油藏滲流地球物理新方法探索

趙平起 郝會民 倪天祿 李洪革 陶自強 馬躍華*

(①中國石油大港油田公司，天津大港 300280； ②東方地球物理公司，河北涿州 072750)

0 引言

油藏地球物理技術(Reservoir Geophysics)始于20世紀70年代，1977年美國能源部資助斯坦福大學開展油藏地球物理基礎研究，1984年SEG(美國勘探地球物理學家學會)成立了開發(fā)與開采委員會，召開油藏地球物理(開發(fā)地震)研討會，推動了油藏地球物理技術的發(fā)展。1992年，Sheriff[1]給出了油藏地球物理的定義，即借助地球物理方法評價和描述油藏或監(jiān)測油藏在開采過程中的變化。20世紀90年代起，中國研究者開始對油藏地球物理技術進行探討。1996年，劉雯林[2]撰寫了《油氣田開發(fā)地震技術》一書，詳細闡述了開發(fā)地震的概念及研究方法。開發(fā)地震是在勘探地震基礎上，充分利用針對油藏的觀測方法和信息處理技術，緊密結合鉆井、測井、巖石物理、油田地質和油藏工程等資料，在油氣田開發(fā)和開采過程中對油藏特征進行橫向預測，并開展完整描述和動態(tài)監(jiān)測。隨著油藏地球物理技術的發(fā)展，時移地震監(jiān)測技術[3]、巖石地球物理技術[4]、3.5維地震技術[5]、多分量地震儲層預測技術[6]、VSP高精度井筒地震技術、電磁技術[7]等越來越多地應用到油藏的描述和動態(tài)監(jiān)測中。其中，Huang等[8]將時移地震技術與油藏數(shù)值模擬相結合，提出結合時移地震的油藏歷史擬合的概念，提高了油藏數(shù)值模擬的精度。2010年Johnston等[9]從油藏管理、油田生命周期、支撐技術、勘探評價、開發(fā)生產(chǎn)及油藏地球物理技術發(fā)展等幾個方面系統(tǒng)總結了當前油藏地球物理的最新進展，從地球物理技術進步帶動油藏地球物理發(fā)展的角度，分析了未來技術的發(fā)展方向，如基于多方位地震數(shù)據(jù)油藏檢測技術、巖石物理和地震反演預測技術、彈性波場地震地層學及儲層描述技術、最佳四維流體成像技術、定量地震工程一體化技術、虛震源成像和油藏監(jiān)測技術以及永久油藏監(jiān)測技術等。21世紀以來，油藏地球物理技術逐漸應用于開發(fā)領域。韓大匡院士帶領研究團隊在大慶油田的勘探、開發(fā)過程中積極推動油藏地球物理技術的應用，開展了低級序斷層識別、薄互層預測、精細油藏描述和地震約束下的地質建模等方面工作[10-11]。但是，在中國陸相湖盆沉積環(huán)境條件下，油藏地球物理技術遇到了一些困難，如陸上多次采集地震資料的非一致性問題[12-14]、多分量技術中橫波資料采集及處理問題、時移電磁資料的低信噪比和低分辨率問題[15-17]等制約了該項技術的發(fā)展。

與此同時，為了提高油氣田采收率，開發(fā)領域的專家通過建立油藏三維地質模型和數(shù)值模擬模型研究油藏滲流。提高采收率的方法更多的是通過注驅干預改變油藏滲流狀態(tài)，例如精細分層注水技術、聚合物驅油技術、三元復合驅、二元復合驅技術、泡沫驅技術和“二三結合”技術[18-20]等。油藏模擬技術是油氣田開發(fā)領域的一項關鍵技術，再現(xiàn)了油氣藏開發(fā)歷史，預測了油氣藏未來動態(tài)，為油氣藏開發(fā)的決策提供了一項重要手段。近年來，數(shù)值模擬的趨勢由復雜構造、復雜儲層、復雜流體逐漸向復雜滲流模型發(fā)展?；谶_西定律的數(shù)值模擬技術在油田開發(fā)方案制定及實施中發(fā)揮了指導作用，但數(shù)值模擬更多依賴于靜態(tài)的測井資料及動態(tài)的開發(fā)數(shù)據(jù)，地球物理信息主要用于構建初期油藏模型[21-23]。實際上，油藏參數(shù)的變化貫穿于整個開發(fā)全過程，尤其是特高含水開發(fā)階段，油藏的特性發(fā)生了較大變化，滲流場遭到改造和破壞，非均質性增強，剩余油分布零散、規(guī)律復雜。

