塔河油田三疊系阿四段超深層河道砂識別與描述技術(shù)

顧偉欣，耿 鋒

(中國石油化工股份有限公司 西北油田分公司勘探開發(fā)研究院， 新疆 烏魯木齊 830011)

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塔河油田三疊系阿四段超深層河道砂識別與描述技術(shù)

顧偉欣，耿 鋒

(中國石油化工股份有限公司 西北油田分公司勘探開發(fā)研究院， 新疆 烏魯木齊 830011)

塔河油田三疊系阿四段水下分流河道砂巖性圈閉是碎屑巖領(lǐng)域近幾年增儲上產(chǎn)的重要目標(biāo)，該類圈閉埋藏深(>4 200 m)，砂巖厚度薄(<15 m)，橫向變化快，地震識別難度大。通過近幾年實踐總結(jié)，研究開發(fā)了一套針對阿四段河道砂識別與描述技術(shù)：利用正演模擬技術(shù)確定河道識別標(biāo)志、屬性提取及RGB分頻混色技術(shù)落實河道邊界、擬聲波阻抗反演結(jié)合振幅屬性預(yù)測砂體厚度、頻率衰減梯度屬性輔助進(jìn)行流體檢測。通過多技術(shù)方法的綜合應(yīng)用，在塔河油田阿四段共落實河道15條，其中6條河道已開發(fā)評價。河道砂巖性油藏的發(fā)現(xiàn)不僅擴(kuò)大了塔河油田碎屑巖領(lǐng)域勘探開發(fā)陣地，同時也為尋找?guī)r性圈閉積累了寶貴經(jīng)驗。

塔河油田；河道砂識別與描述； 正演模擬；分頻混色；擬聲波阻抗反演；流體檢測

1 引 言

塔河油田處于塔里木盆地沙雅隆起阿克庫勒凸起西南部，縱向上具有“復(fù)式”成藏組合特征，古生界、中新生界碎屑巖低幅度背斜油藏、巖性油藏及復(fù)合型油藏疊加于奧陶系碳酸鹽巖大型不整合—巖溶縫洞油藏之上，由斷裂、不整合溝通形成次生油藏[1]。三疊系是主要產(chǎn)建領(lǐng)域，主要的油藏類型有低幅度構(gòu)造型、巖性型與復(fù)合型。隨著構(gòu)造型油藏的快速滾動上產(chǎn)，巖性油藏和復(fù)合型油藏已成為目前滾動評價的主要方向。

三疊系整體表現(xiàn)為由南東向北西傾伏的單斜構(gòu)造形態(tài)，主要為河流相、辮狀河三角洲相及湖泊相沉積。阿四段位于三疊系中部，地層分布較穩(wěn)定，厚約100 m，發(fā)育大套灰色、 深灰色泥巖夾薄層砂巖，為典型 “泥包砂” 地層，儲集層主要為三角洲前緣水下分流河道砂及濱淺湖灘壩砂，其中河道砂油氣層位于阿四段下部，砂體厚度5～15 m。

2006年底實施的TK1115井在三疊系阿四段(T2a4)分流河道鉆遇5 m油氣層，試獲日產(chǎn)50 t的高產(chǎn)工業(yè)油流；2008年在塔河油田東南部部署AT9井，在阿四段分流河道鉆遇10.5 m油層，測試初期，5 mm油嘴自噴，日產(chǎn)油51.5 t。已獲成功的兩口井是奧陶系過路井，鉆探結(jié)果表明三疊系河道砂巖性油藏具有一定開發(fā)潛力。由于該套油層厚度薄(<15 m)，埋藏深(>4 200 m)橫向變化快，預(yù)測難度大，前期僅進(jìn)行了初步研究。2009年，在AT9井區(qū)通過提取振幅屬性刻畫河道邊界，部署了AT9-1H井，而實鉆結(jié)果河道砂體在該井尖滅。該井失利表明河道砂巖橫向變化快，單純利用振幅屬性難以準(zhǔn)確刻畫河道砂體展布形態(tài)。為了進(jìn)一步尋找河道砂巖性圈閉，通過不斷摸索實踐，創(chuàng)新性形成了一套三疊系超深層河道砂儲集層識別與描述技術(shù)組合，在河道砂巖性圈閉落實與評價中取得了良好的效果，開拓了新的增儲上產(chǎn)陣地。

