基于多屬性融合疊前反演預(yù)測超深層斷控儲集體物性和流體性質(zhì)

李海英,陳俊安,龔 偉,廖茂輝

(中國石油化工股份有限公司西北油田分公司,新疆烏魯木齊830011)

順北油氣田主體位于順托果勒低隆起順托果勒區(qū)塊,由一系列埋深大于7000m的超深層碳酸鹽巖斷溶體海相油氣藏組成,沿?cái)嗔褞Х植?。順托果勒地區(qū)主要發(fā)育北東與北西向兩組走滑斷裂,走滑斷裂帶的多期持續(xù)活動及構(gòu)造破裂作用形成了大型洞穴-裂縫系統(tǒng),后期經(jīng)大氣淡水滲流及沿縫擴(kuò)溶、埋藏溶蝕改造,形成了斷控儲集體[1-3]。走滑斷裂體系“寒武系供烴、垂向輸導(dǎo)、晚期成藏、斷裂控富”為順北地區(qū)油氣成藏模式[4-8]。識別超深層碳酸鹽巖油氣藏內(nèi)的物性和流體性質(zhì)對油田勘探開發(fā)的井位部署優(yōu)化非常重要。前期實(shí)鉆井資料和正演模擬結(jié)果表明,斷控儲集體儲層類型多樣,主要有洞穴型、孔洞型和裂縫型,對應(yīng)的地震響應(yīng)特征主要表現(xiàn)為“串珠”、“雜亂”和“線狀弱反射”3種類型[9-10]。

由于碳酸鹽巖斷控儲集體儲層具有非均質(zhì)性強(qiáng)、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、儲層與圍巖地球物理異常差異小的特點(diǎn),同時測井?dāng)?shù)據(jù)受放空漏失影響,測井資料信息不足等原因,常規(guī)疊前反演儲層預(yù)測方法在斷控儲集體儲層預(yù)測中的效果不佳。李海英等[11]針對順北地區(qū)特深層斷控儲集體的地震特征,通過模型正演,結(jié)合井震標(biāo)定及地震反射特征分析研究,形成了梯度結(jié)構(gòu)張量表征斷溶體輪廓、振幅變化率和雜亂相等屬性分類預(yù)測斷裂帶內(nèi)部儲層,多屬性融合雕刻描述斷溶體的儲層識別描述技術(shù)體系。劉軍等[12]依據(jù)順北地區(qū)走滑斷裂的地質(zhì)發(fā)育模式、斷控儲集體類型及地震響應(yīng)特征,建立了走滑斷裂帶及斷控儲集體地震識別模式,開展儲集體敏感地震屬性分析,形成了針對斷控儲集體外部輪廓、內(nèi)部不同類型儲集體的一系列儲集體預(yù)測技術(shù),應(yīng)用多種地震屬性技術(shù)表征斷控儲集體邊界及內(nèi)部儲集體。鄭笑雪等[13]利用K-means原理將多個地震屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類,實(shí)現(xiàn)斷溶體分帶性自動識別。

本文首先簡要介紹了研究區(qū)的地質(zhì)背景和資料情況,根據(jù)目的層斷控儲集體難于精確刻畫其空間位置的難點(diǎn),重點(diǎn)介紹了多屬性融合儲層預(yù)測使用的敏感屬性分析和基于貝葉斯多屬性融合分類的技術(shù);然后,結(jié)合基于疊前同步反演預(yù)測的儲層物性和流體性質(zhì)結(jié)果,展示了研究區(qū)斷控儲集體的空間展布規(guī)律和內(nèi)幕特征的實(shí)際應(yīng)用效果。

