地震屬性在海底扇儲(chǔ)層表征的應(yīng)用

朱睿哲，馬美媛，孫 莉，王健偉，陰國(guó)鋒，劉夢(mèng)穎

地震屬性在海底扇儲(chǔ)層表征的應(yīng)用

朱睿哲，馬美媛，孫 莉，王健偉，陰國(guó)鋒，劉夢(mèng)穎

（中國(guó)石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司勘探開發(fā)研究院，上海 200120）

深水海底扇儲(chǔ)層蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，隨著勘探開發(fā)技術(shù)的不斷提高，海洋深水區(qū)成為油氣勘探開發(fā)的熱點(diǎn)。此文以A油田C油藏海底扇儲(chǔ)層為例開展沉積相研究，利用地震、測(cè)井資料多學(xué)科精細(xì)表征儲(chǔ)層靜態(tài)特征，結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)互動(dòng)分析。應(yīng)用地震切片技術(shù)研究沉積相，解決了開發(fā)生產(chǎn)過程中的矛盾，評(píng)價(jià)了儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)油藏開發(fā)的影響，有助于深水海底扇儲(chǔ)層的高效開發(fā)，同時(shí)也為開發(fā)方案的優(yōu)化調(diào)整提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。

地震屬性；切片；海底扇；沉積相；儲(chǔ)層表征

近年來，隨著三維地震采集及處理技術(shù)的進(jìn)步，三維地震分辨率顯著提高，利用地震可視化信息對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)描述的理論和方法得到了快速發(fā)展。繼Brown等[1]提出利用水平切片對(duì)三維地震體進(jìn)行沉積解釋的方法后，沿層切片技術(shù)及地層切片技術(shù)也相繼出現(xiàn)[2-6]。地震切片作為地震沉積學(xué)研究的主要技術(shù)手段之一，主要思路是應(yīng)用地震資料的平面屬性特征[6-7]及垂向演化規(guī)律對(duì)沉積巖石學(xué)、地貌學(xué)、沉積模式及沉積歷史等進(jìn)行研究，對(duì)缺乏鉆井資料的稀井網(wǎng)地區(qū)的儲(chǔ)層精細(xì)研究具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

本文研究對(duì)象為巴西坎普斯盆地A油田。巴西坎普斯盆地位于巴西東南部里約熱內(nèi)盧近海120 km的區(qū)域，由走向垂直于大陸邊緣的基底隆起將其與鄰近盆地分開，其北部以維多利亞高地為界，毗鄰埃斯皮里圖－桑托盆地，南部以卡布弗里烏高地為界，緊挨桑托斯盆地[8]。盆地向東開啟，沉積物沉積于南大西洋洋殼上，向東變厚，沉積呈楔狀。A油田是坎普斯盆地中最大的深水油田之一，水體深度為800~2 000 m。A油田儲(chǔ)集層為上部漸新統(tǒng)－中新統(tǒng)Carapebus組的濁積砂巖，為深水海底扇沉積（圖1）。

圖1 坎普斯盆地地層層序

深水海底扇的沉積微相，包含水道沉積（泥質(zhì)充填和砂質(zhì)充填）、朵葉沉積（舌狀和席狀）。水道沉積內(nèi)部具多個(gè)沖刷面，巖性向上有變細(xì)的趨勢(shì)，呈正韻律特征，中－弱振幅波狀反射，測(cè)井曲線多呈鐘型；朵葉沉積以塊狀砂巖沉積為主，內(nèi)部見弱侵蝕面，底部為塊狀搬運(yùn)沉積，曲線呈箱型，地震剖面上呈弱振幅或強(qiáng)振幅連續(xù)反射[9-15]。本文研究的目的層段為C層（油藏），C油藏主體發(fā)育席狀朵葉，內(nèi)部發(fā)育縱橫交錯(cuò)的多條水道，將朵葉分割成若干單元。研究區(qū)北部，以泥質(zhì)、砂質(zhì)水道沉積為主，其中砂質(zhì)水道內(nèi)部夾有泥巖層，且向水道邊緣方向泥巖夾層數(shù)量增多。油藏范圍內(nèi)發(fā)育典型的朵葉體沉積。

