開發(fā)地震技術(shù)在蘇里格氣田的應(yīng)用

龐崇友 ， 李大軍 ， 章　雄 ， 張亞東 ， 夏　銘, 武鐵嶺

(1.中國石油集團(tuán)　川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司，成都　610213；2.中國石油　長慶油田分公司勘探部，西安　710018)

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開發(fā)地震技術(shù)在蘇里格氣田的應(yīng)用

龐崇友1， 李大軍1， 章雄1， 張亞東2， 夏銘1, 武鐵嶺2

(1.中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司，成都610213；2.中國石油長慶油田分公司勘探部，西安710018)

蘇里格氣田盒8氣藏屬低孔低滲氣藏，已有的地震預(yù)測方法與技術(shù)已難以滿足當(dāng)前水平井開發(fā)的需求。針對(duì)這一現(xiàn)狀，形成了以地震屬性分析與巖石物理分析技術(shù)為基礎(chǔ)、以高分辨率疊前反演技術(shù)與高精度時(shí)深轉(zhuǎn)換技術(shù)為核心的開發(fā)地震預(yù)測技術(shù)系列。首先，通過地震屬性分析宏觀預(yù)測主砂帶的展布，進(jìn)行橫波速度曲線預(yù)測與巖石物理分析；在此基礎(chǔ)上，開展高分辨率疊前反演、高精度時(shí)深轉(zhuǎn)換，準(zhǔn)確落實(shí)有效砂層的空間分布及其深度。應(yīng)用結(jié)果表明，均方根振幅屬性能宏觀反映盒8主砂帶的空間展布；Xu-White模型法是預(yù)測橫波速度曲線的有效方法，泊松比是準(zhǔn)確識(shí)別砂巖、含氣砂巖與泥巖的敏感參數(shù);高分辨率疊前反演技術(shù)極大地提高了預(yù)測結(jié)果的縱向分辨率，有效解決了盒8段砂泥巖薄互層的單砂體地震識(shí)別難題;高精度時(shí)深轉(zhuǎn)換技術(shù)與三維可視化技術(shù)相結(jié)合，為水平井位的部署、井軌跡的設(shè)計(jì)提供了直觀、可靠的依據(jù)。這一技術(shù)系列是陸相致密碎屑巖性油氣藏進(jìn)行儲(chǔ)層精細(xì)描述與高效開發(fā)的有效技術(shù)系列。

開發(fā)地震技術(shù)； 蘇里格氣田； 主砂帶； 橫波曲線預(yù)測； 巖石物理分析

0　引言

開發(fā)地震是在勘探地震的基礎(chǔ)上，充分利用針對(duì)油氣藏的觀測方法和信息處理技術(shù)，緊密結(jié)合鉆井、測井、巖石物理、油田地質(zhì)和油藏工程等多學(xué)科資料，對(duì)油氣藏特征進(jìn)行橫向預(yù)測，在油氣田開發(fā)和開采過程中對(duì)油氣藏做出完整描述和進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測的一門新興學(xué)科，其主要任務(wù)包括：①確定油氣藏的圈閉形態(tài)與分布范圍、斷裂展布；②精細(xì)描述油藏參數(shù)，包括不同巖性體的空間展布特征及其連通性、儲(chǔ)層的厚度、孔隙度與滲透率以及含油氣飽和度、孔隙流體壓力等；③監(jiān)測水驅(qū)、氣驅(qū)、注水、壓裂等增產(chǎn)措施的實(shí)施效果，完善油氣藏地質(zhì)模型，優(yōu)化井位部署和開發(fā)方案[1]。我國的開發(fā)地震自20世紀(jì)60年代末提出以來，受到了油氣工作者的廣泛關(guān)注并為處于開發(fā)后期老油氣田的剩余油氣開采與提高采收率發(fā)揮了重要的作用[2-10]。近年來，隨著蘇里格氣田等大批大中型低滲透油氣田的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)并投入開發(fā)，如何實(shí)現(xiàn)此類氣藏的經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)已引起油氣生產(chǎn)與科研人員的高度重視并取得了可喜的成效[11-15]。