1 研究區(qū)概況

本文研究區(qū)塊為順北油田順8井北三維區(qū)東部順北5井?dāng)嗔褞?圖1a),位于順托果勒低隆起的北部,處于阿瓦提-滿加爾坳陷與沙雅隆起的結(jié)合部,南部緊鄰海相烴源灶,寒武系烴源巖發(fā)育,是油氣長期運(yùn)移聚集的有利區(qū)。順北地區(qū)主要發(fā)育高陡的走滑斷裂,多期斷裂活動對儲層具有明顯的控制作用。斷裂帶內(nèi)非均質(zhì)性強(qiáng),斷裂帶整體分隔、局部溝通。深大走滑斷裂斷至基底,與油源連通。該區(qū)下古生界發(fā)育完備的生儲蓋組合,具備了大油氣田形成的優(yōu)越條件,勘探結(jié)果表明,順北油氣田整體含油氣,資源潛力巨大。2016年完成了順8井北三維地震寬方位資料采集,滿覆蓋資料面積達(dá)504km2。2017年起在順北5井區(qū)斷裂帶部署的多口井獲高產(chǎn)工業(yè)油流。

本文研究的目的層為奧陶系中下統(tǒng)(圖1b),研究對象為超深層碳酸鹽巖斷控儲集體。斷控儲集體為由大型洞穴-裂縫系統(tǒng)組成的有利儲集體,原地寒武系下統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖的油氣沿連通油源的斷裂垂向運(yùn)移成藏,無統(tǒng)一的油(氣)-水界面。研究區(qū)鉆、測井資料研究結(jié)果表明,在奧陶系碳酸鹽巖儲層段發(fā)育洞穴(表現(xiàn)為鉆井放空或泥漿漏失)、溶蝕孔洞、高角度構(gòu)造縫、擴(kuò)溶或充填殘余縫、微裂縫等多種儲滲空間類型,不僅形態(tài)多樣,而且大小懸殊,分布不均。因此,如何準(zhǔn)確刻畫斷控儲集體的空間位置是研究的難點(diǎn)之一。同時,由于放空漏失的影響,最優(yōu)質(zhì)的儲層缺少鉆、測井的關(guān)鍵數(shù)據(jù),增加了斷控儲集體內(nèi)幕的物性研究和含油氣性識別的難度。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置(a)及地質(zhì)情況(b)

2 多屬性融合儲層空間預(yù)測技術(shù)

2.1 敏感屬性分析

順托果勒地區(qū)斷控儲集體主要儲集空間為與走滑斷裂相關(guān)的洞穴、構(gòu)造高角度縫和沿縫溶蝕孔洞,走滑斷裂帶的持續(xù)活動及構(gòu)造破裂作用是儲層發(fā)育的主控因素。研究表明[14-18],利用疊后地震數(shù)據(jù),奧陶系碳酸鹽巖斷控縫洞系統(tǒng)的特征能夠通過幾何屬性(地震反射傾角、曲率、相似性和振幅梯度屬性等)來刻畫“串珠”狀反射特征和微斷裂、裂縫的線狀構(gòu)造特征,達(dá)到檢測和識別斷控縫洞儲集體儲層的目的。本文研究主要采用的幾何屬性包括相干、曲率、振幅梯度和紊亂系數(shù)屬性。

相干類屬性經(jīng)常被用來解釋斷層和地質(zhì)不連續(xù)性[14],常用地震相干體來檢測碳酸鹽巖儲層的斷層和裂縫[15]。相干屬性可以突出巖溶儲層的邊界,揭示主干斷裂體系。

地震反射曲率類屬性與裂縫密度之間具有相關(guān)關(guān)系[16]。由偏移疊加地震數(shù)據(jù)計(jì)算的地震曲率屬性已被用于斷層和裂縫的成像[17]。在古洞穴儲層中,斷層和伴生裂縫可以起到管道的作用。體積曲率屬性與形狀指數(shù)有關(guān),可以測量地震反射體傾角和方位角的橫向變化[18]。最大曲率屬性能非常有效地圈定斷層和斷層幾何形狀[19],它揭示了明顯的斷層邊緣和較小褶皺及撓曲的邊緣。除了斷裂和斷裂線的空間走向外斷裂的程度也與最大曲率值有關(guān)。

