樊142-7-斜4井組沙四純下段砂體連通性預(yù)測研究

顏世翠

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

1 引 言

勝利油田經(jīng)過多年的注水開發(fā)，已進入高含水開發(fā)階段[1]，剩余油分布情況十分復(fù)雜。常規(guī)的儲層預(yù)測方法已經(jīng)難以滿足油田開發(fā)需要，油氣開發(fā)的研究重心由小層為基本單元深入到以單砂體為基本單元。單砂體是指自身垂向上和平面上都連續(xù)，但與上、下砂體間有泥巖或不滲透夾層分隔的砂體相比[2-7]，單砂體之間經(jīng)常存在較薄的泥巖、泥質(zhì)粉砂巖或泥質(zhì)細(xì)砂巖隔夾層，導(dǎo)致單砂體之間不連通[8-13]，并且使得儲層非均質(zhì)性愈加嚴(yán)重，增加了老油田剩余油挖潛工作的難度。

栗亮等[14]利用模糊綜合評判法對河流相砂體連通性進行了定量評價。選取孔隙度、滲透率、夾層頻率、井距和水淹程度差別等作為模糊評判因素集，利用判斷矩陣分析法求取了各影響因素的權(quán)重，最終建立了研究區(qū)砂體連通性模糊綜合判別模型。錢賡等[15]提出受儲層高滲與流體非均質(zhì)性的影響，判斷砂體連通性的線性規(guī)律存在局限性，通過數(shù)學(xué)歸納分析，發(fā)現(xiàn)了常壓油藏砂體連通關(guān)系的新方法，即建立壓力系數(shù)與海拔的反比例函數(shù)關(guān)系，根據(jù)反比例函數(shù)的相交性、單調(diào)性、有界性與對稱性，探討反比例函數(shù)性質(zhì)與油藏壓力系統(tǒng)的關(guān)系，進一步判斷砂體的連通性。張云峰等[16]以松遼盆地肇州油田扶余油層為例，綜合利用巖心、測井等資料，采用沉積成因類比和概率模型的方法，系統(tǒng)地研究了三角洲平原亞相環(huán)境下的儲層連通概率，提出砂體幾何學(xué)特征、井網(wǎng)密度、物源方向和地層砂地比是影響儲層靜態(tài)連通性定量評價的主控因素。

通過以上分析發(fā)現(xiàn)，砂體連通性常用分析技術(shù)有鉆井小層對比、測井曲線特征對比、儲層地質(zhì)建模技術(shù)和靜壓數(shù)據(jù)分析等[17-21]。受海域范圍鉆井較少、儲層物性非均質(zhì)性、地震資料多解性等因素影響，上述方法的應(yīng)用受到的一定的限制。

本文以樊142-7-斜4井組為例，將地震與測井相結(jié)合，首先采用子波分解去強軸技術(shù)去除沙三下的大套油頁巖對于純下1砂組的屏蔽影響，然后結(jié)合測井?dāng)?shù)據(jù)，將去掉幾個原子后的地震數(shù)據(jù)與去掉上覆地層的測井曲線生成的合成記錄做對比分析，選擇與之最為相近的合成地震數(shù)據(jù)，用來做砂體連通性預(yù)測研究，從而達(dá)到既能克服鉆井較少的問題，又能降低地震資料多解性的目的。

2 地質(zhì)概況

樊142-10單元在正理莊油田東北部，構(gòu)造上處于東營博興洼陷南斜坡的中部，目前共完鉆井19口，其中開發(fā)井18口。樊142-7-斜4井組(圖1中綠框所示)位于樊142-10單元的東北部，主要含油層系為沙四段，埋深3 000～3 200 m，主力含油砂組純下1砂組，次要含油砂組純下2砂組，三、四砂層組零散含油。

