高分辨頻譜處理技術(shù)在致密砂巖氣藏開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用效果分析

彭鑫，王忠桃

(1.中石化西南油氣分公司,成都 610041;2.成都理工大學(xué),成都 610059)

中江氣田JS氣藏具有河道寬度窄(河道砂寬度平均300～500 m)、儲(chǔ)層厚度薄(平均10～15 m)、物性致密(平均孔隙度8.6%，平均滲透率0.19 mD)等地質(zhì)特征，屬于低孔-低滲致密砂巖氣藏。該氣藏河道砂具有沉積規(guī)律復(fù)雜，多旋回，多流向，交錯(cuò)疊置現(xiàn)象普遍、厚度薄的特點(diǎn)，導(dǎo)致河道砂體在常規(guī)地震資料上響應(yīng)特征隱蔽，河道砂精細(xì)刻畫(huà)難度大。隨著該氣藏評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)的深入進(jìn)行，相應(yīng)對(duì)儲(chǔ)層定量預(yù)測(cè)的精度要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的勘探階段儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法已無(wú)法滿足開(kāi)發(fā)階段的要求。尤其是面對(duì)該地區(qū)普遍發(fā)育復(fù)雜結(jié)構(gòu)儲(chǔ)層，單層厚度小，橫向變化快，分布規(guī)律復(fù)雜，復(fù)雜地區(qū)儲(chǔ)層的精細(xì)定量預(yù)測(cè)成為開(kāi)發(fā)階段的核心目標(biāo)。因此急需一套高分辨地震技術(shù)來(lái)識(shí)別出薄互層砂體，對(duì)疊置砂體進(jìn)行區(qū)分刻畫(huà)；完成對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層定性預(yù)測(cè)到儲(chǔ)層精細(xì)定量預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而為中江氣田JS氣藏的高效評(píng)價(jià)建產(chǎn)提供可靠的支撐[5]。

1 譜反演拓頻處理技術(shù)在河道清理刻畫(huà)中的應(yīng)用

譜反演拓頻處理技術(shù)是一種采用頻譜分解技術(shù)，能有效分辨薄層，同時(shí)顯著拓寬地震頻帶提高分辨率。Portniaguine和Castagna在2005年探討了一種疊后譜反演方法，可以解決在小于調(diào)諧厚度時(shí)的薄層預(yù)測(cè)問(wèn)題。其重點(diǎn)在于通過(guò)分頻方法來(lái)獲取局部頻譜信息(Castagna，等，2003年；Portniaguine，Castagna，2004年)。該方法用帶時(shí)窗傅立葉變換將幾個(gè)反射率模型轉(zhuǎn)換為譜反演所用的數(shù)據(jù)，然后采用復(fù)數(shù)譜分析方法來(lái)形成譜反演算法。這種譜反演最終輸出為反射系數(shù)序列，進(jìn)而通過(guò)與合適的零相位地震子波褶積后可得到拓頻后的地震數(shù)據(jù)，達(dá)到提高地震數(shù)據(jù)分辨率的效果。將該技術(shù)應(yīng)用到東坡沙溪廟組氣藏，可以用拓頻處理后的地震數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)薄儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)描述以及對(duì)疊置河道進(jìn)行清理刻畫(huà)[1-2]。

通過(guò)拓頻處理前后的地震資料對(duì)比(圖1)，可以看出拓頻處理后，地震資料頻帶得到拓寬，常規(guī)地震剖面頻帶寬度在10～40 Hz，拓頻后頻帶寬度擴(kuò)大至10～65 Hz，分辨率得以提高，地震剖面上的河道特征更加清晰。

圖1 拓頻后地震資料(上)與常規(guī)地震資料(下)對(duì)比

利用常規(guī)地震資料和拓頻處理后的地震資料對(duì)C206HF井進(jìn)行標(biāo)定，以驗(yàn)證拓頻處理后地震資料的可靠性。

圖2 C206HF井常規(guī)地震資料與拓頻后地震資料標(biāo)定對(duì)比

圖層常規(guī)(左一)和高分辨(右一)地震數(shù)據(jù)河道刻畫(huà)對(duì)比圖

圖層(左)層早期(中)層晚期(右)河道三維可視圖

2 波形特征指示反演在薄儲(chǔ)層定量預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

波形特征指示反演方法，是在傳統(tǒng)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。其基本思想是在篩選統(tǒng)計(jì)樣本時(shí)參照波形相似性和空間距離兩個(gè)因素，在保證樣本結(jié)構(gòu)特征一致性的基礎(chǔ)上按照分布距離對(duì)樣本排序，從而使反演結(jié)果在空間上體現(xiàn)了沉積相帶的約束，平面上更符合沉積規(guī)律和特點(diǎn)。地震波形指示反演技術(shù)更好地體現(xiàn)了“相控”的思想，具有精度高、反演結(jié)果隨機(jī)性小的特點(diǎn)，使反演結(jié)果從完全隨機(jī)走向了逐步確定，可以為評(píng)價(jià)-開(kāi)發(fā)階段薄儲(chǔ)層提供更可信賴的定量預(yù)測(cè)模型(圖5)。波形指示反演技術(shù)比常規(guī)反演技術(shù)有更高的分辨率，能更精確地反映出砂體厚度[3-4]。

