波形指示模擬在致密油水平井鉆探中的應(yīng)用

謝春臨 李永義 陳志德 扈玖戰(zhàn) 田 夢 王曉楊

(①大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶 163712；②東方地球物理公司大慶物探研究院，黑龍江大慶 163000；③大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠，黑龍江大慶 163114)

0 引言

松遼盆地北部扶余油層是致密油勘探、開發(fā)的主戰(zhàn)場，僅三肇凹陷致密油資源量可達(dá)2.8×108t[1]。扶余油層生儲(chǔ)蓋組合屬于“上生下儲(chǔ)”，上覆青山口組泥巖既是烴源巖也是蓋層，儲(chǔ)層為三角洲—河流相(曲流河、網(wǎng)狀河及分流河道)砂體[1]。河道砂垂向多期疊置、橫向錯(cuò)疊連片，單砂體厚度小，儲(chǔ)量動(dòng)用難度大。扶余油層厚度約為150m，發(fā)育5～10個(gè)單砂層；砂地比低，在厚度30m的地層內(nèi)發(fā)育1～2期主力河道沉積[1]；單砂體厚度為2～5m，寬度達(dá)200～500m，孔隙度為9%～13%，屬于典型的致密砂巖油藏。水平井體積壓裂是實(shí)現(xiàn)扶余油層規(guī)模效益開發(fā)的有效技術(shù)，且只有水平井軌跡在單砂層內(nèi)鉆進(jìn)，才能最大限度地提高產(chǎn)量。因此，首要解決的難題是準(zhǔn)確刻畫厚度為2～5m的單砂層的空間展布，實(shí)現(xiàn)水平井部署設(shè)計(jì)及隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向。

地震資料的頻帶有限(8～80Hz)、垂向分辨率不足，難以識(shí)別厚度為2～5m的單砂層。多年來人們不斷探索利用地震技術(shù)識(shí)別薄砂層，經(jīng)歷了從疊后[2-6]到疊前[7-9]一系列提高分辨率的地震處理方法，可使地震頻帶拓寬40Hz，大大增強(qiáng)了薄儲(chǔ)層的識(shí)別能力，對扶余油層的單砂層識(shí)別率達(dá)50%，但仍無法滿足扶余油層的水平井鉆探問題。頻譜分解技術(shù)[10-12]是另一種薄層識(shí)別方法，通過提取地震資料的高頻信息預(yù)測薄砂層，但只能預(yù)測厚度滿足調(diào)諧效應(yīng)的砂層，且高頻成分要在地震頻帶范圍內(nèi)，無法預(yù)測厚度為2～5m的薄層。

加入測井曲線高頻信息的地震反演技術(shù)可大幅度提高分辨率，可預(yù)測厚度為2～5m的薄砂層。地震反演技術(shù)由早期的確定性反演逐漸發(fā)展到隨機(jī)反演[13-17]，其中地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演是目前應(yīng)用最廣泛的隨機(jī)反演方法。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演在大幅提高垂向分辨率的同時(shí)降低了橫向分辨率，因?yàn)闄M向插值的空間變差函數(shù)只能粗略表達(dá)空間變異程度，適合于沉積穩(wěn)定的地質(zhì)條件和密井網(wǎng)開發(fā)區(qū)。近年來發(fā)展的波形指示反演[18-19]技術(shù)在提高垂向分辨率的同時(shí)也提高了橫向分辨率，適合預(yù)測橫向變化較快的河流相及三角洲相薄砂體，是識(shí)別厚度為2～5m薄砂體的有效技術(shù)。地震波形指示反演和傳統(tǒng)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演最大的區(qū)別在于統(tǒng)計(jì)樣本的篩選[20-24]。

扶余油層的甜點(diǎn)預(yù)測難點(diǎn)在于儲(chǔ)層薄、空間多期疊置及地震分辨率不足、扶余油層頂面(T2)強(qiáng)反射對下部地層的屏蔽作用。本文詳盡分析了扶余油層的地質(zhì)、地震、測井特征，利用大量實(shí)際資料評價(jià)波形指示模擬的可靠性，最后給出波形指示模擬在扶余油層水平井設(shè)計(jì)、隨鉆導(dǎo)向的應(yīng)用效果。

