張國棟，韓立國，周家雄，馬光克，蔣 成

(1.吉林大學(xué)，吉林 長春 130026;2.中海油湛江分公司，廣東 湛江 524057)

0 引言

地層深度預(yù)測是油氣田開發(fā)過程中最常見卻必須面對的問題，影響深度預(yù)測精度的因素分2個:一是地震資料分辨率的原因，地震波傳播過程中，波的反射、折射及散射引起地震波能量及頻率的衰減會導(dǎo)致地震分辨率的降低，隨著埋深的增加，地層深度預(yù)測的精度會越來越低;二是受地層速度的影響，地震速度求取不準，直接導(dǎo)致深度預(yù)測誤差的增大。針對速度橫向變化問題，眾多學(xué)者針對影響地層速度變化的各種地質(zhì)類型，開展過相應(yīng)的研究[1－14]，如受淺層氣或速度異常體造成時間剖面上的假構(gòu)造問題[8－9，14]，針對復(fù)雜構(gòu)造的時深轉(zhuǎn)換問題[2，4]。低幅度構(gòu)造及高陡構(gòu)造的時深轉(zhuǎn)換方法問題[3，6，10，12]，針對崎嶇海底的時深轉(zhuǎn)換問題[5]等，多數(shù)研究是針對油氣田的勘探階段或儲量評價階段，而針對油氣田開發(fā)階段的地層深度預(yù)測研究甚少，但對于油氣田開發(fā)階段，尤其是海上油氣田，這方面的研究卻相當(dāng)重要。

海上油氣田的開發(fā)方式與陸上不同，由于其在交通運輸、作業(yè)空間、現(xiàn)場條件等方面受到較大限制，加之工程技術(shù)的要求、投資費用、油氣田開發(fā)壽命等多方面因素的影響，相對陸上油氣田開發(fā)具有風(fēng)險大、投資高、鉆井少、技術(shù)難度大等特點，長距離水平井或大斜度定向井開發(fā)是海上油氣田開發(fā)常用的開發(fā)方式，水平井水平段長度根據(jù)開發(fā)的產(chǎn)能需求經(jīng)常設(shè)計在幾百米甚至上千米，對地層深度預(yù)測精度提出很大的挑戰(zhàn)。因此非常有必要開展針對油氣田開發(fā)階段的實時深度預(yù)測研究，盡量降低由于地層深度預(yù)測偏差過大引起的開發(fā)風(fēng)險。

1 異常體干擾問題

異常體干擾即開發(fā)目的層上方含有一套或多套異常低速體或高速體[8－9]，例如淺層氣云或侵入體造成相同深度的地層，在時間域與深度域構(gòu)造形態(tài)上存在差異，造成視覺上的構(gòu)造假象。由于受上部低速體的影響，低速體下方水平地層在時間域表現(xiàn)出層位下拉的現(xiàn)象，導(dǎo)致地層平均速度在平面上存在差異;針對此類問題，魯全貴等[8]的解決思路如下:一方面進行異常體平面范圍的刻畫，異常體干擾區(qū)域通常會在淺層表現(xiàn)為強振幅特征，一般通過地震屬性提取的方法確定異常體影響范圍;另一方面則是異常體縱向干擾量的求取，將發(fā)育異常體氣組的頂面拉平，由下伏地震相位的“下拉”幅度，可視為上部異常體的“下拉”值，通過平面內(nèi)插得到平面上的淺層異常體的影響時差，借助已鉆井鉆遇氣層的速度變化，計算平面上的異常體對下伏地層的影響時差。最后利用下伏地層的層面解釋加上淺層異常體的影響量，借用無異常體干擾井的時深關(guān)系進行時深轉(zhuǎn)換，得到目的層的深度構(gòu)造圖。上述方法一般在油氣田儲量評價階段應(yīng)用，僅適用于已有探井鉆遇異常體的情況，然而多數(shù)情況下地質(zhì)異常體經(jīng)常沒有井鉆遇，且異常體的速度未知，地層沉積厚度并不穩(wěn)定，通過層位拉平的方式很難得到異常體的影響量?？梢酝ㄟ^以下2種方式嘗試解決:如果沒有井鉆遇異常體，但地層厚度分布穩(wěn)定，可以通過地層正演模擬，調(diào)整異常體的速度，模擬出與實際情況相對一致的地震記錄，在異常體范圍內(nèi)增加異常體的校正量，達到深度校正的目的;如果地層厚度分布不穩(wěn)定，則應(yīng)加密地震處理速度譜的平面解釋精度，采用地震處理的疊加速度或偏移速度經(jīng)過DIX公式轉(zhuǎn)換為平均速度進行時深轉(zhuǎn)換，在受異常體干擾區(qū)域，則按速度的平面變化趨勢加入控制點約束，建立三維的速度校正系數(shù)體，利用原始的速度體與校正系數(shù)體相乘，得到合理的空間速度體。

