朱高明 劉維永 閆鳳玉 徐進成 王傳軍

(中海石油(中國)有限公司天津分公司, 天津 300452)

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BZ油田儲層預測的關鍵技術及其應用效果

朱高明 劉維永 閆鳳玉 徐進成 王傳軍

(中海石油(中國)有限公司天津分公司, 天津 300452)

BZ油田是以淺水三角洲水下分流河道沉積為主的復雜斷塊油藏。由于海上油田鉆完井成本高，在勘探階段其探井分布密度低，導致難以把握儲層發(fā)育、展布特征及油氣水分布規(guī)律。為降低開發(fā)井鉆井風險，運用儲層反演技術和地震屬性應用技術，對主力砂體的空間展布及其物性進行詳細研究和描述，同時采用隨鉆成像測井技術實時提供井眼周圍巖性、流體邊界的變化，在此基礎上優(yōu)化開發(fā)井井位，規(guī)避風險，挖掘潛力，提高油田采收率。

淺水三角洲； 水平井； 儲層反演； 地震屬性； 隨鉆成像

2010年中海油國內油氣當量突破5 000萬t，實現(xiàn)了“海上大慶”的夙愿，其中渤海油田油氣當量達到了3 000萬t，完成了“十一五”規(guī)劃宏偉目標。海上油氣田鉆井費用高，探井數(shù)量有限。如何克服探井密度低帶來的挑戰(zhàn)，認清沉積空間演化及儲層展布規(guī)律，促使一次井網(wǎng)成型，是提升隨鉆質量及保證開發(fā)效果的關鍵所在。

渤海海域已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的石油儲量絕大部分蘊藏在新近系河流相或淺水三角洲相沉積砂巖中，探明石油地質儲量十多億方。其中BZ油田是新發(fā)現(xiàn)并投入開發(fā)的油田之一，其儲層特點是：單層厚度較薄、夾層發(fā)育、橫向延伸比較局限。為減少層間矛盾，釋放最大產(chǎn)能，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化,該類油氣田開發(fā)方案大量采用水平井開發(fā)。開發(fā)過程中面臨的主要問題是：(1)儲層橫向變化大，鄰井對比認為是一套砂體，但實際不連通，表現(xiàn)為“一砂一藏”的特點；(2)油藏類型普遍為頂氣底水油藏，個別井區(qū)隔夾層發(fā)育、構造傾角變化較快，隨鉆過程中判斷不準、調整不及時就會損失水平井段，影響開發(fā)效果。如何精確識別、刻畫地質體(河道砂體)邊界，及其內部物性變化，使水平井的井眼軌跡始終處于儲層的最佳位置，從而保證水平井的高效開發(fā)具有非凡意義。經(jīng)過反復研究與實踐，提出了儲層反演、地震屬性應用與隨鉆成像測井組合識別巖性邊界的技術，在油田的高效開發(fā)中獲得了成功的經(jīng)驗和認識。

1 儲層反演技術

水平井的高效開發(fā)首先要求準確預測和描述水平井目的層。針對油田的地質特征，提高油藏描述精度，滿足水平井設計和施工的需要，是水平井成功實施的關鍵。

BZ油田主力儲層主要集中在明下段，埋深在1 000～2 000 m，砂巖百分比含量較低，一般在20%左右，為典型的“泥包砂”地層組合。海上地震資料品質較好，尤其在淺層明化鎮(zhèn)組，地震資料的主頻基本在50 Hz以上，具有可提供無井區(qū)以及井間地質信息的優(yōu)勢。在淺水三角洲相油田的研究過程中，以油藏地質概念模型為主線，利用地震資料的振幅、頻率、波阻抗等屬性和速度、密度等測井資料預測儲層的空間變化，其中應用較多的是擬波阻抗反演技術。

在獲得工區(qū)內砂體發(fā)育以及巖性組合特征與相對波阻抗關系的認識后，以相對波阻抗資料為主，絕對波阻抗資料為輔，對砂體(組)進行追蹤解釋，進而獲得各砂體頂面、底面的幾何形態(tài)，為水平井的高效實施奠定基礎。

通過運用該技術，BZ油田43口開發(fā)井儲層預測成功率達到100%，儲層頂?shù)咨疃日`差小于4 m，厚度誤差小于2 m(表1)。

表1 BZ油田X28井明下段儲層預測統(tǒng)計表

2 地震屬性應用技術

BZ油田儲層非均質性較強，孔隙度介于12.6%～41.7%，滲透率介于(11.0 ～6 820.0) 10-3μm2。通過應用地震屬性技術，該區(qū)儲層平面非均質性從定性認識提升到定量研究。根據(jù)渤海地區(qū)油藏地質特征以及探井和開發(fā)井的鉆探結果，將測井信息與常規(guī)地震剖面、反演剖面和地震屬性即井震資料相結合是儲層預測特別是優(yōu)質儲層預測的關鍵，也是鉆前井位設計與優(yōu)化以及隨鉆優(yōu)化調整的基礎。

