復雜碳酸鹽巖儲層測井特征曲線重構及應用

胡平櫻 (中國石油大學(北京)地球科學學院,北京102249)

汪文,劉彩芹,彭勃 (中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司研究院,河北涿州072751)

宋杰 (中石油西部鉆探工程有限公司測井公司,新疆克拉瑪依834000)

復雜碳酸鹽巖儲層測井特征曲線重構及應用

胡平櫻 (中國石油大學(北京)地球科學學院,北京102249)

汪文,劉彩芹,彭勃 (中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司研究院,河北涿州072751)

宋杰 (中石油西部鉆探工程有限公司測井公司,新疆克拉瑪依834000)

地質(zhì)統(tǒng)計學反演是儲層預測的技術方法之一。在碳酸鹽巖油藏中儲層與致密層波阻抗差異小,儲層預測難度較大,在進行儲層預測時,儲層特征曲線重構是提高儲層預測能力和精度的有效方法。以濱里海盆地S油田碳酸鹽巖儲層為例,根據(jù)巖石物理研究成果,電阻率和自然伽馬測井曲線能夠較好地區(qū)分儲層與致密層,據(jù)此重構對儲層較敏感的特征曲線,并應用該特征曲線與地震資料結(jié)合,完成地質(zhì)統(tǒng)計學反演。應用結(jié)果表明,儲層預測效果較好,與測井符合程度較高,為研究區(qū)下一步井位部署提供了重要依據(jù)。

曲線重構;地質(zhì)統(tǒng)計學反演;儲層預測

地震反演是儲層預測常用的技術。一般利用波阻抗反演,或應用各種測井曲線進行屬性反演和隨機模擬反演等[1],并將地震、測井資料和地質(zhì)綜合研究成果結(jié)合起來,充分利用地震資料橫向預測能力強和測井資料垂向分辨率高的特點[2],將地震剖面轉(zhuǎn)換成波阻抗剖面,進而完成儲層預測。然而,由于地質(zhì)特點、測井或地震資料品質(zhì)不一等原因,反演效果常不能滿足精細勘探開發(fā)的要求。為提高地震資料反演的分辨率和精度,根據(jù)實際地質(zhì)、測井情況,特征曲線重構是解決該問題的有效方法[3～5]。

1 油田概況

S油田位于哈薩克斯坦的阿克糾賓斯克市南部,區(qū)域構造位于濱里海盆地東部阿斯特拉罕-阿克糾賓斯克隆起帶上。周圍分布有阿里別克、肯基亞克、扎那若爾、希望等油田,成藏條件十分有利。S油田自上而下鉆揭地層為白堊系、侏羅系、三疊系、二疊系及上石炭統(tǒng)的格熱爾階、卡西莫夫階、莫斯科階和下石炭統(tǒng)的巴什基爾階、謝爾普霍夫階、維憲階。目的層為下石炭統(tǒng)KT2段,主要為大套的石灰?guī)r,夾薄層的泥巖和泥質(zhì)灰?guī)r,鉆遇厚度在190～590m之間。

S油田2003年鉆探的S-1井在KT2段獲得高產(chǎn)后,進入評價開發(fā)期,2008年該油田產(chǎn)量達到高峰,隨后開始遞減,目前油井產(chǎn)量遞減較快,急需進行開發(fā)調(diào)整,深化儲層分布規(guī)律,部署新井加密。該區(qū)目的層為層狀碳酸鹽巖,單井產(chǎn)量從10t至上百噸不等,非均質(zhì)性強,儲層物性橫向變化大。因此,準確的儲層預測是井位部署的關鍵。由于儲層與致密層的聲波阻抗差異小,影響了利用測井約束地震反演技術進行儲層預測的精度。為此,筆者根據(jù)該區(qū)的油藏巖石物理特征,應用儲層特征曲線重構技術,開展地質(zhì)統(tǒng)計學反演[7],預測儲層的空間分布。

