喇嘛甸油田井震結(jié)合斷層識(shí)別技術(shù)

陳國飛

(中油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163712)

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喇嘛甸油田井震結(jié)合斷層識(shí)別技術(shù)

陳國飛

(中油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163712)

針對(duì)喇嘛甸油田井震斷層匹配矛盾突出、斷層表征精度低的問題，運(yùn)用井震結(jié)合斷層識(shí)別技術(shù)，利用井?dāng)帱c(diǎn)與地震信息精細(xì)刻畫斷層。其中，多套井網(wǎng)標(biāo)定準(zhǔn)確地將井?dāng)帱c(diǎn)進(jìn)行深時(shí)轉(zhuǎn)換，與地震斷層解釋結(jié)果進(jìn)行匹配分析，得出5類斷點(diǎn)井震對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于井震符合好、對(duì)應(yīng)單一的情況，采用井定位置、震控形態(tài)的解釋方法精細(xì)刻畫了斷距為5 m以上斷層；對(duì)于斷裂帶部位多個(gè)斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)地震響應(yīng)的情況，采用模式指導(dǎo)、屬性約束的解釋方法對(duì)其進(jìn)行了精細(xì)表征。研究成果指導(dǎo)了喇嘛甸油田北西二區(qū)斷層邊部5口補(bǔ)充井、7口調(diào)整井的部署。調(diào)整后，平均單井鉆遇砂巖厚度為13.8 m，有效厚度為10.2 m，增加可采儲(chǔ)量2.1×104t。

井震結(jié)合；斷層識(shí)別；斷裂帶；井?dāng)帱c(diǎn)；喇嘛甸油田

引 言

喇嘛甸油田位于大慶長垣最北端，為受構(gòu)造控制的短軸背斜陸相砂巖油藏，主要含油層系為薩爾圖、葡萄花和高臺(tái)子油層，斷層發(fā)育。經(jīng)50多年開發(fā)，已進(jìn)入特高含水開發(fā)期，剩余油呈“高度分散、相對(duì)聚集”狀態(tài)分布[1-3]。斷層附近井網(wǎng)密度相對(duì)較小，是剩余油主要富集區(qū)之一，有效識(shí)別和表征斷層有利于該部位的剩余油開發(fā)。

目前，可以提高斷層識(shí)別精度的技術(shù)有基于相關(guān)算法的相干體、方差體屬性，曲率算法的曲率體屬性，斷層要素的傾角—方位角屬性，基于螞蟻覓食原理的螞蟻體屬性等三維地震屬性[4-8]，但小斷層識(shí)別和大斷層描述仍不夠細(xì)致，滿足不了開發(fā)調(diào)整需求。

喇嘛甸油田三維開發(fā)地震覆蓋以前，主要是利用早期二維地震和當(dāng)前密井網(wǎng)斷點(diǎn)數(shù)據(jù)刻畫斷層，井間仍然遺留一些尚未認(rèn)識(shí)的斷層，需要井震結(jié)合開展斷層精細(xì)刻畫。為此，分析了喇嘛甸油田密井網(wǎng)條件下井震匹配關(guān)系，提出了“井定位置、震控形態(tài)，模式指導(dǎo)、屬性約束”的井震結(jié)合斷層識(shí)別方法，重新認(rèn)識(shí)了該區(qū)斷裂體系。

1 井震結(jié)合斷層識(shí)別技術(shù)

井震結(jié)合斷層識(shí)別技術(shù)即在密井網(wǎng)條件下，將豐富的井?dāng)帱c(diǎn)信息和高密度三維地震資料經(jīng)深時(shí)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行精確匹配，在地震數(shù)據(jù)體中，用斷點(diǎn)引導(dǎo)地震屬性的斷層刻畫技術(shù)。

