，如鶯歌海組一段Ⅰ氣組儲層為濱外灘砂，其物性較差，為低阻、低滲、低產(chǎn)能的“三低”儲層。為開發(fā)該層系鉆了B8h、E3b兩口水平開發(fā)井，雖然水平段長度都在1 200 m以上，但開發(fā)效果較差，合計(jì)動用儲量僅為8×108m3。

為開發(fā)該低滲透儲層，在精細(xì)構(gòu)造解釋基礎(chǔ)之上發(fā)現(xiàn)低滲透儲層之上有微構(gòu)造起伏，且剖面顯示為地震異常區(qū)（圖7）。B砂體頂面在A砂體厚度較大區(qū)域表現(xiàn)為正反射系數(shù)，即A砂體波阻抗遠(yuǎn)低于B砂體，結(jié)合儲層沉積特征，推測該反射為灘砂上覆的物性較好的砂壩。結(jié)合該認(rèn)識在A砂體布置2口開發(fā)井——B5h及B7Sah（圖8），實(shí)鉆證實(shí)A砂體為高阻高滲透儲層，且砂壩與B砂體相互連通，能夠成為氣田開發(fā)的儲層“甜點(diǎn)”。實(shí)鉆開發(fā)井開發(fā)效果較好，合計(jì)動用地質(zhì)儲量20×108m3，除動用A砂體地質(zhì)儲量8×108m3外，動用下伏低滲儲層儲量12×108m3，遠(yuǎn)高于低滲透儲層的動用儲量。氣田低滲透儲層的成功開發(fā)，為周圍相似氣田積累了經(jīng)驗(yàn)。

圖7 Ⅰ氣組“甜點(diǎn)”地震顯示剖面圖

圖8 Ⅰ氣組“甜點(diǎn)”分布振幅異常切片圖

東方區(qū)塊儲層在沉積后期水流改造嚴(yán)重，受儲層沉積韻律影響，儲層孔隙度空間變化較大［8］。在對儲層孔隙度與地震屬性之間的關(guān)系分析和儲層孔隙度預(yù)測方法對比基礎(chǔ)上，選取多項(xiàng)地震屬性與已鉆井資料進(jìn)行多維線性回歸和隨機(jī)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方法，對氣田各儲層孔隙度進(jìn)行了橫向預(yù)測（圖9）。本區(qū)孔隙度預(yù)測主要根據(jù)砂體實(shí)際沉積方向進(jìn)行變差函數(shù)設(shè)定，根據(jù)儲層韻律特征加入厚度影響因子等等，在相控條件下進(jìn)行儲層預(yù)測。利用實(shí)際預(yù)測結(jié)果指導(dǎo)井位布設(shè)，開發(fā)實(shí)施后各井基本鉆遇儲層有利區(qū)域，即利用地震信息與地質(zhì)模式相互結(jié)合下進(jìn)行儲層預(yù)測，是氣田開發(fā)階段尋找儲層“甜點(diǎn)”、保證高產(chǎn)氣層鉆遇率的最主要技術(shù)。

圖9 東方1－1氣田孔隙度預(yù)測剖面圖

2.3 多資料信息融合應(yīng)用

東方1－1氣田一期開發(fā)實(shí)施后發(fā)現(xiàn)，相同氣組、相同壓力系統(tǒng)儲層內(nèi)的氣組分卻不盡相同，并且隨著氣田的進(jìn)一步開發(fā)，各區(qū)塊壓降也不一樣，證明儲層橫向非均質(zhì)性很強(qiáng)，但這種橫向變化在疊后資料中很難直觀確定。

圖10 多資料信息對比顯示圖

為了進(jìn)一步確定疊后地震資料可靠性，引入疊前彈性反演及AVO反演進(jìn)行儲層預(yù)測［9－10］，應(yīng)用疊前、疊后地震資料信息不同，對各儲層進(jìn)行綜合對比分析。研究結(jié)果顯示（圖10）：AVO分析技術(shù)在東方1－1氣田對于含氣區(qū)的識別效果較好。AVO的異常分布與氣層有一定對應(yīng)關(guān)系，在平面、剖面上反映出來的含氣分布特點(diǎn)相對客觀，沒有人為影響因素，但預(yù)測結(jié)果確與疊后資料相似，儲層詳細(xì)參數(shù)不能進(jìn)行有效刻畫。彈性反演結(jié)果顯示，對儲層含氣較為敏感的vp／vs參數(shù)對儲層平面分區(qū)有較好地反映，基本能解決儲層橫向氣組分不同。壓降程度不一所帶來的開發(fā)難題，并且能基本反映出本區(qū)有利儲層的分布規(guī)律。

結(jié)合多種地震信息并相互驗(yàn)證，利用氣層高頻衰減的特性，對儲層進(jìn)行吸收分析。吸收效應(yīng)較好區(qū)域?qū)?yīng)儲層物性較好、厚度較大區(qū)域，主要對儲層厚度有較好反映。實(shí)際開發(fā)過程中，將各資料融合應(yīng)用，在明確儲層分區(qū)情況下，利用疊后資料吸收體及疊前彈性參數(shù)反演體預(yù)測結(jié)果進(jìn)行井位部署，實(shí)鉆各開發(fā)井開發(fā)效果較好，鉆井揭示多資料融合預(yù)測結(jié)果都是相對有利區(qū)域，尤其高烴氣層鉆遇率得到明顯提高。

