多層砂巖油藏儲(chǔ)層井震聯(lián)合精細(xì)表征

于雪峰

(長(zhǎng)江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 434023)

1 前言

遼河盆地二次三維地震之前(2000年前)，在主要構(gòu)造區(qū)域完成地震采集1.62萬平方公里，突出表現(xiàn)在多次部署、不同年度施工、不同采集方法、不同施工隊(duì)伍、不同地質(zhì)要求，加之復(fù)雜的地震地質(zhì)條件，一次三維地震勘探未能很好地滿足勘探開發(fā)的需要。隨著勘探開發(fā)的不斷深入，通過應(yīng)用高精度三維地震采集技術(shù)，提高原始資料品質(zhì)。在2001年后，二次地震采集36個(gè)區(qū)塊7 679 km2，采集工作在充分總結(jié)前期參數(shù)設(shè)置的基礎(chǔ)上，結(jié)合油藏特征和地質(zhì)目的針對(duì)性改進(jìn)觀測(cè)系統(tǒng)，優(yōu)化檢波器組合，加大覆蓋次數(shù)，縮小CMP面元。

通過多項(xiàng)面向開發(fā)儲(chǔ)層的精細(xì)處理新技術(shù)，噪、綜合靜校正、一致性處理等，疊前時(shí)間偏移剖面分辨率明顯提高，主頻由25 Hz提高至35 Hz，頻寬由55～80 Hz擴(kuò)展到5～100 Hz。新地震剖面復(fù)合波減少，地震反射連續(xù)，同相軸錯(cuò)斷清楚，為后續(xù)精細(xì)構(gòu)造解析和儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究提供了可靠的資料。

2 井震聯(lián)合地層等時(shí)對(duì)比，有效夯實(shí)油藏研究基礎(chǔ)

基于測(cè)/錄井、巖心資料、高精度三維地震，以及生產(chǎn)測(cè)試資料，以多級(jí)次的沉積旋回(或基準(zhǔn)面旋回)為參照面，建立高精度時(shí)間地層對(duì)比格架，由過去“砂對(duì)砂、泥對(duì)泥”的簡(jiǎn)單地層巖性對(duì)比，向等時(shí)格架基礎(chǔ)上的層序地層學(xué)分析轉(zhuǎn)變，有效保證了對(duì)地下地質(zhì)體認(rèn)識(shí)的精度與深度。

2.1 基于油藏沉積體系特征，建立等時(shí)層序地層格架

為解決地層對(duì)比不等時(shí)和精度低的難題，以陸相層序地層學(xué)原理為指導(dǎo)，建立曙三區(qū)杜家臺(tái)油層沉積控制下的層序地層發(fā)育模式。

2.1.1 Ⅲ油組底部發(fā)育“填平補(bǔ)齊”地層模式

杜家臺(tái)油層內(nèi)部分為杜Ⅰ—Ⅲ三個(gè)油組，受沉積影響與下伏高升油層不整合接觸，沉積早期由于古地形凹凸不平導(dǎo)致地層差異性沉積，在地形低洼地區(qū)沉積厚度大，在地形凸起地區(qū)沉積厚度薄或者發(fā)生過路沉積，地層沉積整體表現(xiàn)為“填平補(bǔ)齊”模式。地震剖面上，“填平補(bǔ)齊”主要表現(xiàn)為地震同相軸數(shù)目的增加和頻率的降低。研究區(qū)西南部位同相軸的數(shù)目明顯多于中部，表明地層在西南區(qū)相對(duì)齊全，向東北逐漸缺失。

2.1.2 Ⅱ油組底部快速湖退控制砂體上超

杜家臺(tái)Ⅱ油組沉積前，仍然存在古地形的差異。杜Ⅲ油組沉積晚期，湖泛形成了穩(wěn)定分布的筆架泥巖，在筆架泥巖沉積之后，發(fā)育一期快速的湖退，之后的四級(jí)層序緩慢湖進(jìn)和南西、北東方向的物源供給導(dǎo)致了工區(qū)北部杜Ⅱ油組底部表現(xiàn)為兩個(gè)方向向中間超覆，小層數(shù)向上超方向減少，形成“組超層變”的沉積地層格架。南西方向物源影響較大，北東方向物源影響較小。