1 致密油儲(chǔ)層特征

1.1 儲(chǔ)層地質(zhì)特征

扶余油層以三角洲分流平原、三角洲前緣沉積為主，發(fā)育分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩砂體?？v向上隨著湖區(qū)逐漸變大，砂巖向上呈現(xiàn)層數(shù)逐漸減少、單砂層厚度逐漸變小的特征。儲(chǔ)層主要為三角洲前緣和平原亞相的分流河道砂，具有砂巖層數(shù)多、單層厚度小、平面錯(cuò)疊連片等特點(diǎn)。

主力油層是油層組FⅠ和FⅡ，合計(jì)厚度約為150m。在勘探研究中，扶余油層分為5層，即FⅠ分為FⅠ1、FⅠ2、FⅠ3油層，F(xiàn)Ⅱ分為FⅡ1、FⅡ2油層，油層平均厚度約為30m。在水平井部署中，需要將扶余油層分為12小層進(jìn)行甜點(diǎn)預(yù)測，即FⅠ1分為FⅠ1-1、FⅠ1-2、FⅠ1-3小層，F(xiàn)Ⅰ2分為FⅠ2-1、FⅠ2-2小層，F(xiàn)Ⅰ3分為FⅠ3-1、FⅠ3-2小層，F(xiàn)Ⅱ1分為FⅡ1-1、FⅡ1-2、FⅡ1-3小層，F(xiàn)Ⅱ2分為FⅡ2-1、FⅡ2-2小層。小層平均厚度約為13m。

由Z4井巖性剖面(圖1)可見：FⅠ+FⅡ的地層總厚度為152m，共發(fā)育13層砂層，其中4層為油層(紅色)，由上至下厚度依次為2.0、3.6、7.0、2.2m，其余為干砂層(褐色)，最大厚度為1.4m；其余為泥巖地層(灰色)，砂地比為7%。分析大量的鉆井資料可知，扶余油層中厚達(dá)7.0m的砂層很少見，一般厚度為2～5m，砂巖厚度總體呈向上變小趨勢。

1.2 地球物理響應(yīng)特征

由Z4井地震記錄(圖1)可見：①扶余油層反射特征清晰，對應(yīng)扶余油層段的地震頻帶為6～80Hz，主頻約為45Hz；扶余油層段(厚度為152m)的地震雙程反射時(shí)間為90ms，可見6個(gè)地震反射波峰，各同相軸的振幅和波形存在明顯的縱橫向變化，體現(xiàn)了不同厚度的砂泥巖互層的調(diào)諧效應(yīng)；T2的振幅最強(qiáng)，而扶余油層內(nèi)部反射同相軸的振幅要弱得多，縱橫向變化較劇烈。②由上而下，第一個(gè)油層發(fā)育在FⅠ1底部，標(biāo)定在地震波峰的下沿，該同相軸同時(shí)受上部干砂層的影響，無法區(qū)分；第二個(gè)油層發(fā)育在FⅠ3底部，標(biāo)定在地震波谷內(nèi)，同樣受上部干砂層的影響，難以描述其地震反射特征；第三個(gè)油層是主力甜點(diǎn)層，發(fā)育在FⅡ1內(nèi)部，標(biāo)定在地震波峰的下沿，受其下部2個(gè)干砂層的影響，但影響較小，在地震剖面上從左到右11個(gè)地震道的振幅依次變強(qiáng)、波形依次變化，這種變化體現(xiàn)了上、下組合砂體的橫向變化；第四個(gè)油層發(fā)育在FⅡ2頂部，標(biāo)定在地震波峰的下沿，受其上部2個(gè)干砂層、下部1個(gè)干砂層的影響。