2 技術方法

地質(zhì)統(tǒng)計學反演是儲層預測的技術方法之一,一般通過反映儲層特征的曲線作為控制,地震約束井間變化,應用隨機模擬的方法,產(chǎn)生多個可選的、等概率的儲層模型[6]。該方法要求儲層的特征曲線既能有效、明確地反映儲層的變化,又能將儲層與圍巖區(qū)分開來,并且與地震信息存在良好的相關性。

2.1 儲層巖石物理特征

S油田巖性主要為泥巖、灰?guī)r,儲層為灰?guī)r。自然伽馬(qAPI)、地層電阻率(ρt)是反映地層巖性、含油性的測井曲線,而且在該區(qū)對儲層反映敏感。該區(qū)泥巖qAPI較高,灰?guī)rqAPI較低,利用qAPI可以定性區(qū)分泥巖和灰?guī)r。目的層灰?guī)r儲層ρt一般在500Ω· m以下,致密灰?guī)rρt一般在2000Ω·m以上,利用ρt可以定性區(qū)分灰?guī)r中儲層與致密層[8](圖1)。

Δt既能反映地層孔隙,又能反映地層的速度,一般用Δt來進行地震地質(zhì)層位標定和波阻抗反演,而研究區(qū)的Δt卻不能有效區(qū)分儲層與非儲層。采用頻率分布直方圖對研究區(qū)的巖石物理特征進行分析,泥巖的Δt在60～90μs/ft之間,峰值為75μs/ft;灰?guī)r儲層的Δt在50～70μs/ft之間,峰值為60μs/ft;致密灰?guī)r的Δt在40～60μs/ft之間,峰值為50μs/ft。3種巖性的Δt較為接近,頻率分布圖上重疊的區(qū)域較大,說明Δt在研究區(qū)不是敏感曲線,不能有效劃分儲層(圖2(a))。

泥巖的qAPI在60～100API之間,峰值為80API;灰?guī)r儲層的qAPI在10～50API之間,峰值為30API;致密灰?guī)r的qAPI在20～80API之間,峰值為40API。qAPI可以很好地區(qū)分泥巖與灰?guī)r,但是不能將灰?guī)r儲層與致密灰?guī)r區(qū)分(圖2(b))。泥巖的ρt在1～1000Ω·m之間,峰值為100Ω·m;灰?guī)r儲層的ρt在10～1000Ω·m之間,峰值為100Ω·m;致密灰?guī)r的ρt在1000～100000Ω·m之間,峰值為10000Ω·m。ρt可以很好地區(qū)分致密灰?guī)r與灰?guī)r儲層,但無法將泥巖和灰?guī)r儲層區(qū)分(圖2(c))。因此,利用ρt和qAPI進行交會分析,可以較好地區(qū)分泥巖、灰?guī)r儲層、致密灰?guī)r,ρt和qAPI是研究區(qū)反映儲層的敏感曲線(圖2(d))。

圖1 單井特征曲線分析

圖2 巖石物理特征分析

2.2 特征曲線重構

利用qAPI與ρt重構一條新的特征曲線來劃分儲層。將該條新的特征曲線命名為R,表示ρt與qAPI交會的幅度差異(圖3)。

求取R曲線,首先將qAPI進行標準化,然后交會重疊刻度,使交會界面與已知生產(chǎn)井段的儲集層厚度符合。為實現(xiàn)多井計算的一致性,需對ρt和qAPI重新刻度,得出R的計算模型:

R=107.53-62.13ln(qAPI/qAPI.b)-10.86lnρt

式中:qAPI.b為純灰?guī)r地層的自然伽馬,API。R≥0為儲層,R＜0為致密層或泥巖層。

1)將典型儲層段R定義為100%,并確定其對應的qAPI、ρt。選擇該區(qū)厚度5m以上的典型儲層統(tǒng)計,統(tǒng)計出典型儲層的qAPI、ρt峰值(qAPI/qAPI.b=1.2,ρt=29Ω·m)。