1.1 多套井網(wǎng)井?dāng)帱c(diǎn)深時(shí)轉(zhuǎn)換

喇嘛甸油田平均井網(wǎng)密度達(dá)到75 口/km2，不同時(shí)期的6套井網(wǎng)并存，從20世紀(jì)70年代的基礎(chǔ)井網(wǎng)開始，井網(wǎng)間時(shí)間跨度超過40 a，地震采集時(shí)間差異大，同時(shí)測(cè)井儀器及測(cè)量環(huán)境不同造成的系統(tǒng)誤差也大。研究區(qū)2006年采集了3D3C地震資料，初次標(biāo)定發(fā)現(xiàn)僅與地震采集時(shí)間接近的最新二三結(jié)合井(針對(duì)喇嘛甸油田二類油層開發(fā)，利用三次采油井網(wǎng)先進(jìn)行水驅(qū)開發(fā)，再轉(zhuǎn)入聚合物驅(qū)開發(fā)的層系井網(wǎng))效果好(圖1a)，不同井網(wǎng)井標(biāo)定不統(tǒng)一，影響斷點(diǎn)深時(shí)轉(zhuǎn)換精度。針對(duì)上述問題，首選與地震數(shù)據(jù)反映同一時(shí)期地下儲(chǔ)層信息的二三結(jié)合井進(jìn)行標(biāo)定，并作為標(biāo)準(zhǔn)井。其他井網(wǎng)井聲波時(shí)差曲線以標(biāo)準(zhǔn)井為基準(zhǔn)，同一套井網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，不同井網(wǎng)間進(jìn)行歸一化處理。圖1b是同井區(qū)不同井網(wǎng)井最終標(biāo)定結(jié)果，與初次標(biāo)定結(jié)果對(duì)比可知，除二三結(jié)合井外其他井合成地震記錄與井旁地震相比，縱向上主要波組都能對(duì)準(zhǔn)，波形與地震波形相近；橫向上消除了長期開發(fā)對(duì)地下儲(chǔ)層物性改變的影響，能量與地震反射能量相匹配，保證了井?dāng)帱c(diǎn)深時(shí)轉(zhuǎn)換的精度。

圖1 L9-252井區(qū)不同井網(wǎng)井震標(biāo)定對(duì)比

1.2 井震斷點(diǎn)匹配分析

1.2.1 單井鉆遇斷點(diǎn)

密井網(wǎng)條件下井?dāng)帱c(diǎn)信息揭示，喇嘛甸油田主體斷層主要以斷裂帶的形式存在[9]。油田在精細(xì)挖潛以前布井的原則為“躲斷層”，但仍然避免不了井鉆遇斷層，本區(qū)鉆遇斷點(diǎn)井比例達(dá)到63.2%，測(cè)井資料可對(duì)比出2 m以上斷距斷點(diǎn)。

井鉆遇斷點(diǎn)有3種情況：未鉆遇斷點(diǎn)；僅鉆遇一個(gè)斷點(diǎn)；鉆遇多個(gè)斷點(diǎn)。其中，單井鉆遇多個(gè)斷點(diǎn)情況普遍存在，其斷點(diǎn)組合形式可分為4種類型：集中分布，斷距較大；集中分布，斷距較??；零散分布，斷距較大；零散分布，斷距較小。

1.2.2 斷層地震反射特征

覆蓋研究區(qū)地震資料主頻在35 Hz左右，斷層地震反射特征可劃分為3種類型：①多軸錯(cuò)斷干脆。主要為剛性較強(qiáng)地層受強(qiáng)烈張力作用產(chǎn)生的斷層，一般斷距為30 m以上斷層具有此反射特征；②多軸錯(cuò)斷，但斷層面附近同相軸扭曲或黏連。喇嘛甸油田產(chǎn)生這種地震反射特征的斷層較多，一般為斷距小于30 m在塑性剪切作用下形成的韌性斷層，或同沉積斷層。斷面處的波形出現(xiàn)一致性扭曲，使地震反射波同相軸不能完全錯(cuò)斷，同相軸只是黏連扭曲。這類斷層需要井震結(jié)合進(jìn)行精細(xì)刻畫；③單軸扭曲或同相軸數(shù)增減。正演模擬分析得出[10]，斷距小于5 m斷層在剖面上很難直接辨認(rèn)。這些比較隱蔽、延伸不長、斷距較小的斷層，與部分巖性邊界、資料處理造成的假象一樣，都產(chǎn)生相同的地震反射特征，即僅有一個(gè)同相軸扭曲、同相軸數(shù)目增減或分叉合并等。斷層解釋存在多解性，需要結(jié)合井信息做進(jìn)一步詳細(xì)分析。