圖5 波形相控模擬示意圖

圖6 中江氣田層C206HF河道阻抗平面圖

從常規(guī)反演阻抗剖面來(lái)看砂體較厚的井(厚度15 m以上)，如C206HF常規(guī)反演阻抗厚度較為匹配，但砂體較薄的C205-1 HF井(厚度10 m以下)與常規(guī)阻抗剖面厚度不匹配(圖7)。

圖7 JS211河道常規(guī)反演阻抗連井剖面圖

具體分析C205-1 HF井實(shí)鉆砂體厚度9 m，常規(guī)阻抗剖面反應(yīng)砂體厚度約18 m，而波形特征指示反演結(jié)果反應(yīng)厚度與實(shí)鉆較為吻合，早晚期河道能分開(kāi)(圖8)。

圖8 C205-1 HF井常規(guī)反演阻抗(左)與波形特征指示反演(右)阻抗剖面對(duì)比

通過(guò)常規(guī)反演阻抗與波形特征指示反演阻抗進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合實(shí)鉆結(jié)果檢驗(yàn)證明波形特征指示反演能較為準(zhǔn)確識(shí)別砂體厚度，尤其是薄砂體厚度(厚度10 m左右)，并且對(duì)砂體厚度的橫向變化也有很好的反應(yīng)(圖9)，這為薄砂體的厚度定量預(yù)測(cè)提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。

圖9 C206HF河道常規(guī)反演(左)與波形特征指示反演定量預(yù)測(cè)厚度圖(右)對(duì)比

在波形特征指示反演數(shù)據(jù)上進(jìn)行河道砂體厚度定量預(yù)測(cè)，使該河道平均厚度誤差率控制在10%左右，為C205-1 HF河道開(kāi)發(fā)方案的編寫(xiě)提供可靠依據(jù)。

3 高分辨反演在水平井軌設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

圖10 中江氣田層C211HF河道阻抗平面圖

引入基于高分辨頻譜+波形特征指示的高分辨反演技術(shù)后，反演得到的阻抗剖面能很好地識(shí)別出7.9 m砂體的橫向展布(圖11)。利用該高分辨反演剖面設(shè)計(jì)水平井軌跡，并在實(shí)施工程中進(jìn)行精密優(yōu)化調(diào)整；最終該井設(shè)計(jì)砂頂深度與實(shí)鉆僅誤差1 m，水平段砂體鉆遇率達(dá)到100%，儲(chǔ)層以Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層為主；該井在穩(wěn)定油壓9.3 MPa、穩(wěn)定套壓7.5 MPa下測(cè)試獲得10.8×104m3/d產(chǎn)能。

圖11 C211HF井常規(guī)反演阻抗(左)與波形特征指示反演(右)阻抗剖面對(duì)比

4 結(jié)論

(1) 譜反演拓頻處理技術(shù)能有效地拓寬地震資料頻帶寬度，提高分辨率。在拓頻處理后的地震資料上進(jìn)行精細(xì)解釋及河道期次清理工作，能有效地識(shí)別出致密砂巖氣藏河道的平面展布特征，以及實(shí)現(xiàn)疊置河道的期次分離。

(2) 波形特征指示反演技術(shù)能有效識(shí)別厚度低于10 m的薄砂體，以及砂體厚度橫向變化情況。在基于波形特征指示反演數(shù)據(jù)上進(jìn)行儲(chǔ)層厚度定量預(yù)測(cè)，能有效指導(dǎo)河道開(kāi)發(fā)井的部署、跟蹤及儲(chǔ)量計(jì)算工作。

(3) 將高分辨反演技術(shù)應(yīng)用到致密砂巖氣藏水平井軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)與跟蹤調(diào)整中，證實(shí)了該方法有助于優(yōu)化薄儲(chǔ)層水平井軌跡設(shè)計(jì)，為跟蹤調(diào)整提供了可靠的依據(jù)，最終達(dá)到提高水平井砂體鉆遇率，降低鉆井施工風(fēng)險(xiǎn)的目的。