2)將高阻致密層R定義為-100%,并確定其對應的qAPI、ρt。確定該區(qū)致密層qAPI、ρt峰值(qAPI/qAPI.b=4.3,ρt=16700Ω·m)。

3)通過重新刻度,曲線轉(zhuǎn)換為f(ρt,qAPI/qAPI.b),R為二者重疊的幅度差。

利用測井曲線重新刻度的特征曲線定量劃分儲層與非儲層 (泥巖和致密灰?guī)r),對研究區(qū)各井進行對比分析,儲層與非儲層的劃分與試油成果符合較好,重構的特征曲線對儲層及非儲層反映較敏感,為進一步地質(zhì)統(tǒng)計學反演時作為約束曲線提供了基礎。

圖3 特征曲線R的計算及分析

3 地震反演

利用重構的特征曲線為約束條件,進行地質(zhì)統(tǒng)計學反演,應用隨機模擬的方法,產(chǎn)生多個可選的、等概率的儲層模型。通過已鉆井的分析,與地震屬性的相關性分析模型的可靠性[9],優(yōu)選出最優(yōu)的儲層模型,指導儲層預測。

圖4為地震反演剖面與儲層剖面的對比圖,地震反演剖面上的測井曲線為孔隙度曲線,儲層剖面上的測井曲線從左到右分別為qAPI、ρt和ρ。由圖4可以看出,S-52井和S-51井的KT2-1下部和KT2-2上部儲層較發(fā)育,厚度大,其孔隙度曲線的幅度也較大,反演的厚度分別為63m和55m;過井儲層剖面上解釋的儲層厚度在64.4m和57.9m,誤差分別為2%和5%;兩者的符合程度較高。

圖4 地震反演剖面與儲層剖面對比圖

4 結(jié)論

1)在復雜碳酸鹽巖油藏地區(qū),詳細的巖石物理分析及儲層敏感曲線優(yōu)選是特征曲線重構的基礎。

2)在特征曲線重構的過程中,最好選取2～3條能較好揭示儲層的曲線為宜。

3)特征曲線重構技術的綜合應用,是復雜碳酸鹽巖油藏儲層預測的有效方法之一。

[1]隋淑玲,唐軍,蔣宇冰,等.常用地震反演方法技術特點與適用條件[J].油氣地質(zhì)與采收率,2012,19(14):38～41.

[2]胡浩,汪敏,張津滔.淺析幾種地震反演技術[J].油氣地球物理,2013,11(1):47～50.

[3]毛傳龍,楊瑞召,萬曉明,等.錄測井巖性資料在儲層反演中的應用[J].石油地球物理勘探,2010,45(4):577～583.

[4]崔健,張星.曲線重構反演在儲層預測研究中的應用[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2008,27(3):133～135.

[5]許正龍.曲線重構技術在儲層橫向預測工作中的應用[J].石油實驗地質(zhì),2002,24(4):377～380.

[6]黃宣皓,尚建林,王林生,等.測井約束隨機優(yōu)化地震反演預測百21井區(qū)薄層砂體[J].新疆石油地質(zhì),2013,34(3):342～344.

[7]候連華,李明,劉曉.儲層特征曲線重構方法研究 [A].中國地球物理學會第二十屆年會論文集 [C].北京:中國地球物理學會,2004.

[8]雍世和,張超謨.測井數(shù)據(jù)處理與綜合解釋[M].北京:中國石油大學出版社,2007.284～298.

[9]張國棟,劉萱,田麗花.綜合應用地震屬性與地震反演進行儲層描述[J].石油地球物理勘探,2010,45(增刊1):137～144.

[編輯] 龔丹

P631.84

A

1000-9752(2014)12-0105-04

2014-09-10

胡平櫻(1973-),女,1996年大學畢業(yè),博士,高級工程師,現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)和油藏描述研究工作。