考慮注入倍數(shù)、注入壓力連續(xù)變化下油藏參數(shù)的變化以及由此產(chǎn)生的滲流場的變化，基于不同開發(fā)階段油藏參數(shù)變化與多期觀測階段中地球物理屬性之間的內在關聯(lián)性，本文提出了油藏滲流地球物理(Reservoir Seepage Geophysics,RSG)新方法，初步確定了應用地面地震、井中地震、井地電磁、測井、試井、多維地質建模等多資料綜合研究思路。首先，利用多次采集的三維地面地震資料與低含水、中高含水、特高含水三個油藏開發(fā)階段相關聯(lián)，井震結合開展非一致性時移地震資料處理和解釋；其次，在井中應用光纖VSP技術多期觀測并研究注水開發(fā)階段井間滲流變化；同時，將多分量地面地震與井地電磁相結合，解決因只依靠縱波資料研究而缺少流體敏感參數(shù)的問題；再結合過套管的測井及試井技術，觀測高含水期油藏滲流參數(shù)的變化；最終集成油藏地質模型，制定提高采收率的對策與方案。

1 油藏滲流場變化

油藏滲流場是指地下儲層中的骨架場、孔喉道網(wǎng)絡場、黏土場、物理化學場、應力場、流體場及流體在儲層中滲流狀態(tài)的統(tǒng)稱[22]。隨著油田注水開發(fā)的逐漸深入，儲層及流體分布隨之變化，導致油藏滲流場發(fā)生改變。

1.1 孔隙度的變化

中—高滲透油藏開發(fā)實踐表明，隨著注水倍數(shù)的增加，儲層孔隙度發(fā)生變化。例如對于大港油田明化鎮(zhèn)組中—高滲透油藏，孔隙度在注入初期呈現(xiàn)增大的趨勢；加大注水倍數(shù)后，孔隙度出現(xiàn)減小的趨勢(表1)。

表1 取心井不同注入倍數(shù)下孔隙度變化表

注： PV(Pore Volume)指儲層孔隙體積

在不同注入倍數(shù)下，可以通過CT 掃描對比孔隙度變化。從圖1(黑白截面圖)中可以看出，該樣品經(jīng)水驅1PV后孔隙(黑色部分)增多，截面的面孔率由25.01%增加到30.66%。從圖2中可以看出，該樣品經(jīng)水驅20PV后孔隙減少，截面的面孔率由32.28%減小到30.00%。由于速敏較強，注水20PV后，水流量增大，水與巖石接觸時間變長，導致儲層中伊蒙混層與水發(fā)生反應時間長，遇水膨脹，堵塞部分孔隙，導致孔隙度減少。

1.2 泥質含量的變化

黏土礦物場動態(tài)模型可用于研究和表征長期注水開發(fā)儲層中的黏土礦物類型、分布、數(shù)量和產(chǎn)狀隨不同含水期的演化及其對剩余油形成和分布的影響[24]。以大港油田港西開發(fā)區(qū)為例，港西開發(fā)區(qū)主力含油層系之一的明化鎮(zhèn)組儲層以河流相粉砂、細砂及砂礫巖為主，膠結物為泥質。由于注入水的長期沖刷，大量的泥質膠結物被沖散帶走，巖石變得更加疏松。由圖3可知，開發(fā)早期和注水開發(fā)后期，各油組泥質含量均降低。開發(fā)早期各油組泥質含量普遍高于23%，開發(fā)后期泥質含量普遍低于23%，特別是原始泥質含量高的油層受注入水的沖刷影響，降低幅度更大，如NmⅡ-5油組由初期的29%降低到后期的20%，降低幅度達到9%。泥質含量的顯著變化導致儲層物性的變化。

