提升低井控制區(qū)構(gòu)造精度研究

王 華

中海石油（中國(guó)） 有限公司深圳分公司，廣東 廣州 510240

0 前言

海上油氣田投入高、風(fēng)險(xiǎn)大，受生產(chǎn)設(shè)施的限制，基本采用長(zhǎng)水平段的水平井進(jìn)行開發(fā)［1-2］。 為節(jié)約鉆井成本，所有水平段必須快速、高效實(shí)施鉆探，且誤差必須控制在非常小的范圍內(nèi)，因此在鉆井過(guò)程中井眼軌跡控制對(duì)構(gòu)造精度要求非常高。 同時(shí)，油氣田開發(fā)后期挖潛對(duì)儲(chǔ)層精細(xì)描述也需要極高的構(gòu)造精度。

1 構(gòu)造精度對(duì)油氣田開發(fā)的影響

油藏頂部鉆有一口水平井， 水平段全部落在油層之內(nèi)，大部分含油范圍處于無(wú)井控制區(qū)。 根據(jù)地球物理資料研究結(jié)果，構(gòu)造形態(tài)存在A、B、C 三種可能，相互誤差僅為2 m（見圖1）。 符合地球物理資料解釋精度要求；但從油田開發(fā)角度，2 m 構(gòu)造誤差將引起15%～20%的儲(chǔ)量差異。 由此可見，構(gòu)造精度的研究不僅在開發(fā)井實(shí)施中顯得尤為重要，在油氣田后期地質(zhì)油藏研究中也同樣重要。

圖1 多構(gòu)造方案的油藏示意圖

構(gòu)造研究通常依托于地震和定向井資料［3-4］，而在低井控制區(qū)域由于受地震垂向分辨率的影響和制約，難以運(yùn)用常規(guī)思路和方法開展高精度構(gòu)造研究，不能滿足油氣田精細(xì)開發(fā)和評(píng)價(jià)的要求。 筆者結(jié)合珠江口盆地X 礁灰?guī)r油田開發(fā)實(shí)踐，在地震資料不足和井控程度低的條件下，通過(guò)已鉆定向井構(gòu)建物性與構(gòu)造頂面距離之間的關(guān)系，利用水平井隨鉆測(cè)井特征快速響應(yīng)，在地震反演的約束之下，井井結(jié)合，井震驗(yàn)證，對(duì)低井控制區(qū)的構(gòu)造進(jìn)行快速有效刻畫，提高構(gòu)造研究精度。

2 工區(qū)概況及特征

X 油田為一塊狀底水礁灰?guī)r油藏［5］， 全部采用1 000 m左右的長(zhǎng)水平段水平井開發(fā)，生產(chǎn)層位位于物性和含油性最好的B 層。 在油田開發(fā)初期，西北部礁坪部位僅有一口已鉆定向井X 2 井，井控程度非常低；同時(shí)，礁灰?guī)r地層速度大，在3 500～5 200 m/s，礁內(nèi)地震反射較弱，地震資料存在明顯不足（見圖2）。

由于油田含油面積大，井控程度低，水平井段長(zhǎng)，且為了防止底水錐進(jìn)， 水平段軌跡必須貼近B 層頂面，滿足一定的避水高度［6］， 因此對(duì)構(gòu)造研究提出了非常高的要求，單一地球物理資料不能完全滿足X 油田開發(fā)對(duì)構(gòu)造精細(xì)描述的需求。

圖2 X 油田井位分布和過(guò)井地震剖面

3 低井控制區(qū)構(gòu)造的精細(xì)刻畫

為彌補(bǔ)地震資料品質(zhì)差和井控程度低的不足，保證油氣田開發(fā)效果，嘗試在地球物理提供的構(gòu)造框架基礎(chǔ)上，充分利用水平井與已鉆定向井測(cè)井響應(yīng)特征的對(duì)應(yīng)關(guān)系，應(yīng)用地震解釋和地震反演對(duì)構(gòu)造趨勢(shì)和水平井位置進(jìn)行控制，通過(guò)井井結(jié)合、井震結(jié)合，精細(xì)刻畫低井控制區(qū)構(gòu)造，使其滿足后期開發(fā)井的鉆探。

3.1 已鉆井構(gòu)造與測(cè)井響應(yīng)相關(guān)性分析

由于受地震分辨率的影響，構(gòu)造精度難以進(jìn)一步提高，在地震資料先天不足的條件下，充分利用有限的鉆井資料開展精細(xì)構(gòu)造研究成為唯一選擇。 具體而言，利用已鉆井測(cè)井響應(yīng)特征與構(gòu)造層面的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分析出已鉆井與構(gòu)造之間的關(guān)聯(lián)性。