從2013年6月開始，針對純下1砂組，采用CO2驅(qū)試驗提高采收率。使用一注六采的方式，樊142-7-斜4是注氣井，位于六口井中間位置。截至2013年10月，樊142-6-3、樊141-1套壓變化明顯，其他油井未見注氣井影響；截至2017年底，東邊3口油井(樊142-6-2、樊142-6-3、樊141-1)井底壓力變化明顯，西邊3口油井仍未見影響。

為了更好地解決氣驅(qū)連通性的問題，需要開展基礎(chǔ)資料的分析，查找導(dǎo)致東西兩邊壓力變化不一致的原因。

3 基礎(chǔ)資料分析

針對樊142-7-斜4井組沙四純下段1砂組，分析測井、錄井、地震等基礎(chǔ)資料，尋找注氣前后導(dǎo)致東西兩邊壓力變化不一致的因素。

3.1 巖性資料分析

在研究Ⅰ區(qū)沙四純下段1砂組，發(fā)育灘壩沉積，壩砂垂直厚度都在8 m以內(nèi)，灘砂更薄。

通過統(tǒng)計樊142-7-斜4井組的7口井的巖性資料，發(fā)現(xiàn)樊141-1井在沙四純下段1砂組發(fā)育6個小砂體，其中三個砂體測井解釋為油層，單層砂體最大垂直厚度是7.2 m；樊142-6-2井在沙四純下段1砂組發(fā)育4個小砂體，其中兩個砂體測井解釋為油層，最大垂直厚度是7.6 m；其他5口井最大油砂厚度不超過5.6 m，具體情況如表1所示。

3.2 物性資料分析

對于樊142-7-斜4井組的7口井，統(tǒng)計其在沙四純下段1砂組的單層油砂與孔隙度的關(guān)系,統(tǒng)計表結(jié)果見表1。

表1 樊142-7-斜4井組在純下1砂組的單層油砂的物性參數(shù)

表1中物性參數(shù)用孔隙度來表征，其單位是%。從表1中可以看出，注氣后壓力變化明顯的3口井(樊142-6-2、樊142-6-3、樊141-1)的孔隙度值都不高，屬于典型的低孔低滲井。

從這7口井來看，該區(qū)孔隙度普遍偏小，但是都在8%以上；西邊3口井(樊142-7-3、樊142-8-3、樊142-8-斜4)未受注氣井影響，跟井點處的儲層物性沒有直接關(guān)系，很大可能還是砂體不連通。

3.3 巖性的測井敏感參數(shù)分析

以樊142-7-斜4為例，分析其油砂與各種測井曲線的對應(yīng)結(jié)果，如圖2所示。圖2中一共有9列數(shù)據(jù)，從左到右依次為：垂深(m)、聲波時差(μs/m)、自然伽馬(API)、滲透率(毫達(dá)西)、孔隙度(%)、電阻率(Ω·m)、井分層(m)、巖性、含油氣性。在巖性一列，紅色表示砂體，其他為泥巖；在含油氣性一列，紅色表示油砂，綠色表示干砂，其他為泥巖。

從圖2可以看出以下結(jié)果：

圖2 樊142-7-斜4井的巖性與測井曲線的對比分析Fig.2 Comparative analyses of lithology and logging curve of Fan 142-7-X4 well group

1)油層：高速、低GR、高滲透率、高孔隙度、高電阻率。

2)干層：高速、低GR、低滲透率、高孔隙度、低電阻率。

3)泥巖：低速、高GR、低滲透率、低孔隙度、低電阻率。

因此，不論是油層還是干層，都是高速，泥巖是低速，所以速度曲線可以很好地區(qū)分砂泥，速度區(qū)分砂泥正是本文使用地震資料預(yù)測砂體連通性的重要理論基礎(chǔ)。