由Z4井聲波時(shí)差、密度曲線及反射系數(shù)(圖1)可見：上覆于扶余油層頂面的青一段泥巖的速度為2427～2695m/s，平均為2564m/s，而扶余油層內(nèi)部泥巖的速度為3115～3508m/s，平均為3251m/s；T2上、下泥巖平均速度值相差687m/s，聲波時(shí)差曲線和密度曲線都表現(xiàn)為明顯的臺(tái)階，計(jì)算反射系數(shù)為0.15；扶余油層內(nèi)部的砂巖速度為3602～4032m/s，平均為3851m/s，砂巖與泥巖的反射系數(shù)為0.02～0.11，顯然小于T2的反射系數(shù)?？梢姡瑓^(qū)域背景速度的垂向變化引起T2強(qiáng)反射，砂巖的弱反射特征淹沒在區(qū)域強(qiáng)背景之下，對靠近T2下的FⅠ1影響最為明顯。

由Z4井自然伽馬和電阻率曲線(圖1)可見，砂巖呈低伽馬、高電阻率。如厚度為7.0m的砂巖油層的自然伽馬和電阻率曲線呈大幅箱型臺(tái)階，與背景值的差異明顯；即使厚度較小的干砂層也呈大值尖刀狀，如T2下部的2個(gè)連續(xù)薄砂巖。因此，由自然伽馬和電阻率曲線可以區(qū)分砂巖和泥巖。

總的來看，一層砂巖對應(yīng)一個(gè)同相軸的情況非常少，只能識(shí)別個(gè)別單砂層。高分辨率地震資料也只能滿足勘探研究的需要(將扶余油層分為5層)，無法滿足水平井部署的需要(將扶余油層分為12層)，必須引入測井信息開展地震反演，以大幅提高分辨率。

圖1 Z4井測井綜合柱狀圖及地震記錄 紅色橫線代表油層的頂部分層

1.3 敏感參數(shù)

綜上所述，扶余油層砂巖的速度和密度高于泥巖，但差異較小，且由于砂泥巖薄互層的調(diào)諧效應(yīng)，致使波阻抗與砂巖的對應(yīng)關(guān)系不明顯。如厚度為7.0m的砂巖油層的聲波和密度曲線呈箱型臺(tái)階并與砂巖的對應(yīng)關(guān)系較好，其他油層砂巖段聲波和密度曲線僅表現(xiàn)為背景趨勢下的小幅波動(dòng)。而由自然伽馬和電阻率曲線可以區(qū)分砂巖和泥巖(圖1)。

由扶余油層波阻—自然伽馬交會(huì)圖(圖2)可見：砂巖和泥巖的波阻抗疊置較嚴(yán)重，不能有效區(qū)分砂巖與泥巖；自然伽馬區(qū)分砂巖與泥巖的效果更明顯，即自然伽馬(GR)小于104API時(shí)指示砂巖，GR大于104API時(shí)指示泥巖。因此，GR可作為扶余油層砂巖識(shí)別的敏感參數(shù)。

圖2 由永樂工區(qū)23口井生成的扶余油層波阻抗—自然伽馬交會(huì)圖

2 波形指示反演

波形指示反演基于沉積學(xué)基本原理，利用地震波形的橫向變化分析垂向巖性組合的高頻結(jié)構(gòu)，以客觀反映地層的相變，體現(xiàn)相控反演思想。波形指示反演包括兩類，即常規(guī)波阻抗反演和波形指示模擬。常規(guī)波阻抗反演的前提是砂巖、泥巖的縱波阻抗差異較大，即波阻抗能夠區(qū)分砂泥巖。波形指示模擬指由波形參數(shù)模擬敏感參數(shù)。扶余油層砂巖與泥巖的縱波阻抗疊置嚴(yán)重，故選擇GR進(jìn)行波形指示模擬。

2.1 方法原理

“地震波形指示模擬”的基本思想是在等時(shí)格架約束下，利用地震波形的橫向變化代替變差函數(shù)表征儲(chǔ)層的空間變異性(圖3)。在貝葉斯框架下，優(yōu)選相似性高、空間距離近的井作為有效統(tǒng)計(jì)樣本建立初始模型，進(jìn)行高分辨率井震聯(lián)合模擬，在地震波形約束下預(yù)測井間儲(chǔ)層，同時(shí)提高反演的縱、橫向精度。圖3為統(tǒng)計(jì)樣本優(yōu)選示意圖。由圖可見，在同一沉積環(huán)境(黃色)下有1口待預(yù)測井(粉色)、3口已鉆井(紅色)，井口處的地震波形都是單波峰。故選取3口已鉆井?dāng)?shù)據(jù)作為有效統(tǒng)計(jì)樣本建立初始模型，進(jìn)行高分辨率井震聯(lián)合模擬。由于地震數(shù)據(jù)空間分布密集，而且波形特征與沉積環(huán)境關(guān)系密切，因此利用地震波形橫向變化特征代替變差函數(shù)表征儲(chǔ)層空間分布規(guī)律，無疑能更好地體現(xiàn)沉積要素的影響，實(shí)現(xiàn)相控隨機(jī)反演[20-24]。