地震剖面上的“上超”主要表現(xiàn)為地震同相軸數(shù)目的減少。工區(qū)之外靠近物源方向Ⅱ油組底部同相軸超覆明顯，工區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為在局部井區(qū)附近杜Ⅱ油組地層厚度明顯減薄，形成局部上超尖滅帶，依次地震同相軸數(shù)目減少，隱約可見超覆于杜Ⅲ油組之上。如在曙3-5-03井缺失Ⅱ11小層，在曙3-7-504井缺失Ⅱ9-10小層，形成“組超層變”的沉積特征。

2.1.3 I油組地層存在沉降幅度的差異

這種地層發(fā)育模式是在沉降幅度大的地區(qū)，沉積地層相對(duì)較厚；反之，沉降幅度小的地區(qū)，沉積地層相對(duì)較薄。杜I油組沉積前，地形已相對(duì)平緩，但同沉積隆起的作用使得隆起部位杜I油組地層等比例減薄。基于“模式指導(dǎo)、層次約束、多重控制、細(xì)化研究”，通過旋回及其組合、地層過程-響應(yīng)分析、高級(jí)次層序控制和地震、測(cè)井、巖心資料綜合對(duì)比等技術(shù)手段，進(jìn)一步開展研究區(qū)600余口井不同級(jí)次旋回單元精細(xì)對(duì)比。在三級(jí)層序內(nèi)部，結(jié)合不同規(guī)模進(jìn)積-退積轉(zhuǎn)換面(即湖泛面)，將杜家臺(tái)油層分為5個(gè)中期、11個(gè)短期、29個(gè)超短期基準(zhǔn)面旋回層序。

2.2 動(dòng)靜信息綜合應(yīng)用，確保地層精細(xì)對(duì)比可靠性

曙三區(qū)杜家臺(tái)油層劃分與對(duì)比工作可概括為“一斷、二剝、三統(tǒng)一”三個(gè)特征?！耙粩唷笔侵肝赐ㄟ^井震結(jié)合開展地層對(duì)比時(shí)，把地層向盆地邊緣變薄的趨勢(shì)歸結(jié)為斷層的作用，由此在局部井區(qū)劃出了一系列斷層?！岸儭笔侵鸽S著注水開發(fā)中出現(xiàn)矛盾，地層對(duì)比工作逐步深入，認(rèn)為在Ⅲ油組底部發(fā)育“填平補(bǔ)齊”地層模式，導(dǎo)致地層差異性沉積，修改了以斷層處理地層減薄和缺失的方案。“三統(tǒng)一”是指用動(dòng)態(tài)資料控制儲(chǔ)層細(xì)分對(duì)比模型的建立，達(dá)到地震剖面解釋、鉆井地層對(duì)比和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料分析三者的統(tǒng)一。以骨干剖面為基準(zhǔn)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)剖面井震聯(lián)合對(duì)比，不斷修改分層和斷點(diǎn)位置，最終完成所有縱橫剖面的閉合，認(rèn)為局部井區(qū)“組超層變”的沉積特征和I油組差異沉降是導(dǎo)致地層減薄的主要原因，確保了整個(gè)杜家臺(tái)油層對(duì)比的統(tǒng)一性。通過重建杜家臺(tái)油層地層層序格架，減少了大批斷點(diǎn)，改變了對(duì)工區(qū)構(gòu)造破碎的認(rèn)識(shí)，構(gòu)造模式經(jīng)修改變?yōu)橄鄬?duì)整裝。

3 逐層精細(xì)構(gòu)造解析，搞清主力油層頂面構(gòu)造形態(tài)

3.1 目標(biāo)層段界面精細(xì)標(biāo)定，保證地震層位和鉆井分層統(tǒng)一

層位精細(xì)標(biāo)定是指在大構(gòu)造層位標(biāo)定的基礎(chǔ)上對(duì)其內(nèi)部砂組(或油層頂面)的標(biāo)定，是逐層精細(xì)構(gòu)造解釋的基礎(chǔ)。在確定、閉合了三維地震剖面大的地質(zhì)層位界限的基礎(chǔ)上，按區(qū)域、斷層兩側(cè)位置選擇制作合成記錄，將井的小層分層結(jié)果，即每個(gè)油層的頂界(或底界)位置在地震剖面上確定下來，找出它們與地震反射波的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，保證地震解釋層位和鉆井分層的統(tǒng)一，以提高對(duì)油層的認(rèn)知程度。