異常體對下伏地層速度影響的情況，各種處理方法關(guān)鍵點均在于異常體的速度準確求取問題，現(xiàn)實情況往往是目的層段上方含有多套氣層，縱向上相互連通，導(dǎo)致氣層范圍內(nèi)地震成像模糊不清，造成地層速度很難準確得到。而在開發(fā)階段，由于通過實鉆井的氣測信息能夠準確得到淺層異常體及各套地層的速度，建議在油氣田鉆井過程中，利用實鉆得到的異常體速度，實時校正工區(qū)內(nèi)的三維速度體，調(diào)整下伏目的層的構(gòu)造深度，指導(dǎo)井軌跡的優(yōu)化調(diào)整，提高有效層段的鉆遇率。

圖1為南海西部A氣田某氣層的時間構(gòu)造形態(tài)及校正后的深度域構(gòu)造形態(tài)，可以看出，由于受上部異常體的干擾，在時間域，地層由上到下均表現(xiàn)為向斜形態(tài)，校正到深度域后，構(gòu)造形態(tài)變成了背斜。利用本方法校正后，各口開發(fā)井各氣層的深度預(yù)測誤差基本上控制在10 m以內(nèi)，達到了高精度的深度預(yù)測，節(jié)約了鉆井費用。

圖1 深度校正前(左)后(右)層位三維構(gòu)造形態(tài)

2 斷層遮擋問題

斷層遮擋是很多斷塊油氣藏的圈閉類型。斷層遮擋一方面會給地震資料成像帶來困難，影響地震解釋和儲層預(yù)測，另一方面由于斷層兩盤的地層速度不一致，受斷層遮擋的地層由于受上盤相對低速層的影響，在時間域剖面上常會出現(xiàn)同相軸“下拉”的現(xiàn)象。這對海上油氣田水平井開發(fā)影響相當(dāng)嚴重。

針對此類問題，一方面應(yīng)從提高地震資料品質(zhì)入手，采用寬方位角、海底電纜等先進采集技術(shù)，利用疊前時間偏移或深度偏移技術(shù)，精確落實斷層的位置;另一方面，由于海上油氣田地震速度的平面解釋精度多數(shù)為500 m左右，因此，很難采用地震處理的速度體進行時深轉(zhuǎn)換，在落實斷層的影響區(qū)域基礎(chǔ)上，應(yīng)充分考慮到深度預(yù)測誤差量從淺層至深層會逐漸累積增大。圖2為南海西部B油田的開發(fā)井A1井過井剖面，A1井位于探井W1井的右側(cè)大斷層的下盤，如果借用W1井的時深關(guān)系對A1井的地層深度進行預(yù)測，相對W1井而言，由于受斷層的影響，同一套地層A1井有更多的地震旅行時，難免會造成預(yù)測深度變深。鉆井實施時，一定要考慮地層變淺的風(fēng)險，在深度預(yù)測時在斷層下盤區(qū)域適當(dāng)增加校正量，如果地層厚度分布穩(wěn)定，未鉆遇地層參考相鄰井地層厚度，按等厚原則推算未鉆遇目的層的深度，實時調(diào)整目的層深度，優(yōu)化調(diào)整井軌跡?？紤]到斷層遮擋等各種因素的影響后，A1井成功鉆遇多 套油層，滿足了油田的開發(fā)產(chǎn)能需求。