圖3 港西油田不同開發(fā)時期明化鎮(zhèn)組泥質含量變化圖

1.3 注水開發(fā)過程中剩余油分布變化

開發(fā)實踐表明，儲層在平面及縱向上的非均質性導致在注入水波及范圍內儲層各部位之間沖洗倍數(shù)或沖洗強度的差別很大。在主流線方向，注水倍數(shù)高，油氣采出程度接近、甚至等于實驗室所測定的驅油效率，尤其在正韻律儲層下部高滲透層段的主流線部位油氣采出程度還可能高于實驗室測定的驅油效率；而在接近分流線的部位、斷層附近等，過水倍數(shù)非常低，剩余油飽和度相對較高。港東油田經(jīng)過五十三年的注水開發(fā)，注水未波及低滲夾層，水繞過的低滲帶中剩余油占總體剩余油的25.0%； 未被鉆遇的透鏡體中的剩余油占16.0%； 小孔隙中原油受到較大毛管力束縛，不易流動，剩余油占15.0%； 地層壓力梯度小的滯留帶內剩余油占19.5%； 以薄膜狀形式存在于地層巖石表面的剩余油占13.5%。概括而言，在綜合含水率大于90%以后，剩余油的分布呈四種類型: ①低滲透差儲層，如河床邊緣、堤岸相帶； ②封閉性斷層附近、構造高部位或微構造高點； ③正韻律厚層的上部； ④井間分流線附近井網(wǎng)控制不住、注采系統(tǒng)不完善的部位。

1.4 剩余油分布認識的難點

目前，在地質建模的基礎上，通過數(shù)值模擬技術和油藏工程分析方法可以判斷剩余油大體分布，但仍然存在以下難點：一是現(xiàn)有數(shù)值模擬的基礎是達西定律，對非達西滲流的非牛頓流體或者存在啟動壓力梯度的油藏具有局限性；二是油藏中小尺度儲層的巖性遮擋難以清楚刻畫，造成油藏歷史擬合和剩余油預測存在不確定性；三是由于長期的注水開發(fā)，多層非均質油藏不同方向水驅倍數(shù)差異大，高滲區(qū)域或大壓差方向容易形成水竄通道，從而形成即注即采的狀況，滲流規(guī)律難以準確描述。

圖4表示不同含油層段經(jīng)過注水開發(fā)后剩余油在巖心中的分布情況。可見弱水洗段存在剩余油，強水洗段也能存在剩余油，水洗程度的強弱不能夠直接反映剩余油分布情況，這與儲層本身滲流情況相關。因此，迫切需要應用新方法研究滲流場變化情況、準確描述剩余油動態(tài)賦存狀況才能在高含水階段大幅度提高老油田采收率。

圖4 特高含水期取心井熒光下不同層段剩余油分布

2 發(fā)展油藏滲流地球物理技術的必要性與可行性

2.1 概念的提出

為了實現(xiàn)對油藏滲流場的精細表征和動態(tài)監(jiān)測，綜合應用測井、地震、電磁等資料，結合油氣田開發(fā)過程中動、靜態(tài)信息定量預測剩余油分布，提高油氣藏最終采收率。研究技術主要涉及地面地震、井筒地震、時頻電磁、測井、油藏開發(fā)等技術。油藏滲流地球物理技術的發(fā)展具有階段性，即由油藏地球物理發(fā)展到滲流地球物理，原油藏地球物理中所運用的各項技術及研究思路在滲流地球物理研究中同樣適用。

近幾年，應用油藏地球物理技術，在老油田的油藏描述過程中取得了較好成效，但與油藏滲流場重構方面結合不夠緊密。因此，油藏滲流地球物理技術的目的是推動物探技術向油藏工程領域延伸，為老油田特高含水階段滲流場描述、評價及重構奠定基礎，為老油田提高采收率提供技術支撐。

2.2 油藏滲流地球物理技術發(fā)展的必要性

隨著注水開發(fā)的逐漸深入，準確描述滲流空間、壓力場、流線場、飽和度場等，是老油田效益開發(fā)、提高水驅油效率所面臨的重要問題。 “場”是一個三維立體空間的概念，以往的油藏流場動態(tài)(四維)模型均是建立在巖心及測井資料基礎上。剩余油由普遍分布、局部富集逐漸轉變?yōu)楦叨确稚?、零星聚集，但總量依然較大。目前關于剩余油的認識還處在定性或半定量階段，研究手段也還是局限在靜態(tài)法和動態(tài)法配套研究。僅依靠巖心及測井資料，通過地質統(tǒng)計學方法進行內插和外推的建模思路，已經(jīng)不能滿足復雜的地下地質情況。如圖5所示，飽和度場分布不均衡，反映了平面動用不均，目前在開發(fā)調整階段，地球物理技術對滲流場的研究還是空白，通過波場及電磁場的研究，在高精度的三維地震數(shù)據(jù)、電磁數(shù)據(jù)等物探資料的約束下，再構建油藏動態(tài)模型，是該技術發(fā)展的必要方向。