地震屬性是指由疊前或疊后地震數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)學變換而導出的有關地震波幾何學、運動學、動力學和統(tǒng)計學特征，其應用范圍非常廣泛，主要用于儲層預測、油藏描述、油氣檢測等方面。從屬性的基本定義出發(fā)，Brown等人將地震屬性分為4類，即時間屬性、振幅屬性、頻率屬性及吸收衰減屬性[1-2]。振幅屬性包括地震波的平均能量、最大振幅、均方根振幅等，表征地震波的動力學特征，可用來識別特殊地質特征，如三角洲、河道、生物礁石等特殊巖性體[3]。針對淺水三角洲相或三角洲沉積，前人已經(jīng)利用強振幅異常帶預測河道砂體，取得了良好的效果。結合渤海油田近幾年的勘探開發(fā)經(jīng)驗，地震、地質、測井和鉆井等不同專業(yè)緊密結合是預測儲集層的有效手段。

在石油天然氣勘探領域，地震多屬性綜合預測成功的關鍵是提取并優(yōu)選與地質特性有關的地震屬性[3]。每一種地震屬性都是從不同的角度反映儲集層特征，如儲集層巖性、儲集層物性、孔隙流體性質等，但是同一種屬性在不同工區(qū)、不同沉積環(huán)境所反映的儲層特征是不同的[4-7]。地震屬性的應用必須與實際鉆井、測井等資料相結合。為提高實際應用效果，優(yōu)選反映本油田儲集層特征的屬性，總結儲層分布特點與地震屬性參數(shù)的對應關系，優(yōu)選能夠敏感反應本地區(qū)儲層特征的地震屬性參數(shù)進行儲層預測。

利用11口定向井資料開展BZ油田優(yōu)選屬性預測儲層參數(shù)研究，預測的儲層參數(shù)包括可以反映巖性的泥質含量、反映物性的孔隙度以及反映含油氣性的含烴飽和度等，基于常規(guī)地震資料和波阻抗反演資料提取了共30種地震屬性。以X1167砂體的孔隙度預測為例，常規(guī)地震資料的波峰最大振幅屬性與其相關性最好，二者呈較好的線性關系，相關系數(shù)高達94.5%(圖1)，采用線性回歸方法統(tǒng)計最大振幅屬性與X1167砂體孔隙度的關系式為：

Por=24.224 7+0.000 496 069Ampmax

(1)

式中：Por— 1167砂體的孔隙度，%；

Ampmax— 常規(guī)地震資料波峰最大振幅屬性，m。

圖1 X1167砂體最大振幅屬性與孔隙度相關度分析

利用式(1)預測X1167砂體孔隙度，其平面分布圖見圖2?？紫抖戎抵饕植荚?5.0%～35.8%，平均孔隙度為31.3%，與常規(guī)物性分析的平均孔隙度31.6%一致；預測孔隙度與最大振幅屬性相關性較好，大部分區(qū)域的孔隙度值高，砂體邊部和西北角局部區(qū)域孔隙度稍低，這與該區(qū)沉積相帶為淺水三角洲前緣，物源來自北面渤南低凸起的地質認識基本一致。從單井資料分析，X47HP井鉆前預測X1167砂體井點處孔隙度為34.3%，實鉆為33.8%，誤差僅為1.5%，可滿足儲層參數(shù)定量研究的精度要求。

圖2 X1167砂體預測孔隙度平面分布圖

3 隨鉆成像測井技術

儲層邊界探測技術是隨著隨鉆測井技術的不斷進步逐漸發(fā)展起來的，是新測井儀器具有識別儲層頂?shù)酌孢吔?、儲層內部細微構造變化以及隔夾層發(fā)育情況的總稱。目前隨鉆測井(LWD)技術在國內外油田開發(fā)生產(chǎn)過程中得到廣泛應用[8-15]，隨著科技進步以及油田發(fā)展的需要，該技術有了長足進步，各種先進測井儀器逐步開發(fā)并投入運用。BZ油田現(xiàn)場應用的是目前最先進的LWD技術——PeriScopel5，該技術在渤海油田尚屬首次應用，效果良好。PeriScopel5是斯倫貝謝公司新一代隨鉆成像測井儀，該儀器可以進行243.8，213.4，86.4，55.9 cm等多個間距和0.1，0.4，2.0 MHz等多個頻率的定向

