深水復(fù)合濁積水道砂體連通性精細(xì)表征技術(shù)及應(yīng)用

卜范青，張宇焜，楊寶泉，高博禹，高云峰

（1.中海油研究總院開發(fā)研究院，北京 100027；2.中海油烏干達(dá)有限公司，烏干達(dá) 坎帕拉　00256）

深水復(fù)合濁積水道砂體連通性精細(xì)表征技術(shù)及應(yīng)用

卜范青1，張宇焜1，楊寶泉1，高博禹2，高云峰1

（1.中海油研究總院開發(fā)研究院，北京 100027；2.中海油烏干達(dá)有限公司，烏干達(dá) 坎帕拉00256）

深水復(fù)合濁積水道沉積體內(nèi)水道側(cè)向擺動(dòng)頻繁，不同期次水道垂向相互疊合，部分水道下切，砂體展布以及砂體間的連通關(guān)系復(fù)雜。對(duì)如何識(shí)別追蹤連通區(qū)域并建立連通區(qū)域的三維模型，前人鮮有研究。針對(duì)復(fù)合水道復(fù)雜連通情況，以西非深水M油田為例，在深水濁積理論指導(dǎo)下，優(yōu)選縱橫波速度比地震屬性以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，通過標(biāo)定砂體疊合區(qū)域、確定連通區(qū)域（薄互層小于4 m）、可能連通區(qū)域（薄互層大于4 m小于15 m），最終實(shí)現(xiàn)對(duì)水道砂體間連通區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性地定性、定量化表征，并建立連通區(qū)域精細(xì)三維地質(zhì)模型，該方法在M油田中得到了良好的應(yīng)用效果，探索出了一種表征復(fù)合水道連通性的技術(shù)方法和流程。

深水復(fù)合濁積水道；垂向疊置；砂體連通性；地質(zhì)模型；技術(shù)流程

0　引言

常用研究砂體連通性的技術(shù)包括應(yīng)用測(cè)井資料的小層對(duì)比技術(shù)、地球物理屬性描述技術(shù)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料應(yīng)用驗(yàn)證等。測(cè)井資料具有縱向上分辨率高、易獲得的特點(diǎn)，應(yīng)用測(cè)井資料可以獲得準(zhǔn)確的儲(chǔ)層信息，但難于預(yù)測(cè)井間砂體的連通性［1-2］。地層中巖石性質(zhì)、流體性質(zhì)的空間變化，會(huì)引起地震反射波形、振幅、頻率、能量以及相位等各種地震屬性的變化，應(yīng)用正演和反演數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，可判斷儲(chǔ)層連通性，但難以克服地震解釋多解性和局限性的弊端［3-5］。隨著油田的開發(fā)，可通過分析油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)獲得儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)連通信息，但它雖能明確注采受效情況［6-8］，但由于各井縱向上砂體相互疊合，且射孔層位多，卻不能明確縱向上各套砂體具體的連通情況。近年來，對(duì)深水濁積儲(chǔ)層研究已越來越深入［9-11］。發(fā)育復(fù)合濁積水道的西非深水M油田，由于多期水道相互疊置，增加了砂體井間的不可預(yù)測(cè)性，以及砂體連通性研究的難度［12-13］。本文應(yīng)用高分辨率的地震資料和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，對(duì)不同期次水道的連通性進(jìn)行重點(diǎn)、針對(duì)性研究，建立了可靠的地質(zhì)模型，對(duì)后期油田開發(fā)具有重要意義。

1　地質(zhì)概況

研究區(qū)M油田位于區(qū)域構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶上，整體上為一背斜構(gòu)造，被生油凹陷環(huán)繞，處于有利的油氣富集區(qū)，具有優(yōu)越的油氣聚集成藏的石油地質(zhì)條件，是典型的深水海底扇油氣田［14-16］（見圖1）。儲(chǔ)層為深海海底扇形成的碎屑巖儲(chǔ)層，主要發(fā)育深水濁積水道和朵葉沉積。研究區(qū)內(nèi)深水扇沉積是深海環(huán)境中由沉積物重力流形成的水道和朵葉的復(fù)合體沉積，分布在大陸架外的深海區(qū)。本區(qū)陸源物質(zhì)入海的坡度較陡，近陸架部分發(fā)育大量的高彎度濁積水道，水道體垂向上相互疊置，側(cè)向上擺動(dòng)頻繁，垂向上疊合關(guān)系復(fù)雜。筆者通過對(duì)多期水道砂體間的砂體連通性進(jìn)行研究，定性、定量化表征砂體連通區(qū)域，從而為后期動(dòng)態(tài)分析、數(shù)值模擬提供依據(jù)。