2 河道砂儲集層預(yù)測的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 正演模擬技術(shù)

通過正演模擬、井震精細(xì)標(biāo)定技術(shù)確定河道砂地震識別標(biāo)志。正演模擬技術(shù)是根據(jù)鉆、測井資料及對油氣藏的認(rèn)識程度建立逼近實際地質(zhì)條件的地質(zhì)模型，采用波動方程正演模擬技術(shù)按照實際野外觀測系統(tǒng)模擬地震記錄，對斷層、各種疊置關(guān)系的河道砂巖等模型進(jìn)行正演模擬[2,3]。結(jié)合合成地震記錄標(biāo)定結(jié)果，建立河道地震響應(yīng)識別模式及砂體與儲集層含油氣性有關(guān)的地球物理識別模式，為識別河道，減少地震資料解釋的多解性提供科學(xué)依據(jù)。

針對塔河油田AT9井區(qū)，設(shè)計河道寬度為720 m，砂體最大厚度12 m，其在AT9井處，河道砂體厚度為10 m，速度3 698 m/s，砂體上下圍巖的速度分別為3 486 m/s和3 413 m/s(圖1a)。分層和每層巖石物理參數(shù)主要依靠AT9井的測井曲線，地震子波為35 Hz雷克子波。正演模擬結(jié)果表明：正演模擬波形剖面中，包含三個相位反射(正—負(fù)—正)，其中最上面的強(qiáng)波峰為復(fù)合波，具有頂平下凹的反射特征，為河道砂體反射(圖1b)，與實際地震時間偏移剖面(圖1d)波形結(jié)構(gòu)相似；在吸收衰減系數(shù)剖面中(圖1c)，含油河道砂體表現(xiàn)為較強(qiáng)頻率衰減特征，表明河道砂體含油后，造成了地震波頻率出現(xiàn)大的衰減異常，進(jìn)而可以利用頻率衰減屬性預(yù)測可能的油氣分布范圍。

通過模型正演分析，共總結(jié)出三種類型的河道反射特征：①頂平下凹型(AT9井區(qū)河道)，河道平均寬度280 m，長度11.2 km，砂體平均厚度約10.5 m；②透鏡狀反射(TK1115井區(qū)河道)，河道平均寬度 180 m，長度15.3 km，砂體平均厚度7.5 m；③平直強(qiáng)反射(THN12井區(qū)河道)，河道平均寬度800 m，長度23.5 km，砂體平均厚度15 m。其中，河道以透鏡狀反射特征為主，占總河道數(shù)量的85%左右。

圖1 過AT9井河道正演模擬與實鉆過井波形剖面對比Fig.1 Comparison between the forward simulation and the waveform profile of the AT9 well

2.2 地震屬性綜合分析技術(shù)

地震屬性分析技術(shù)在油氣勘探和儲層預(yù)測等方面應(yīng)用已成為油氣勘探開發(fā)的一個重要研究方向。地震數(shù)據(jù)體中包含有地下大量的地質(zhì)特征信息，可通過地震屬性表現(xiàn)出來。常用的地震屬性有振幅、頻率、相位、相干、波形分類等，地層巖性、厚度、物性及含油氣性的變化都會引起地震屬性的變化[4]。通過對各類屬性綜合分析得出，頂平下凹型河道利用相位屬性，并結(jié)合相干、波形分類屬性檢測河道邊界效果較好；透鏡狀反射和平直強(qiáng)反射特征的河道利用振幅屬性檢測效果較好。