電磁波相位和衰變測量。該測井儀除了能測量若干地質參數(shù)外，還能探測井眼附近具有電阻率突變的巖性或流體邊界，可進行360°測量和成像，測量結果可被實時處理，即刻計算出井眼距邊界的距離、傾向及傾角。地質導向工程師利用鄰井資料預設的地質模型對測量結果進行反演，可為隨鉆人員提供一個直觀的地下地質情況，具有前瞻性和提前預警的優(yōu)點，能夠識別儲層頂?shù)酌孢吔?、儲層內部細微構造變化以及隔夾層發(fā)育情況，具有實時可視特點。以BZ油田水平井X3h井為例，水平段長度為301.0 m，實鉆儲層段長度為301.0 m，儲層鉆遇率為100.0%。從實時導向的儲層邊界模型圖分析(圖3)，儲層底面邊界比較明顯。測井深度在2 180.0 — 2 250.0 m處水平段距離底面邊界不到1.0 m，因此及時調整井斜，有效規(guī)避了鉆穿儲層的風險。該井自投產(chǎn)以來日產(chǎn)油穩(wěn)定在500 m3d左右，屬于高產(chǎn)井。

從BZ油田26口水平井實施效果分析，全油田水平井水平段平均長度為371.0 m，鉆遇儲層段平均長度為361.0 m，儲層鉆遇率為97.3%(表2)，其中2009年投產(chǎn)的5口水平井平均單井日產(chǎn)油都在500 m3以上，是方案設計產(chǎn)能的3.0倍，遠遠超出了預期效果。

4 結 語

(1)開發(fā)實踐證實運用擬波阻抗反演技術識別、刻畫砂體邊界已經(jīng)達到高可靠性水平；地震屬性應用技術對地震資料要求較高，取得的認識還需在以后的隨鉆過程中不斷完善和檢驗。

(2)PeriScopel5隨鉆測井技術，可以實現(xiàn)井眼周圍巖性和流體邊界的準確識別，提高水平井的鉆井成功率，但在該儀器距鉆頭較遠(12 m)處，目的層和上下圍巖的電阻率差異小的情況下，該儀器不能及時提供邊界變化的信息，有鉆出儲層的可能性。

圖3 BZ油田X3h井實時導向儲層邊界模型圖

表2 BZ油田水平井水平段儲層鉆遇率統(tǒng)計表

井名水平段長度∕m儲層段長度∕m儲層鉆遇率∕%井名水平段長度∕m儲層段長度∕m儲層鉆遇率∕%X5h410．0410．0100．0X33h209．5204．097．4X1h291．0286．198．3X16h336．0336．0100．0X6h525．5520．599．0X11h569．0560．598．5X23h436．0356．981．9X47h407．0407．0100．0X22h190．0190．0100．0X32h372．0372．0100．0X27h460．5452．698．3X44h453．0453．0100．0X12h401．0398．499．4X41h366．0366．0100．0X45h313．0251．880．4X42h411．0403．698．2X26h288．5288．5100．0X7h579．0562．697．2X10h395．5386．997．8X17h396．0384．197．0X46h400．0398．599．6X13h288．0242．284．1X25h347．0336．496．9X18h221．0221．0100．0X3h301．0301．0100．0X8h289．0287．499．4

(3)依據(jù)地球物理和已鉆井資料建立待鉆水平井地質模型，提前做好各種預案，可為提高水平井儲層的鉆遇率打好基礎；隨鉆過程中通過多種儲層刻畫技術的合理組合應用，取長補短，可實現(xiàn)利用水平井高效開發(fā)該類油氣藏的目的。

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Key Technology and Its Application Effect of Reservoir Prediction in BZ Oilfield

ZHUGaomingLIUWeiyongYANFengyuXUJinchengWANGChuanjun

(Tianjin Branch of CNOOC Limited, Tianjin 300452, China)

BZ Oilfield is a complex fault block reservoir mainly with shallow water delta subsea distributary channel deposit. The cost of drilling and completion in offshore oilfield is very high. And distribution density of exploration well cannot help to recognize reservoir development, distribution feature and fluid distribution completely. These bring many uncertain factors to oilfield development. In order to reduce risk in drilling, process reservoir inversion technique and seismic attributes application technology were applied to study and describe the distribution and physical properties of main sand body. Meanwhile image logging while drilling was used to observe the change of lithology and fluid around the wellbore. Well optimization, reducing risk, potential tapping and improving recovery efficiency on this basis are very important to oilfield high-efficient development and providing reference for development of similar oilfield.

shallow water delta; horizontal well; reservoir inversion; seismic attributes; image logging while drilling

2015-07-19

國家自然科學基金項目“頁巖氣藏多重介質滲流機理與理論研究”(51374265)

朱高明(1975 — )，男，山東沂水人，工程師，研究方向為油氣田開發(fā)工程。

P618.13

A

1673-1980(2015)05-0018-04