疊前同步反演技術(shù)在西湖凹陷低孔滲儲層“甜點(diǎn)”預(yù)測中的應(yīng)用

秦德文，姜勇，侯志強(qiáng)，程超，孫永壯，胡偉

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海200030）

疊前同步反演技術(shù)在西湖凹陷低孔滲儲層“甜點(diǎn)”預(yù)測中的應(yīng)用

秦德文，姜勇，侯志強(qiáng)，程超，孫永壯，胡偉

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海200030）

西湖凹陷目的層埋藏深，儲層具有低孔滲特征，但局部發(fā)育物性相對好且含氣的“甜點(diǎn)”儲層，為有效刻畫“甜點(diǎn)”儲層的展布區(qū)域、優(yōu)選勘探目標(biāo)，開展了“甜點(diǎn)”地球物理預(yù)測技術(shù)的研究。通過巖石物理分析，找到了能夠識別甜點(diǎn)儲層的彈性敏感參數(shù)；研究采用分頻迭代反演解決厚儲層預(yù)測問題的思路，利用反演結(jié)果結(jié)合地質(zhì)及巖石物理認(rèn)識刻畫了西湖凹陷C構(gòu)造“甜點(diǎn)”儲層分布范圍，指導(dǎo)評價(jià)井位的部署。經(jīng)鉆探驗(yàn)證，預(yù)測結(jié)果得到了證實(shí)。

西湖凹陷；低孔滲；甜點(diǎn)儲層；疊前同步反演

西湖凹陷位于東海陸架盆地，是我國近海重要的富生烴凹陷，目前已在凹陷內(nèi)發(fā)現(xiàn)多個油氣田和含油氣構(gòu)造。研究區(qū)C構(gòu)造砂巖儲層具有兩個主要特征：一是目的層埋藏深，受壓實(shí)作用的影響，致密砂巖儲層普遍發(fā)育；二是主要目的層發(fā)育百米以上的厚儲層且非均質(zhì)性強(qiáng)，局部發(fā)育孔滲條件好的甜點(diǎn)儲層[1-2]。由于海上鉆井成本高，低孔滲砂巖氣藏測試開發(fā)難度大，因此，準(zhǔn)確刻畫甜點(diǎn)儲層的分布范圍、在致密儲層中找到物性較好、含氣飽和度高的有利儲層實(shí)施鉆探，是成功勘探的關(guān)鍵。

與疊后反演相比，疊前同步反演利用疊前地震道集中不同偏移距的振幅信息，計(jì)算相關(guān)的彈性參數(shù)，進(jìn)而來預(yù)測儲層分布并分析儲層的性質(zhì)。近年來疊前反演在常規(guī)碎屑巖儲層及孔隙度預(yù)測方面取得了較好的效果[3-4]，方興[5]等利用AVO流體反演技術(shù)應(yīng)用到儲層孔隙度預(yù)測，預(yù)測準(zhǔn)確度高；楊午陽[6]等通過疊前反演得到的彈性參數(shù)體采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)儲層分類等方法實(shí)現(xiàn)了孔隙度的定量預(yù)測。此外，在西湖凹陷平湖地區(qū)利用疊前反演技術(shù)得到的泊松阻抗以及泊松阻尼因子等屬性進(jìn)行常規(guī)儲層的流體檢測也取得了較好效果[7-8]，但目前對于中深層低孔滲—致密儲層中“甜點(diǎn)”儲層預(yù)測的研究內(nèi)容較少，且效果不佳。

針對研究區(qū)低孔滲儲層的特點(diǎn)，研究了疊前同步反演技術(shù)在“甜點(diǎn)”儲層預(yù)測中的應(yīng)用。首先通過對研究區(qū)測井巖石物理分析，研究彈性參數(shù)與巖性、物性和含氣性的關(guān)系，分析了致密儲層的巖石物理特征，找到能夠穩(wěn)定識別有利儲層的彈性參數(shù)，針對厚儲層預(yù)測不穩(wěn)定的問題，采取了分頻迭代反演的方法，解決了厚儲層預(yù)測問題，然后通過“逐步優(yōu)選”的“甜點(diǎn)”解釋方法刻畫出研究區(qū)“甜點(diǎn)”的展布區(qū)域，指導(dǎo)了井位部署。