C油藏目前以注水采油方式開發(fā)，有采油井兩口，注水井（水平井）一口，深水油氣田的開發(fā)實(shí)踐表明，盡管這類儲(chǔ)層具有較高的孔隙度和滲透率，但是它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（連通性、幾何形態(tài)、巖性）復(fù)雜多變，即便是在很短的側(cè)向距離內(nèi)，其儲(chǔ)層厚度和連通性也會(huì)有較大的變化，從而嚴(yán)重制約了該類油藏的高效開發(fā)。

針對(duì)研究區(qū)已鉆井少，海相沉積相對(duì)穩(wěn)定的特征，對(duì)于井間儲(chǔ)層的變化以及未鉆井區(qū)域的儲(chǔ)層展布的研究，主要依靠地球物理資料的解剖。研究區(qū)C油藏的地層反射特征在三維上能夠穩(wěn)定追蹤，主要為一套穩(wěn)定的波谷－波峰反射。同時(shí)根據(jù)海底扇內(nèi)部?jī)?chǔ)層變化的沉積特征，在傳統(tǒng)儲(chǔ)層表征研究的過程中引入了地層切片技術(shù)（圖2），來進(jìn)一步精細(xì)刻畫海底扇內(nèi)部?jī)?chǔ)層變化的特征。

圖2 研究技術(shù)路線

2 沉積相分析

從沉積角度分析，沉積環(huán)境和沉積條件控制著砂體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、發(fā)育程度及空間分布，不同沉積環(huán)境中形成的砂體具有不同的儲(chǔ)集性能，通過沉積相研究可清楚地認(rèn)識(shí)砂體的空間分布情況。

2.1 沉積微相類型

依據(jù)C油藏巖屑錄井、測(cè)井和地震資料，以及相鄰油藏取心標(biāo)定的井震響應(yīng)特征，研究區(qū)主要發(fā)育水道、朵葉、陸坡泥巖等微相類型。

C油藏的三維均方根振幅屬性（圖3）表明，在研究區(qū)西部物源供給方向有條帶狀地質(zhì)體，振幅的強(qiáng)弱分別代表砂質(zhì)和泥質(zhì)水道；該區(qū)域的4井測(cè)井資料顯示，C層段有砂體存在，且呈明顯的正韻律特征（圖3），砂體內(nèi)部發(fā)育一定厚度的泥巖夾層，屬于較典型的砂質(zhì)水道沉積。

除水道外，C地層還發(fā)育席狀朵葉（圖3）。研究區(qū)范圍內(nèi)存在連片狀強(qiáng)振幅地震相，如A井所示，該地震相對(duì)應(yīng)的層段測(cè)井曲線呈箱型，自然伽馬值較低，密度值也較低，而聲波時(shí)差值高，該層段與上下圍巖間存在明顯電測(cè)臺(tái)階，根據(jù)鄰區(qū)取心井段井震研究結(jié)果，屬于典型的席狀朵葉體沉積。

2.2 剖面相分析

為了精細(xì)表征C油藏的剖面相，從順物源和垂直物源兩個(gè)角度，開展了基于井震聯(lián)合的剖面相分析。

圖3 C油藏席狀朵葉沉積的井震響應(yīng)特征

順物源方向（圖4a），席狀朵葉連片分布，油藏范圍內(nèi)呈強(qiáng)振幅連續(xù)反射，表明研究區(qū)主要發(fā)育席狀朵葉沉積，在近物源端，可見弱振幅U型反射結(jié)構(gòu)，為泥質(zhì)水道沉積，水道在沉積早期可能起到供給砂質(zhì)沉積物的作用，后期被細(xì)粒濁流和（或）半遠(yuǎn)洋細(xì)粒沉積充填。