圖3 樊141-1的井震標(biāo)定結(jié)果Fig.3 Well seismic calibration results of Fan 141-1

4 砂體連通性預(yù)測

在油氣勘探開發(fā)研究中，為了準(zhǔn)確地預(yù)測儲層的巖性、物性和含油氣性，測井與地震資料的結(jié)合已成為必不可少的技術(shù)工具，其中井震標(biāo)定可以更好地將地震的反射特征與測井資料掛鉤，使地震資料有更直接的意義。

4.1 井震標(biāo)定

通過對一注六采地區(qū)的7口井做井震標(biāo)定，發(fā)現(xiàn)純下1砂組位于地震上從零交叉開始往下的位置(圖3中藍(lán)框標(biāo)示位置)，地震反射都比較弱，屬于波谷弱反射。與純上1砂組相鄰的強波峰反射是純上頂界面的地震反射特征，由于沙三下發(fā)育大套的油頁巖，與沙四段的砂巖的速度差異較大，因此形成了純上頂界面的強波峰反射。

純下1砂組的油砂都在純上頂界面的強波峰反射下面，儲層的真實地震特征被強波峰掩蓋，需要做去強軸處理。

4.2 去強軸處理及結(jié)果優(yōu)選

4.2.1 去強軸處理

這里所使用的去強軸處理技術(shù)是子波分解去強軸的方法。假設(shè)地震道由多個不同頻率、不同振幅、不同相位的原子以及隨機噪音組成，將對應(yīng)純上頂界面的波峰強反射所對應(yīng)的能量最強的幾個原子去掉后，重構(gòu)地震數(shù)據(jù)，得到純下1砂組的出油砂體的準(zhǔn)確的地震反射特征。

從去掉1個原子和去掉2個原子后的連井地震剖面對比圖(圖4)可以看出，去掉1個原子和去掉2個原子后重構(gòu)的地震剖面在表現(xiàn)細(xì)節(jié)上差異是比較大的。從圖4看出，在去掉1個原子的地震剖面上，樊141-1井在純下1砂組的位置附近有一套弱波峰反射，在該位置上，去掉2個原子的地震剖面卻沒有波峰反射，反而在更靠下的位置上有弱波峰反射，也就是說，在樊141-1井的目的層段，去掉1個原子和去掉2個原子的地震剖面所刻劃的波峰位置不同。樊142-6-2井在純下1砂組鉆遇的油砂在去掉1個原子的地震剖面上是波峰反射，而在去掉2個原子的地震剖面上是波谷反射，也就是說，樊142-6-2井在純下1砂組鉆遇的油砂在去掉1個原子和去掉2個原子的地震數(shù)據(jù)上的反射特征是不同的。

那么去掉幾個原子后重構(gòu)的地震數(shù)據(jù)更能準(zhǔn)確地反映純下1砂組的出油砂體的地震反射特征呢？

圖4 去掉1個原子和去掉2個原子后的連井地震剖面對比Fig.4 Comparison of seismic profiles of connected wells after removing one atom and two atoms

4.2.2 結(jié)果優(yōu)選

子波分解去強軸技術(shù)實際上就是把沙三下的大套油頁巖對于純下1砂組的屏蔽影響給去除，因此，將測井曲線的沙三段及以上地層去掉后，生成的合成記錄應(yīng)該是真正的純下1砂組的反射特征。那么去掉幾個原子后的地震數(shù)據(jù)應(yīng)該與去掉上覆地層的測井曲線生成的合成記錄做對比分析，選擇與之最為相近的地震數(shù)據(jù)。時深關(guān)系以原始曲線與原始地震的標(biāo)定結(jié)果為準(zhǔn)。