1 巖石物理特征分析

測井巖石物理分析是連接地震與油藏的橋梁，能為儲層和油氣預(yù)測指示方向。本次巖石物理分析圍繞找儲層、找物性好且含氣飽和度高的有利儲層兩個問題展開，研究巖石的彈性參數(shù)與巖性、物性、含氣性等巖石物理特征的內(nèi)在關(guān)系。

首先研究彈性參數(shù)的巖性特征，將Vp/Vs與縱波阻抗進(jìn)行交匯，如圖1所示可以看出砂泥巖阻抗疊置嚴(yán)重，縱波阻抗無法識別巖性，Vp/Vs可以較好地識別砂泥巖，因此，可以將Vp/Vs作為巖性敏感參數(shù)。

圖1 巖性敏感參數(shù)分析Fig.1 Lithology sensitive parameter analysis

通過多屬性交匯優(yōu)選物性敏感參數(shù)，發(fā)現(xiàn)泊松阻尼因子（PDF）與孔隙度相關(guān)性最好，如圖2所示為橫波阻抗與PDF的交匯圖，圖中黑色為泥巖，其余為孔隙砂巖，黃色為相對高孔隙砂巖，紅色次之，藍(lán)綠色相對低孔隙砂巖，從圖中可以看出泊松阻尼因子（PDF）越小孔隙度越大，因此，將PDF作為該地區(qū)的物性敏感參數(shù)[9]。

圖2 孔隙度敏感參數(shù)分析Fig.2 Porosity sensitive parameter analysis

進(jìn)一步的交匯發(fā)現(xiàn)流體因子屬性在本研究區(qū)比較適用，能較好地識別流體，如圖3所示。將流體因子pf與含水飽和度Sw進(jìn)行交匯，紅色表征含氣區(qū)，藍(lán)色為含水區(qū)或者泥巖，分析發(fā)現(xiàn)pf能很好地識別流體，含氣層為低pf值。

圖3 流體敏感參數(shù)分析Fig.3 Fluid sensitive parameter analysis

通過以上測井巖石物理分析認(rèn)為，研究區(qū)巖性、物性、流體都有相對應(yīng)的彈性敏感參數(shù)且識別效果較好，通過疊前同步反演技術(shù)可以得到彈性敏感參數(shù)體，進(jìn)而識別“甜點(diǎn)”儲層。

2 厚儲層預(yù)測關(guān)鍵技術(shù)

本研究區(qū)為大型辮狀河沉積體系，多期水道疊加形成厚層砂體，由于地震資料是帶限的，缺少低頻和高頻信息，這就決定了地震資料無法很好地反映出厚層信息，考慮到地震低頻對厚儲層影響的重要性，提出了分頻迭代反演技術(shù)，進(jìn)而解決厚儲層預(yù)測問題的思路。

該技術(shù)的研究思路為：

1）首先對地震資料做分頻處理，重點(diǎn)得到其低頻分量。

2）運(yùn)用地震資料低頻分量參與第一輪反演，得到第一輪反演結(jié)果。

3）這一結(jié)果一方面可以刻劃出厚儲層的分布趨勢，另一方面作為初始模型，再運(yùn)用原始地震資料參與反演，得到第二輪反演結(jié)果，即分頻迭代反演結(jié)果，從而提高儲層預(yù)測效果。

圖4a為研究區(qū)常規(guī)疊前反演得到的Vp/Vs過井剖面，其中H1、H2層均為80 m以上的厚儲層，通過與測井曲線比較發(fā)現(xiàn)：H1層頂部預(yù)測結(jié)果與井吻合不好，儲層刻劃不穩(wěn)定，此外H2層厚度預(yù)測也不準(zhǔn)確，預(yù)測結(jié)果與鉆井結(jié)果比偏薄。