垂直物源方向（圖4b），研究區(qū)北部地震剖面上見U型反射結(jié)構(gòu)，中等振幅強(qiáng)度，測(cè)井曲線呈鐘型，為砂質(zhì)水道沉積，水道內(nèi)部夾有泥巖層，且向水道邊緣方向泥巖夾層數(shù)量增多；研究區(qū)南部，地震同相軸呈中強(qiáng)振幅連續(xù)反射，測(cè)井曲線呈箱型，為典型的朵葉體沉積。

圖4 順物源（a）和垂直物源（b）方向C油藏井震剖面分析

研究過程中發(fā)現(xiàn)，在多個(gè)主測(cè)線剖面上均識(shí)別出了一套沉積差異體（圖5），沿C層頂部拉平，可見明顯的下切形態(tài)。為了精細(xì)刻畫該沉積差異體，對(duì)地震屬性進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)選，并應(yīng)用切片技術(shù)研究該沉積體。

2.3 平面相分析

應(yīng)用地震資料的平面屬性特征及垂向演化規(guī)律，可以達(dá)到對(duì)研究區(qū)沉積體在空間及時(shí)間上的變化特征進(jìn)行研究的目的。目前，有三種切片方法：時(shí)間切片、層位切片以及地層切片。選取相對(duì)準(zhǔn)確的等時(shí)界面或相對(duì)連續(xù)可追蹤的沉積界面是運(yùn)用地震資料準(zhǔn)確描述沉積變化的基礎(chǔ)。在實(shí)際研究中，應(yīng)選擇產(chǎn)狀基本不隨地震資料頻率變化而變化的同相軸，或至少是來自最大洪泛面或特殊巖性的反射作為等時(shí)地層格架中的標(biāo)志同相軸[4,6,16]。當(dāng)?shù)貙映氏癄钋页仕疆a(chǎn)狀時(shí)，時(shí)間切片基本能夠滿足要求；當(dāng)?shù)貙映氏癄畹a(chǎn)狀不是水平時(shí)，沿層切片不僅能表征出沉積單元內(nèi)部的差異，也可表征出沉積單元之間的差異；當(dāng)?shù)貙蛹炔皇窍癄钜膊皇撬綍r(shí)，應(yīng)采用地層切片的方式[2,3,6]（圖6）。

圖5 C油藏振幅屬性聯(lián)絡(luò)線方向剖面圖

針對(duì)研究區(qū)C油藏的沉積特點(diǎn)，油區(qū)范圍內(nèi)地層呈席狀展布，但并不呈水平產(chǎn)狀（圖7），所以采用了層位切片的方式對(duì)C油藏進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。研究區(qū)數(shù)據(jù)體為4 ms采樣，則切片應(yīng)采用大于等于4 ms的切片密度。

圖6 不同地震數(shù)據(jù)體切片方法的適用條件（據(jù)曾洪流）

圖7 C油藏地層解釋剖面

平面相分析以層序地層格架為基礎(chǔ)，結(jié)合地震層位解釋成果，在砂巖相地震屬性界限值確定的基礎(chǔ)上，優(yōu)選最小波阻抗屬性開展砂巖相解釋，綜合單井相解釋成果，根據(jù)海底扇沉積模式確定了C油藏沉積微相分布。C小層主體發(fā)育席狀朵葉，內(nèi)部發(fā)育多條水道；水道上游段一般為泥質(zhì)充填，下游段為砂質(zhì)充填。

C油藏范圍內(nèi)共有兩口生產(chǎn)井1P、2P，一口注水井2H，在沉積相上為一均質(zhì)朵葉（圖8）。實(shí)際生產(chǎn)曲線（圖9a）表明，生產(chǎn)井1P見水時(shí)間晚，產(chǎn)水量緩慢上升。假設(shè)C油藏為一均質(zhì)朵葉沉積，注水井的注入水以及油藏底水會(huì)由于構(gòu)造形態(tài)與生產(chǎn)壓差的作用，沿構(gòu)造低部位迅速到達(dá)生產(chǎn)井1P底部，進(jìn)而造成生產(chǎn)井的快速見水與產(chǎn)水量快速上升，假設(shè)結(jié)果與1P井的實(shí)際產(chǎn)水曲線存在矛盾（圖9b），說明該朵葉體非均質(zhì)性較強(qiáng)。