“串珠”提供了一個獨(dú)特的地震特征,可以識別和定位縫洞儲集體。在體時窗內(nèi)構(gòu)建梯度張量并計(jì)算梯度張量的特征值和特征向量,振幅水平方向最大分量梯度屬性可以更好地刻化“串珠”狀反射的空間形態(tài)。利用振幅梯度屬性可從三維疊后地震數(shù)據(jù)中提取“串珠”。在振幅梯度圖上,“串珠”很容易識別,是研究區(qū)縫洞儲集體的有效表征工具。

地震反射紊亂系數(shù)(雜亂反射)屬性可定義為:

(1)

其中,λ1≥λ2≥λ3≥0為梯度結(jié)構(gòu)張量矩陣的3個特征值。如果是規(guī)則反射,則λ1?λ2≈λ3,μ≈-1;如果是雜亂的非規(guī)則反射,則λ1≈λ2≈λ3,μ≈0。μ的數(shù)值在-1～0變化。(1)式表明,描述雜亂反射結(jié)構(gòu)的地震屬性μ包含了地層產(chǎn)狀的信息和振幅變化的強(qiáng)度信息。因此,利用該屬性可以提取地震不規(guī)則雜亂反射的特征。

2.2 貝葉斯巖相分類技術(shù)

貝葉斯巖相分類方法使用概率來表示所有巖相類型的不確定性[20]。對于G個類別,類別 “i”的貝葉斯規(guī)則是:

(2)

式中:X為樣本點(diǎn)數(shù)據(jù);ci為某個測井巖相;p(ci|X)是某個樣點(diǎn)分類為巖相ci的后驗(yàn)概率密度;p(X|ci)為巖相ci的條件概率密度;p(ci)為ci的先驗(yàn)概率密度,其大小等于該巖相在所有巖相中所占的比例;p(X)為邊緣概率密度,起歸一化作用。對于碎屑巖,X的選擇一般參考巖石物理分析的成果,選擇對巖相敏感的彈性參數(shù)作為貝葉斯分類的數(shù)據(jù)樣點(diǎn);對于本文研究的超深層斷控碳酸鹽巖,選擇敏感的幾何屬性作為貝葉斯分類的數(shù)據(jù)樣點(diǎn)。

為了獲得(2)式中后驗(yàn)概率密度p(ci|X),需要知道條件概率p(X|ci)。一般利用非參數(shù)的核密度估計(jì) (KDE)方法計(jì)算p(X|ci)。KDE基于有限抽樣推斷整體數(shù)據(jù)的分布,其結(jié)果是對樣本概率密度函數(shù)的估計(jì)。核密度估計(jì)完全利用數(shù)據(jù)本身信息,對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了最大程度的近似,從而避免了人為主觀帶入的先驗(yàn)知識。設(shè)x1,x2,…,xn為獨(dú)立同分布的n個樣本點(diǎn),其概率密度為f,則一維概率分布函數(shù)的核密度估計(jì)公式為:

(3)

式中:n為樣本點(diǎn)個數(shù);xi為某個樣本點(diǎn)的觀測值;K為選取的核函數(shù)(非負(fù)、積分為1,符合概率密度性質(zhì),并且均值為0);h為控制平滑量的平滑帶寬(h>0)。帶有下標(biāo)h的核稱為縮放核,定義為Kh(x)=1/hK(x/h)。該核密度估計(jì)中的關(guān)鍵參數(shù)是平滑帶寬h。過大的帶寬會掩蓋分布,使其扁平和擴(kuò)散,而過小的帶寬會帶來過多的虛假數(shù)據(jù),最佳帶寬給出接近真實(shí)概率密度的結(jié)果。

由于巖相特征復(fù)雜,如果僅采用單一參數(shù)進(jìn)行巖相分類,效果一般不理想。因此多參數(shù)巖相分類采用高維核密度估計(jì),公式為:

(4)

式中:D為所選參數(shù)的數(shù)量;d(x,Xi)為D維空間中x和樣本點(diǎn)Xi的距離。

一般選擇多元高斯函數(shù)作為核函數(shù)。但由于高斯函數(shù)在距離中心點(diǎn)較遠(yuǎn)的區(qū)域不能衰減到0,這會影響計(jì)算效率;而在眾多核函數(shù)中,Epanechnikov核函數(shù)在均方誤差意義上最好,效率損失也很小,因此,本文選用Epanechnikov核函數(shù),其公式如下:

(5)

將Epanechnikov核函數(shù)代入公式(3),得到高維核密度估計(jì)公式為:

(6)

其中,CD是D維超球面的體積,其表達(dá)式為:

(7a)

這里,

(7b)

本質(zhì)上,KDE將數(shù)據(jù)Xi平滑為小密度“方塊”,然后將所有這些小方塊加在一起以獲得最終的概率密度估計(jì)。

最后,依據(jù)下面的原則確定數(shù)據(jù)X屬于巖相ci或巖相cj。

1)如果p(X|ci)p(ci)>p(X|cj)p(cj),則X屬于巖相ci;

2)如果p(X|cj)p(cj)>p(X|ci)p(ci),則X屬于巖相cj。

2.3 目標(biāo)相關(guān)指示因子構(gòu)建

CONNOLLY[21]將縱波阻抗(IP)和橫波阻抗(IS)組合,引入旋轉(zhuǎn)角度(θ)參數(shù),構(gòu)建一種新的指示因子屬性,其表達(dá)式為:

Y=IPcosθ+ISsinθ

(8)

其中,θ(0°≤θ≤360°)在給定縱、橫波阻抗曲線下,隨著θ的改變,由(8)式可以得到一系列因子曲線。研究發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的巖石彈性參數(shù)曲線均與某一因子角的因子曲線高度相關(guān),相關(guān)度接近1(表1)。一般地,常規(guī)測井曲線或測井解釋曲線與系列因子曲線進(jìn)行相關(guān)掃描,都能得到相關(guān)性很高的因子角,而且在同一地區(qū)由相同地質(zhì)背景的多井?dāng)?shù)據(jù)可以得到幾乎一致的因子角,也就是說,傳統(tǒng)的彈性參數(shù)或能表征儲層巖性、物性、流體性質(zhì)的屬性都可以看作是縱、橫波阻抗經(jīng)過坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)后的結(jié)果。

表1 彈性參數(shù)與指示因子屬性相關(guān)性研究

根據(jù)儲層預(yù)測、油氣檢測實(shí)際需求選擇目標(biāo)測井曲線,例如,預(yù)測巖性可以選取伽馬曲線或泥質(zhì)含量曲線,預(yù)測物性可以選取孔隙度曲線、密度曲線或自

然電位曲線,預(yù)測流體可以選取電阻率曲線或含水飽和度曲線等。依據(jù)CONNOLLY[21]發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)相關(guān)彈性參數(shù)方法求取相應(yīng)的巖性因子、物性因子或流體因子角及因子曲線,通過巖石物理分析,從中優(yōu)選出與巖性、物性及流體目標(biāo)相關(guān)的敏感指示因子,確定各敏感指示因子定量解釋的標(biāo)準(zhǔn)(門檻值)。借助(8)式和求取的敏感因子角將疊前同時反演生成的縱波阻抗體和橫波阻抗體轉(zhuǎn)換為敏感因子體,并根據(jù)巖石物理分析確定的門檻值進(jìn)行巖性、物性或流體性質(zhì)的空間展布研究。