針對此問題開展了分頻迭代反演技術(shù)，其中低頻分量截止值的選取依據(jù)是：

圖4b為運(yùn)用主頻為13.5 Hz的地震低頻分量參與反演得到的反演結(jié)果，與常規(guī)反演結(jié)果比較很好地刻劃出了H1、H2層的分布特征，而且厚度預(yù)測也較準(zhǔn)確。然后將這一結(jié)果作為低頻模型，采用原始地震進(jìn)行第二輪反演，得到第二輪反演結(jié)果（分頻迭代反演結(jié)果圖4c）將這一結(jié)果與常規(guī)反演結(jié)果比較，發(fā)現(xiàn)H1層砂體預(yù)測效果變好，刻劃穩(wěn)定，H2層厚度預(yù)測也變得準(zhǔn)確。

圖4 分頻迭代反演結(jié)果分析Fig.4 Frequency iterative inversion result analysis

3 應(yīng)用效果分析

西湖凹陷C構(gòu)造目的層儲層致密，勘探重點(diǎn)為尋找相對高孔的有利儲層[10-11]。本次研究以疊前反演為主要手段進(jìn)行有利儲層預(yù)測，根據(jù)以上研究，針對厚儲層預(yù)測問題采用了分頻迭代反演方法，提高厚儲層預(yù)測精度；為提高“甜點(diǎn)”預(yù)測可靠性，采用了“逐步優(yōu)選”的解釋預(yù)測方法，具體步驟如下所述。

1）儲層預(yù)測。通過Vp/Vs屬性進(jìn)行儲層預(yù)測，圖5為H1層Vp/Vs反演結(jié)果的沿層屬性，根據(jù)巖石物理分析結(jié)果，Vp/Vs紅色低值指示砂體，從圖5中可以看到H1層砂體呈水下分流河道形態(tài)分布，與區(qū)域的沉積特征吻合，根據(jù)結(jié)果預(yù)測出砂體的分布范圍。

2）高孔砂巖預(yù)測。在儲層預(yù)測結(jié)果基礎(chǔ)上，通過泊松阻尼因子屬性（PDF）預(yù)測相對高孔砂巖的展布特征，如圖6所示，可以清楚地看到PDF刻劃出水下分流河道的主體部位，這是因?yàn)楹拥乐黧w部位的孔隙度要高于周邊，而PDF恰好反映了孔隙度較大位置。四口已鉆井孔隙度均在12%以上，均為相對高孔，預(yù)測結(jié)果與鉆井結(jié)果吻合較好。

3）高孔含氣砂巖預(yù)測。在相對高孔砂巖預(yù)測結(jié)果基礎(chǔ)上，通過流體因子（pf）預(yù)測相對高孔的含氣性好的“甜點(diǎn)”儲層，如圖7所示，為預(yù)測出的研究區(qū)“甜點(diǎn)”儲層的展布區(qū)域，從圖7中可以看出構(gòu)造北部A3、A4井區(qū)域的含氣性要明顯好于南部A1、A2井，與已鉆井結(jié)果一致。

根據(jù)預(yù)測結(jié)果并結(jié)合構(gòu)造、地質(zhì)等信息，確定了評價(jià)井A5井的井位，如圖7所示，A5井在H1層鉆遇了孔滲條件較好的含氣砂巖。

圖5 Vp/Vs儲層預(yù)測結(jié)果Fig.5 Reservoir prediction result byVp/Vs

圖7 “逐步優(yōu)選”法預(yù)測高孔含氣砂巖（“甜點(diǎn)”）分布區(qū)域Fig.7 The prediction of high porosity gas bearing sandstone(“sweet spot”)distribution zone by gradually optimization

