地震重構(gòu)反演在大慶長垣油田X開發(fā)區(qū)過渡帶河道預(yù)測的應(yīng)用

王 龍

(1.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司 第四采油廠，黑龍江 大慶 163000；2.中國石油大慶油田海外油田提高采收率項(xiàng)目部，黑龍江 大慶 163116)

地震重構(gòu)反演在大慶長垣油田X開發(fā)區(qū)過渡帶河道預(yù)測的應(yīng)用

王 龍1,2

(1.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司 第四采油廠，黑龍江 大慶 163000；2.中國石油大慶油田海外油田提高采收率項(xiàng)目部，黑龍江 大慶 163116)

大慶長垣油田已進(jìn)入特高含水時(shí)期，過渡帶作為增儲(chǔ)潛力區(qū)一直備受關(guān)注。但由于過渡帶構(gòu)造幅度大、儲(chǔ)層薄、沉積環(huán)境復(fù)雜等原因，常規(guī)的儲(chǔ)層解釋手段難以滿足精度的要求。針對(duì)這一問題，提出了利用微電極和微球電阻率曲線幅度差重構(gòu)的方法，建立一套適用于油田過渡帶的河流相儲(chǔ)層預(yù)測技術(shù)流程。以大慶油田X開發(fā)區(qū)過渡帶為例，通過量綱化、絕對(duì)差值以及幅度差均一化處理方法，實(shí)現(xiàn)了研究區(qū)測井曲線重構(gòu)的過程，并通過4個(gè)關(guān)鍵反演環(huán)節(jié)，完成研究區(qū)幅度差重構(gòu)反演的工作。經(jīng)鉆井證實(shí)，基于幅度差地震重構(gòu)反演的預(yù)測鉆井符合率較高，輔以開發(fā)區(qū)鉆井及地震屬性等資料，完成研究區(qū)SⅡ油層主力沉積單元沉積微相的實(shí)現(xiàn)。結(jié)果表明，此方法用于河道預(yù)測精度較高，可作為油田下一步過渡帶河道預(yù)測的有效技術(shù)手段。

幅度差； 重構(gòu)反演； 河道； 沉積微相； 大慶長垣

在我國東部中新生代含油氣盆地已開發(fā)的油田中，河流相儲(chǔ)層的石油地質(zhì)儲(chǔ)量占40%以上[1]，僅大慶油田就有相當(dāng)可觀的儲(chǔ)量分布于河流相儲(chǔ)層當(dāng)中，其中大慶長垣喇薩杏油田近70%的水驅(qū)剩余地質(zhì)儲(chǔ)量主要集中在河流砂體內(nèi)部。隨著油田進(jìn)入特高含水期，開發(fā)調(diào)整戰(zhàn)略的穩(wěn)產(chǎn)重心已轉(zhuǎn)移到老區(qū)，過渡帶作為增儲(chǔ)潛力區(qū)一直備受關(guān)注。過渡帶是位于純油區(qū)邊部的含油區(qū)帶，即油層進(jìn)入到油水同層的區(qū)域，通常油田過渡帶由內(nèi)向外含油厚度變薄、儲(chǔ)量豐度降低，滲透率由內(nèi)向外各條帶間逐漸變差[2-3]。鑒于此，常規(guī)的儲(chǔ)層解釋手段難以滿足精度的要求。對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)較大的過渡帶而言，其研究的重點(diǎn)應(yīng)放眼于河道砂的預(yù)測。如何準(zhǔn)確、高效地預(yù)測河道展布特征，避免錯(cuò)誤的鉆井投產(chǎn)，是十分必要和迫切的。關(guān)于油田過渡帶的報(bào)道多集中于油田開發(fā)、滲流及流體分布等方面[4-7]，而關(guān)于過渡帶河道預(yù)測的報(bào)道鮮為少見。因此，本文以大慶長垣油田X開發(fā)區(qū)過渡帶為例，建立了一套適用于油田過渡帶河流相儲(chǔ)層預(yù)測的技術(shù)手段。結(jié)果表明，幅度差重構(gòu)方法提高了X開發(fā)區(qū)過渡帶砂體預(yù)測的精度。通過本次研究，旨在為其他油田過渡帶儲(chǔ)層預(yù)測提供強(qiáng)有力的依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