2.4 技術(shù)流程

基于貝葉斯分類的多屬性融合斷控儲集體儲層預(yù)測技術(shù)可按如下步驟開展。

1)利用測井解釋成果,將測井曲線分類為儲層相和致密相。

2)分析并計(jì)算對斷控儲集體儲層最為敏感的地震屬性體,提取井旁地震敏感屬性曲線。

3)在井點(diǎn)處,對敏感屬性和巖相分類結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定,制作標(biāo)簽。利用貝葉斯分類算法,建立斷控儲集體儲層多敏感屬性的巖相概率分類量版。

4)通過巖相概率分類量版,將多個地震敏感屬性體融合轉(zhuǎn)化為儲層相概率體。

5)以孔隙度作為目標(biāo)參數(shù),求取物性指示因子角并構(gòu)建出物性指示因子曲線;經(jīng)巖石物理分析確定目的層儲層物性及流體最敏感參數(shù)。

6)將疊前反演得到的縱、橫波阻抗體轉(zhuǎn)換為物性、流體指示因子體。

7)對計(jì)算出的儲層相概率體進(jìn)行空間雕刻,結(jié)合物性、流體預(yù)測結(jié)果,表征斷控儲集體空間展布及內(nèi)幕特征。

3 應(yīng)用及效果

3.1 巖石物理分析

巖石物理分析是連接地震、測井以及儲層的巖性或流體性質(zhì)之間的橋梁和紐帶。巖石物理分析通過繪制各種測井曲線和彈性參數(shù)交會圖版,了解地震、測井在目的層的響應(yīng)特征,從而落實(shí)對研究區(qū)巖性、物性或流體敏感的彈性參數(shù);分析疊前同步反演成果檢測儲層巖性、物性和含油氣性的應(yīng)用條件,為進(jìn)一步的巖性、物性及流體解釋提供定量依據(jù)。

在本文研究中,巖石物理分析研究的主要目的是通過對鉆井、測井?dāng)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,研究物性好的碳酸鹽巖儲層區(qū)別于圍巖的物理特性、油層區(qū)別于水層的物理特性,從而找出物性和流體的敏感彈性參數(shù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)儲層物性分布預(yù)測和流體檢測。以孔隙度曲線作為物性目標(biāo)參數(shù),根據(jù)CONNOLLY[21]的目標(biāo)相關(guān)彈性參數(shù)方法,從縱波阻抗曲線和橫波阻抗曲線構(gòu)建出物性指示因子曲線。圖2a為W3井以孔隙度曲線作為目標(biāo)參數(shù)通過(8)式求取的物性指示因子最大相關(guān)角,因子角為297°,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.963,接近于1。圖2b為孔隙度曲線和物性指示因子曲線目的層段的對比結(jié)果,兩條曲線形態(tài)高度相似,但物性指示因子僅由縱波阻抗和橫波阻抗構(gòu)建而得,與目標(biāo)孔隙度無直接關(guān)系。由此為后續(xù)將疊前反演得到的縱波阻抗體和橫波阻抗體轉(zhuǎn)換為物性指示因子數(shù)據(jù)體提供了依據(jù)。

圖2 物性指示因子優(yōu)選a 物性指示因子角求取;b 目標(biāo)孔隙度曲線與物性指示因子曲線對比

對研究區(qū)各種彈性參數(shù)進(jìn)行巖石物理分析,結(jié)果表明,物性指示因子和密度是區(qū)分儲層物性好壞和流體性質(zhì)的最敏感的彈性參數(shù)。圖3為W3井縱波阻抗-物性指示因子-孔隙度交會結(jié)果,物性指示因子的大值對應(yīng)高孔隙度,表示物性指示因子是儲層物性的敏感參數(shù)。圖4為W3井流體替換前水層的縱波阻抗-密度-孔隙度交會結(jié)果和流體替換為油層的縱波阻抗-密度-孔隙度交會結(jié)果,當(dāng)物性好的儲層中流體替換為油層后,密度屬性有一定程度的降低,表示在研究區(qū)目的層密度對儲層流體性質(zhì)較為敏感。