4 結(jié)論

西湖凹陷致密砂巖儲層埋藏深、厚度大且發(fā)育“甜點(diǎn)”儲層，準(zhǔn)確刻畫“甜點(diǎn)”儲層是成功勘探的關(guān)鍵。通過巖石物理分析，發(fā)現(xiàn)低Vp/Vs能夠有效穩(wěn)定地識別砂巖儲層，泊松阻尼因子（PDF）與砂巖孔隙度相關(guān)性較好，而流體因子能較好地反映流體。為了提高“甜點(diǎn)”預(yù)測精度，采用分頻迭代反演技術(shù)解決了厚儲層預(yù)測問題，采用“逐步優(yōu)選”的解釋預(yù)測方法提高了高孔含氣砂巖預(yù)測的可靠性。預(yù)測結(jié)果刻畫了C構(gòu)造H1層“甜點(diǎn)”儲層的分布區(qū)域，根據(jù)預(yù)測結(jié)果部署的評價(jià)井獲得商業(yè)發(fā)現(xiàn)，同時為后續(xù)的開發(fā)井部署提供了重要依據(jù)。

圖6 PDF預(yù)測高孔砂巖分布區(qū)域Fig.6 The prediction of high porosity sandstone distribution zone by PDF

[1]陳志勇，葛和平.西湖凹陷反轉(zhuǎn)構(gòu)造與油氣聚集[J].中國海上油氣（地質(zhì)），2003，17（1）：20-24.

[2]張雷，姜勇，侯志強(qiáng)，等.西湖凹陷低孔滲儲層巖石物理特征分析及疊前同步反演地震預(yù)測[J].中國海上油氣，2013，25（2）：36-39.

[3]姜勇，張雷，鄒瑋，等.西湖凹陷B構(gòu)造水下分流河道預(yù)測技術(shù)及應(yīng)用[J].海洋石油，2015，35（2）：35-39.

[4]秦德文，侯志強(qiáng)，姜勇，等.泊松阻尼因子在預(yù)測高孔隙度砂巖中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2015，12（2）：190-193.

[5]方興，孫夕平，張明，等.基于AVO流體反演的儲層孔隙度預(yù)測技術(shù)[J].石油地球物理勘探，2012，47（3）：469-472.

[6]楊午陽，王從鑌.利用疊前AVA同步反演預(yù)測儲層物性參數(shù)[J].石油地球物理勘探，2010，45（3）：414-417.

[7]孫喜新.泊松阻抗及其在平湖砂巖氣藏檢測中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2008，43（6）：699-703.

[8]高偉義，林桂康，李城堡，等.泊松阻尼因子在平湖地區(qū)儲層流體檢測中的應(yīng)用[J].中國石油勘探，2013，18（2）：50-53.

[9]Mazumdar P.Poisson dampening factor[J].The Leading Edge，2007，26（7）：850-852.

[10]劉金水，曹冰，徐志星，等.西湖凹陷某構(gòu)造花港組沉積相及致密砂巖儲層特征[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，39（2）：130-136.

[11]徐囯盛，趙莉莉，徐發(fā)，等.西湖凹陷某構(gòu)造花港組致密砂巖儲層的滲流特征[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，39（2）：113-121.

（編輯：楊友勝）

Application of prestack synchronous inversion technology in“sweet spot”prediction of low porosity and permeability reservoir in Xihu sag

Qin Dewen,Jiang Yong,Hou Zhiqiang,Cheng Chao,Sun Yongzhuang and Hu Wei
(Shanghai Branch of CNOOC Co.Ltd.,Shanghai 200030,China)

Xihu sag has the characteristics of deep burial depth,low porosity and permeability,however,its gas bearing“sweet spot”has good local development property.In order to effectively depict“sweet spot”reservoir distribution and optimize explora?tion target,“sweet spot”prediction technology based on geophysics is conducted.Through petrophysics analysis,sensitive elastic parameters used for identifying“sweet spot”are found,in addition,frequency iterative inversion technology is adopted to resolve thick reservoir prediction,and“sweet spot”reservoir distribution zone of C construction in Xihu sag is depicted by inversion re?sults combined with the recognition of geology and petrophysics,furthermore,the research evaluates well deployment and the pre?diction is verified by drilling.

Xihu sag,low permeability,“sweet spot”reservoir,prestack synchronous inversion

P631.443

A

2015-07-19。

秦德文（1984—），男，工程師，儲層地球物理研究。