圖5 羊三木油田注水開發(fā)含油飽和度分布變化圖

2.3 油藏滲流地球物理技術發(fā)展的可行性

油藏滲流地球物理技術發(fā)展是建立在油藏地球物理技術及地震波在孔隙介質中傳播理論等基礎之上。在長期注水開發(fā)過程中，油藏物性(孔隙度、滲透率)、泥質含量、含油飽和度等均發(fā)生了變化。

1956年Wyllie等[25]給出時間平均方程

(1)

式中：VP、VP-f1、VP-0分別為巖石、孔隙流體、組成巖石的礦物的P波速度；φ為孔隙度。該方程描述了孔隙度與縱波速度之間的關系，也就是說，孔隙度的變化勢必帶來地震波速度的變化，所以不同注水開發(fā)時期儲層物性的變化在理論上能夠從地震信號中得到響應。

1942年Archie發(fā)表了關于砂巖電阻率的公式，由Archie公式可以得到含水飽和度[26]

(2)

式中：a是與巖性有關的巖性系數(shù)；b是與巖性有關的常數(shù)；m是膠結指數(shù)；n是飽和度指數(shù)；Rw是地層水電阻率；Rt是地層電阻率。通過測井資料可以計算油層的含水飽和度。同樣，在理想情況下通過時頻電磁反演之后可以得到電阻率的變化，從而獲得地層含水飽和度變化。不同注水開發(fā)階段含水飽和度變化較大，也會從理論上導致地磁場響應的變化。

綜上所述，油藏在長期注水開發(fā)過程中，儲層參數(shù)發(fā)生變化在理論上一定會導致地震波場參數(shù)、時頻電磁參數(shù)的變化。油藏滲流地球物理技術通過物探方法建立彈性參數(shù)、電磁參數(shù)與油藏參數(shù)變化之間的關系，實現(xiàn)動態(tài)、多維、一體化的油藏模擬。所謂“動態(tài)”，即按照油藏開發(fā)的不同時期(開發(fā)初期、低含水期、中高含水期、特高含水期)將歷史上所得到的物探資料匹配到每個開發(fā)期，開展油藏動態(tài)變化研究；所謂“多維”，包含兩方面含義，即多種數(shù)據(jù)類型及多個時間維度；“一體化”即是集地球物理與油藏開發(fā)為一體的多學科、多方法的融合。

3 油藏滲流地球物理技術

在油田開發(fā)過程中，積累了大量的油藏靜、動態(tài)信息，這些數(shù)據(jù)直接或間接反映了地下油藏滲流場特征及其變化。借助豐富的油藏動態(tài)信息，可以開展地球物理與油藏滲流相融合的研究，實現(xiàn)理論與技術上的突破；可以依托于現(xiàn)場試驗為老油田開發(fā)后期進一步提高采收率探索新思路。

圖6為初步建立的油藏滲流地球物理技術流程，單元A為理論基礎部分，包含了巖石物理實驗及波場、電磁場與滲流場耦合關系建立等；單元B為各個單項技術，其中包括測井、地震、非地震、試井等技術，每項技術中又包含了具體研究內容；單元C為以油藏滲流地球物理技術為基礎建立地質模型，通過多維油藏滲流地球物理地質模型及數(shù)值模擬實現(xiàn)對油藏的連續(xù)監(jiān)測和預測；單元D為研究成果在現(xiàn)場的運用和實踐，最終目的是提高采收率。從圖6中可以看到，油藏滲流地球物理技術是集物探(地面地震、井中地震、電磁)、測井、試井、油藏等多內容、多技術的系統(tǒng)科學。