X開發(fā)區(qū)過渡帶位于松遼盆地大慶長垣中部的XB油田內(nèi)，面積為19.97 km2，截止2008年，已完成中淺層高密度三維地震資料處理，地震面元為10 m×10 m。過渡帶為西高東低的斜坡構(gòu)造帶，地層傾角平均為19°，油水界面平均深度為1 050 m。區(qū)內(nèi)斷層較為發(fā)育，以張性正斷層為主，斷層走向主要為NW向和NNW向。目前共有開發(fā)井192口，主要分布在過渡帶的西部開發(fā)區(qū)內(nèi)，外部過渡帶為空白區(qū)，地層發(fā)育較全，在S油層內(nèi)見油。S油層進(jìn)一步劃分為3個(gè)層組——SⅠ油組、SⅡ油組和SⅢ油組，由于構(gòu)造位置較深，S油層SⅡ組以下以水層為主，而SⅠ組儲(chǔ)層條件差，基本不含油，含油層位主要分布在SⅡ組幾個(gè)主力沉積單元內(nèi)[8-9]。含油儲(chǔ)層巖性主要以砂巖、細(xì)砂巖為主，沉積背景為三角洲外前緣沉積環(huán)境，砂體呈豆莢狀分布。

2 重構(gòu)反演的實(shí)現(xiàn)方法

2.1 幅度差重構(gòu)反演的過程

地震儲(chǔ)層預(yù)測需要到小層級(jí)才能對(duì)油田開發(fā)具有實(shí)質(zhì)意義，而常規(guī)的波阻抗地震反演方法難以精細(xì)到小層級(jí)[10]，因此重構(gòu)地震反演技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高精度井間預(yù)測[8-9,11-17]。實(shí)踐表明，河道砂為含油的主要儲(chǔ)集體，因此本區(qū)研究的重點(diǎn)是落實(shí)過渡帶河道展布特征。調(diào)研得知，地層有效厚度是反映河道砂的重要指標(biāo)參數(shù)。通常，河道砂有效厚度為單層大于1.8 m的正韻律巖性組合，過渡帶河道砂識(shí)別就等同于對(duì)有效厚度的預(yù)測，而有效厚度又與微電極(RMN)與微球(RMG)電阻率曲線幅度差關(guān)系密切。因此，有必要構(gòu)建一條能夠反映儲(chǔ)層有效厚度的曲線，使其能夠替代聲波曲線參與反演，以此完成過渡帶河道的預(yù)測(見圖1)。

圖1 X開發(fā)區(qū)過渡帶幅度差曲線重構(gòu)示意圖

具體流程如下：

(1)對(duì)微電極與微球電阻率曲線的量綱化。由于不同年限測井曲線量綱不同，導(dǎo)致其采集的數(shù)據(jù)結(jié)果嚴(yán)重影響預(yù)測精度，因此，對(duì)原始測井曲線進(jìn)行量綱化處理是非常必要的。

(1)

(2)

(3)

(4)

(3)求取兩數(shù)列絕對(duì)差值。幅度差εi計(jì)算公式為：

(5)

(4)均一化處理幅度差εi[8]。由于河道規(guī)模和物性差異，直接導(dǎo)致幅度差值也不同，通常開發(fā)區(qū)內(nèi)河道規(guī)模較大，過渡帶河道發(fā)育較小，在地震反演運(yùn)算中過大的幅度差εi容易弱化較薄的有效厚度，因此需對(duì)每條幅度差εi進(jìn)行均一化處理，盡可能提高過渡帶河道預(yù)測的精度。

(5)

2.2 實(shí)現(xiàn)重構(gòu)反演的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

①小尺度構(gòu)造解釋技術(shù)。以井震時(shí)深標(biāo)定為基礎(chǔ)，建立“分級(jí)分層次”小尺度目標(biāo)體的構(gòu)造解釋格架[18]。分級(jí)解釋是斷地震解釋需達(dá)到的尺度，即精細(xì)到地層，油層組級(jí)還是沉積單元級(jí)，從而建立合理的標(biāo)準(zhǔn)層解釋格架；分層次解釋是在構(gòu)造解釋過程中優(yōu)先解釋同相軸明顯的界面，如頂?shù)捉缑?，其次解釋?nèi)部同相軸連續(xù)性好的界面，最后解釋其他同相軸較差界限(見圖2)。

