基于儲(chǔ)層反演定量預(yù)測技術(shù)對沉積相應(yīng)用的研究

楊懷宇

(中國石化勝利油田分公司 勘探開發(fā)研究院,山東 東營 257015)

基于鉆井砂巖統(tǒng)計(jì)的傳統(tǒng)單因素沉積相分析法對于勘探程度較高的地區(qū)適用性較好[1]。東營凹陷南坡樂安油田是勘探開發(fā)近50年的老油田[2],在石村斷層儲(chǔ)量集中區(qū)的北部斜坡帶油氣發(fā)現(xiàn)少、勘探程度較低,今年該區(qū)完鉆的王955、王956等井在沙四上首次發(fā)現(xiàn)了灘壩砂油藏,但該區(qū)鉆遇此種類型探井極少,傳統(tǒng)的沉積相研究方法難以準(zhǔn)確刻畫砂體展布。因此如何精細(xì)刻畫灘壩砂展布范圍成為制約本區(qū)勘探的關(guān)鍵地質(zhì)問題。筆者旨在利用地震反演技術(shù)實(shí)現(xiàn)井間和無井區(qū)砂巖進(jìn)行定量預(yù)測。

1 區(qū)域沉積特征

草橋北坡沙四上早期主要發(fā)育來自廣饒凸起的扇三角洲沉積,與前期的沙四下紅扇沉積物相對應(yīng)地稱為“藍(lán)扇”沉積,巖性組合以藍(lán)灰色、淺灰色含礫砂巖、粉細(xì)砂巖為主,砂體單層厚度較大,一般3～10 m左右,垂向上表現(xiàn)為弱正旋回序列。近期,在草橋東坡完鉆的王955、王956等井在沙四上純下3砂組鉆遇多套油層,巖性組合以灰色、淺灰色粉砂巖、白云質(zhì)砂巖、泥巖及薄層泥灰?guī)r沉積為主,垂向上以細(xì)—粗的反旋回或細(xì)—粗—細(xì)的復(fù)合旋回為主。結(jié)合鄰井王73井區(qū)該套砂體的巖心資料來看,巖心上具有浪成砂紋交錯(cuò)層理(圖1(a))、脈狀層理,層面上發(fā)育垂直生物潛穴等沉積構(gòu)造(圖1(b))。同時(shí),在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)碎屑巖中發(fā)育薄皮灰質(zhì)鮞粒、灰質(zhì)內(nèi)碎屑等特征(圖1(c))。這些沉積特征具有濱淺湖岸邊砂體被沿岸流改造的淺灘環(huán)境的特點(diǎn)[3-6],結(jié)合巖心薄片的累積粒度曲線特征,王73-斜1曲線表現(xiàn)為2段跳躍組分特征,反應(yīng)岸邊沖刷回流的水動(dòng)力特征[6],由此認(rèn)為王955-王73一帶為扇三角洲側(cè)翼的灘壩砂沉積相類型。自王955井灘壩砂成功之后,該井區(qū)向南抬高的高部位草36、草38等井儲(chǔ)層基本不發(fā)育,隨之亟需解決的關(guān)鍵問題在于灘壩砂周緣是如何展布,與周圍“藍(lán)扇”的扇三角洲砂體之間的關(guān)系一直難以認(rèn)清,因此需對測井約束地震資料進(jìn)行反演,確定該套砂體的展布范圍。

圖1 草橋北坡王955井區(qū)沙四上沉積特征

2 儲(chǔ)層反演定量預(yù)測技術(shù)

分析研究區(qū)地震資料發(fā)現(xiàn),地震主頻和有效頻段為19 Hz和5～60 Hz,若主頻換成最大頻率,H(厚度)=V(平均速率)/4×f(主頻)=3 000/240≈12.5 m,而目的層段儲(chǔ)層比較薄,儲(chǔ)層厚度一般在10 m以下,甚至小于5 m,因此單純靠地震資料無法準(zhǔn)確刻畫儲(chǔ)層的分布。波阻抗反演是利用地震資料反演地震波阻抗處理技術(shù),是以鉆井、測井資料為約束對地下空間結(jié)構(gòu)和物理界面識別并成像,主要應(yīng)用于儲(chǔ)層展布的預(yù)測,為油田的勘探和開發(fā)提供技術(shù)依據(jù)[7-9]。

2.1 曲線重構(gòu)技術(shù)

常規(guī)波阻抗反演是采用測井曲線(主要為聲波曲線)進(jìn)行鉆井約束,應(yīng)用地震資料進(jìn)行波阻抗反演,但在實(shí)際工作中聲波資料不能較好地反映地下巖性的變化規(guī)律,因此應(yīng)結(jié)合其他測井信息進(jìn)行曲線重構(gòu)研究[9-10]。