TK1115井鉆遇5.5 m油氣層，測試獲得工業(yè)油流，合成記錄標(biāo)定為透鏡狀反射特征。針對目的層頂開小時窗(上0下8 ms)提取了多類屬性，其中，振幅屬性較好地刻畫了河道展布形態(tài)(圖2)。河道為北西—北東彎曲條帶狀轉(zhuǎn)展布，河道砂巖表現(xiàn)為中-強(qiáng)振幅，外部泥巖呈現(xiàn)弱振幅，河道邊界振幅大小約為600，橫切河道表現(xiàn)為短軸狀的強(qiáng)反射特征。阿四段地層速度約3 600 m/s，地震主頻約35 Hz，計算1/4波長約25 m。通過正演分析(圖3)，設(shè)計的砂體厚度從5～20 m變化，得到的疊加偏移剖面上砂體反射強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，表明當(dāng)砂體厚度小于1/4波長時，振幅與砂體厚度具有正相關(guān)關(guān)系?；诖?，對該區(qū)實鉆8口井砂巖厚度與振幅大小進(jìn)行了交匯分析(圖4)，結(jié)果表明兩者之間具有一定的線性相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.89。利用該線性規(guī)律，可預(yù)測河道砂巖厚度。

2.3 分頻混色技術(shù)

分頻混色處理技術(shù)是一種全新的地震儲層研究方法，該方法通過小波變換將目的層段時間域地震資料變換至頻率域地震資料，得到多個調(diào)諧頻率能量體，使地震解釋可得到高于常規(guī)1/4波長的地震分辨率結(jié)果[5，6]。該方法的實現(xiàn)通過將分頻得到的突出地質(zhì)目標(biāo)的低頻段、中頻段、高頻段屬性切片進(jìn)行RGB(R代表紅色、G代表綠色、B代表藍(lán)色)融合顯示，融合后三個頻段的共性部分能量增強(qiáng)，目標(biāo)體細(xì)節(jié)更清晰。

圖2 TK1115井區(qū)三疊系阿四段振幅屬性Fig.2 Amplitude attribute of T2a4in TK1115 well area

圖3 不同厚度河道砂巖模型正演模擬Fig.3 Forward simulation in different thickness channel sandstone

圖4 TK1115井區(qū)三疊系阿四段砂體厚度與振幅交匯圖Fig.4 Crossplot of sandstone thickness and amplitude of T2a4 in TK1115 well area

在 TK1115井區(qū)，將分頻混色技術(shù)實驗得到的表征目標(biāo)體較清晰的三種頻率分量體(15 Hz/35 Hz/50 Hz)進(jìn)行RGB混色形成一種屬性體，從圖5看出，主河道方向為北西—南東向，位于工區(qū)南部，TK1115河道為主河道的分支河道，展布方向北西—南東向轉(zhuǎn)為北東—南西向，該河道已整體開發(fā)；北部另外兩條河道基本平行于主河道展布方向，其中TK146井鉆遇12 m油氣層，TK146井以西河道已整體開發(fā)；最北部河道目前無鉆井揭示。

圖5 TK1115井區(qū)三疊系阿四段RGB混色屬性Fig.5 RGB plotting attribute of T2a4in TK1115 well area

將圖5與圖2中圓圈部分進(jìn)行對比，分頻混色技術(shù)將表征河道展布形態(tài)的低頻屬性及反映河道細(xì)節(jié)高頻屬性進(jìn)行融合后，不僅突出了河道整體面貌，同時河道細(xì)節(jié)部分更清晰，該過程利用SVI軟件實現(xiàn)，數(shù)據(jù)不能直接從landmark傳輸，操作不方便；振幅屬性是全頻段地震波能量反映，不涉及分頻過程，操作簡單，屬性特征基本能表達(dá)河道展布形態(tài)，但河道細(xì)節(jié)部分刻畫效果偏差。

2.4 擬聲波測井約束波阻抗反演技術(shù)