圖3 W3井縱波阻抗-物性指示因子-孔隙度交會結(jié)果

圖4 W3井流體替換前水層(a)和流體替換為油層后(b)的縱波阻抗-密度-孔隙度交會結(jié)果

3.2 敏感屬性提取

曲率屬性一般用于檢測微斷裂和大的裂縫通道。圖5為過井地震剖面,圖6為對應(yīng)的最大曲率屬性剖面,微斷裂和大的裂縫通道對應(yīng)大曲率值,大曲率值表現(xiàn)為黑色?？梢钥吹?在“串珠”狀反射及雜亂強(qiáng)反射兩側(cè)的柱形和垂直斷裂,表明了溶蝕的洞穴與裂縫的地質(zhì)成因關(guān)系。

圖5 過井地震剖面

圖6 與圖5對應(yīng)的最大曲率屬性剖面

振幅梯度屬性結(jié)合曲率屬性可以較好地描述小尺度裂縫和局部發(fā)育的縫洞體。圖7顯示了通過振幅梯度屬性刻畫的具有“串珠”狀反射的洞穴(黃色)和通過曲率屬性刻畫的裂縫通道(黑色)的剖面特征,可以看到,黃色的洞穴(對應(yīng)“串珠”狀反射)和深藍(lán)色的雜亂強(qiáng)反射沿主干斷裂的垂向展布特征。

圖7 對應(yīng)的地震振幅梯度屬性疊加最大曲率屬性剖面

地震雜亂反射屬性可以描述斷裂帶內(nèi)為空白和雜亂弱反射的地震響應(yīng)特征,空白反射主要由相對均質(zhì)的低速斷裂體產(chǎn)生,雜亂反射主要由小尺度裂縫產(chǎn)生,其能量的強(qiáng)弱與裂縫發(fā)育的密度、充填速度及發(fā)育角度有關(guān)。圖8為地震雜亂反射屬性與地震振幅梯度屬性疊合的剖面,地震振幅梯度屬性為黃色,地震雜亂屬性為黑色,可以看出,二者在空間上有一致性,但不完全重合,可將地震雜亂屬性作為刻畫斷溶體儲集空間的一種補(bǔ)充。

圖8 對應(yīng)的地震振幅梯度屬性疊加雜亂反射屬性剖面

綜上分析可知,地震振幅梯度屬性、最大曲率屬性和地震雜亂屬性等地震幾何屬性是描述斷溶體儲層的敏感屬性,可以通過提取這些屬性,采用多屬性融合的方法確定特深層斷控儲集體的空間展布。

3.3 疊前反演

2016年在研究區(qū)進(jìn)行了寬方位三維地震采集,地震資料最大偏移距達(dá)到8400m。對逆時偏移(RTM)成像產(chǎn)生的CIGs成像道集資料進(jìn)行系列道集優(yōu)化處理后,生成用于疊前同時反演的角道集資料。圖9為W3井井旁入射角道集資料,目的層奧陶系(埋深超7000m)的入射角達(dá)到35°,且資料品質(zhì)良好,滿足準(zhǔn)確反演密度的條件。

圖9 經(jīng)道集優(yōu)化處理后W3井井旁入射角道集資料

由疊前同步反演獲得縱波阻抗、橫波阻抗、密度3個基本彈性參數(shù)數(shù)據(jù)體。根據(jù)巖石物理分析結(jié)果可知,物性指示因子是儲層的最敏感彈性參數(shù),可由縱、橫波阻抗按照前文方法計(jì)算獲得物性指示因子體。

圖10為過W3井側(cè)鉆方向的反演結(jié)果,由上至下分別為物性指示因子反演剖面、密度反演剖面和地震疊加成像剖面,從左到右為從南西(SW)到北東(NE)方向。在W3井側(cè)鉆方向箭頭所示處鉆遇大規(guī)模的放空漏失現(xiàn)象。從物性指示因子和密度反演結(jié)果可以看到,在W3井側(cè)鉆方向箭頭所示附近發(fā)育較強(qiáng)的異常,與鉆井認(rèn)識相吻合。