1　開發(fā)現(xiàn)狀及對(duì)地震技術(shù)的需求

蘇里格氣田是我國目前已發(fā)現(xiàn)的氣田中最大的天然氣氣田，主力產(chǎn)氣層為二疊系下石盒子組盒8段，儲(chǔ)層巖性主要為三角洲平原分流河道砂泥巖薄互層沉積的中-粗粒石英砂巖、砂巖，儲(chǔ)層的分布受巖性和物性的雙重控制：①產(chǎn)層段砂體縱向多期疊置、橫向復(fù)合連片，累計(jì)砂體厚度大，但單砂體規(guī)模小且多呈透鏡狀，厚度小于5 m的單砂層占78%以上；橫向上物性、含氣性變化快，儲(chǔ)層平均孔隙度為2%～12%，平均滲透率為0.06 mD～2 mD，有效砂體的橫向分布局限、連通性差，有效砂層厚為3 m～10 m，厚度小于5 m的有效單砂層更是占88%以上;②氣藏大面積含氣，但儲(chǔ)量豐度低，鉆井結(jié)果往往表現(xiàn)為井井有氣而單井產(chǎn)量低的特點(diǎn)[11，13-14]。因此，如何提高單井產(chǎn)量與氣田的采收率、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)是蘇里格氣田面臨的重大難題。

蘇里格氣田自2001年發(fā)現(xiàn)并建成投產(chǎn)以來，截止2012年底已建成了年產(chǎn)300×108m3以上的天然氣生產(chǎn)能力，當(dāng)年產(chǎn)氣量達(dá)290×108m3，已經(jīng)成為了我國重要的天然氣生產(chǎn)基地[15]。地震技術(shù)在蘇里格氣田的前期開發(fā)中,實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層的定性識(shí)別,并通過疊前疊后儲(chǔ)層綜合預(yù)測方法有效預(yù)測了砂巖儲(chǔ)層含氣富集區(qū)，為蘇里格氣田的開發(fā)做出了重要的貢獻(xiàn)。盡管目前的開發(fā)井網(wǎng)已達(dá)到一定密度，但由于主力產(chǎn)層具有極強(qiáng)的非均質(zhì)性，僅僅依靠完鉆井資料的對(duì)比就對(duì)井間的地質(zhì)及其含氣特征進(jìn)行推斷是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，其結(jié)果也是非常不確定的；而地震資料具有橫向采樣率高、可追蹤的優(yōu)勢，地震技術(shù)是目前唯一可對(duì)井間信息進(jìn)行直接量化描述的技術(shù)，因此,必須充分利用地震信息與技術(shù)才能真實(shí)再現(xiàn)地下目標(biāo)地質(zhì)體的三維空間展布。近年來，蘇里格氣田的開發(fā)方式從初期以直井開發(fā)為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閰彩骄?、水平井開發(fā)并重，而隨著大斜度水平井的規(guī)模應(yīng)用，已有的地震預(yù)測方法與技術(shù)已越來越難以滿足水平井開發(fā)的需求，存在的主要問題有：①受地震帶寬的影響，地震預(yù)測結(jié)果縱向分辨率低，難以精細(xì)描述不同巖性體、儲(chǔ)層的厚度、孔隙度、滲透率、含氣飽和度等氣藏參數(shù)的空間展布特征，也無法滿足水平井開發(fā)對(duì)于單砂層、特別是有效單砂層的識(shí)別要求，準(zhǔn)確確定水平實(shí)施段的目標(biāo)層位置難度極大；②地震無法提供水平井開發(fā)所需的高精度構(gòu)造成果與深度域儲(chǔ)層成果，設(shè)計(jì)目標(biāo)層深度與實(shí)鉆深度往往偏差很大，也難以準(zhǔn)確把握入靶的深度與水平段軌跡，常常造成提前或推后于實(shí)際目標(biāo)層位置實(shí)施水平段而未達(dá)到預(yù)期效果。因此，為滿足大斜度水平開發(fā)井規(guī)模應(yīng)用的需求，必須建立精確的速度場，準(zhǔn)確刻畫目的層砂體的深度，進(jìn)一步提高儲(chǔ)層預(yù)測精度，精細(xì)識(shí)別單砂體、特別是有效單砂層的空間展布特征，為水平井的設(shè)計(jì)與實(shí)施提供準(zhǔn)確的目標(biāo)層、精確的入靶深度與有效的水平段軌跡。