圖2 南海B油田斷層遮擋典型地震剖面

3 地層缺失問題

地層缺失是影響地層深度預(yù)測的另一種常見問題。由于受地層剝失、斷層等因素的影響，造成開發(fā)井與探井鉆遇地層不一致。未鉆遇目的層之前，從鉆井曲線上進行地層對比，預(yù)測下部目的層深度，很容易造成地層對比錯誤，深度預(yù)測誤差增大，增加了鉆井難度。

圖3 北部灣盆地C油田開發(fā)井的過井地震剖面

圖4 北部灣盆地C油田地層深度預(yù)測模型

圖3為南海西部C油田開發(fā)井B1井的過井地震剖面，圖4為根據(jù)該油田的實際情況建立的地震深度預(yù)測模型剖面。由圖3可知B1井位于探井E1井左側(cè)，開發(fā)目的層為H層，剖面對比可以發(fā)現(xiàn)B1井實際鉆遇的X3油組在探井E1中基本沒有鉆 遇，即根據(jù)已鉆井 E1井的鉆井曲線，預(yù)測不到X3—X4地層的存在，鉆遇X3—X4之間地層時，根據(jù)上節(jié)所述的地層的等厚原則推算目的層H的深度是錯誤的，會出現(xiàn)深度預(yù)測的嚴重誤差。

針對此類問題，建議采用井震結(jié)合的方式，在井震精細標定的基礎(chǔ)上，分析開發(fā)井鉆遇的地層缺失或增加的情況，如圖3，在上部地層深度落實的基礎(chǔ)上，充分考慮2口井鉆遇地層厚度不一致的問題，在鉆遇X4層之后，再進行井資料的對比，可以看出X4層與H層之間的地層厚度基本是一致的，借助X4層的厚度推算H層的深度，深度誤差會降低很多，進而達到精確預(yù)測目的層H層深度的目的。根據(jù)圖4，由幾何關(guān)系導(dǎo)出X4層的地層厚度為:

式中:h為地層厚度，m;β為 B1井井斜角，(°);α為地層傾角，(°)。

4 結(jié)論

(1)首次針對海上油氣田開發(fā)階段開展實時地層深度預(yù)測方面的研究，總結(jié)了影響海上油氣田開發(fā)鉆井地層深度預(yù)測的幾類地質(zhì)問題，提出具體解決思路和方法，形成了一套針對海上油氣田開發(fā)鉆井的實時地層深度預(yù)測技術(shù)。

(2)不同的油氣田存在不同地質(zhì)類型的問題，實際應(yīng)用中，應(yīng)認真分析各類問題的成因及影響程度，有針對性地采用具體的方法進行地層深度預(yù)測。

(3)地層深度預(yù)測關(guān)鍵在于井震結(jié)合，針對海上油氣田開發(fā)，利用地震信息得到的地層對比信息相當(dāng)重要，地質(zhì)隨鉆人員在掌握鉆井資料的基礎(chǔ)上，必須將地質(zhì)地震信息完美結(jié)合，才能使地層深度預(yù)測更加精確，降低油田的開發(fā)風(fēng)險。

(4)南海西部油氣田大量開發(fā)井的鉆井證明，考慮到各種地質(zhì)因素的影響后，地層深度預(yù)測相對誤差基本上控制在1%以內(nèi)，大幅提高了有效層鉆遇率，達到了降本增效的目的。

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