圖1　M油田沉積特征

2　優(yōu)選地震屬性砂體表征

地震屬性是指由疊前或疊后地震數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)學(xué)推演出的有關(guān)地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征、動(dòng)力學(xué)特征、統(tǒng)計(jì)學(xué)特征及幾何特征的信息，優(yōu)選疊前彈性參數(shù)縱橫波速度比能夠較好地區(qū)分巖性［17-18］（見圖2）。但受地震資料自身品質(zhì)的影響，砂體刻畫并非準(zhǔn)確，尤其是主水道往外延伸的天然堤等差儲(chǔ)層，往往更難以準(zhǔn)確判斷水道的邊界。若地震識(shí)別砂體邊界存在不確定性，砂體間連通性、連通范圍也具有較大的不確定性。客觀判定砂體空間展布特征，表征砂體間連通區(qū)域，為后期開發(fā)動(dòng)態(tài)調(diào)整提供定性、定量的依據(jù)。

圖2　N油田縱橫波速度比與波阻抗交會(huì)

3　水道連通區(qū)域研究

綜合多專業(yè)、多學(xué)科資料，對(duì)油田內(nèi)部濁積水道進(jìn)行了刻畫追蹤，進(jìn)而對(duì)水道間的連通區(qū)域進(jìn)行定性、定量表征，具體的工作流程如圖3所示。

圖3　研究思路及流程

3.1標(biāo)定砂體“疊合區(qū)域”

主力油組N油組為復(fù)合濁積水道砂體，垂向上各單期水道相互疊置，只有晚期發(fā)育的深水濁積水道底部沖刷侵蝕了早期水道，縱向上相鄰的水道砂體才相互連通。故分析砂體在縱向上的連通性之前，要先確定相鄰濁積水道砂體在縱向上相互疊合的區(qū)域。運(yùn)用優(yōu)選出的地震反演屬性對(duì)各期水道頂?shù)酌孢M(jìn)行追蹤識(shí)別，圈定相鄰水道砂體“疊合區(qū)域”。

N1和N2為自下而上發(fā)育的2期相鄰的深水濁積水道，在標(biāo)定其疊合區(qū)域時(shí)，先對(duì)地震追蹤的N1、N2水道砂體頂?shù)酌孢M(jìn)行井點(diǎn)校正，建立2套砂體頂?shù)讓用婺Ｐ?，平面上重合的區(qū)域標(biāo)定為2期水道砂體的“疊合區(qū)域”。據(jù)此思路，依次對(duì)N油組各砂體間疊合區(qū)域進(jìn)行追蹤標(biāo)定，建立N油組水道砂體間的“疊合區(qū)域”（見圖4），為下階段標(biāo)定連通區(qū)域奠定基礎(chǔ)。

圖4　N油組砂體疊合連通區(qū)域范圍

3.2標(biāo)定“確定連通區(qū)域”

在“疊合區(qū)域”基礎(chǔ)上，進(jìn)一步標(biāo)定水道砂體連通區(qū)域。在砂體界面追蹤的過程中，相鄰水道砂體會(huì)出現(xiàn)“穿層”的現(xiàn)象。地質(zhì)上認(rèn)為，2期深水濁積水道垂向上沖刷侵蝕，致使縱向砂體連通，2套砂體的地震響應(yīng)在縱向上呈明顯的接觸關(guān)系，無法明確劈分，該區(qū)域標(biāo)定為“確定連通區(qū)域”。在追蹤過程中，針對(duì)海上油田鉆井少、濁積水道多變的特點(diǎn)，分井控區(qū)域和無井控區(qū)域來標(biāo)定的。

在井控區(qū)域，首先對(duì)比鉆遇N油組各井砂體地質(zhì)分層，對(duì)相鄰水道砂體間夾層進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，夾層厚度小于4 m且測(cè)井曲線呈現(xiàn)砂泥互層，則巖性以泥質(zhì)粉砂巖或泥質(zhì)細(xì)砂巖為主。在地球物理響應(yīng)上呈明顯的接觸關(guān)系，無法準(zhǔn)確劈分。這些夾層連通可能性較大，在后期的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)中也得到了驗(yàn)證。注水井N-16井鉆遇的N2和N1砂體，夾層較薄，地震響應(yīng)上無法準(zhǔn)確劃定砂體邊界，根據(jù)地震追蹤的砂體頂?shù)酌?，存在“穿層”現(xiàn)象，計(jì)算出異常區(qū)域，即得到“確定連通區(qū)域”（見圖5）。

圖5　N-16井區(qū)域“確定連通區(qū)域”追蹤識(shí)別

在無井控制的區(qū)域，依據(jù)地震反演結(jié)果，根據(jù)已標(biāo)定的砂體頂?shù)酌媾袛?，地震響?yīng)明顯區(qū)分不開，統(tǒng)計(jì)計(jì)算夾層厚度小于4 m，將之標(biāo)定為“確定連通區(qū)域”，并追蹤出其頂?shù)酌妫ㄒ妶D6、圖7）。