圖10 過W3井側(cè)鉆方向物性指示因子反演剖面(a)、密度反演剖面(b)和地震疊加成像剖面(c)

3.4 多屬性融合預(yù)測結(jié)果鉆井分析

采用前文介紹的多屬性融合儲層空間預(yù)測技術(shù)方法計(jì)算儲層相的概率數(shù)據(jù)體。圖11顯示了斷控儲集體儲層典型井巖相分類結(jié)果、井旁儲層敏感屬性和測井解釋成果,其巖相分類結(jié)果中,數(shù)值1代表儲層相(紫色填充),2代表致密相。圖12為利用多井井旁儲層敏感屬性通過貝葉斯框架技術(shù)得到的貝葉斯概率分類量版,紫色代表儲層相,灰色代表非儲層相。圖12中,紫色橢圓代表儲層相的二維后驗(yàn)概率分布,灰色橢圓代表非儲層相的二維后驗(yàn)概率分布。投影點(diǎn)越靠近某巖相二維后驗(yàn)概率分布中心,表示該點(diǎn)對應(yīng)的該巖相概率值越高。

圖11 斷溶體典型井(W5井)巖相分類結(jié)果、井旁儲層敏感屬性和測井解釋成果

將地震振幅梯度數(shù)據(jù)體、地震曲率數(shù)據(jù)體和地震雜亂屬性數(shù)據(jù)體投影到圖12所示的巖相概率量版中,即可計(jì)算出對應(yīng)的儲層相概率體。圖13為過W3井儲層相概率剖面,插入的標(biāo)識線段為該井鉆遇的漏失放空點(diǎn)和鉆遇儲層位置?？梢?儲層預(yù)測結(jié)果與該井鉆遇結(jié)果吻合良好。

圖12 儲層敏感屬性巖相概率分類量版a 曲率屬性-雜亂屬性概率分類量版;b 曲率屬性-振幅梯度屬性概率分類量版

圖13 沿W3井儲層相概率剖面

3.5 預(yù)測結(jié)果的空間展布

對計(jì)算出的儲層相概率體進(jìn)行空間雕刻,可以預(yù)測出斷控儲集體的空間展布。圖14顯示了在儲層相基礎(chǔ)上搜索出的空間連通體。地質(zhì)上,在同一斷控巖溶背景下,受斷裂控制形成的網(wǎng)絡(luò)狀裂縫-洞穴集合體提供了儲層相的分布、形態(tài)及空間結(jié)構(gòu)的展布。圖14 中同一顏色表示空間網(wǎng)格靜態(tài)連通的斷控儲集體,不同顏色表示不同的斷控儲集體。通過對斷控儲集連通體包含的網(wǎng)格數(shù)進(jìn)行排序編號,在研究過程中就可以去掉網(wǎng)格數(shù)低于給定閾值的孤立的連通體,或者指定連通體研究其在平面、空間的分布,統(tǒng)計(jì)其有效厚度,計(jì)算其有效體積等。雕刻的靜態(tài)斷控儲集體是最大可能的斷控儲集體,但也可能含有圍巖或物性差的儲層,進(jìn)一步研究需要通過物性參數(shù)過濾圍巖或差儲層,從而進(jìn)一步得到有效斷控儲集體結(jié)構(gòu)模型。