地震反演頻帶包含低頻成分(0～10Hz)、中頻成分(10～80Hz)和高頻成分(大于80Hz)。如何獲得可靠的高頻成分是地震反演的一大難點(diǎn)，也是扶余油層薄砂體識(shí)別的技術(shù)核心。

波形指示模擬采用分頻反演策略逐步提高反演結(jié)果的分辨率(圖4)。由測井資料插值求取低頻成分，利用地震譜模擬反演獲得中頻成分。高頻成分由兩部分構(gòu)成：一是波形相控模擬，提供確定性高頻成分；二是隨機(jī)模擬，提供隨機(jī)性高頻成分。波形指示模擬的核心思想是利用地震波形的橫向變化表征儲(chǔ)層的空間變異程度，合理加入高頻成分可大幅提升儲(chǔ)層預(yù)測的縱向分辨率。

圖3 統(tǒng)計(jì)樣本優(yōu)選示意圖

圖4 波形指示反演頻率成分分析

波形相控模擬采用地震波形指示馬爾科夫鏈—蒙特卡洛隨機(jī)模擬(SMC-MC)算法，即在貝葉斯框架下有效結(jié)合地震、地質(zhì)和測井信息。SMC-MC算法涉及兩個(gè)重要的反演參數(shù)(有效樣本數(shù)、最佳截止頻率)。在波形指示模擬時(shí)，最佳截止頻率將反演結(jié)果的頻帶劃分為兩部分。第一部分為0Hz到最佳截止頻率之間，由波形指示SMC-MC算法求取，為逐步確定部分。第二部分為最佳截止頻率至更高頻率，由隨機(jī)模擬算法求取，為完全隨機(jī)成分。

在地震頻帶范圍以外(頻率大于80Hz)傳統(tǒng)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演均為高頻隨機(jī)模擬，多解性強(qiáng)。波形指示模擬在80～200Hz頻帶甚至更高的頻帶范圍內(nèi)根據(jù)波形對比進(jìn)行波形指示模擬，是一個(gè)逐步確定的過程。大于給定的高截頻率后才進(jìn)入隨機(jī)模擬，這正是波形指示模擬的合理之處。

2.2 有效樣本

有效樣本數(shù)用于估算待預(yù)測點(diǎn)反演結(jié)果。有效樣本數(shù)越大，算法篩選相似地震波形的標(biāo)準(zhǔn)越低，所描述的儲(chǔ)層空間結(jié)構(gòu)變化越小，反演結(jié)果的空間連續(xù)性越強(qiáng)；有效樣本數(shù)越小，算法篩選相似地震波形的標(biāo)準(zhǔn)越高，所描述的儲(chǔ)層空間結(jié)構(gòu)變化越大，反演結(jié)果的空間非均質(zhì)性越強(qiáng)。

對于扶余油層，有效樣本數(shù)的選擇取決于3個(gè)因素，即沉積的穩(wěn)定性、地震資料品質(zhì)及參與反演的井?dāng)?shù)。需要根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果評價(jià)確定有效樣本數(shù)，統(tǒng)計(jì)表明取4或5為宜。

2.3 最佳截止頻率

在選定有效樣本數(shù)后，需要設(shè)定最佳截止頻率，同樣是波形指示模擬的重要環(huán)節(jié)。受同沉積結(jié)構(gòu)樣本的控制，隨著最佳截止頻率增大，反演結(jié)果的分辨率提高，相應(yīng)的隨機(jī)性也增大。圖5為波形指示模擬最佳截止頻率質(zhì)控圖。由圖可見，當(dāng)頻率為170Hz時(shí)大部分曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)，在拐點(diǎn)之前相關(guān)指數(shù)逐漸變小，拐點(diǎn)之后相關(guān)指數(shù)趨于平穩(wěn)，故將170Hz定義為最佳截止頻率。