通過持續(xù)的攻關(guān)研究，逐步形成了一套以地震屬性分析與巖石物理分析為基礎(chǔ)，以高分辨率疊前反演技術(shù)與高精度時(shí)深轉(zhuǎn)換技術(shù)為核心的薄互儲(chǔ)層開發(fā)地震預(yù)測技術(shù)系列，應(yīng)用效果明顯，為蘇里格氣田的經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)提供了重要的技術(shù)保障。

2　開發(fā)地震技術(shù)在蘇里格氣田的應(yīng)用

2.1基于地震屬性分析的主砂帶預(yù)測技術(shù)

地震屬性是蘊(yùn)含在地震反射波中的有關(guān)地震波的幾何形態(tài)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征、動(dòng)力學(xué)特征和統(tǒng)計(jì)學(xué)特征的信息，它能從多方面反映地下特殊地質(zhì)現(xiàn)象、沉積現(xiàn)象、流體特征等。因此，地震屬性分析已成為進(jìn)行儲(chǔ)層描述的常用手段之一，也是勘探地震與開發(fā)地震之間的橋梁。對(duì)于蘇里格地區(qū)石盒子組盒8段這樣的非均質(zhì)性強(qiáng)的薄儲(chǔ)層，雖然常規(guī)的地震分辯率很難達(dá)到對(duì)單一河道砂體的準(zhǔn)確識(shí)別，但地震屬性分析可以客觀地反映儲(chǔ)層巖性、物性的差異性特征，宏觀反映出河道發(fā)育帶的展布情況。

前期的勘探開發(fā)揭示，蘇里格氣田盒8段沉積時(shí)期為辮狀河三角洲平原沉積環(huán)境，發(fā)育辮狀河道、心灘、天然堤、決口扇、泛濫平原等微相類型。一般認(rèn)為盒8段的辮狀河道控制了河道砂體的規(guī)模，心灘控制了粗粒砂巖的分布，單一河道或心灘砂巖厚度往往較薄，而多期河道或心灘砂巖的疊置可以形成厚度較大的連續(xù)粗巖相沉積，從而發(fā)育良好的儲(chǔ)層，因此通過尋找主砂帶可以預(yù)測有效儲(chǔ)層發(fā)育的有利區(qū)。

大量井震標(biāo)定結(jié)果表明，Tp8h的波峰反射是盒8段砂泥巖的綜合地震響應(yīng)，而Tp8h反射的振幅能量橫向變化與巖性、巖相密切相關(guān)，中強(qiáng)振幅區(qū)主要反映盒8段辮狀河河道或心灘厚層砂巖沉積區(qū)，而弱振幅或空白反射區(qū)一般為河道間泛濫平原的細(xì)粒沉積(圖1)。盒8沉積期，辮狀河道雖然頻繁改道，但主河道仍分布在一定范圍內(nèi)，因此通過分析Tp8h反射振幅的強(qiáng)弱，可以預(yù)測盒8段主河道的分布范圍。通過多種振幅屬性的比較分析，認(rèn)為均方根振幅屬性能較好地反映盒8段河道砂體的空間展布特征。

圖1　蘇里格氣田A井區(qū)石盒子組盒8段地震相-沉積相解釋剖面Fig.1　The seismic facies and sedimentary facies interpretation section of the 8th member of Shihezi formation in A well area of Sulige gas field

圖2是蘇里格氣田A井區(qū)盒8段的均方根振幅平面圖，圖2中的中強(qiáng)振幅區(qū)(黃色和紅色)呈近西北、南東向的條帶狀展布，辮狀河主河道分布形態(tài)清晰可見；中強(qiáng)振幅區(qū)內(nèi)的完鉆井在盒8段鉆遇厚砂巖的比例達(dá)82%。

2.2巖石物理分析技術(shù)