3.2 井震結(jié)合解釋斷層，提升構(gòu)造研究精度

3.2.1 多測(cè)線交互解釋，確保層位閉合

利用主測(cè)線、聯(lián)絡(luò)線多剖面、多窗口交互解釋，用任意線在任一斷塊內(nèi)選取似“口”字型閉合剖面檢查解釋方案。斷層在常規(guī)地震剖面上主要識(shí)別標(biāo)志為：斷層兩側(cè)同相軸發(fā)生錯(cuò)斷，但反射波特征清楚，波組或波系之間關(guān)系穩(wěn)定；反射波同相軸數(shù)目突然增減或消失，波組間隔突然變化，表現(xiàn)為下降盤同相軸數(shù)據(jù)逐漸增多，地層增厚，上升盤同相軸數(shù)目突然減少，地層減??；反射波同相軸形狀突變，反射零亂并出現(xiàn)空白反射。

3.2.2 利用三維構(gòu)造建模，空間上檢驗(yàn)斷點(diǎn)的歸屬和斷層的閉合

利用密井網(wǎng)斷點(diǎn)資料，通過三維空間顯示斷點(diǎn)與斷層面空間配置關(guān)系，初步判定斷點(diǎn)的歸屬，再通過二維平面顯示井位、斷點(diǎn)、斷層面，綜合判斷斷層延伸范圍，進(jìn)一步校驗(yàn)斷點(diǎn)的歸屬，實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)的最優(yōu)組合。

3.3 井震約束構(gòu)造成圖，為后期精細(xì)調(diào)整提供依據(jù)

將井點(diǎn)構(gòu)造信息和井間地震構(gòu)造信息有機(jī)結(jié)合，用地震層位約束克里金內(nèi)插法進(jìn)行構(gòu)造編圖。構(gòu)造圖既忠實(shí)于井點(diǎn)深度數(shù)據(jù)，井間又符合于地震層位的橫向變化趨勢(shì)，避免了速度不準(zhǔn)帶來的假構(gòu)造。在錦99塊僅據(jù)鉆井分層編制的頂面構(gòu)造圖上，深度平均誤差1.1 m，誤差大于5 m 的井有14口，而在井震結(jié)合編制的頂面構(gòu)造圖上，深度平均誤差0.65 m，誤差大于5 m 的井有5口，構(gòu)造編圖的精度明顯提高。在此基礎(chǔ)上，將小層及單砂體分層數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的校正，然后提取單井砂體頂?shù)酌嫔疃葦?shù)據(jù)，在砂體尖滅線范圍內(nèi)，以小層構(gòu)造模型做趨勢(shì)約束，據(jù)井點(diǎn)海拔深度插值生成砂體頂?shù)酌嫖?gòu)造圖，實(shí)現(xiàn)了由小層微構(gòu)造圖向目標(biāo)砂體精細(xì)描述的轉(zhuǎn)變。

4 目標(biāo)砂體綜合描述，顯著提升儲(chǔ)層表征精度

對(duì)于碎屑巖砂泥巖儲(chǔ)層，薄層調(diào)諧現(xiàn)象和儲(chǔ)層橫向多變導(dǎo)致地震波振幅、頻率、相位等發(fā)生變化。這種變化與互層組中的單層厚度、層速度、密度及層間的組合關(guān)系等因素有關(guān)，使得地震波波場(chǎng)特征變化更為復(fù)雜。采用地震拓頻、儲(chǔ)層反演、地震沉積學(xué)等方法，通過有依據(jù)地賦予地震屬性以鮮活的沉積學(xué)意義，使得沉積構(gòu)型與地震屬性相實(shí)現(xiàn)有效對(duì)應(yīng)，刻畫不同沉積砂體展布，預(yù)測(cè)符合率明顯提高。

