高分辨率地震資料約束下的砂體精細(xì)刻畫

甘立琴，謝 岳，石洪福，李 珍，張文俊

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300452）

油田開發(fā)中后期，儲(chǔ)層刻畫精度決定了剩余油分布及挖潛方向，而等時(shí)地層對(duì)比是儲(chǔ)層刻畫的基礎(chǔ)。目前國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者就不同沉積體系進(jìn)行了多尺度地層對(duì)比研究，總結(jié)出大量地層對(duì)比方法［1-5］，如河流相的標(biāo)志層對(duì)比、等高程對(duì)比、旋回厚度對(duì)比等，三角洲相的沉積旋回對(duì)比、相控等時(shí)地層對(duì)比等，很好解決了小層及以上級(jí)別的地層對(duì)比問題。小層內(nèi)部單砂體對(duì)比問題，目前露頭和陸上密井網(wǎng)油田已經(jīng)解決［6-7］，而海上油田開發(fā)井距大，陸上油田成熟的“井震結(jié)合、以井為主”的思路不能滿足海上油田大井距條件下的小層內(nèi)部單砂體對(duì)比。相對(duì)陸上油田，海上油田地震資料分辨率更高，因此如何將海上高分辨率地震資料運(yùn)用于小層對(duì)比和儲(chǔ)層刻畫是本次研究的重要攻關(guān)方向。本文以Q 油田北塊砂體為例，從復(fù)合砂體動(dòng)態(tài)矛盾出發(fā)，結(jié)合高分辨率地震資料，提出“動(dòng)態(tài)指導(dǎo)、井震結(jié)合的單砂體對(duì)比”方法。基于單砂體精細(xì)對(duì)比及不同組合砂體疊置正演特征，結(jié)合沉積背景，井震、動(dòng)靜結(jié)合完成儲(chǔ)層精細(xì)刻畫。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

Q 油田位于渤海中部海域，主要生產(chǎn)層段為明化鎮(zhèn)組（Nm）曲流河沉積，高孔高滲儲(chǔ)層［8-9］。本次研究以Q 油田北塊NmⅣ1 砂體為例，砂體含油面積為1.3 km2，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量350×104m3，目前采出程度12%。

研究區(qū)單砂體厚度約9 m，多期砂體間夾層厚度3～12 m，原地震資料縱向分辨單砂體厚度為12 m，地質(zhì)認(rèn)識(shí)是基于地震包絡(luò)線進(jìn)行的等時(shí)對(duì)比，認(rèn)為砂體整體為一期河道，局部發(fā)育夾層，儲(chǔ)層為曲流河片狀沉積，砂體全區(qū)發(fā)育且連通性好（見圖1），開發(fā)模式為低部位注水高部位采油的排狀井網(wǎng)，2018 年完成基礎(chǔ)井網(wǎng)實(shí)施。注水開發(fā)后，油井A2顯示與周邊注水井不受效，分析認(rèn)為研究區(qū)地震資料分辨率較差，且目的層附近缺乏標(biāo)志層，依據(jù)地震包絡(luò)線的等時(shí)地層對(duì)比模式與動(dòng)態(tài)矛盾較大，急需對(duì)地震資料進(jìn)行優(yōu)化處理、對(duì)小層對(duì)比認(rèn)識(shí)進(jìn)行更新，完成該砂體地質(zhì)再認(rèn)識(shí)，以指導(dǎo)下一步生產(chǎn)。

圖1 Q油田區(qū)域位置

2 井震結(jié)合下的砂體期次劃分

實(shí)鉆井資料縱向分辨率高，但它僅能反映平面井點(diǎn)處地層特征，受井距大、平面沉積相變快等影響，僅依靠鉆井資料對(duì)地層進(jìn)行等時(shí)對(duì)比難度大、精度低。地震資料在橫向上連續(xù)性好，可反映地層橫向延伸及變化情況，因此井震結(jié)合可對(duì)砂體展布進(jìn)行較精確的刻畫［10-11］。

