徐文會(huì)，邢文軍，高文中，吳 鑫，高 斌

(中油冀東油田分公司，河北 唐山 063004)

引 言

南堡油田位于南堡凹陷的南部，發(fā)育南堡3號(hào)、南堡4號(hào)等5個(gè)有利構(gòu)造帶，圈閉繼承性發(fā)育，生儲(chǔ)蓋組合條件優(yōu)越，油氣資源豐富。由于南堡油田受多個(gè)物源體系控制，儲(chǔ)層變化快，儲(chǔ)層非均質(zhì)程度高。目前，地震屬性、反演種類繁多，單一方法很難適應(yīng)多個(gè)地區(qū)、不同儲(chǔ)層類型的需求，特別是在致密砂巖發(fā)育、砂泥巖波阻抗疊置嚴(yán)重的區(qū)塊，無法有效區(qū)分優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層[1]，預(yù)測(cè)流體更加困難。沙一段是南堡油田的重點(diǎn)勘探開發(fā)層系，由于受沉積微相控制，儲(chǔ)層變化快，導(dǎo)致相鄰很近的鉆井儲(chǔ)層變化大，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)符合率不高，開展目標(biāo)區(qū)沙一段優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)研究是油田勘探開發(fā)的迫切需求。因此，優(yōu)選南堡4號(hào)構(gòu)造和堡古2區(qū)塊作為典型地質(zhì)特征的目標(biāo)區(qū)塊進(jìn)行優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。

1 巖石物理特性分析與敏感參數(shù)優(yōu)選

1.1 巖石物理特性分析

巖石物理特性是連接地震數(shù)據(jù)、儲(chǔ)層屬性與參數(shù)的橋梁[2]，通過巖石物理特性研究可建立地球物理參數(shù)與地下巖石參數(shù)的定量關(guān)系[3]。工區(qū)內(nèi)有橫波數(shù)據(jù)的井有限，所以在敏感參數(shù)分析前需要依靠巖石物理建模來模擬一些重點(diǎn)井的橫波曲線。巖石物理模型分析是在建立理論巖石模型基礎(chǔ)上，應(yīng)用流體和礦物構(gòu)成以及巖石結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)信息，獲得有效的巖石彈性屬性。根據(jù)對(duì)實(shí)測(cè)的彈性波曲線與模擬曲線的對(duì)比結(jié)果來確定模型參數(shù)。在建立了巖石物理模型后，利用模型參數(shù)可以較為容易地預(yù)測(cè)建模井不存在的橫波曲線。根據(jù)巖石物理建模流程和解釋得到的巖石物理體積模型，對(duì)南堡4號(hào)構(gòu)造和南堡3號(hào)構(gòu)造的目標(biāo)井進(jìn)行正演計(jì)算。

1.2 敏感參數(shù)優(yōu)選

南堡3號(hào)構(gòu)造沙一段主要是一套水下扇沉積，其上部發(fā)育一套反韻律為主的砂礫巖—砂巖—粉砂巖與深灰色泥巖不等厚互層，塊狀砂巖發(fā)育，埋深大于4 000 m，試油單井產(chǎn)量達(dá)百噸。根據(jù)沙一段的實(shí)際地質(zhì)情況，制作了南堡3號(hào)構(gòu)造沙一段砂泥巖縱波阻抗直方圖(圖1)。

由圖1可知，砂巖的縱波阻抗偏高，泥巖波阻抗偏低，砂巖和泥巖有部分疊置，縱波阻抗對(duì)區(qū)域內(nèi)的大套砂巖分布有很好地預(yù)測(cè)作用，因此，疊后確定性反演技術(shù)能很好地預(yù)測(cè)南堡3號(hào)構(gòu)造沙一段的集中段儲(chǔ)層。

圖1 南堡3號(hào)構(gòu)造沙一段砂泥巖縱波阻抗直方圖

南堡4號(hào)構(gòu)造沙一段中發(fā)育較為廣泛的致密砂巖，通過交匯分析發(fā)現(xiàn)，砂泥巖縱波阻抗疊置嚴(yán)重。根據(jù)南堡4號(hào)構(gòu)造的實(shí)際地質(zhì)情況，建立了不同含油飽和度與不同孔隙度條件下的泥質(zhì)砂巖及灰質(zhì)砂巖的縱波阻抗和縱橫波速度比疊前反演成果定量解釋模板(圖2)。模板右下角1組線簇的交點(diǎn)A為100%石英骨架點(diǎn)的響應(yīng)。D點(diǎn)為100%方解石骨架點(diǎn)的響應(yīng)。AB線為純含水砂巖線，由AB線可知:孔隙度增加，縱波阻抗減小，縱橫波速度比增大。這1組線簇最下方的AC線為100%飽含油的砂巖線，其反映出飽含油的砂巖孔隙度增加，縱波阻抗減小，縱橫波速度比變化不大。2條線之間按照含油飽和度10%的遞增有9條混合流體砂巖線。砂巖的線簇中包括了5條垂直方向的等孔隙度變化線(①～⑤)，由右到左分別代表了孔隙度為5%、10%、15%、20%、25%時(shí)砂巖彈性響應(yīng)隨飽和度的變化規(guī)律。在砂巖線簇的上方有3條泥質(zhì)砂巖線，分別代表了砂巖骨架中混合了50%、60%、70%黏土礦物之后的純含水趨勢(shì)線。這些泥質(zhì)砂巖線可以用于后續(xù)疊前地震反演體解釋時(shí)定量刻畫截止值的趨勢(shì)和斜率。模板的右邊A和D之間有4條鈣質(zhì)含量線，代表了不同鈣質(zhì)含量的灰質(zhì)砂巖的響應(yīng)特征，表現(xiàn)為當(dāng)鈣質(zhì)含量增加，縱橫波速度比增加，縱波阻抗也隨之增加。南堡4號(hào)構(gòu)造沙一段對(duì)儲(chǔ)層最為敏感的參數(shù)是縱橫波速度比和縱波阻抗。