4.1 窄薄砂體的地震資料拓頻，進(jìn)一步提高單砂體預(yù)測(cè)吻合率

窄、薄儲(chǔ)層主要指“泥包砂”型薄互層和窄小河道砂體，砂體厚度一般小于2 m，砂體寬度小于200 m，以往對(duì)這類窄、薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的符合率普遍較低。窄、薄儲(chǔ)層地震主頻低，厚度與現(xiàn)有地震資料的縱向分辨能力相比不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上，因此用常規(guī)井震資料相結(jié)合方法研究薄儲(chǔ)層是一項(xiàng)高難度的課題。通過長(zhǎng)期開發(fā)實(shí)踐，提出“有響應(yīng)、可辨識(shí)”研究思路，突破地震分辨率約束，有效識(shí)別薄層油藏空間展布特征。其主要原理是在頻率域通過調(diào)諧振幅或相位來研究?jī)?chǔ)層橫向變化規(guī)律，利用不同頻率對(duì)不同尺度地質(zhì)體之間存在不同的響應(yīng)特征認(rèn)識(shí)地質(zhì)體，使地震解釋可得到高于常規(guī)地震主頻所對(duì)應(yīng)的 1/4 波長(zhǎng)的時(shí)間分辨率結(jié)果，從而進(jìn)行砂體解釋。在茨80井區(qū)沿主要目的層選取60～100 ms時(shí)窗進(jìn)行地震分頻信息處理，分別求取不同頻段振幅調(diào)諧體切片數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，與常規(guī)時(shí)間域振幅、相位信息切片相比，目的層頻率調(diào)諧體切片在刻畫地質(zhì)體橫向變化、展現(xiàn)沉積特征方面效果更佳，實(shí)現(xiàn)了河道砂體的有效刻畫。

4.2 利用測(cè)井約束反演等地震屬性描述儲(chǔ)層展布特征

開發(fā)地震技術(shù)與精細(xì)油層對(duì)比結(jié)合，利用測(cè)井地質(zhì)資料豐富的高頻信息和完整的低頻成分，補(bǔ)充地震有限帶寬的不足，并作為約束條件進(jìn)行測(cè)井約束波阻抗反演，在高精度三維反演數(shù)據(jù)體上對(duì)主力油砂體逐個(gè)進(jìn)行標(biāo)定和追蹤解釋，編制出各主力油層砂體等厚圖，就能描述儲(chǔ)層的平面展布和厚度變化規(guī)律，克服研究中井資料的不足，進(jìn)一步提高井間地質(zhì)研究可信度，為后期調(diào)整挖潛提供依據(jù)。

海1塊東三段應(yīng)用重構(gòu)聲波曲線技術(shù)使目的層分辨率得到顯著提高，其反演剖面能更好地突顯儲(chǔ)層，使儲(chǔ)層與圍巖的差異更明顯，能分辨5 m以上的砂體。同時(shí)，通過波阻抗反演結(jié)果與沉積分布對(duì)比發(fā)現(xiàn)，反演波阻抗與沉積體系分布基本一致，符合地震橫向趨勢(shì)，有利相帶表現(xiàn)為波阻抗高值。

將敏感測(cè)井曲線按照地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論進(jìn)行特征曲線反演，生成敏感曲線數(shù)據(jù)體，綜合利用巖性數(shù)據(jù)、測(cè)井解釋數(shù)據(jù)將敏感曲線數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)換成巖性數(shù)據(jù)體，并將砂巖三維空間成像，開展儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果可有效反映目的層段波阻抗的縱、橫向變化，并與地震反射資料保持了良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，定量解決該區(qū)東三段主力儲(chǔ)層的空間分布。

5 結(jié)論

遼河稀油多層砂巖油藏受沉積影響，砂體分布不連續(xù)，儲(chǔ)層非均質(zhì)嚴(yán)重，剩余油分布復(fù)雜。通過儲(chǔ)層井震聯(lián)合精細(xì)表征，顯著提升儲(chǔ)層表征精度，有效刻畫井間各類砂體非均質(zhì)特征和三維空間分布規(guī)律，指導(dǎo)精細(xì)三維油藏地質(zhì)模型的建立，為描述剩余油的空間分布和規(guī)律分析奠定基礎(chǔ)。