圖8 基于井震聯(lián)合的C油藏沉積微相平面圖（a）及C油藏頂面構(gòu)造圖（b）

圖9 1P井生產(chǎn)曲線（a）與產(chǎn)水量擬合曲線（b）

通過對(duì)油藏范圍內(nèi)的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行均方根振幅、弧長(zhǎng)、最大最小阻抗等多屬性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，看似均質(zhì)的朵葉內(nèi)部也存在著巖性的變化。其中，利用峰谷比這一屬性的差異分布，可以發(fā)現(xiàn)注水井2H與生產(chǎn)井1D之間存在一個(gè)明顯的差異條帶（圖10）。這一屬性差異表明在沉積過程中存在巖性及物性的變化，這一條帶狀的沉積單元在油藏中部可能起到了滲流屏障的作用。這一變化也為生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的現(xiàn)象提供了可能性的解釋。

圖10 C油藏峰谷比屬性平面圖

為了進(jìn)一步精細(xì)研究油藏范圍內(nèi)的這一巖性差異體，借鑒了地震沉積學(xué)的研究思路和方法[5,16]。針對(duì)C油藏的沉積特征，沿C頂面每4 ms向下提取平面屬性（圖11），在地震振幅體上對(duì)C油藏的沉積演化進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)，多個(gè)切片中均可識(shí)別該套沉積差異體，其中切片6（圖12）對(duì)該特征的體現(xiàn)最為明顯。

圖11 C油藏沿層切片連井剖面示意圖

圖12 C油藏瞬時(shí)振幅切片6屬性平面圖（濾色）

通過對(duì)該套沉積差異體周圍的沉積環(huán)境以及井震結(jié)合進(jìn)行的巖性識(shí)別，綜合判斷該套沉積體為一套富含泥質(zhì)的河道，來源于西北方向的主河道的分支河道。

3 海底扇儲(chǔ)層建模與歷史擬合

由于井震結(jié)合的地質(zhì)研究已經(jīng)充分表征各沉積微相的空間展布，因此沉積相建模采用確定性的方法，將已識(shí)別的各沉積單元進(jìn)行三維建模（圖13）。通過研究區(qū)不同沉積相帶已鉆井的屬性統(tǒng)計(jì)，根據(jù)各沉積單元的巖性物性特征進(jìn)行相控約束下的序貫高斯模擬進(jìn)行屬性建模[17-20]。

圖13 C油藏沉積相模型

利用屬性模型進(jìn)行歷史擬合，得到了1P井的產(chǎn)水率曲線，與實(shí)際產(chǎn)水?dāng)M合相似程度高（圖14）。從而驗(yàn)證了地質(zhì)模型的合理性。

圖14 1P井產(chǎn)水量擬合曲線

4 結(jié)論

（1）對(duì)研究區(qū)海底扇來說，利用振幅屬性能夠?qū)５咨葍?chǔ)層砂體進(jìn)行三維空間的有效追蹤，而峰谷比屬性可以對(duì)海底扇儲(chǔ)層內(nèi)部沉積差異進(jìn)行進(jìn)一步刻畫，同時(shí)利用地震資料橫向分辨率高的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合切片技術(shù)能夠推演儲(chǔ)層內(nèi)部差異的地質(zhì)意義，從而為油藏動(dòng)態(tài)分析提供了可靠的地質(zhì)基礎(chǔ)。因此，在開發(fā)地質(zhì)研究的過程中，針對(duì)不同的研究目標(biāo)，應(yīng)運(yùn)用合適的地球物理手段對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行解剖。