(a) 構(gòu)造趨勢(shì)面分析法示意圖

(b) 井震聯(lián)合小尺度構(gòu)造解釋

圖2小尺度構(gòu)造解釋技術(shù)

②建立構(gòu)造趨勢(shì)面約束下的低頻模型。開展構(gòu)造建模約束反演[19]，利用構(gòu)造模型作為趨勢(shì)面進(jìn)行約束，以此提高低頻模型精確度，為重構(gòu)地下儲(chǔ)層的認(rèn)識(shí)奠定基礎(chǔ)。

③重構(gòu)基于幅度差的擬波阻抗曲線。根據(jù)RMG曲線和RMN曲線之間的幅度差曲線，與原始波阻抗曲線進(jìn)行線性擬合，轉(zhuǎn)換為擬波阻抗量綱范圍。同時(shí)，利用原始波阻抗曲線提取的子波，對(duì)所得到的擬波阻抗曲線進(jìn)行時(shí)深標(biāo)定，檢查擬波阻抗曲線與砂巖匹配的質(zhì)量。

④約束稀疏脈沖確定性反演。稀疏脈沖確定性反演的意義是可以作為疊后統(tǒng)計(jì)學(xué)反演的“硬”約束背景，反演的質(zhì)量取決于參數(shù)設(shè)置的合理性，其目的是控制反演結(jié)果的可信度。其中，最為關(guān)鍵的參數(shù)是λ值的選取[20-22]，λ值過大或過小都將影響稀疏脈沖反演的結(jié)果，一般該值選7～10較為合適。

⑤井震聯(lián)合逐級(jí)反演。首先，根據(jù)鉆井砂體規(guī)模(X、Y、Z)，進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析，其中，X為砂體橫向延伸的規(guī)模，Y為砂體縱向延伸規(guī)模，Z為砂體厚度。求取不同沉積單元幅度差擬波阻抗重構(gòu)曲線的變差函數(shù)分布范圍(見圖3)，從而定量標(biāo)定砂體展布的規(guī)模；其次，把常規(guī)波阻抗反演結(jié)果作為協(xié)模擬數(shù)據(jù)，運(yùn)用序貫高斯配置協(xié)模擬方法模擬幅度差擬波阻抗屬性體，開展重構(gòu)反演運(yùn)算，用以識(shí)別砂體邊界；最后，在測井與巖性敏感分析的基礎(chǔ)上，開展巖性反演模擬，以此完成砂巖厚度的預(yù)測。

圖3 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演變差分析

3 效果評(píng)價(jià)

3.1 反演剖面效果

反演精度和可信度是評(píng)價(jià)反演效果好壞的主要指標(biāo)[8]。地震重構(gòu)反演較原始波阻抗反演效果明顯提高。首先，在地震反演分辨率上效果顯著，以連井反演剖面為例(見圖4)，開發(fā)區(qū)反演剖面顯示砂巖發(fā)育較好，縱向上能夠識(shí)別5套以上砂體，尤其是反向斷層兩側(cè)砂體較發(fā)育，各套砂體間呈平行、亞平行分布；其次，有效克服過渡帶無井區(qū)的“模型化”效應(yīng)，即在過渡帶無井區(qū)內(nèi)砂體呈斷續(xù)狀；最后，幅度差重構(gòu)反演精度較高，能識(shí)別有效厚度大于1.8 m的儲(chǔ)層(見圖5)。表1為X開發(fā)區(qū)過渡帶SⅡ組含油主力單元地震反演預(yù)測精度統(tǒng)計(jì)結(jié)果。由表1可知，參與反演井的河道砂符合率平均為88.0%，有效厚度平均符合率為87.76%；后驗(yàn)井反演預(yù)測河道砂符合率較參與井低，平均符合率為77.0%，有效厚度平均符合率為73.48%。其中，SⅡ8沉積單元符合率最高，參與井符合率為88.9%，參與井有效厚度符合率為91.20%，后驗(yàn)井符合率為83.3%，后驗(yàn)井有效厚度符合率為78.30%。