2.2.1橫波速度曲線預(yù)測

橫波速度是開展巖石物理分析、疊前彈性參數(shù)反演的關(guān)鍵巖石物理參數(shù)，對(duì)于儲(chǔ)層巖性的識(shí)別、儲(chǔ)層物性及含油氣性的預(yù)測具有至關(guān)重要的作用，然而目前蘇里格氣田的橫波測井曲線資料卻十分匱乏。因此，準(zhǔn)確預(yù)測盒8段的橫波速度曲線，是蘇里格氣田開發(fā)地震所迫切需要解決的問題。目前，橫波速度曲線的預(yù)測方法主要有經(jīng)驗(yàn)公式法和巖石物理模型法兩大類。經(jīng)驗(yàn)公式方法以縱波測井?dāng)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過擬合縱波速度、巖石礦物成分、密度、泥質(zhì)含量等參數(shù)與橫波速度的關(guān)系來求取橫波速度，其中Greenberg-Castagna公式法是常用的經(jīng)驗(yàn)公式法[16-18]；巖石物理理論模型法是通過建立橫波速度與巖石物理參數(shù)之間的理論關(guān)系，由一條或多條測井曲線預(yù)測橫波速度曲線的方法(Gassmann方程法、Xu-White模型法)。利用經(jīng)驗(yàn)公式法預(yù)測橫波速度較為方便、快捷，但由于各地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)差異較大而難以準(zhǔn)確求取，得到的橫波速度往往與實(shí)測橫波速度存在較大的誤差。Xu-White模型法是建立在Gassmann方程基礎(chǔ)上的一種理論巖石物理模型，理論計(jì)算公式較為繁雜，在此不做闡述，可參閱文獻(xiàn)[19-20]。利用Xu-White模型法計(jì)算橫波速度的理論公式雖然相對(duì)繁雜，輸入?yún)?shù)也較多，但該方法是一種完全的理論模型，預(yù)測結(jié)果能夠同時(shí)獲得橫波速度和縱波速度，因此可以通過不斷調(diào)整模型參數(shù)來減小預(yù)測縱波速度與實(shí)測縱波速度的誤差，從而達(dá)到約束、提高橫波速度的預(yù)測精度的目的，故其計(jì)算精度較高，是目前較為常用的一種橫波速度預(yù)測方法。

圖2　A井區(qū)盒8段均方根振幅平面圖Fig.2　The RMS amplitude plan of the 8th member of Shihezi formation in A well area

X井是蘇里格氣田A井區(qū)內(nèi)唯一具有實(shí)測橫波測井曲線的井，圖3是X井利用Greenberg - Castagna公式法與Xu-White模型法預(yù)測的橫波速度結(jié)果。由圖3可以看出，利用Greenberg-Castagna公式法預(yù)測的橫波速度曲線(Vs_GC)與實(shí)測的橫波速度曲線(DTS)存在較大的誤差，而基于Xu-White模型法預(yù)測的橫波速度曲線(Vs_Xu)與實(shí)測的橫波速度曲線具有很好的一致性，吻合程度較高，誤差較小。實(shí)驗(yàn)表明，Xu-White模型法是預(yù)測該區(qū)砂泥巖地層橫波速度曲線的有效技術(shù)方法。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)X井測試獲得的各項(xiàng)巖石物理模型輸入?yún)?shù)，利用Xu-White模型法預(yù)測了其余井的橫波速度曲線，預(yù)測精度均較高，為后續(xù)的巖石物理分析、疊前反演提供了可靠的橫波速度數(shù)據(jù)。

第一道GR是自然伽馬曲線；第二道DEN是密度曲線；第三道AC是聲波時(shí)差曲線轉(zhuǎn)換而來的縱波速度曲線；第四道的DTS為實(shí)測橫波速度曲線，Vs_GC為利用Greenberg-Castagna公式法預(yù)測的橫波速度曲線，Vs_Xu是利用Xu-White模型法預(yù)測的橫波速度曲線；第五道是砂泥巖剖面，CARB為泥質(zhì)含量，SAND為砂巖含量，POR為孔隙度(巖性剖面中的空白部分)圖3　X井橫波速度曲線預(yù)測圖Fig.3　The shear-wave curve prediction map of X well

2.2.2巖石物理分析

巖石物理分析是建立油氣藏特征參數(shù)與地震(反演)數(shù)據(jù)之間關(guān)系的橋梁，是利用地震反演結(jié)果開展巖性識(shí)別、儲(chǔ)層精細(xì)描述與流體預(yù)測的前提和基礎(chǔ)，是地震勘探識(shí)別精度從勘探階段的定性向開發(fā)階段的半定量到定量轉(zhuǎn)變的重要手段。通過盒8段的測井巖石彈性參數(shù)交會(huì)分析可以看出(圖4)，無論是縱波阻抗還是橫波阻抗，盒8段的砂巖與泥巖間存在很大的重疊空間，難以直接將兩者很好地分開；而泊松比與縱波阻抗、橫波阻抗的交匯，可以很好地識(shí)別砂巖、含氣砂巖與泥巖，通常砂巖的泊松比小于0.18；泊松比與縱波阻抗的交會(huì)識(shí)別含氣砂巖效果更好。因此，采用常規(guī)的疊后縱波阻抗反演技術(shù)難以準(zhǔn)確識(shí)別砂巖與泥巖，只有通過疊前反演技術(shù)，求取縱波阻抗、橫波阻抗，進(jìn)而獲取縱橫波速度比、泊松比等巖石彈性參數(shù)，才能將砂巖、含氣砂巖與泥巖進(jìn)行有效地區(qū)分。