首先,針對研究區(qū)測井資料分析研究,發(fā)現(xiàn)測井曲線需要進(jìn)行異常點(diǎn)消除、深度校正和基線偏移等。在此基礎(chǔ)上,由于測試儀器及圍巖環(huán)境的不同造成測井響應(yīng)值會(huì)相差較大,即同一套儲(chǔ)層鄰井之間波阻抗值會(huì)存在較大差異。因此,需進(jìn)一步對曲線進(jìn)行測井標(biāo)準(zhǔn)化處理,使泥巖層在各井中的響應(yīng)值一致,標(biāo)準(zhǔn)化后的聲波曲線及其他應(yīng)用的曲線泥巖響應(yīng)值處理為一致的區(qū)間。

其次,通過草橋北坡沙四上亞段的測井資料分析認(rèn)為,目的層段井聲波曲線對巖性反映不敏感,而自然伽馬曲線(GR)卻能很好的反映巖性變化,能較好地區(qū)分儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層(圖2),因此本研究將采用擬聲波阻抗反演,即聲波時(shí)差與自然伽馬擬合進(jìn)行儲(chǔ)層精細(xì)刻畫。其原理主要考慮結(jié)合聲波曲線低頻信息(地層背景速度)與自然伽馬曲線高頻信息(對地層巖性變化敏感),重構(gòu)擬聲波曲線,該構(gòu)建技術(shù)更合理,更能準(zhǔn)確地預(yù)測儲(chǔ)層。

圖2 擬聲波敏感曲線交匯圖

2.2 儲(chǔ)層反演定量預(yù)測

在全區(qū)井震標(biāo)定基礎(chǔ)上,按照層位標(biāo)定結(jié)果開展嚴(yán)格精細(xì)的層位解釋,通過不同頻率儲(chǔ)層預(yù)測對比來看,隨頻率的提高,其反演結(jié)果對儲(chǔ)層的刻畫能力有所提高,但整體仍是分辨率低,儲(chǔ)層刻畫效果不理想。針對此問題,對地震初始模型進(jìn)行建模,利用分形建模的值在橫向上對地震振幅的變異進(jìn)行調(diào)整,結(jié)果更為合理。此外,針對采樣率嘗試發(fā)現(xiàn),2 ms采樣率基本滿足反演需求,能較好地識別砂體橫向連續(xù)性及縱向展布,1 ms采樣率反演結(jié)果的縱橫向分辨率相對高些。根據(jù)實(shí)際需要,可以結(jié)合2 ms采樣率和1 ms采樣率反演結(jié)果。以草橋北坡過王955井的近北東向反演剖面可以看出,純下3砂組目的層王955-王732儲(chǔ)層均較發(fā)育,向南北至草38、王92井儲(chǔ)層發(fā)育均較差,可見儲(chǔ)層反演預(yù)測整體較為準(zhǔn)確。

3 反演效果

3.1 基于反演結(jié)果修正沉積相

本次儲(chǔ)層反演定量預(yù)測采取正演與反演相結(jié)合、無井約束屬性與井約束反演相結(jié)合、常規(guī)阻抗反演與特色阻抗反演相結(jié)合,最終達(dá)到降低儲(chǔ)層識別多解性、提高儲(chǔ)層分辨率的目的(圖3)。同時(shí),通過色標(biāo)調(diào)整,提取純下3頂至底時(shí)窗內(nèi)的均方根振幅、變差函數(shù)等地震屬性,并與井點(diǎn)統(tǒng)計(jì)的砂體厚度進(jìn)行疊合修正(圖4),達(dá)到無井區(qū)的儲(chǔ)層定量預(yù)測的目的。從圖4可以看出,草橋北坡整體“藍(lán)扇”發(fā)育在西坡的草328-通20-官115一帶,平面上呈北西走向,東邊的王955井區(qū)呈近東西展布的灘壩砂,與西部“藍(lán)扇”主體是分開的,由此修正了草橋北坡的沉積相展布圖(圖5)。

圖4 王955井區(qū)純下3砂組反演砂體與鉆井厚度疊合圖

圖5 草橋北坡純下3砂組沉積相平面圖

3.2 應(yīng)用效果

從應(yīng)用效果上看,基于上述認(rèn)識在王955井區(qū)灘壩砂巖性油藏的高部位部署了王956(油層4.2 m/2層)、王955-斜1(油層12.7 m/3層)、王955-斜2(油層13.5 m/8層)分別鉆遇多套灘壩砂油藏,表明沉積相相邊界刻畫的準(zhǔn)確性,儲(chǔ)層厚度與反演預(yù)測結(jié)果基本一致。因此在無井區(qū)沉積相的精細(xì)刻畫應(yīng)用儲(chǔ)層反演預(yù)測技術(shù)具有較好的勘探效果,可推廣應(yīng)用。