3 結(jié)束語

針對東方1－1氣田復(fù)雜儲層，經(jīng)過氣田的多年開發(fā)，總結(jié)并優(yōu)選出一系列有效開發(fā)地震技術(shù)。用有色反演技術(shù)結(jié)合高精度偏移資料進(jìn)行單砂體雕刻，并結(jié)合時(shí)頻三原色技術(shù)完成儲層隔、夾層雕刻。另外，在沖溝邊界刻畫上，本區(qū)首次應(yīng)用了地層切片加屬性投影技術(shù)，對沖溝及斷層刻畫更為精確。繼而從構(gòu)造角度將東方1－1氣田儲層劃分成諸多單獨(dú)氣藏系統(tǒng)。

儲層預(yù)測方面，利用疊后屬性對氣田含氣面積進(jìn)行圈定，進(jìn)而用于地質(zhì)儲量計(jì)算；在物性預(yù)測上，用不同相門檻值判定儲層樣點(diǎn)計(jì)算，密切結(jié)合巖石物理研究結(jié)論，利用地震屬性回歸孔隙度對儲層物性及分隔機(jī)理做進(jìn)一步描述，預(yù)測了儲層有效孔隙度空間分布；在相控基礎(chǔ)上落實(shí)儲層有利區(qū)帶，并對“甜點(diǎn)”進(jìn)行預(yù)測，最終利用疊前、疊后信息相互融合、相互驗(yàn)證，精確地完成東方1－1氣田儲層的空間幾何形態(tài)及物性的空間展布特征描述。

這些研究成果對氣田日常生產(chǎn)管理、動態(tài)分析、地質(zhì)儲量計(jì)算、開發(fā)井位部署以及后期生產(chǎn)調(diào)整都起到關(guān)鍵作用。另外，四維地震等開發(fā)地震新技術(shù)的投入，也為氣田開發(fā)提供新研究思路和進(jìn)一步技術(shù)支持，具體可應(yīng)用性還要在以后的生產(chǎn)實(shí)踐中加強(qiáng)理論和實(shí)驗(yàn)研究。

［1］王立鋒，馬光克，周家雄，等.東方氣田儲層非均質(zhì)性描述［J］.天然氣工業(yè)，2009，29（1）：38－40.

［2］印興耀，周靜毅.地震屬性優(yōu)化方法綜述［J］.石油地球物理勘探，2005，40（4）：482－489.

［3］張洪波，王緯，顧漢明.高精度地震屬性儲層預(yù)測技術(shù)研究［J］.天然氣工業(yè)，2005，25（7）：35－37.

［4］張旭，楊輝廷，顏其彬.川北HBC構(gòu)造飛三段地震屬性分析［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，31（1）：45－47.

［5］沈榮，張宏健，夏連軍，等.基于地震屬性分析的儲層預(yù)測方法研究［J］.小型油氣藏，2008，13（2）：38－40.

［6］丁峰，尹成，朱振宇，等.利用改進(jìn)的自組織網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行地震屬性分析［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，31（4）：47－51.

［7］夏朝暉，余國清，石寧，等.現(xiàn)代油藏精細(xì)描述技術(shù)和方法［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2000，26（2）：195－199.

［8］周家雄，王立鋒，馬光克，等.DF氣田儲層孔隙度橫向預(yù)測［J］.中國海上油氣，2004，16（6）：369－372.

［9］沈鳳，錢紹新，劉雯林，等.AVO多參數(shù)反演在氣層檢測和儲層定量研究中的應(yīng)用［J］.石油學(xué)報(bào)，1994，15（2）：11－20.

［10］張紹紅.非均質(zhì)薄儲層強(qiáng)化開采時(shí)延地震監(jiān)督分析［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，31（2）：53－55.

Application of seismic techniques to the development of the Dongfang 1－1 Gas Field，Yinggehai Basin

Liu Weiwei，Zhou Jiaxiong，Ma Guangke，Li Fang，Zhang Hebin
（CNOOC Zhanjiang Branch Company，Zhanjiang，Guangdong 524057，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME 32，ISSUE 8，pp.22－26，8／25／2012.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

During the development of the Dongfang 1－1 Gas Field in the Yinggehai Basin，engineers，restricted by the offshore condition，have to reduce the number of well sites deployed，try to keep wells under control in a large scope，and highly rely on the seismic data.In view of this，aiming at the complexity and great heterogeneity of reservoirs in this field，the fine description of sandbodies and structures are performed by use of the seismic colored inversion combined with the data like inclination slice.On this basis，the accurate description of interlayers or insulating layers in the reservoirs guided by the RGB colors in time frequency distribution.As a result，the geometry of the reservoir space in this field is delicately displayed.Meanwhile，the facies－control reservoir models are built for reservoir forecasting by use of post－stack seismic data and seismic attributes，and in combination with such information as pre－stack elastic inversion，adsorption，etc.，the petrophysical properties and gas－bearing capacity of reservoirs are also predicted.The study results play an important role in the well sites deployment and the determination of geological reserves in the development of an offshore gas field，and the most important of all，a series of geophysical techniques are collected for the reservoir assessment and field development adaptable for the fields in the Yinggehai Basin.

Yinggehai Basin，Dongfang 1－1 Gas Field，development，seimic techniques，attribute analysis，reservoir，forecast

劉薇薇等.東方1－1氣田開發(fā)地震技術(shù)的應(yīng)用.天然氣工業(yè)，2012，32（8）：22－26.

10.3787／j.issn.1000－0976.2012.08.005

劉薇薇，1985年生，工程師；主要從事氣田開發(fā)地震研究工作。地址：（524057）廣東省湛江市坡頭區(qū)22號信箱。電話：（0759）3901859。E－mail：liuww＠cnooc.com.cn

2012－05－03 編輯 韓曉渝）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2012.08.005

Liu Weiwei，engineer，born in 1985，is mainly engaged in seismic studies for the development of gas fields.

Add：Mail Box 22，Potou District，Zhanjiang，Guangdong 524057，P.R.China

E－mail：liuww＠cnooc.com.cn