1.2.3 斷點(diǎn)井震對(duì)應(yīng)關(guān)系

將井?dāng)帱c(diǎn)數(shù)據(jù)和三維地震數(shù)據(jù)統(tǒng)一到相同域內(nèi)，兩者必定存在矛盾。通過分析喇嘛甸油田4 079個(gè)斷點(diǎn)數(shù)據(jù)得出，井?dāng)帱c(diǎn)與地震識(shí)別斷層的對(duì)應(yīng)關(guān)系可分為5類：①井震符合，即一個(gè)斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)地震響應(yīng)，地震可識(shí)別4、5級(jí)斷層；②井有震無，斷距小于5 m的地震難以識(shí)別小斷層；③震有井無，一般為巖性變化引起的地震響應(yīng)，需進(jìn)一步核實(shí)測(cè)井對(duì)比結(jié)果進(jìn)行確定；④多個(gè)斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)地震響應(yīng)(圖2a)；⑤多個(gè)斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)多個(gè)地震響應(yīng)(圖2b)。④和⑤兩類為井鉆遇斷裂帶情況，多個(gè)斷點(diǎn)密集分布，斷距相當(dāng)，只有一個(gè)地震響應(yīng)時(shí)為④類，存在主控?cái)鄬忧闆r為⑤類。

1.3 井震結(jié)合斷層解釋方法

針對(duì)前文5種斷點(diǎn)井震對(duì)應(yīng)關(guān)系，不同的井震對(duì)應(yīng)關(guān)系，反應(yīng)了不同性質(zhì)的斷層，識(shí)別與刻畫方法也不相同。

1.3.1 井定位置、震控形態(tài)

對(duì)于井震符合好和對(duì)應(yīng)單一的情況，借助沿層曲率體、相干體和螞蟻體等切片，手工完成對(duì)斷層三維空間傾向、走向、上下延伸，以及斷層之間搭接、交切關(guān)系的描述，初步建立斷層的整體形態(tài)和斷裂體系。然后，利用井?dāng)帱c(diǎn)信息確定所解釋斷層位置，原則是在斷點(diǎn)準(zhǔn)確深時(shí)轉(zhuǎn)換的前提下，井點(diǎn)處斷層位置嚴(yán)格尊重井?dāng)帱c(diǎn)信息，平面上將多個(gè)可組合的斷點(diǎn)作為硬性數(shù)據(jù)進(jìn)行斷層位置和形態(tài)的修正。應(yīng)用這套方法主要完成對(duì)4、5級(jí)斷層、大斷層末梢及地震可識(shí)別小斷層的精細(xì)刻畫(斷距為5 m以上)。

圖2 井震斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系圖

1.3.2 模式指導(dǎo)、屬性約束

對(duì)于多個(gè)斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)地震響應(yīng)情況，將井鉆遇的多個(gè)斷點(diǎn)簡化為一個(gè)斷點(diǎn)，選取與地震剖面匹配最好的斷點(diǎn)作為解釋斷層位置，這條斷層的斷距為所有斷點(diǎn)斷距之和。

對(duì)于存在一條主控?cái)鄬?，上下發(fā)育伴生的調(diào)諧斷層，這種情況多個(gè)斷點(diǎn)密集分布，地震剖面中斷層上下兩盤出現(xiàn)牽引構(gòu)造，兩盤之間存在一個(gè)窄的條帶，其內(nèi)部有些破碎的同相軸或弱振幅存在，即斷層帶的地震響應(yīng)。具體的解決辦法為：利用井資料開展精細(xì)小層對(duì)比，建立斷裂帶的剖面模式(圖3a)，以此剖面模式作為指導(dǎo)，在帶有斷點(diǎn)信息的地震剖面中，把主控大斷層解釋出來；通過地震剖面放大、波阻對(duì)比等方法，將可辨識(shí)的伴生斷層也刻畫出來(圖3b)；由于斷裂帶在方差體、相干體切片上表現(xiàn)為一個(gè)很寬的條帶，主控?cái)鄬雍涂山忉尠樯{(diào)諧斷層橫向上借助于地震屬性切片判斷各自的延伸長度(圖3c)。