圖2 南堡4號(hào)構(gòu)造沙一段砂泥巖及灰質(zhì)砂巖巖石物理解釋模版

2 地震反演

2.1 疊后波阻抗反演

波阻抗反演是利用地震資料反演地下地層波阻抗信息的過程。它將地層界面信息轉(zhuǎn)換為層內(nèi)信息，垂向分辨率較高。疊后波阻抗反演的方法較多，井約束的測(cè)井地震聯(lián)合反演，綜合了地質(zhì)、測(cè)井和地震的信息，更好地反應(yīng)了儲(chǔ)層巖性、物性的變化，是地震解釋中最常用的有效方法。

2.2 疊前同時(shí)反演

多角度道集的同時(shí)反演(AVO/AVA約束稀疏脈沖同時(shí)反演)是以應(yīng)用于彈性反演或者波阻抗反演的常規(guī)約束稀疏脈沖反演技術(shù)為基礎(chǔ)[4]。疊前同時(shí)反演是利用地震信號(hào)在不同入射角情況下規(guī)律反演地震縱波、橫波、密度等彈性參數(shù)的疊前反演方法，該方法綜合了地震角道集、地震子波、地層構(gòu)造、測(cè)井等方面的信息，反演結(jié)果包含了豐富的儲(chǔ)層巖性、物性、含油氣性信息，是近年來儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的前沿技術(shù)[5-7]。其原理是基于Zoeppritz方程推導(dǎo)出的各項(xiàng)近似式(如Aki-Richards近似、Shuey近似等)，從而確定適合每個(gè)疊加道集數(shù)據(jù)的反射系數(shù)。疊前同時(shí)反演相對(duì)于疊后地震反演，能夠同時(shí)反演出更豐富的巖石彈性參數(shù)，從而能更好地識(shí)別地層巖性、物性及流體特性。收集疊前同時(shí)反演所需的部分疊加地震數(shù)據(jù)、各個(gè)部分疊加的子波，建立反演低頻趨勢(shì)模型，調(diào)整疊前同時(shí)反演的各項(xiàng)參數(shù)，反演得到縱波阻抗、縱橫波速度比、密度等數(shù)據(jù)體。

2.3 地震反演預(yù)測(cè)結(jié)果

2.3.1 南堡3號(hào)構(gòu)造地震反演預(yù)測(cè)

由圖1可知，依據(jù)南堡3號(hào)構(gòu)造沙一段砂泥巖的縱波阻抗門檻值可將砂泥巖分開，完成沙一段主力油層的砂巖厚度預(yù)測(cè)。在此基礎(chǔ)上，在堡古2區(qū)塊部署了3口預(yù)探井、2口評(píng)價(jià)井和19口開發(fā)井，對(duì)已完鉆的8口井進(jìn)行了反演鉆后評(píng)價(jià)(表1)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，完鉆井預(yù)測(cè)砂層厚度與實(shí)鉆的砂層厚度平均符合率為83.3%，其中，W6井于2013年8月投產(chǎn)，日產(chǎn)油為50 t/d。

表1 南堡3號(hào)構(gòu)造沙一段反演鉆后評(píng)價(jià)

2.3.2 南堡4號(hào)構(gòu)造地震反演預(yù)測(cè)

圖3 南堡4號(hào)構(gòu)造沙一段有效砂巖概率分布

由巖石物理模版可知，區(qū)分砂巖和泥巖最好的彈性屬性是縱橫波速度比屬性，利用縱波阻抗可以很好地預(yù)測(cè)孔隙砂巖儲(chǔ)層的展布范圍。鑒于此，采用兩步法刻畫孔隙砂巖分布范圍，利用縱橫波速度比將砂巖與泥巖分開，再利用縱波阻抗把致密砂巖和孔隙砂巖分開，最終得到有效砂巖概率分布圖(圖3)。由圖3可知，暖色調(diào)區(qū)域?yàn)橛行皫r發(fā)育區(qū)。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果在儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)鉆探了NP43-4704井和NP4-66井，NP43-4704井測(cè)井解釋油層為5.8 m，對(duì)沙一段4 483.2～4 489.0 m井段試油，試油累計(jì)出水為182.13 m3，出油為8.07 m3。NP4-66井測(cè)井解釋油層為8.6 m，差油層為14 m，針對(duì)沙一段4 272.2～4 277.4 m井段1層5.2 m差油層進(jìn)行壓裂試油，試油累計(jì)出水為52.7 m3，出油為28.31 m3，證實(shí)儲(chǔ)層比較發(fā)育。

3 結(jié)論

(1)以巖石物理分析為基礎(chǔ)，通過優(yōu)選敏感參數(shù)來確定相應(yīng)的反演方法，可以對(duì)不同儲(chǔ)層特點(diǎn)的研究目標(biāo)區(qū)進(jìn)行有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。

(2)針對(duì)南堡油田沙一段不同儲(chǔ)層特點(diǎn)的堡古2區(qū)塊和南堡4號(hào)構(gòu)造，分別選擇了疊后波阻抗反演和疊前同時(shí)反演技術(shù)，有效地預(yù)測(cè)了目標(biāo)區(qū)有利儲(chǔ)層的分布，其中堡古2區(qū)塊的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)平均符合率達(dá)到了83.3%。通過新井鉆探，南堡4號(hào)構(gòu)造預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)鉆吻合。

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