擬聲波反演的效果不僅取決于所選曲線能否區(qū)分巖性，而且取決于其與聲波時差曲線相關(guān)性[7]。通過分析，研究區(qū)聲波時差曲線對儲集層反應(yīng)不敏感，而自然電位曲線對儲集層反應(yīng)比較敏感。對兩者進(jìn)行交匯分析(圖6)，自然電位曲線與聲波時差曲線具有較好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.72，所以選擇自然電位曲線重構(gòu)聲波時差曲線。該方法利用信息融合技術(shù)，把聲波中的地層背景速度低頻信息與反映地層巖性變化比較敏感的自然電位曲線高頻信息調(diào)制成擬聲波曲線[8]，然后利用擬聲波曲線進(jìn)行測井約束反演，采用全局尋優(yōu)的寬帶約束模擬退火反演快速反演算法，對地質(zhì)模型進(jìn)行反演迭代修正，得到高分辨率的波阻抗反演結(jié)果。

圖6 T208井SP與AC交匯圖Fig.6 Crossplot of SP and AC of T208 well

從圖7看出，由于河道砂巖比較薄，在波形剖面上難以分辨，通過擬聲波阻抗反演后，河道砂巖和泥巖通過阻抗高低能明顯區(qū)分。河道砂儲集層表現(xiàn)為中高阻抗，泥巖表現(xiàn)為低阻抗，阻抗的強(qiáng)弱變化反映了儲集層相對發(fā)育程度。通過與實鉆井對比，反演結(jié)果與實鉆儲層發(fā)育程度吻合度好，對小于10m 薄砂層的響應(yīng)也較清楚，表明反演結(jié)果可靠程度高。以擬聲波反演結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)巖性與波阻抗交互確定砂泥巖波阻抗分界線，擬聲波阻抗值大于9 000(g/cm3·m/s)為砂巖，小于該值為泥巖，以此值為門檻值，進(jìn)行人機(jī)交互解釋，追蹤砂體頂?shù)住?/p>

圖7 過T208—TK7213井波阻抗反演剖面與地震波形剖面Fig.7 Comparison of impedance and waveform profile of T208—TK7213 well

2.5 流體檢測技術(shù)

疊后地震屬性開展流體檢測是根據(jù)單井分析和井震標(biāo)定，優(yōu)選出對流體反映敏感的屬性，開展儲層及含油氣性預(yù)測[9]。前人研究表明，當(dāng)?shù)貙又泻蜌鈺r，地震波能量衰減要比含水時大，且高頻能量衰減要比低頻能量衰減快，地震信號表現(xiàn)出“低頻能量增強(qiáng)、高頻能量衰減”的特征[10]。如果能夠得出與地震能量衰減有關(guān)的地震屬性，就可以分析油氣存在的可能性。

針對研究區(qū)，表征高頻能量衰減程度的頻率衰減梯度屬性對與實鉆井流體性質(zhì)檢測較為敏感，頻率衰減梯度大小可以間接反映流體的性質(zhì)。圖8中TK7241井初期日產(chǎn)油25 t，不含水，頻率衰減梯度屬性剖面顯示為高異常； T205井測井解釋12 m水層，TK1115-7井測井解釋1.5 m含油水層及10 m水層，頻率衰減梯度屬性剖面顯示為低異常，上述井分析表明當(dāng)砂體含油氣時比含水時頻率衰減梯度大，與實際吻合。通過工區(qū)其他實鉆井頻率衰減梯度屬性對比驗證(圖9)，油井頻率衰減梯度值大于0.4，含油水層井及水井頻率衰減梯度值小于0.4。流體檢測結(jié)果和井實鉆結(jié)果吻合比較好，吻合率達(dá)到85%以上，證明頻率衰減梯度屬性對研究區(qū)河道砂流體性質(zhì)檢測比較敏感，可以間接幫助檢測儲層的含油氣性。

圖8 過TK7241—T205—TK1115-7井頻率衰減梯度剖面Fig.8 Profile of frequency attenuation gradient of TK7241—T205—TK1115-7 well