圖4 X開發(fā)區(qū)過渡帶SⅡ油層過井反演剖面

圖5 X開發(fā)區(qū)過渡帶W7巖電與反演對(duì)比綜合圖

沉積單元參與井河道砂井點(diǎn)數(shù)/個(gè)井鉆遇數(shù)預(yù)測吻合數(shù)參與井符合率/%有效厚度平均符合率/%后驗(yàn)井河道井點(diǎn)數(shù)/個(gè)井鉆遇數(shù)預(yù)測吻合數(shù)后驗(yàn)井符合率/%有效厚度符合率/%SⅡ5171588.285.6010880.076.20SⅡ89888.991.206583.378.30SⅡ11252288.087.606466.764.20SⅡ12141285.788.305480.076.10SⅡ112282585.786.108675.072.60平均88.087.7677.073.48

本次重構(gòu)反演后驗(yàn)井和參與井的預(yù)測精度較高。分析原因如下：其一，開發(fā)地震資料質(zhì)量品質(zhì)較好，具有主頻高、地震面元密度大的特點(diǎn)，為儲(chǔ)層預(yù)測奠定了良好的基礎(chǔ)；其二，開發(fā)區(qū)井網(wǎng)密度大，平均井距75 m，井網(wǎng)控制程度高，抽稀井為井網(wǎng)內(nèi)均勻抽稀，因此預(yù)測精度較高；其三，東部過渡帶為三角洲前緣沉積，相對(duì)不發(fā)育的儲(chǔ)層多以泥包砂形式存在，受泥巖圍巖的包絡(luò)，薄差儲(chǔ)層對(duì)地震響應(yīng)相對(duì)敏感，為反演預(yù)測精度提供了一個(gè)良好的條件。

3.2 反演平面效果

通常利用沉積微相與對(duì)應(yīng)的反演切片相似度大小來定性評(píng)價(jià)反演平面效果。反演切片是利用沉積單元頂?shù)诪榻缦薜膶娱g切片，較好地反映一個(gè)沉積單元內(nèi)部信息。對(duì)比可知，地震反演沿層切片與該沉積單元地震屬性符合較好。地震沿層均方根屬性可以反映砂體發(fā)育情況[23-26]，地震反演幅差值越高，該區(qū)域砂巖就越發(fā)育。

通過本次反演可以看出，位于構(gòu)造高部位的開發(fā)區(qū)內(nèi)砂體較發(fā)育，而位于構(gòu)造低部位的東部過渡帶砂體發(fā)育較差。SⅡ11單元地震反演切片和地震均方根屬性對(duì)比見圖6。

(a) 反演沿層切片

(b)地震均方根沿層屬性

由圖6可知，地震反演表現(xiàn)為中高幅差區(qū)域?yàn)樯皫r發(fā)育區(qū)，對(duì)應(yīng)地震均方根屬性為暖色區(qū)，說明該區(qū)為砂巖發(fā)育有利區(qū)，過渡帶無井區(qū)內(nèi)主要有兩處砂巖發(fā)育區(qū)，中部的地震反演高值區(qū)呈坨狀分布(綠色箭頭部分)，位于工區(qū)東北部(藍(lán)色箭頭部分)對(duì)應(yīng)地震均方根屬性為異常高值區(qū)，與過渡帶邊界線以西的開發(fā)區(qū)河道鉆井類比可知(見圖7)，該異常高值區(qū)預(yù)測為河道發(fā)育區(qū)。

4 主力油層沉積微相的實(shí)現(xiàn)