3.1 理論基礎

油藏開發(fā)過程中，流體流動滿足滲流方程，地震波傳播滿足波動方程。目前時移地震油藏動態(tài)監(jiān)測地震模擬研究中，二者是分步、單獨進行的，忽略了滲流—波動的耦合效應和適用條件，與實際觀測存在差異。式(1)及巖石物理實驗研究表明，油藏生產(chǎn)可以引起地震波速度的變化，這是時移地震的基礎。理論和實際應用已經(jīng)證明在時移地震差異可測的情況下應用地震差異監(jiān)測油藏屬性的動態(tài)變化是可行的，但是時移地震響應的變化來自油藏壓力、流體飽和度和溫度變化的耦合效應，特別是油藏注水開采過程中，壓力下降、水飽和度增加、溫度變化會引起地震振幅、波阻抗的變化。因此，時移地震差異可能并不限于流體飽和度的變化，而是油藏滲流場的綜合變化。如果能夠在滲流方程的基礎上引入波動理論滿足虎克定律和波動連續(xù)性條件，那么是否可以推導建立滲流—波動耦合統(tǒng)一方程，建立流體流動、壓力、飽和度與地震響應的直接關系？2008年陳小宏等[27]通過對解耦后的方程開展研究并正演模擬，研究了模型狀態(tài)下含水飽和度、泥質含量、壓力變化造成的地震響應的變化問題，將時移地震資料的解釋從疊后推向疊前，對于提高解釋精度、實現(xiàn)不同油藏參數(shù)動態(tài)的定量解釋具有重要意義。但是，在求解反問題即利用解耦波動方程從地震資料直接反演到油藏參數(shù)變化的過程中遇到非常大的挑戰(zhàn)。原因在于：一是地震信號波場信息不完全，例如常規(guī)的地震采集數(shù)據(jù)缺少橫波信息，包括轉換橫波、反射橫波等；二是造成地震信號差異的因素是多方面的，排除因為采集、處理帶來的干擾和誤差外，油藏因素也是多方面的，不僅只是含水飽和度的變化；三是由于中國陸相湖盆砂、泥巖薄互層沉積，薄層調諧效應的影響使時移地震的研究更加困難。也就是說，時移地震對于油藏的動態(tài)監(jiān)測是可行的，但是對于陸相砂、泥巖薄互層沉積研究難度也很大。

圖6 油藏滲流地球物理技術流程

區(qū)別于地震技術，時頻電磁技術所依賴的電磁場傳播理論與滲流場之間存在著更加密切的關系。時頻電磁探測方法是十年前發(fā)展起來的一項油氣目標探測和評價技術，原理主要是通過發(fā)射機發(fā)射零方波信號、接收機記錄頻率域和時間域數(shù)據(jù)，從時間域數(shù)據(jù)中獲得電阻率信息、從頻率域數(shù)據(jù)中提取極化率信息，再根據(jù)電阻率和極化率信息預測油氣目標[28]。目前的時頻電磁處理技術既可以從磁場數(shù)據(jù)反演電阻率，也可以從電場數(shù)據(jù)反演電阻率，還可以利用電、磁兩分量聯(lián)合反演電阻率，同時可從時間域或者頻率域數(shù)據(jù)中提取極化參數(shù)。為了提高縱、橫向反演精度，發(fā)展了利用地震、測井信息的約束反演技術，反演所得的電阻率可直接與含水飽和度相關，為預測剩余油分布提供了二維、三維空間域的研究資料。

在以往的研究中，缺少從理論上建立地震波場與滲流場的關系以及電磁場與滲流場的關系，這兩種關系的建立將是油藏滲流地球物理的理論基礎。油藏滲流地球物理有利于直接或者間接研究物探信息與滲流參數(shù)之間的聯(lián)系，實現(xiàn)對油藏的連續(xù)、實時監(jiān)測。

3.2 關鍵技術

目前，應用地球物理技術開展地層巖性、儲層物性、含油氣性預測等方面都有一些較為成熟的技術和方法，但是對于油田開發(fā)過程中不同階段、不同時期巖性、物性、流體性質等的演化規(guī)律缺乏有效的描述手段，難以對油藏滲流場進行精細表征。實際工作中較為經(jīng)濟可行的方法為：一是精確地構建波場和滲流場，然后以巖石物理分析為橋梁，達到相互驗證、提高滲流場表征精度的目的；二是通過采集高信噪比和高分辨率的時頻電磁數(shù)據(jù)，反演得到地層電阻率，研究含水飽和度的變化，預測剩余油分布。構成這兩大類研究方法的關鍵技術主要有巖石物理分析技術、時移地震技術、時移VSP技術、時頻電磁技術、套后測井技術、多維油藏滲流地球物理地質建模技術等。