對(duì)礁坪區(qū)域唯一一口資料井X 2 井測(cè)井特征分析表明，在目的層B 層之下，縱向上測(cè)井響應(yīng)與B 層頂?shù)木嚯x有明顯的相關(guān)性，越靠近B 層頂部電阻越低、中子孔隙度越低、密度越高，越遠(yuǎn)離B 層頂部電阻越高、中子孔隙度越高、密度越低（見圖3），即表現(xiàn)為越靠近B 層頂部物性和含油性越差，越遠(yuǎn)離B 層頂部物性和含油性越好（見表1）。

通過(guò)精細(xì)分析X 2 井的測(cè)井響應(yīng)特征， 搭建起已鉆井測(cè)井與構(gòu)造層面之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 B 層縱向上物性和含油性存在顯著的、較好的變化規(guī)律，為利用定向井測(cè)井響應(yīng)開展低井控制區(qū)構(gòu)造精細(xì)研究提供了較好基礎(chǔ)。

圖3 已鉆定向井X 2 井的測(cè)井響應(yīng)特征圖

表1 X 2 井測(cè)井特征與構(gòu)造層面的對(duì)應(yīng)關(guān)系

3.2 對(duì)比水平井測(cè)井響應(yīng)精細(xì)刻畫構(gòu)造

根據(jù)沉積相研究成果，油田西北部B 層以礁坪亞相沉積為主，沉積環(huán)境穩(wěn)定，結(jié)合地震反演資料，B 層平面物性和含油性相對(duì)穩(wěn)定，橫向上具有一定可比性。 在此認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上， 利用已鉆井測(cè)井與構(gòu)造層面之間的關(guān)系，對(duì)油田西北部的水平井X 8 H 進(jìn)行精細(xì)構(gòu)造分析， 推算出水平段軌跡與B 層頂面構(gòu)造的位置關(guān)系，并對(duì)低井控制區(qū)的構(gòu)造進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。

水平井X 8 H 井位于油田西北部，B 層入層點(diǎn)距離已鉆定向井X 2 井170 m，其水平段長(zhǎng)約1 200 m，由東南向西北方向鉆進(jìn)，水平段全部落在B 層之內(nèi)。 過(guò)X 8 H 井的實(shí)鉆油藏中， 所有層位頂面均為優(yōu)化前的構(gòu)造（見圖4）。

依據(jù)X 8 H 井實(shí)鉆結(jié)果， 其測(cè)井特征分為明顯的四個(gè)不同響應(yīng)段， 即0～260、260～660、660～940 和940～1 180 m，其物性表現(xiàn)為差-好-差-好交替分布，水平段物性差異顯著（見表2），這反映了X 8 H 井水平段軌跡在不同的井段與B 層頂面的距離也不同。 由于X 8 H 井水平段全部在B 層之內(nèi)，沒有鉆出B 層，油田西北區(qū)域缺少構(gòu)造控制點(diǎn)，從地震的角度無(wú)法對(duì)構(gòu)造進(jìn)行進(jìn)一步的校正和優(yōu)化。 根據(jù)地球物理提供的原始構(gòu)造，X 8 H 水平井的四個(gè)不同測(cè)井響應(yīng)段與B 層頂面距離分別為2～4、4～8、2～3 和1～3 m。

圖4 構(gòu)造優(yōu)化前過(guò)X 8 H 井油藏剖面圖

對(duì)X 8 H 井水平段的響應(yīng)特征研究發(fā)現(xiàn)，X 8 H 井物性最好段260～660 m 和940～1 180 m 的中子孔隙度為28%，根據(jù)X 2 井縱向上物性與距B 層頂?shù)膶?duì)應(yīng)關(guān)系，這兩段與B 層頂部的距離應(yīng)為0～4 m， 而原始構(gòu)造顯示水平段與B 層頂部距離最大達(dá)到了8 m， 表明原始構(gòu)造與水平井的測(cè)井響應(yīng)存在明顯偏差。