圖5 波形指示模擬最佳截止頻率質(zhì)控圖 不同顏色的連線由23口參與反演的井?dāng)?shù)據(jù)獲得，每條連線對應(yīng)1口 井的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，由預(yù)測曲線和原始曲線在不同頻率段的相關(guān)統(tǒng)計(jì)求取

根據(jù)識(shí)別薄層的需求，選擇高截頻率略大于最佳截止頻率。高截頻率太低不能預(yù)測薄砂層，高截頻率太高則預(yù)測結(jié)果的隨機(jī)性或多解性增強(qiáng)。當(dāng)頻率大于210Hz后相關(guān)指數(shù)仍在緩慢減小(圖5)，故將高截頻率定為210Hz。扶余油層的地層平均速度為3500m/s，分辨率分別按1/4地震波長、1/8地震波長計(jì)算，識(shí)別厚度為2～5m的砂層的主頻分別為175.0～437.5Hz、87.5～218.75Hz。因此，當(dāng)最佳截止頻率為170Hz時(shí)，波形指示模擬能夠預(yù)測厚度為5m的砂層，但不能預(yù)測厚度為2m的砂層。為預(yù)測厚度小于5m的薄砂層，要求高截頻率大于170Hz，選擇高截頻率為210Hz是一種基于地質(zhì)需求的折中選擇。

3 可靠性評價(jià)分析

任何地震反演結(jié)果都存在多解性，制約著反演技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。通過分析地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演結(jié)果、測井資料以及水平井資料可知，波形指示模擬具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，是解決扶余油層薄砂體識(shí)別、指導(dǎo)水平井部署的有效技術(shù)方法。

3.1 波形指示模擬

分析扶余油層的砂巖識(shí)別敏感參數(shù)表明，GR是識(shí)別砂巖的最佳參數(shù)，波阻抗不能有效區(qū)分砂泥巖。為驗(yàn)證GR模擬的效果，對相同數(shù)據(jù)分別進(jìn)行波阻抗反演和波形指示模擬處理。

圖6為波阻抗反演剖面、GR模擬剖面與地震剖面疊合顯示。由圖可見：①地震剖面上的強(qiáng)地震反射同相軸T2為連續(xù)強(qiáng)振幅特征，總體上反演的高阻抗值與井口的砂巖對應(yīng)，波阻抗較好地反映了砂巖分布，但在T2之下砂層厚度“過大”，橫向連續(xù)性很好，這是由于受到上部T2強(qiáng)反射的影響所致(圖6a)。因此波阻抗反演不適合扶余油層砂體預(yù)測。②在GR模擬剖面上每個(gè)層段預(yù)測的砂層與井口吻合更好，砂巖分布形態(tài)更符合沉積規(guī)律，尤其對于厚度較小、并且橫向不連續(xù)的T2內(nèi)的第一砂層(圖6b)更是如此。說明GR模擬適合于扶余油層的砂體預(yù)測。

3.2 多口直井評價(jià)

為了評價(jià)波形指示模擬技術(shù)的可靠性，選擇鉆井密度較大的開發(fā)區(qū)作為測試工區(qū)，面積為42km2，共選取23口探井及評價(jià)井?dāng)?shù)據(jù)參與反演，用35口開發(fā)井作為后驗(yàn)井。

圖7為過5口后驗(yàn)井的波形指示GR模擬剖面。由圖可見：①測井解釋厚度大于2.4m的砂層符合率很高。②圖中存在一些不合理現(xiàn)象。首先，最上面第一砂層應(yīng)是不連續(xù)的局部發(fā)育，但波形指示GR模擬剖面指示砂層連續(xù)分布；其次，波形指示GR模擬剖面與鉆井資料標(biāo)定不吻合，如在F244-86井上部及最下部，波形指示GR模擬剖面指示2套砂巖，鉆井資料標(biāo)定為泥巖，在F244-90井下部，鉆井資料揭示厚為2.6m的砂層，波形指示GR模擬剖面指示泥巖。