3.2.1 巖石物理實驗

巖石物理實驗主要是為了研究油氣藏儲層流體參數(shù)與地球物理參數(shù)之間的關系，建立油藏特征與地震響應之間的橋梁。巖石物理研究用于生產(chǎn)只有三十多年的時間，以前更注重純理論研究，但是近十多年來，隨著石油勘探開發(fā)技術的進步，巖石物理已經(jīng)成為一門非常有實用價值的學科，其研究成果已經(jīng)被廣泛應用于油藏描述、油藏監(jiān)測及提高采收率等方面。

巖心、測井、地震資料的巖石物理分析中重要的問題之一就是流體替換，也就是用一種流體飽和巖石的地震速度預測另外一種流體飽和巖石的地震速度。一般來說，當巖石受到的擠壓應力增加時，地震波穿過巖石會誘發(fā)孔隙壓力的增加，這種孔隙壓力的增加會阻止巖石壓縮，進而增加巖石剛性。物體的體應變和平均應力之間的關系可以用體積模量表示。研究巖石骨架、流體及地震波傳播速度之間的關系就必須研究體積模量之間的關系。Murphy等[29]在Gassmann方程基礎上提出了其速度形式

(3)

其中

(4)

式中：VPsat、VSsat分別表示飽和巖石的縱波、橫波速度；Kdry表示巖石骨架體積模量；μ為巖石剪切模量；K0表示組成巖石礦物的體積模量；Kf1表示孔隙流體的有效體積模量。

式(3)為巖石物理分析的常用公式，它是分析由于孔隙流體變化引起低頻彈性模量變化的基礎，廣泛用于地震正、反演，如將油藏數(shù)值模擬結果通過轉換得到地震信號的過程。將油藏數(shù)值模擬結果轉換成地震信號的過程，是驗證數(shù)值模擬是否合理的一個重要環(huán)節(jié)，也是近年來油藏地球物理研究的一個熱點，同樣也是油藏滲流地球物理的關鍵研究內容。除基于理論公式的巖石物理分析之外，通過測井資料進行測井巖石物理分析，通過巖心進行實驗室的巖石物理實驗都是油藏滲流地球物理研究中必不可少的。實驗室的巖石物理分析能夠更加接近真實情況，主要是利用實際工區(qū)的不同沉積相帶的巖心在實驗室中模擬地下情況(壓力、溫度等)，然后通過注入流體的變化激發(fā)接受聲波信號研究油藏參數(shù)與地震響應之間的關系。近年來數(shù)字巖心技術的發(fā)展也為巖石物理分析技術帶來了更加先進的手段。

3.2.2 非一致性時移地震處理、解釋技術

對于陸上地震資料而言，應用時移地震技術面臨諸多挑戰(zhàn)，最關鍵的問題是同一地區(qū)不同時間的多次地震采集環(huán)境、儀器設備、技術參數(shù)均不同，非油藏因素嚴重影響和制約了時移地震技術在油藏開發(fā)過程中的應用，難以實現(xiàn)地震技術對油藏演變過程及規(guī)律的描述與認識。所以，基于油藏滲流非一致性地震資料的處理、解釋技術(Seepage based Inconsistency Time-lapse Seismic Technology，SITS)是監(jiān)測油藏變化的最經(jīng)濟和方便的技術，關鍵在于其處理和解釋過程中如何消除非油藏因素的影響。

從圖7中能夠得到的信息是，針對不同開采時期同一油藏(比如圖中①號油藏)，從開發(fā)初期(1969年)的高含油到高含水期(2013年)期間的變化在不同時期的測井上是能夠監(jiān)測得到的。油藏滲流地球物理時移地震研究的關鍵是解決不同開采時期含水飽和度的變化帶來的地震響應的變化。圖8是大港油田港東地區(qū)1988年采集地震資料和2003年采集地震資料的差異數(shù)據(jù)分析，在應用互均衡技術前、后兩次地震資料的差異變化明顯?；ゾ夂蟮牟町惼拭嬖谔摼€框內具有一個較強的差異。如果在有井鉆遇的地方能夠證明這樣的差異為油藏開采變化所引起，那么非一致性的地震資料處理就能夠為油藏監(jiān)測提供有利的資料基礎。