利用幅度差重構(gòu)反演成果，輔以開發(fā)區(qū)鉆井信息及地震屬性等資料，采用以地震反演為主、屬性為輔的原則[27-29]，完成過渡帶SⅡ油層主沉積單元沉積微相的繪制。研究區(qū)主要處于淺水枝狀三角洲前緣沉積環(huán)境(見圖7)，物源主要來自長垣北部。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育的5種沉積微相類型——河道、主體、表內(nèi)、表外和尖滅微相[9]。為了沿襲大慶長垣老油田沉積微相統(tǒng)一命名傳統(tǒng)，該5種微相依次對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)成因微相的河道、河口壩、席狀砂、溢岸薄層砂和分流間灣。以SⅡ11沉積單元為例，該單元沉積時(shí)期水體相對(duì)較淺，區(qū)內(nèi)主要發(fā)育多個(gè)斷續(xù)型河道砂體，主體微相發(fā)育面積較大。其中，在過渡帶區(qū)主要發(fā)育兩條小型河道，最北端的河道發(fā)育規(guī)模最小，中部河道規(guī)模相對(duì)較大，預(yù)測河道總面積為16.44 m2，其平面延展與屬性預(yù)測一致，河道在東西向地震反演剖面表現(xiàn)為一透鏡狀砂體，反演切片為高阻抗區(qū)域，對(duì)應(yīng)的地震屬性為一暖色異常高值圖(見圖6)，河道外部的主體微相呈南北條帶狀分布，總體上反映了三角洲前緣沉積特征。

5 結(jié) 論

針對(duì)過渡帶河道預(yù)測的問題，提出了應(yīng)用幅度差地震重構(gòu)反演進(jìn)行過渡帶河道預(yù)測的方法。對(duì)微電極和微球電阻率曲線進(jìn)行量綱化處理，計(jì)算了幅度差重構(gòu)曲線，并對(duì)重構(gòu)后的幅度差曲線進(jìn)行均一化處理，通過小尺度構(gòu)造解釋技術(shù)、構(gòu)造建模約束初始模型、約束稀疏脈沖確定性反演和井震聯(lián)合逐級(jí)反演的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，完成了X開發(fā)區(qū)過渡帶地震重構(gòu)反演預(yù)測。綜合研究表明，應(yīng)用幅度差重構(gòu)反演預(yù)測河道效果較好，其地震反演參與井精度較高，后驗(yàn)井誤差控制在25%以內(nèi)。與地震屬性進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)了主力油層沉積微相的刻畫，完成了過渡帶空白區(qū)河道的預(yù)測，可作為油田下一步過渡帶河道預(yù)測的有效技術(shù)手段。

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Application of Seismic Reconstruction Inversion in Prediction of River Channel of X Development Zone in Daqing Placantieline

Wang Long1,2

(1.TheFourthProductionPlant,PetroChinaDaqingOilfieldCompany,DaqingHeilongjiang163000,China; 2.TheEORProjectDepartmentofOverseasOilfield,PetroChinaDaqingOilfieldCompany,DaqingHeilongjiang163116,China)

Dairying placanticline has already entered extremely high water cut period, transition zone have been brought into sharp focus as the potential reserve area. Since the transition zone has a problem of the large amplitude of structure, thin reservoir and complex sedimentary environment, conventional reservoir interpretation method is difficult to satisfy the requirement of accuracy. In order to solve this problem, the method of using the method of reconstructing separation with micro electrode resistivity curve and microspheres was proposeed, and a set of suitable for the technical flow transition zone in the oil field of fluvial facies reservoir prediction has been established. Development of X in Daqing oilfield as an example, through the processing method of dimension, the absolute difference and the amplitude difference of homogenization, the process of logging curve reconstruction in the study area was achieved, and through four key link of inversion, amplitude difference reconstruction inversion in the study area was completed. Confirmed by drilling, basing on the amplitude difference seismic reconstruction inversion to predict drilling coincidence rate is higher. Combining with well drilling in development zone and seismic attributes, II sedimentary microfacies of main sedimentary unit of oil in the study area S was realized. Comprehensive studies have shown that, this method is high precision to predict river, and can be used as a effective method for prediction of oilfield transition zone channel.

Amplitude difference； Reconstruction inversion； Channel； Sedimentary facies； Daqing placanticline

1672-6952(2017)05-0031-07

投稿網(wǎng)址：http://journal.lnpu.edu.cn

2016-11-21

2016-12-09

中國石油科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2016D-5007-0212)。

王龍(1982-)，男，碩士，工程師，從事油藏描述、油田開發(fā)方面的研究；E-mail:dqwanglong@petrochina.com.cn。

P631

A

10.3969/j.issn.1672-6952.2017.05.007

(編輯 宋官龍)