圖9 油、水層頻率衰減梯度Fig.9 Frequency attenuation gradient of oil and water layer

通過以上實踐與總結(jié)，形成了一套有效的河道砂識別與描述技術(shù)系列：首先，通過正演模擬技術(shù)判定河道識別標(biāo)志，減少地震多解性；而后，通過切片、屬性提取及分頻混色等技術(shù)預(yù)測河道邊界；再次，利用波阻抗反演結(jié)合振幅屬性定量描述河道砂巖厚度；最后，利用表征高頻能量衰減程度的頻率衰減梯度屬性輔助判斷含油氣存在可能性。近幾年，在塔河油田三疊系阿四段共發(fā)現(xiàn)15條河道，累計面積約121.3 km2。通過評價，落實了6條河道的含油氣性，共部署開發(fā)井55口，落實石油地質(zhì)儲量568.4×104t，截止目前，已累計產(chǎn)油65.4×104t，產(chǎn)氣 2.83×108m3。

3 結(jié) 論

1)正演模擬技術(shù)是河道砂儲集層預(yù)測的前提，地質(zhì)模型構(gòu)建的合理與否是正演模擬能否真實反映地下地質(zhì)特征的關(guān)鍵。所以，需綜合分析鉆井、測井資料及油氣藏特征，力求地質(zhì)模型逼近真實的地下地質(zhì)條件，而后針對不同河道反射特征，選擇合理的屬性組合刻畫河道邊界，減少儲層預(yù)測風(fēng)險。

2)低頻屬性可反映河道展布輪廓，高頻反映河道細(xì)節(jié)，通過分頻混色后，河道整體輪廓和細(xì)節(jié)

效果要優(yōu)于從地震數(shù)據(jù)直接提取的地震屬性，該技術(shù)可推廣應(yīng)用于三疊系阿四段、哈一段等更薄砂體的預(yù)測中，尋找更隱蔽的巖性圈閉，從而擴(kuò)大油氣勘探開發(fā)的新領(lǐng)域。

3)擬聲波反演的關(guān)鍵是所選的測井曲線不僅要反映巖性變化，同時又要與聲波時差曲線具有好的相關(guān)性，否則，反演結(jié)果受井的影響比較嚴(yán)重，井之間的預(yù)測準(zhǔn)確性偏低。

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The Identification and Description of the Super Deep Channel Reservoir of T2a4in Tahe Oilfield

(Gu Weixin,Geng Feng

(InstituteofExplorationandDevelopmentResearch,NorthwestDivisionCompany,CNSPC,UrumchiXinjiang830011,China)

Channel sand reservoir of T2a4played an important role in production in Tahe oilfield. Such traps are characterized by high buried depth (more than 4 200 meters), small sand thickness (less than 15 meters) and large lateral variation, which is difficult to be identified and evaluated. Through the practice in recent years, a series of techniques for identification and evaluation of deep channel sandstone reservoirs in Tahe oilfield are developed. Using forward simulation technique to determine the channel identification mark, attribute extraction and RGB plotting technique implement the river boundary. The prediction of sand body thickness with the combination of acoustic impedance inversion and amplitude attribute and frequency attenuation gradient attribute is used for fluid detection. Through the comprehensive application of multi technology method, 15 rivers of T2a4have been carried out in Tahe oil field, and 6 rivers have been evaluated. The discovery of the channel sandstone reservoir not only expands the exploration and development of the clastic rocks in Tahe oilfield, but also accumulates valuable experience for the exploration of lithologic traps.

Tahe oilfield; channel sandstone identification and description; forward simulation; RGB plotting technique; acoustic impedance inversion; fluid detection

1672—7940(2016)02—0245—06

10.3969/j.issn.1672-7940.2016.02.020

顧偉欣(1981-)，女，碩士，工程師，主要從事油氣田開發(fā)地震研究工作。E-mail：357547172@qq.com

耿 鋒(1983-)，男，碩士，工程師，主要從事油氣成藏研究工作。 E-mail：316059292@qq.com

P631.8

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2015-10-13