以樊142-6-2井為例，在用上覆地層去掉后的曲線生成的合成記錄與去掉1個原子后的地震數(shù)據(jù)進行標(biāo)定時，使用原始曲線與原始地震的標(biāo)定結(jié)果確定的時深關(guān)系。在圖5中，黃框所標(biāo)示的是同一個深度段，左邊是原始曲線與原始地震的標(biāo)定結(jié)果，右邊是去掉上覆地層的曲線與去掉1個原子后的地震數(shù)據(jù)的標(biāo)定結(jié)果，兩者的時深關(guān)系是一致的，兩者的差異在于地震資料和測井的合成記錄結(jié)果。從圖5中可以看出，去掉1個原子后的地震資料比原始資料在目的層段的分辨率更高，去掉上覆地層后的測井曲線得到的合成記錄比原始曲線的合成記錄的分辨率更高，而且在時深關(guān)系保持不變的情況下，去掉1個原子后的地震資料與去掉上覆地層后的測井曲線得到的合成記錄是非常一致的，無論是從波組對應(yīng)關(guān)系還是從波組能量上面。

因此，將去掉原子后的地震數(shù)據(jù)與去掉上覆地層后的測井曲線得到的合成記錄的相似度為依據(jù)，最終優(yōu)選去掉1個原子后的地震數(shù)據(jù)用來做后續(xù)研究工作。

圖5 原始曲線與原始地震的標(biāo)定結(jié)果和去掉上覆地層的曲線與去掉1個原子后的標(biāo)定結(jié)果Fig.5 Calibration results of original curve and original earthquake, calibration results of curve with overlying stratum removed and earthquake with one atom removed

4.3 細(xì)分層間切片

從去掉1個原子后的連井地震剖面圖(圖6)上可以看出，純下1、2砂組位于從零交叉位置往下，地震反射較弱。根據(jù)井震標(biāo)定結(jié)果，將T7住下各移3 ms和48 ms，得到兩個新層，正好包住純下1、2砂組的頂和底。

將純下1、2砂組均分成26個層間切片，參考井震標(biāo)定結(jié)果，找出與油砂對應(yīng)的切片。相鄰切片之間時間差不足2 ms。

純下1砂組出油砂體是零交叉到半個弱波峰的位置，與切片17最接近。

圖6 過樊141-1和樊142-6-3等井的連井地震剖面(去掉1個原子后)Fig.6 Seismic profile of connecting wells passing through Fan 141-1,Fan 142-6-3 and other wells (after removing one atom)

4.4 優(yōu)勢屬性提取

在去掉1個原子后的地震數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)上，沿著切片17各提取瞬時振幅屬性，可以看出，子波分解去強軸前后，振幅屬性所表征的壩砂平面展布形態(tài)差異較大(圖7)。

去強軸處理后(圖7a)，從振幅屬性上可以看出：注氣井與西邊三口井之間存在一條泥巖條帶，阻隔CO2往西傳送，從而導(dǎo)致西邊的樊142-7-3、樊142-8-3和樊142-8-斜4這3口井在注氣前后的壓力變化不大。注氣井樊142-7-斜4井與東邊的三口井(樊142-6-2、樊142-6-3、樊141-1)鉆遇的是同一個單砂體，所以CO2氣體順利運移到東邊三口井，使之壓力明顯增大，油氣產(chǎn)量也大幅增加。

圖7 在去掉1個原子后的地震數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)Fig.7 Slice on the seismic data after removing one atom and original data

5 結(jié) 論

受上覆地層影響，研究區(qū)T7界面形成強軸，下伏目的層地震反射較弱，本文使用子波分解去強軸技術(shù)，通過合理調(diào)理參數(shù)，提高了目的層段的地震反射精度，為后續(xù)工作奠定了基礎(chǔ)。

純下1砂組在樊142-7-斜4井區(qū),砂體是不連通的，東邊4口井(樊142-7-斜4、樊141-1、樊142-6-2、樊142-6-3)與西邊3口井(樊142-7-3、樊142-8-3、樊142-8-斜4)之間存在一條泥巖條帶，有砂體尖滅現(xiàn)象，因此，從樊142-7-斜4井注入的CO2無法順利到達(dá)西邊的樊142-7-3、樊142-8-3和樊142-8-斜4這3口井，導(dǎo)致這3口井在注氣前后的壓力變化不大。