孔隙度、滲透率是蘇里格氣田開發(fā)中儲(chǔ)層預(yù)測與描述的重要物性參數(shù)，利用地震資料往往無法直接獲取這些物性參數(shù)，但由于地震資料具有覆蓋面廣、橫向分辨率高的優(yōu)勢，利用基于地震資料反演結(jié)果獲得的地震巖石物理參數(shù)與測井解釋孔隙度、滲透率之間的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)關(guān)系，進(jìn)而估算這些參數(shù)值的方法是目前應(yīng)用較為普遍、效果也較好的方法。盒8段的多種巖石物理參數(shù)交會(huì)分析表明，有效砂巖的縱波阻抗與孔隙度、孔隙度與滲透率之間存在良好的線性關(guān)系(圖5)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式如式(1)、式(2)所示。

φ=86.1701-0.0144862×ZP+

(1)

K=0.00120045+0.0453542×φ-

0.0104677×φ2+0.00125738×φ3

(2)

式中：φ為孔隙度，%；ZP為縱波阻抗，g·cm-3·m·s-1；K為滲透率，mD。

2.3高分辨率疊前反演技術(shù)

疊后波阻抗反演、疊前同時(shí)反演或彈性阻抗反演等確定性反演技術(shù)，是蘇里格氣田目前常用的儲(chǔ)層地震反演技術(shù)，在蘇里格氣田的勘探階段以及開發(fā)前期發(fā)揮了重要的作用。但由于蘇里格氣田盒8段砂巖與泥巖互層沉積，橫向相變快，單砂體、有效砂體厚度薄，儲(chǔ)層孔隙度、滲透率低，屬典型的低孔低滲型儲(chǔ)層，且砂巖的波阻抗特征與泥巖疊置嚴(yán)重，利用常規(guī)的確定性反演開展優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層識(shí)別難度較大、預(yù)測精度較低，尤其是預(yù)測結(jié)果受到地震帶寬的限制，縱向分辨率低，無法滿足氣田開發(fā)對(duì)識(shí)別單砂層特別是有效單砂層的需求，而準(zhǔn)確識(shí)別盒8段單砂層的規(guī)模及其縱橫向展布并優(yōu)選出高孔砂層，是開發(fā)中進(jìn)行定向井和大斜度水平井設(shè)計(jì)進(jìn)而提高單井產(chǎn)能的前提和關(guān)鍵。近年來，基于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)思想的地震隨機(jī)反演受到了國內(nèi)、外越來越多油氣工作者的重視[21-23]，將疊前確定性反演技術(shù)與隨機(jī)反演技術(shù)相結(jié)合的高分辨率疊前反演技術(shù)更是倍受關(guān)注[24-26]。

圖4　蘇里格氣田A井區(qū)盒8段巖石物理參數(shù)交會(huì)圖Fig.4　The petrophysical parameter cross-plot of the 8th member of Shihezi formation in A well area of Sulige gas field(a)泊松比與橫波阻抗的交會(huì)圖;(b)泊松比與縱波阻抗的交會(huì)圖;(c)橫波阻抗與縱波阻抗的交會(huì)圖

圖5　盒8段有效砂巖的物性參數(shù)交會(huì)圖Fig.5　The physical parameters cross-plot of the effective sandstone in the 8thmember of Shihezi formation(a)縱波阻抗與孔隙度交會(huì)圖; (b)孔隙度與滲透率交會(huì)圖