（2）開發(fā)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，尤其是壓力變化與流體流動(dòng)方向的證據(jù)能夠有效降低地質(zhì)研究的多解性。同時(shí)逐步深入的地質(zhì)研究也為數(shù)值模擬、開發(fā)方案的優(yōu)化調(diào)整提供了可靠依據(jù)。開展多學(xué)科綜合研究，運(yùn)用開發(fā)生產(chǎn)中的動(dòng)態(tài)資料及時(shí)對(duì)地質(zhì)研究進(jìn)行驗(yàn)證與互動(dòng)分析，是解決生產(chǎn)矛盾、逼近地下真實(shí)情況的有效手段。

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中石油三次采油技術(shù)再獲突破

來自中石油集團(tuán)公司的消息稱，中石油“十二五”重大科技項(xiàng)目《三次采油提高采收率技術(shù)研究》6月中旬通過驗(yàn)收，三次采油提高采收率技術(shù)再獲突破。

“十二五”期間，中石油勘探開發(fā)研究院攻關(guān)團(tuán)隊(duì)在室內(nèi)機(jī)理和驅(qū)油劑中試基礎(chǔ)上，重點(diǎn)圍繞化學(xué)驅(qū)和微生物驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān)，取得一系列創(chuàng)新成果，主要包括新型聚合物產(chǎn)品持續(xù)創(chuàng)新、二類油層嵌段剛性抗鹽聚合物產(chǎn)品系列化并規(guī)模推廣應(yīng)用、三類油層低分子量抗鹽聚合物成功中試、復(fù)合驅(qū)用聚合物實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，形成甜菜堿工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，使產(chǎn)品由噸級(jí)向百噸級(jí)跨越；優(yōu)化出適應(yīng)大慶、長(zhǎng)慶、玉門等油藏的弱/無堿配方體系，研發(fā)了采油功能菌基因芯片檢測(cè)和三次采油技術(shù)經(jīng)濟(jì)結(jié)合的潛力評(píng)價(jià)技術(shù)，形成強(qiáng)發(fā)泡劑和高穩(wěn)定性穩(wěn)泡劑的中試生產(chǎn)、檢測(cè)和方案優(yōu)化設(shè)計(jì)三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，礦場(chǎng)見效明顯；研發(fā)了集技術(shù)經(jīng)濟(jì)于一體的潛力評(píng)價(jià)方法及軟件，明確公司了12個(gè)油區(qū)三次采油前景、現(xiàn)實(shí)和“十三五”工業(yè)推廣潛力。

據(jù)了解，三次采油技術(shù)科研成果已應(yīng)用于大慶杏十三區(qū)和杏十二東區(qū)、玉門老君廟、長(zhǎng)慶馬嶺北3區(qū)、吉林大20區(qū)塊、新疆六中區(qū)和七中區(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)見效顯著，項(xiàng)目驗(yàn)收綜合評(píng)價(jià)為優(yōu)秀，未來將給老油田持續(xù)造福。

摘編自《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》2016年7月18日

Reservoir Characterization of Submarine Fan Using Seismic Slice Technology

ZHU Ruizhe, MA Meiyuan, SUN Li, WANG Jianwei, YIN Guofeng, LIU Mengying
（Institute of Exploration and Development, SINOPEC Shanghai Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China）

With the improvement of exploration and development technologies, deep marine fan, which is rich in oil & gas resources, is becoming a hot topic of petroleum exploration and development. This paper takes Formation C of A Oilfield as an example， integrating seismic and logging data with production data to do interaction analysis. Applying seismic slice technology to sedimentary facies research， this paper solves conflicts in production and evaluates the effects of reservoir heterogeneity. The result contributes to improving efficiency of reservoir development， and provides reliable reference for optimization of the development program.

Seismic attributes; slice; submarine fan; sedimentary facies; reservoir characterization

TE321

A DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2016.03.036

1008-2336（2016）03-0036-07

2016-02-29；改回日期：2016-03-14

朱睿哲，女，1988年生，碩士，主要從事油氣藏開發(fā)地質(zhì)方面工作。E-mail：zhuruizhe2011@163.com。