2.1 地震資料優(yōu)化處理

研究區(qū)老地震資料處理面元為25×12.5 m，頻帶寬度8～90 Hz，頻帶呈雙峰，頻譜能量主要集中在50 Hz和80 Hz，整體分辨率較低，根據(jù)地震資料單層分辨厚度為四分之一主波長(zhǎng)理論［12-13］，老地震資料分辨單層厚度為12 m，對(duì)砂體疊置情況及夾層展布的刻畫較模糊。針對(duì)研究區(qū)單砂體厚度約9 m 的地質(zhì)條件，為了更好與實(shí)際儲(chǔ)層結(jié)合，本次采取拓頻方式加強(qiáng)頻譜能量，補(bǔ)償?shù)汀⒏哳l，采用高分辨率walkway 融合處理技術(shù)，通過疊后重處理，處理面元變?yōu)?5×6.25 m，頻帶寬度10～100 Hz，頻帶呈正態(tài)分布，頻譜能量較為均勻，且單層厚度分辨率提高至9 m，與目的層儲(chǔ)層厚度一致。相對(duì)老地震資料，處理后新資料相同屬性刻畫的砂體邊界更清晰，識(shí)別薄層、夾層效果明顯增加，且和已鉆井吻合程度更好（見圖2）。

圖2 新老地震資料對(duì)比

2.2 井震結(jié)合小層對(duì)比

基于重處理地震資料，通過聲波時(shí)差曲線擬合成地震合成記錄，將深度域轉(zhuǎn)換到時(shí)間域中，明確地質(zhì)分層與地震反射之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系［14］。在油田大套地層格架之下，充分利用測(cè)井資料進(jìn)行砂組級(jí)別的地質(zhì)分層，基于動(dòng)態(tài)連通性認(rèn)識(shí)，結(jié)合高分辨率地震資料將NmⅣ1砂體細(xì)分為兩套（見圖3）?；诟叻直媛实卣鹳Y料的小層對(duì)比，打破傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的等高程對(duì)比，儲(chǔ)層展布更加復(fù)雜，其平面連通性更符合動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)。

圖3 新老地震資料指導(dǎo)下的小層對(duì)比

對(duì)于地震資料無(wú)法反映的井上實(shí)鉆河道下切、疊加情況，在小層細(xì)分基礎(chǔ)上，利用河道疊置及下切砂體對(duì)比模式進(jìn)一步細(xì)分單砂體。由于河道的沖刷作用，晚期形成的河道下切早期河道形成砂體疊加，此時(shí)應(yīng)充分結(jié)合鄰近井測(cè)井資料，并考慮砂體在平面上的變化趨勢(shì)及河道遷移方向，參考鄰井單層砂體厚度及疊加砂體測(cè)井曲線回返，對(duì)其進(jìn)行劈分。根據(jù)以上方法，將Q 油田北塊NmⅣ1-2 砂體細(xì)分為兩期河道沉積。

2.3 同期不同河道對(duì)比

Q 油田北塊砂體為典型曲流河沉積，以點(diǎn)壩和河道沉積為主，砂體橫向變化較大。在井震結(jié)合約束下的小層細(xì)分之后，總結(jié)出三種同期不同河道對(duì)比模式（見圖4）。

圖4 同期不同河道對(duì)比

（1）沉積相變對(duì)比模式。同期砂體中，由于平面相序變化導(dǎo)致的由點(diǎn)壩—河道—泛濫平原的微相變化，其測(cè)井曲線特征差異大，但橫向上屬于同一沉積單元，不同河道的判別可根據(jù)平面相序組合來(lái)確定。

（2）高程差對(duì)比模式。同一時(shí)期不同河道即使厚度相似，但受物源、古地貌等影響，測(cè)井曲線形態(tài)、砂體相對(duì)標(biāo)志層距離均存在一定差異。

（3）河道規(guī)模差異對(duì)比模式。不同物源的同時(shí)期河道砂體規(guī)模存在一定差異，結(jié)合平面相序，可進(jìn)行同期不同河道對(duì)比。

3 儲(chǔ)層精細(xì)刻畫

3.1 不同疊置砂體正演特征

結(jié)合研究區(qū)的砂體疊置情況，總結(jié)出了三類砂體切疊模式，即河道切點(diǎn)壩、點(diǎn)壩切點(diǎn)壩和河道切河道。

依據(jù)研究區(qū)目的層巖石物理參數(shù)（砂巖反射速度2 200 m/s，巖石密度2.05 g/cm3；泥巖反射速度2 578 m/s，巖石密度2.20 g/cm3）及地震資料品質(zhì)，采用頻率55 Hz 雷克子波建立三種疊加模式正演模型（見圖5）。正演結(jié)果顯示:

圖5 三種疊加模式

（1）河道切點(diǎn)壩時(shí)，河道疊置部位地震波振幅減弱，頻率降低，并有一定產(chǎn)狀變化。

（2）點(diǎn)壩切點(diǎn)壩時(shí)，點(diǎn)壩疊置部位振幅略有變?nèi)?，子波間距較小，且形態(tài)上有一定變化，可據(jù)此識(shí)別河道邊界。

（3）河道切河道時(shí)，河道間地震波振幅大幅度減弱，且弱振幅范圍大。

3.2 地震約束下的儲(chǔ)層精細(xì)刻畫

從Q 油田取心井出發(fā)，分析不同沉積微相巖心、測(cè)井特征及對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立測(cè)井相圖版。區(qū)別于常規(guī)基于地質(zhì)知識(shí)庫(kù)的儲(chǔ)層刻畫，本次研究密切結(jié)合研究區(qū)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，采用以下兩種方法進(jìn)一步判斷砂體連通性:①測(cè)壓資料，新鉆井若出現(xiàn)超壓或者壓力虧空，則說(shuō)明測(cè)壓點(diǎn)所在儲(chǔ)層與注水井或者油井連通；②測(cè)井資料，砂體水淹后電阻率出現(xiàn)明顯下降，測(cè)井資料易識(shí)別，若新鉆井出現(xiàn)水淹則反映該砂體與注水井連通?；谝陨戏治?，參考全油田地質(zhì)知識(shí)庫(kù)，結(jié)合不同疊置砂體正演特征，井震結(jié)合分別從平面、剖面尋找儲(chǔ)層相變點(diǎn)，精細(xì)完成兩期砂體沉積微相展布（見圖6）。

圖6 北塊NmⅣ1砂體沉積微相展布

原地質(zhì)認(rèn)識(shí)認(rèn)為:研究區(qū)為曲流河片狀沉積，砂體全區(qū)發(fā)育且連通性好。儲(chǔ)層精細(xì)刻畫后，原砂體細(xì)分為兩期河道，且點(diǎn)壩間發(fā)育廢棄、末期河道，局部井組間儲(chǔ)層連通性變差，更符合實(shí)際井組動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)。

4 成果應(yīng)用

基于兩期砂體沉積微相展布，分析認(rèn)為NmⅣ1-1 砂體油井A1 井位于泛濫平原，儲(chǔ)層不發(fā)育，A2井位于早期點(diǎn)壩內(nèi)，與注水井A3 之間發(fā)育廢棄河道，儲(chǔ)層連通性差，注采不受效；NmⅣ1-2 砂體注水井A1與油井A2之間發(fā)育末期河道，儲(chǔ)層連通性差，注采不受效，A3 井位于泛濫平原，儲(chǔ)層不發(fā)育。針對(duì)動(dòng)態(tài)矛盾，2020 年初將油井A2 側(cè)鉆至南側(cè)點(diǎn)壩內(nèi)進(jìn)行注水，側(cè)鉆后該井組日增油35 m3/d，數(shù)值模擬預(yù)測(cè)增油量可達(dá)4.3×104m3，采收率提高1.3%。

將以上地震資料重處理下的地震約束下的砂體精細(xì)刻畫應(yīng)用至北區(qū)NmⅠ3 砂體，其平面沉積微相展布指導(dǎo)了注采井網(wǎng)調(diào)整及挖潛，截止目前部署實(shí)施調(diào)整井8 口，增加產(chǎn)能550 m3/d。該方法也為其他類似河流相油田儲(chǔ)層刻畫及挖潛提供了指導(dǎo)。

5 結(jié)論

（1）通過拓頻方式加強(qiáng)頻譜能量，補(bǔ)償?shù)汀⒏哳l后，識(shí)別薄層、夾層效果明顯增加。在油田地層格架之下，井震結(jié)合進(jìn)行的小層對(duì)比更符合地質(zhì)及動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)。

（2）針對(duì)曲流河沉積，總結(jié)出3種同期不同河道對(duì)比模式:沉積相變對(duì)比模式、高程差對(duì)比模式和河道規(guī)模差異對(duì)比模式。

（3）結(jié)合曲流河砂體疊加模式，建立3種疊置砂體的地震正演模型，明確了不同疊置砂體的地震剖面特征。

（4）基于取心井的測(cè)井相圖版，結(jié)合砂體連通關(guān)系及不同疊置砂體的正演特征，參考全油田地質(zhì)知識(shí)庫(kù)，完成沉積微相展布研究，指導(dǎo)了油田的調(diào)整及挖潛。