圖3 過L8-P3125井井震結(jié)合斷層解釋圖

2 取得成果

喇嘛甸油田北西二區(qū)井震結(jié)合斷層再認(rèn)識(shí)后，與測(cè)井解釋斷層相比，整體斷層的數(shù)量和形態(tài)均發(fā)生較大變化。以葡I組頂面為例，原認(rèn)識(shí)斷層9條，重新落實(shí)斷層共17條，均為正斷層。從斷層數(shù)量對(duì)比看，新發(fā)現(xiàn)斷層7條，多為低序級(jí)小斷層，斷距5 m左右斷層占68%；核銷斷層2條，合并斷層2條，拆分?jǐn)鄬?條。從斷層形態(tài)變化看，延伸長度變化7條，位移變化3條，切割關(guān)系變化2條(圖4)。

應(yīng)用上述斷層認(rèn)識(shí)成果指導(dǎo)注采方案調(diào)整。原40號(hào)和41號(hào)斷層井震結(jié)合再認(rèn)識(shí)后，合并成一條斷層，結(jié)合儲(chǔ)層認(rèn)識(shí)成果，發(fā)現(xiàn)薩III組二類油層在該條斷層邊部附近存在一定潛力，部署了5口開采薩Ⅲ組的二類油層聚合物驅(qū)補(bǔ)充油井。由于距離斷層較近注水井易發(fā)生套管損壞現(xiàn)象，綜合分析發(fā)現(xiàn)有6口注水井距離新認(rèn)識(shí)斷層太近，應(yīng)該轉(zhuǎn)為采油井，同時(shí)在原解釋40號(hào)斷層附近的一口油井，距離新解釋斷層有200 m，將該井轉(zhuǎn)為注水井更為合理。調(diào)整后，平均單井鉆遇砂巖厚度為13.8 m，有效厚度為10.2 m，增加可采儲(chǔ)量2.1×104t。

圖4 北西二區(qū)井震結(jié)合前后斷層對(duì)比

3 結(jié) 論

(1) 通過制作高精度合成地震記錄，將喇嘛甸油田4 079個(gè)斷點(diǎn)進(jìn)行了深時(shí)轉(zhuǎn)換，與地震解釋斷層進(jìn)行匹配分析，得出5類斷點(diǎn)井震對(duì)應(yīng)關(guān)系：井震符合；井有震無；震有井無；多個(gè)斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)地震響應(yīng)；多個(gè)斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)多個(gè)地震響應(yīng)。

(2) 采用“井定位置、震控形態(tài)，模式指導(dǎo)、屬性約束”的井震結(jié)合斷層識(shí)別技術(shù)，有效識(shí)別了斷距5m以上斷層，同時(shí)對(duì)以斷裂帶形式存在的多個(gè)斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)地震響應(yīng)的斷層進(jìn)行了精細(xì)表征。

(3) 密井網(wǎng)條件下井震結(jié)合斷層再認(rèn)識(shí)后，斷層變化仍然較大，斷層變化部位是有利的調(diào)整挖潛區(qū)域。在喇嘛甸油田北西二區(qū)40號(hào)、41號(hào)斷層變化位置，成功部署5口補(bǔ)充井、7口調(diào)整井。

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編輯 張耀星

20150129；改回日期：20150329

國家“十二五”重大科技專項(xiàng)“井震結(jié)合油藏精細(xì)結(jié)構(gòu)表征技術(shù)”(2011ZX05010-001)

陳國飛(1979-)，男，工程師，2006年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北京)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)從事開發(fā)地震解釋與應(yīng)用研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.03.034

TE347

A

1006-6535(2015)03-0131-04