圖6　非井控區(qū)域“確定連通區(qū)域”追蹤識(shí)別

3.3標(biāo)定“可能連通區(qū)域”

由于地震資料自身品質(zhì)的影響及主觀解釋的不確定性，砂體的范圍、邊界具有一定的誤差，在多期疊合濁積河道沉積中表現(xiàn)尤其明顯。筆者認(rèn)為，除“確定連通區(qū)域”之外，還有部分區(qū)域的連通性比較模糊，在油田開發(fā)初期標(biāo)定為“可能連通區(qū)域”。隨著油田的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料的增加，再適時(shí)根據(jù)干擾測(cè)試的結(jié)果調(diào)整“可能連通區(qū)域”的連通因子。“可能連通區(qū)域”的標(biāo)定對(duì)油田注水開發(fā)和后期的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)意義重大。

本次研究主要借助地質(zhì)認(rèn)識(shí)及地震儲(chǔ)層反演結(jié)果，定性、定量表征N油組各砂體之間的“可能連通區(qū)域”。在追蹤過程中，井震結(jié)合分井控區(qū)域和缺乏井控區(qū)域來標(biāo)定的。

在井控區(qū)域，圍繞已標(biāo)定的“確定連通區(qū)域”，結(jié)合地震反演響應(yīng)向四周進(jìn)行輻射狀追蹤，當(dāng)?shù)卣痦憫?yīng)上不能明顯將2套砂體明顯分開時(shí)，圈定為“可能連通區(qū)域”。N-16井鉆遇的B2和B1間夾層較薄，厚度為4 m，計(jì)算得到B2和B1之間夾層等厚圖（見圖8a）。同時(shí)，結(jié)合地震反演響應(yīng)，以井點(diǎn)為中心向四周追蹤，追蹤到夾層厚度為15 m時(shí)2套砂體在反演剖面上明顯分開，小于15 m時(shí)，范圍內(nèi)2套砂體無法準(zhǔn)確劃分，故定義此范圍為“可能連通區(qū)域”（見圖8b）。

圖7　確定連通區(qū)域

圖8　可能連通區(qū)域

在無井控區(qū)域的“疊合區(qū)域”范圍內(nèi)，結(jié)合地震反演響應(yīng)，圈定夾層厚度范圍小于5 m的區(qū)域。在此范圍內(nèi)，地震響應(yīng)能清晰分開的砂體排除連通的可能性，無法明顯分開的，以此范圍為中心輻射向四周追蹤，當(dāng)?shù)卣鹌拭嫔夏軐?套砂體明顯分開時(shí)，確定此時(shí)的夾層厚度范圍，圈定“可能連通區(qū)域”。結(jié)合地震反演資料通過分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)夾層厚度小于10 m時(shí)，2套砂體可明顯分開，將此區(qū)域標(biāo)定為“可能連通區(qū)域”；追蹤標(biāo)定砂體間的“可能連通區(qū)域”，同時(shí)統(tǒng)計(jì)N油組各砂體“可能連通區(qū)域”的夾層厚度（見表1）。

表1　M油田N油組“可能連通區(qū)域”夾層厚度統(tǒng)計(jì)

3.4連通區(qū)域三維表征

利用已追蹤出的“確定連通區(qū)域”和“可能連通區(qū)域”的頂?shù)酌?，將其嵌入到三維地質(zhì)模型中（見圖9、圖10），定量化表征儲(chǔ)層間連通區(qū)域，以有效地指導(dǎo)后期的動(dòng)態(tài)分析。

圖9　M油田N油組砂體間連通區(qū)域模型

圖10　N-20—N-28連井剖面

4　疊合水道間連通性應(yīng)用

砂體連通性的分析研究，對(duì)油田開發(fā)過程中的動(dòng)態(tài)分析有重要的指導(dǎo)價(jià)值。它不僅關(guān)系到生產(chǎn)井位的部署和射孔的層段，而且關(guān)系到注水井的部署及注水效果等。弄清砂體連通性，對(duì)后期的儲(chǔ)量計(jì)算、歷史擬合等也有重要影響。

4.1動(dòng)態(tài)分析應(yīng)用

利用標(biāo)定的連通區(qū)域輔助壓力、產(chǎn)量曲線進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，可以提高分析的可靠性。