圖6 波阻抗反演剖面(a)、GR模擬剖面(b)與地震剖面疊合顯示 圖a的暖色調(diào)代表反演高阻抗值，井孔的橘黃色代表砂巖，淺灰色代表泥巖；圖b的暖色調(diào)對應(yīng)低GR值，代表砂巖

圖7 過5口后驗(yàn)井的波形指示GR模擬剖面 剖面長度約為17km，并標(biāo)出單砂層厚度大于2.4m的層，其中紅色與黃色對應(yīng)砂巖、藍(lán)色對應(yīng)泥巖

在扶余油層致密油水平井部署中，依據(jù)已鉆直井揭示砂層確定地質(zhì)甜點(diǎn)，只有鉆井證實(shí)油層發(fā)育時(shí)，才能被確定為甜點(diǎn)。而且地質(zhì)工程要求甜點(diǎn)的厚度都相對較大，普遍大于2.4m。因此，應(yīng)用波形指示模擬技術(shù)能夠識(shí)別甜點(diǎn)分布，而對于預(yù)測結(jié)果與鉆井不一致的層，不作為地質(zhì)甜點(diǎn)考慮，不影響水平井設(shè)計(jì)。表1為厚度大于2.4m砂層預(yù)測符合情況。由表可見，在FⅠ中有90層厚度大于2.4m的砂層，其中76層符合、14層不符合，符合率達(dá)84%。

3.3 已鉆水平井分析

扶余油層致密油水平井鉆探成功的主要指標(biāo)是：水平段長度大于900m，砂巖鉆遇率和油層鉆遇率大于75%，否則認(rèn)為不理想或失敗。在芳38試驗(yàn)區(qū)，直井鉆探揭示，在FⅡ2油層發(fā)育厚度為6m的砂層。以該砂體為目標(biāo)甜點(diǎn)，部署F38-P3水平井，且依據(jù)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演結(jié)果完成鉆前預(yù)測和隨鉆跟蹤。該井實(shí)鉆水平段長度為713m，砂巖鉆遇率為68.2%，油層鉆遇率為51.8%，鉆探效果不理想。為了分析鉆探失利原因，在鉆后開展波形指示模擬及解釋。

圖8為F38-P3井隨鉆地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演剖面與波形指示GR模擬剖面。由圖可見：①靶點(diǎn)A后，按照地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演(圖8a)預(yù)測的砂層角度鉆進(jìn)導(dǎo)致下出層，表現(xiàn)為GR值增大、電阻率值減小，為泥巖特征。向上調(diào)整鉆井軌跡，在靶點(diǎn)B進(jìn)入砂層，直到靶點(diǎn)C在砂層內(nèi)鉆進(jìn)。②靶點(diǎn)C后，地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演(圖8a)指示井軌跡在砂層上部出層，而實(shí)鉆揭示井軌跡在砂層內(nèi)，與波形指示GR模擬剖面(圖8b)吻合，說明地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演預(yù)測砂層的角度不正確。③靶點(diǎn)C與D之間的后半段，井軌跡上出層，向下調(diào)整井軌跡，到靶點(diǎn)D砂層特征逐漸變強(qiáng)，到靶點(diǎn)E表現(xiàn)為明顯的砂層特征。④靶點(diǎn)F后，地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演(圖8a)指示砂層在井軌跡之下，建議向下調(diào)整軌跡找砂層，而實(shí)際井軌跡已下出層，與波形指示GR模擬剖面(圖8b)一致，最終在砂層下部完鉆。

由水平井鉆探過程可見，地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演結(jié)果在靶點(diǎn)C之前具有一定預(yù)測能力，過了靶點(diǎn)C預(yù)測砂巖展布與實(shí)際砂巖展布相差較大，無法指導(dǎo)隨鉆軌跡調(diào)整。波形指示GR模擬結(jié)果能夠很好地預(yù)測砂巖展布。