高分辨率疊前反演技術(shù)是以測井、地震、地質(zhì)信息為基礎(chǔ)，采用嚴(yán)格的馬爾科夫鏈-蒙特卡羅算法(Markov Chain- Monte Carlo，MCMC)，將疊前確定性反演與地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)模擬相結(jié)合的同時(shí)AVA隨機(jī)反演方法[26]。在高分辨率疊前反演中，以地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果為基礎(chǔ)，以疊前地震數(shù)據(jù)為約束，包括隨機(jī)模擬過程和反演過程。模擬和反演均以井點(diǎn)出發(fā)，通過MCMC采樣方法對(duì)概率密度函數(shù)進(jìn)行充分采樣，從而對(duì)確定性反演中喪失的高頻數(shù)據(jù)信息進(jìn)行了補(bǔ)償，而井間嚴(yán)格遵從原始地震數(shù)據(jù)，每次模擬所對(duì)應(yīng)的合成地震記錄必須與實(shí)際的地震數(shù)據(jù)具有很高的相似性，因此反演的結(jié)果既獲得了超過地震帶寬的、與測井?dāng)?shù)據(jù)接近的縱向分辨率，同時(shí)也保證了與地震數(shù)據(jù)完全相同的空間分布趨勢。

圖6為蘇里格氣田A井區(qū)過X1、X2、X3井的高分辨率疊前反演結(jié)果。由圖6可以看出：①泊松比反演結(jié)果具有很高的縱向分辨率，縱向上預(yù)測結(jié)果的各砂層(泊松比小于0.18)位置、厚度與伽馬曲線解釋結(jié)果吻合較好，X1井砂薄(13.6 m)、X2井砂厚(29.9 m)、X3井較厚(27.8 m)的橫向展布特征刻畫清晰，河道、心灘砂體表現(xiàn)出明顯的縱向疊置、橫向連片的展布特征，盲井(X3井)的反演結(jié)果與實(shí)鉆結(jié)果的一致性高；②預(yù)測的盒8段砂體孔隙度、滲透率與測井解釋結(jié)果吻合良好，孔隙度、滲透率的橫向分布變化較大、非均質(zhì)性極強(qiáng)，儲(chǔ)層孔隙度主要分布在4%～12%，滲透率主要分布在0.2 mD～1.2 mD。利用預(yù)測的孔隙度、滲透率結(jié)果，可以清晰刻畫出高孔隙度、高滲透率的有效單砂層的空間展布，為后續(xù)的儲(chǔ)層精細(xì)描述、儲(chǔ)量計(jì)算，以及為定向井和大斜度水平井的鉆井軌跡和靶點(diǎn)的優(yōu)選提供了可靠的依據(jù)。

圖6　蘇里格氣田A井區(qū)盒8段高分辨率疊前反演結(jié)果Fig.6　The high-resolution pre-stack inversion result of the 8th member of Shihezi formation in A well area, Sulige gas field(a)泊松比剖面；(b)孔隙度剖面；(c)滲透率剖面

2.4高精度時(shí)深轉(zhuǎn)換技術(shù)