圖14 基于儲層相概率體雕刻的靜態(tài)斷控儲層連通體空間分布

由于成巖作用的影響,碳酸鹽巖斷控儲層具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性,僅依靠地震技術(shù)無法精確確定縫洞連通體內(nèi)部儲層的非均質(zhì)性及其分布特征。為了描述斷控儲集連通體內(nèi)部儲層的非均質(zhì)性,了解儲層內(nèi)是否分布有相對致密或滲透性較差的隔擋層,需要通過井上巖石物理分析,將疊前同步反演得到的縱波阻抗、橫波阻抗和密度體結(jié)合井上巖石物理分析的認(rèn)識轉(zhuǎn)換得到物性敏感因子體和流體敏感因子體。將物性敏感因子體和流體敏感因子體采樣到雕刻的靜態(tài)斷控儲集體的網(wǎng)格中,建立儲層的儲層物性敏感屬性模型和流體敏感屬性模型,在此基礎(chǔ)上可以研究斷控儲集體內(nèi)的非均質(zhì)性和滲透性。進(jìn)一步研究需要借助鉆井和油藏動態(tài)數(shù)據(jù)的分析和研究,才能了解縫洞連通體儲層內(nèi)由孔、縫、洞構(gòu)成的儲集體的連通性。

圖15a是將物性指示因子體數(shù)據(jù)采樣到雕刻的靜態(tài)斷溶儲層連通體模型中的分布結(jié)果,紅色表示物性好,可以看出,優(yōu)質(zhì)物性儲層主要分布在主干斷裂和剪切斷裂及交匯處。從過W3井沿主干走滑大斷裂切開斷溶連通體的局部物性指示因子剖面可以看出,在整個斷控儲集體內(nèi)部物性普遍較好(圖15b)。

圖15 物性指示因子體數(shù)據(jù)采樣到靜態(tài)斷溶儲層連通體的分布(a)及斷裂帶內(nèi)幕(b)

根據(jù)疊前同步反演結(jié)果和巖石物理分析認(rèn)識可知,低密度意味著儲層物性較好且發(fā)育油層,密度分析結(jié)果與本區(qū)內(nèi)已知鉆井結(jié)果一致。因此將反演得到的儲層密度體數(shù)據(jù)采樣到雕刻的靜態(tài)斷控儲集體儲層連通體模型中,結(jié)果如圖16所示,低密度用紅色表示,主要分布在主干斷裂和剪切斷裂及交匯處。

圖16 密度體數(shù)據(jù)采樣到靜態(tài)斷溶儲層連通體的分布(a)及斷裂帶內(nèi)幕(b)

4 結(jié)論與認(rèn)識

1)由于研究區(qū)斷控儲集體具有埋藏深度大、儲集空間類型多樣的特點(diǎn),使用常規(guī)地震動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)參數(shù)進(jìn)行儲層刻畫效果不明顯。地震振幅梯度屬性、最大曲率屬性和地震雜亂屬性等幾何屬性能夠準(zhǔn)確、可靠地分別描述斷控儲集體儲集空間的某一特征。

2)在井點(diǎn)處,對幾何敏感屬性和巖相分類結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定,采用貝葉斯分類技術(shù),將多種地震幾何學(xué)屬性進(jìn)行融合,得到儲層相概率體,并以概率的形式定量刻畫斷控儲集體儲層的空間展布,避免了常規(guī)單屬性劃定門檻值引起的誤差。

3)在儲層相的控制下,根據(jù)巖石物理分析并結(jié)合疊前同步反演預(yù)測斷控儲集體內(nèi)儲層物性和流體性質(zhì)敏感數(shù)據(jù)體,以此研究斷控儲集體內(nèi)部的非均質(zhì)性和滲透性。

4)實(shí)際數(shù)據(jù)表明,預(yù)測出的斷控儲集體儲層的空間展布特征及內(nèi)幕非均質(zhì)性與研究區(qū)地質(zhì)認(rèn)識及鉆測井信息一致,初步形成了一套適用于順北地區(qū)斷控儲集體精細(xì)描述的技術(shù)流程。

隨著順北地區(qū)勘探開發(fā)程度的深入,可進(jìn)一步綜合利用高精度地震資料、鉆井及測井資料、生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)等研究成果,計(jì)算不同類型儲集體精確的孔隙度,修正并量化雕刻出有效斷控儲集體,進(jìn)行儲集體內(nèi)及儲集體間的連通性分析,以提高油田開發(fā)效率。