表1 厚度大于2.4m砂層預(yù)測符合情況

圖8 F38-P3井地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演(a)與波形指示GR模擬剖面(b) 設(shè)置靶點(diǎn)6個(gè)(A、B、C、D、E、F)，黑色豎線對應(yīng)靶點(diǎn)位置，靶點(diǎn)A是水平井設(shè)計(jì)的入靶點(diǎn)，實(shí)鉆在靶點(diǎn)A之前已入靶，黑色彎線為水平井 實(shí)鉆軌跡。圖b中藍(lán)色曲線為電阻率曲線，遠(yuǎn)離井軌跡端為高阻值，靠近井軌跡端為低阻值；黑色曲線為GR曲線，向下為低值，代表砂巖

4 水平井部署應(yīng)用

F198-P4井是芳198-133試驗(yàn)區(qū)的一口水平井，主要目的層為FⅠ3油層，甜點(diǎn)砂巖厚度為5.9m。該井實(shí)鉆水平段長度為1381m，砂巖鉆遇率為92%，油層鉆遇率為88.2%，獲得鉆探成功。在該井的部署設(shè)計(jì)和鉆進(jìn)跟蹤過程中，開展地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演和波形指示模擬處理，并進(jìn)行對比、分析。與實(shí)鉆數(shù)據(jù)的對比結(jié)果表明，波形指示模擬較好地預(yù)測了砂巖分布，對隨鉆導(dǎo)向具有指導(dǎo)作用，而地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演效果不佳。

圖9為F198-4井地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演與波形指示GR模擬剖面。由圖可見：①在地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演剖面(圖9a)上井軌跡鉆遇上、下兩套疊置砂層，在靶點(diǎn)A為上部砂層，到靶點(diǎn)B為下部砂層；在波形指示GR模擬剖面(圖9b)上靶點(diǎn)A、B之間測井曲線顯示砂層穩(wěn)定，說明地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演不準(zhǔn)確(圖9a)。②在靶點(diǎn)B、C之間地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演剖面(圖9a)指示井軌跡處于砂層中部；波形指示GR模擬剖面(圖9b)表明井軌跡兩次上出層，與電阻率、GR曲線揭示的特征吻合。③在靶點(diǎn)C、D間砂層連續(xù)穩(wěn)定，而地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演剖面(圖9a)指示井軌跡處于上、下兩套砂巖夾層內(nèi)，與實(shí)鉆不符；波形指示GR模擬剖面(圖9b)能夠較好地預(yù)測砂巖分布，并有效地指導(dǎo)水平井鉆進(jìn)。

圖9 F198-4井地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演(a)與波形指示GR模擬剖面(b)

圖a中：從井口延伸出的黑色彎線為實(shí)鉆井軌跡，紅色、黃色代表砂巖，淺藍(lán)色代表泥巖，紫色曲線為GR曲線。圖b中：紅色、黃色代表砂巖，藍(lán)色代表泥巖；井軌跡為黑色線；紅色曲線為電阻率曲線，向上為高值，靠近軌跡為低值；黑色曲線為GR曲線，向下為低值，代表砂巖；黑色豎線對應(yīng)靶點(diǎn)(A、B、C、D)

5 結(jié)論

本文應(yīng)用波形指示模擬技術(shù)獲得自然伽馬模擬數(shù)據(jù)體，可以刻畫松遼盆地扶余油層薄砂體，有效支撐水平井部署，得到如下認(rèn)識(shí)：

(1)在目前諸多地震反演方法中，波形指示模擬在提高縱向分辨率的同時(shí)有效提高了橫向分辨率，是一種高精度反演技術(shù)。針對扶余油層，波形指示模擬產(chǎn)生的自然伽馬數(shù)據(jù)體分辨率高，能夠預(yù)測厚度大于2.4m的單砂體展布，但存在多解性，須在鉆井?dāng)?shù)據(jù)指導(dǎo)下確定地質(zhì)甜點(diǎn)，以指導(dǎo)水平井部署及隨鉆導(dǎo)向。

(2)有效樣本數(shù)和最佳截止頻率是波形指示模擬的重要參數(shù)，決定了反演效果，須經(jīng)試驗(yàn)反復(fù)篩選。