在勘探階段，基于大套層段的層控變層速度時(shí)深轉(zhuǎn)換技術(shù)，能夠很好滿足目的層系頂、底界面構(gòu)造成果的精度需求[27-28]，但已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足處于開發(fā)階段的蘇里格低滲透氣田需要精確定位大套地質(zhì)層段內(nèi)部有效單砂層位置及其深度的精度要求?，F(xiàn)場技術(shù)人員常常通過相鄰已完鉆井的目標(biāo)層海拔、地層厚度、巖性等進(jìn)行對(duì)比來確定擬鉆井的目標(biāo)層入靶點(diǎn)位置、深度[29]，由于盒8砂層尤其是有效砂層在橫向上變化較快，導(dǎo)致預(yù)測精度往往不高。在蘇里格氣田開發(fā)地震解釋中，提出一種基于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)模擬的高精度時(shí)深轉(zhuǎn)換方法，其關(guān)鍵是建立精確的三維空間時(shí)深轉(zhuǎn)換速度場，主要技術(shù)思路與流程為：①通過對(duì)已完鉆井VSP、聲波測井的縱向速度結(jié)構(gòu)分析與精細(xì)的井震標(biāo)定，確定合適數(shù)量的區(qū)域性速度控制層的時(shí)間域地震反射界面并對(duì)其進(jìn)行精細(xì)的對(duì)比解釋，在此基礎(chǔ)上建立由區(qū)域性速度控制層反射界面控制的全區(qū)三維地震層位框架模型；②利用已完鉆井的VSP、聲波測井等速度數(shù)據(jù)建立各速度控制層段的速度概率密度函數(shù)、速度縱向變差函數(shù)，根據(jù)各速度控制層段的地震屬性、沉積相、巖相等研究成果建立各速度控制層段的橫向變差函數(shù)；③在全區(qū)三維地震層位框架模型的控制下，利用各速度控制層段的速度概率密度函數(shù)、速度縱向變差函數(shù)和速度橫向變差函數(shù)采用序貫高斯協(xié)模擬算法進(jìn)行速度地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)模擬，得到多個(gè)速度模型實(shí)現(xiàn)，并對(duì)多個(gè)速度模型實(shí)現(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，建立全區(qū)三維時(shí)深轉(zhuǎn)換速度場，該方法仍然采用了大套層段進(jìn)行層控的變層速度建模這一基本思路，但井點(diǎn)位置的大套層段內(nèi)部采用VSP、聲波測井等實(shí)測速度數(shù)據(jù)，井點(diǎn)與井點(diǎn)之間的速度通過地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)模擬得到，這樣既充分考慮了巖相、沉積相等地質(zhì)因素對(duì)速度的控制作用，其速度求取算法也明顯優(yōu)于常規(guī)的線性插值方法，結(jié)果更符合地質(zhì)規(guī)律、精度更高；④在此基礎(chǔ)上，利用已建立的高精度三維空間時(shí)深轉(zhuǎn)換速度場，將時(shí)間域的地震數(shù)據(jù)(疊加數(shù)據(jù)、偏移數(shù)據(jù))、高分辨率疊前反演成果數(shù)據(jù)(縱波阻抗數(shù)據(jù)、橫波阻抗數(shù)據(jù)、縱橫波速度比數(shù)據(jù)、泊松比數(shù)據(jù)、孔隙度數(shù)據(jù)、滲透率數(shù)據(jù)等)轉(zhuǎn)換為深度域，該方法在蘇里格氣田A井區(qū)的應(yīng)用表明，利用轉(zhuǎn)換得到的深度域數(shù)據(jù)，不僅可以準(zhǔn)確落實(shí)各大套層段頂、底界面的構(gòu)造起伏形態(tài)，而且能精細(xì)刻畫目的層段盒8內(nèi)部各砂層的深度位置及其空間展布，從而為定向井和大斜度水平井準(zhǔn)確定位目標(biāo)砂層的位置、入靶深度，并確定水平段穿越的砂層個(gè)數(shù)、水平段長度及鉆井軌跡(圖7)，極大地提高了有效儲(chǔ)層鉆遇率和井口產(chǎn)能，鉆探效果達(dá)到了預(yù)期目的。

圖7　A井區(qū)盒8段的深度域泊松比剖面與孔隙度剖面Fig.7　The poisson's ratio section and porosity section in depth field of the 8thmember of Shihezi formation in A well area(a)泊松比剖面;(b) 孔隙度剖面

2.5三維可視化技術(shù)

三維可視化技術(shù)是利用三維地震數(shù)據(jù)體顯示、描述和理解地下諸多地質(zhì)現(xiàn)象和特征的一種圖像顯示工具，已被廣泛應(yīng)用于油氣勘探與開發(fā)的各個(gè)領(lǐng)域，成為地震資料解釋及儲(chǔ)層預(yù)測與精細(xì)描述的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。它利用圖形工作站的先進(jìn)顯示技術(shù)，通過改變可視化參數(shù)對(duì)不同的地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行全方位的透視，使三維數(shù)據(jù)體內(nèi)的地質(zhì)特征信息立體地顯示出來。

蘇里格氣田盒8段儲(chǔ)層雖然非均質(zhì)性極強(qiáng)，但通過利用三維可視化技術(shù)精細(xì)刻畫了砂體、有效砂體的空間展布特征，為開展定向井、大斜度水平井的井軌跡設(shè)計(jì)提供了快速的三維顯示，大大節(jié)省了地震解釋與開發(fā)人員的決策時(shí)間，提高了鉆井成功率。①通過對(duì)常規(guī)的振幅數(shù)據(jù)體以及經(jīng)過提取處理的各種屬性(如均方根振幅屬性、反射強(qiáng)度屬性、分頻屬性)等數(shù)據(jù)體進(jìn)行三維可視化，快速識(shí)別有利沉積相帶、厚砂層分布區(qū)；②利用反演得到的縱波阻抗、橫波阻抗、縱橫波速度比、泊松比、孔隙度以及滲透率等數(shù)據(jù)體進(jìn)行三維可視化透視顯示，精細(xì)雕刻了蘇里格氣田A井區(qū)盒8段砂層、有效砂層的空間展布特征(圖8)，為開發(fā)井位的部署、水平井軌跡的設(shè)計(jì)提供了直觀、可靠的依據(jù)。