N-20井射孔層位為N4和N5，N-28井射孔層位為N7和N6。由于小層之間縱向或側(cè)向上局部搭接，僅從平面上看很難分析其注采關(guān)系。N-20井在2009年7月之前，由于沒有能量補(bǔ)充，地層壓力持續(xù)下降，N-28井投注以后，下降趨勢(shì)變慢，N-28井注水使N-20井受效，說明N-28井縱向上砂體是相連通的，但不能確定砂體之間具體的連通關(guān)系。依據(jù)標(biāo)定的連通區(qū)域的空間分布，對(duì)N-20井及周圍注水井N-28井進(jìn)行注采受效分析。從剖面上可以看到（見圖11），N-28井的N7砂體與N6砂體垂向上連通，在N-28井N7砂體、N6砂體與N-20井N5層側(cè)向局部搭接，形成連通區(qū)域。本文方法克服了只利用動(dòng)態(tài)資料不能準(zhǔn)確判定砂體間具體連通區(qū)域位置的弊端。

圖11　N-13—N-20—N-28連井剖面

4.2數(shù)值模擬應(yīng)用

M油田N油組為多期深水濁積水道沉積，砂體相互疊合，連通情況復(fù)雜，開發(fā)上為早期注水開發(fā)，且各井日注水量都較大，與注水井在同一套砂體的生產(chǎn)井見效明顯，彼此連通砂體的生產(chǎn)井也受效，在歷史擬合及動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)時(shí)，對(duì)連通區(qū)域應(yīng)該有充分的考慮。

根據(jù)標(biāo)定的“確定連通區(qū)域”和“可能連通區(qū)域”，在后期的數(shù)值模擬設(shè)定連通率時(shí)，分類進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)。在歷史擬合及動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，“確定連通區(qū)域”連通率可設(shè)置相對(duì)較高，“可能連通區(qū)域”連通率可設(shè)置相對(duì)較低。這充分考慮了砂體間連通區(qū)域?qū)τ筒氐挠绊懀A(yù)測(cè)得到的產(chǎn)量更加準(zhǔn)確。

5　結(jié)論

1）結(jié)合地質(zhì)概念模型，充分利用井資料和地震資料，分井控區(qū)域和無井控區(qū)域，標(biāo)定M油田N油組各套砂體間的“確定連通區(qū)域”和“可能連通區(qū)域”，并統(tǒng)計(jì)得到連通區(qū)域的各項(xiàng)參數(shù)，分類建立三維連通區(qū)域模型。

2）動(dòng)態(tài)資料和靜態(tài)資料相結(jié)合，通過已標(biāo)定的不同期次水道砂體間連通區(qū)域。此方法對(duì)油田進(jìn)行生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析，具有較高的可靠性。

3）數(shù)值模擬中，根據(jù)不同的連通區(qū)域類型設(shè)定連通率，分類進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，充分考慮了砂體間連通區(qū)域?qū)τ筒亻_發(fā)的影響，可為后期預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ)。

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（編輯趙旭亞）

Technique and application of fine connectivity characterization of composite deep water turbidite channels

Bu Fanqing1，Zhang Yukun1，Yang Baoquan1，Gao Boyu2，Gao Yunfeng1
（1.CNOOC Research Institute，Beijing 100027，China；2.CNOOC Uganda limited Company，Kampala 00256，Uganda）

The system of composite deepwater turbidite channels mainly develops composite turbidite channels，in which channels frequently swing laterally，and different stages of turbidite channels are overlapped each other.There is a big uncertainty about the sand body connectivity of the vertical different channels.Few people ever did the research about how to identify the composite turbidite channels or built a three-dimensional model of regional connectivity connected region.To solve the problem，taking M Oilfield in West African deepwater for example，based on the theory of the deep water turbidite，optimizing the VP/VSseismic attributes and production characteristics，identifying“overlapping area”，the connectivity area（interbedded＜4 m）and probably connected region（4 m＜interbedded＜15 m），and a great deal of qualitative and quantitative researches have been done to make it clear about the connectivity of different sand bodies，finally the three-dimensional geological model of connectivity between channels is established.And it has a good effect in the oil field，which shows a good technology to characterize complex waterway connectivity.

composite deep water turbidite channels；composite and overlay；sand body connectivity；geological model；technological process

國(guó)家科技重大專項(xiàng)課題“西非、亞太及南美典型油氣田開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”（2011ZX05030-005）

TE121

A

10.6056/dkyqt201503009

2014-11-19；改回日期：2015-02-15。

卜范青，男，1981年生，工程師，主要從事開發(fā)地質(zhì)研究工作。E-mail：upcbfq@126.com。

引用格式：卜范青，張宇焜，楊寶泉，等.深水復(fù)合濁積水道砂體連通性精細(xì)表征技術(shù)及應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2015，22（3）：309-313，337. Bu Fanqing，Zhang Yukun，Yang Baoquan，et al.Technique and application of fine connectivity characterization of composite deep water turbidite channels［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（3）：309-313，337.