3.2.3 綜合物探資料采集、處理及應用

陸上一致性時移三維地震資料采集、處理及解釋成本太高，而且還很難滿足要求。在已有的非一致性多次地震資料基礎上進行處理、解釋，然后結合、補充采集其他物探資料，從經(jīng)濟和實用上都是可取的。比如時移時頻電磁資料采集及應用(Seepage based Electricity Magnetism Technology，SEMT)、精度高于地面地震的時移VSP技術(Seepage based VSP，SVSP)、多波的二維地震資料采集等。時頻電磁資料能夠反演得到地層電阻率，用于研究飽和度變化[28]； VSP資料可以提供比地面地震更加高精度的地震信號，可以約束常規(guī)地面地震的速度建模及反演[30-31]，而基于光纖的VSP技術有利于實現(xiàn)多次采集和觀測；以往的地面地震采集中缺少橫波信息，在有利位置進行適當?shù)亩S多波資料采集有利于實現(xiàn)縱、橫波聯(lián)合反演，可以用于研究油藏的變化。油藏滲流地球物理的發(fā)展離不開高精度的物探資料做為基礎，多種信息綜合應用有可能對地下情況得到更加真實的解。

圖7 不同時期鉆井油藏對比

圖8 兩次采集地震互均衡前(左)、后(右)的差異地震剖面

3.2.4 井下儲層與生產(chǎn)監(jiān)測

針對同一個油藏(圖7)，應用不同時期的測井數(shù)據(jù)進行時移分析，研究油氣藏在不同開發(fā)階段的變化是可行的。當然，關鍵是能夠經(jīng)過精細對比、確定鉆遇的地層是同一套油氣藏，實際上在不同鉆井中地層及油藏對比是有困難的。相對而言，針對同一口井，不同的開采階段進行測井資料采集、處理和解釋則更加直觀和可信[32-33]。這樣過套管XMAC(交叉多極陣列聲波)、套管補中能夠計算目前的孔隙度及分析地應力；PNN(油藏生產(chǎn)飽和度測井)、C/O(碳氧比能譜測井)、過套管電阻率測井在監(jiān)測剩余油飽和度及尋找潛力層方面具有重要的作用。因此，需要加強飽和度測井、動態(tài)監(jiān)測測井數(shù)據(jù)等在油藏滲流場重構中的應用[34]。開展油藏滲流場測井(Reservoir Seepage Geophysical Logging，RSGL)技術應用研究，提升測井資料在老油田開發(fā)過程中的應用程度將是油藏滲流地球物理研究的一個關鍵。

3.2.5 多維油藏滲流地球物理地質模型建立

所謂多維油藏滲流地球物理地質模型體現(xiàn)在兩個方面：第一是指時間維度的多維，充分應用油藏開發(fā)時期的多期地震資料和多期測井資料；第二是指應用多個維度數(shù)據(jù)、多項技術得到多種油藏參數(shù)的解，比如測井解釋的油藏參數(shù)、試井解釋的油藏參數(shù)、地震反演的油藏參數(shù)、井地電磁綜合反演的油藏參數(shù)等。設計各類數(shù)據(jù)之間的權重關系，以測試井資料為基礎，通過神經(jīng)網(wǎng)絡將各種方法得到的參數(shù)進行統(tǒng)計和管理，最終應用到油藏地質模型的建立中。地質模型的研究是后期油藏數(shù)值模擬的重要基礎，同時也是研究油氣藏變化的重要手段。多維油藏滲流地質模型(Multi-dimensional Seepage Geophysical Reservoir Modeling,MSGM)研究是集中地面地震、VSP、時頻電磁、測井、試井等多種動、靜態(tài)數(shù)據(jù)，在精確的靜態(tài)模型基礎之上應用多期資料約束建立動態(tài)時變地質模型。在地質模型中加入地震和電磁成果作為約束，使地質模型不只是局限于地質統(tǒng)計學范疇的插值，而且還有地球物理依據(jù)。

4 結束語

能否滿足開發(fā)后期老油氣田開發(fā)生產(chǎn)需求，依賴于油藏地球物理技術更進一步發(fā)展。油藏滲流地球物理技術的提出恰逢其時，當然其成功必將經(jīng)歷漫長過程，需要從理論到實踐反復論證。本文提出的油藏滲流地球物理技術繼承了前人油藏地球物理的思想，希望在油氣生產(chǎn)階段，通過油藏滲流地球物理技術應用，解決長期注水開發(fā)導致油藏參數(shù)變化后滲流場重構問題，指導后續(xù)開發(fā)井網(wǎng)調整，提高采收率。