對(duì)比已鉆井X 2 井和水平井X 8 H 井的測(cè)井響應(yīng)特征（見表2），X 8 H 井水平段0～260 m 和660～940 m 物性相對(duì)較差， 中子孔隙度分別為20%和23%， 密度分別為2.34 g/cm3和2.30 g/cm3， 其與B 層頂部距離小于2 m，較貼近B 層頂部； 而物性較好段260～660 m 和940～1 180 m，中子孔隙度均為28%，密度均為2.25 g/cm3，其與B 層頂部距離約為2～4 m，較遠(yuǎn)離B 層頂部。通過(guò)對(duì)兩口井測(cè)井響應(yīng)特征對(duì)比的分析， 得到了最終X 8 H 井各水平段與B 層頂部的距離，X 8 H 井四個(gè)測(cè)井響應(yīng)段分別為1～1.5、2～4、1～2 和2～3 m。

表2 X 8 H 井水平段與優(yōu)化后構(gòu)造頂面的對(duì)應(yīng)關(guān)系

依據(jù)該分析結(jié)果，在地球物理資料提供的構(gòu)造框架之下，對(duì)X 8 H 井之上的B 層構(gòu)造進(jìn)行了優(yōu)化和調(diào)整（見圖5）。由圖5 可見，優(yōu)化后的B 層頂面構(gòu)造更貼近X 8 H井軌跡，兩者之間的距離與測(cè)井響應(yīng)關(guān)系更匹配。

圖5 構(gòu)造優(yōu)化前后過(guò)X 8 H 井油藏剖面對(duì)比圖

4 應(yīng)用效果

反演資料和后期鉆井證實(shí)了X 8 H 水平井對(duì)構(gòu)造的優(yōu)化效果，驗(yàn)證了利用水平井對(duì)低井控制區(qū)構(gòu)造優(yōu)化的方法是可行且有效的。

4.1 井震結(jié)合的驗(yàn)證

圖6 過(guò)X 8 H 井的反演剖面和油藏剖面

根據(jù)油田西北區(qū)域的地震反演資料，已鉆定向井X2井近B 層頂部物性較好，阻抗特征顯示為低阻抗，值域在6 200～8 500 g/cm3·m/s 之間。 X 8 H 井四個(gè)不同測(cè)井響應(yīng)段對(duì)應(yīng)的物性依次為差-好-差-好， 當(dāng)水平段中子孔隙度為20%和28%時(shí)，對(duì)應(yīng)的阻抗值域分別為8 200～8 500 g/cm3·m/s 和6 500～6 800 g/cm3·m/s，與地震反演剖面對(duì)應(yīng)關(guān)系一致、匹配程度較高（見圖6）。 同時(shí)，由圖6可見， 調(diào)整后的深度構(gòu)造與時(shí)間構(gòu)造趨勢(shì)更為接近，準(zhǔn)確反映了該井的井軌跡與B 構(gòu)造頂面距離的變化趨勢(shì)，進(jìn)一步驗(yàn)證了構(gòu)造優(yōu)化調(diào)整的合理性。

4.2 后期鉆井驗(yàn)證

在X 油田開發(fā)中，每口水平井完鉆后均利用水平井對(duì)構(gòu)造進(jìn)行優(yōu)化。 對(duì)比各水平段B 層入層點(diǎn)實(shí)鉆與預(yù)測(cè)的誤差（見圖7）可知，利用水平井優(yōu)化后的構(gòu)造誤差逐漸減小， 尤其與X 8 H 井處于同一構(gòu)造區(qū)域的X 2 H 和X 5 H 井，其縱向上的誤差非常小，基本控制在1.0 m 以內(nèi)，后期鉆井證實(shí)水平井的校正方法對(duì)低井控制區(qū)構(gòu)造精度有較大提升。

圖7 X 油田構(gòu)造優(yōu)化后的鉆井誤差

5 結(jié)論

在無(wú)井控制或井控程度較低的情況下，充分利用地球物理資料解釋構(gòu)造層面與定向井測(cè)井響應(yīng)特征對(duì)應(yīng)關(guān)系， 構(gòu)建低井控制區(qū)構(gòu)造和測(cè)井之間的關(guān)聯(lián)橋梁，依據(jù)水平井與定向井的測(cè)井相似性特征，在地震反演以及后期鉆井的驗(yàn)證基礎(chǔ)之上，對(duì)低井控制區(qū)構(gòu)造進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。X 油田開發(fā)實(shí)踐證明，后期井實(shí)鉆與預(yù)測(cè)的誤差都控制在較小范圍內(nèi)，在高速、高效實(shí)施鉆井的情況下，利用水平井對(duì)構(gòu)造進(jìn)行快速優(yōu)化的方法是可行的，為地震品質(zhì)較差的低井控區(qū)構(gòu)造精細(xì)研究開辟了有效途徑。

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