3　結(jié)論

1)均方根振幅屬性能宏觀反映盒8段主砂帶的空間展布特征，中強(qiáng)振幅主要反映河道或心灘厚層砂巖沉積，弱振幅或空白反射一般為泥巖或薄砂巖沉積。

2)Xu-White模型法是該區(qū)盒8砂泥巖段預(yù)測橫波速度的有效技術(shù)方法，泊松比是準(zhǔn)確識(shí)別盒8段砂巖、含氣砂巖與泥巖的敏感參數(shù)，砂巖的縱波阻抗與孔隙度、孔隙度與滲透率之間存在良好的線性關(guān)系。

3)高分辨率疊前反演技術(shù)極大地提高了預(yù)測結(jié)果的縱向分辨率，有效解決了砂泥巖薄互層的單砂體地震識(shí)別難題，是陸相致密碎屑巖性油氣藏進(jìn)行儲(chǔ)層精細(xì)描述與高效開發(fā)的有效技術(shù)方法。

4)高精度時(shí)深轉(zhuǎn)換技術(shù)與三維可視化技術(shù)相結(jié)合，準(zhǔn)確落實(shí)并精細(xì)雕刻了各砂層、有效砂層的深度位置及其空間展布特征，為水平開發(fā)井位的部署、井軌跡的設(shè)計(jì)提供了直觀、可靠的依據(jù)。

圖8　盒8段高孔砂體的三維空間展布Fig.8　The 3D distribution of high- porosity sandstone in the 8th member of Shihezi formation(a)整個(gè)三維空間; (b)兩條不同方向剖面

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The application of development seismic technology in Sulige gas field

PANG Chong-you1， LI Da-jun1， ZHANG Xiong1， ZHANG Ya-dong2， XIA Ming1, WU Tie-ling2

(1. Geophysical Prospecting Company, Chuanqing Drilling Engoneering Ltd Co., CNPC, Chengdu610213, China;2. Department of Exploration, Changqing Oilfield Company, PetroChina Company Limited, Xi’an710018, China)

The present seismic prediction methods and technologies cannot produce the demand for the development of horizontal wells in the Member 8 gas reservoir of Shihezi formation in Sulige gas field with low porosity and low permeability. Contrapose to this situation, the development seismic prediction technology series based on seismic attributes analysis technique and petrophysical analysis technique, and that is centering on high-resolution pre-stack incersion technology and high-precision time-depth conversion method is provided. Firstly, the distribution of host sand band is macroscopically forecasted according to seismic attributes analysis and the shear-wave velocity curves are calculated, and then the petrophysical analysis is developed. Based on the above situations, the spatial distribution and depth of the effective sand layer are accurately confirmed after high-resolution pre-stack incursion and high-precision time-depth conversion. The application results show that the RMS amplitude attribute can macroscopically response the spatial distribution of host sand band in the member 8 of Shihezi formation. The Xu-White model method is a valuable method for predicting shear-wave velocity curve and poisson's ratio is the sensitive parameter for identifying sandstone, gas sandstone and mudstone accurately. Besides, the high-resolution pre-stack incersion technology greatly improves the vertical resolution of seismic prediction results, thus the problem for identifying single sand body in thin alternating beds of sandstone and mudstone by seismic method has been solved effectively in the 8th member of Shihezi formation. In addition, the high-precision time-depth conversion method that combined with 3D visualization techniques provides intuitive and reliable basis for deploying horizontal well and designing well trajectory. Therfore, this technology series is a valuable technology series for fine reservoir description and high efficiency development in the continental tight clastic lithological oil-gas reservoir.

development seismic technology; Sulige gas field; host sand band; shear-wave curve prediction; petrophysical analysis

2015-05-19改回日期：2015-06-23

國家重大科技專項(xiàng)(2011ZX05013-001-02)

龐崇友(1979-)，男，碩士，工程師,研究方向?yàn)橛蜌獾卣鸬刭|(zhì)綜合，E-mail：pangchy2015@163.com。

1001-1749(2016)04-0530-10

P 631.4

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2016.04.15