朱 權(quán)

(中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163712)

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高精度反演技術(shù)在大慶長(zhǎng)垣老區(qū)的應(yīng)用

朱 權(quán)

(中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163712)

針對(duì)縱波阻抗對(duì)大慶長(zhǎng)垣老區(qū)某些區(qū)塊砂泥巖區(qū)分不明顯的問(wèn)題，結(jié)合自然電位曲線反映儲(chǔ)層砂巖比較敏感的特性，建立了自然電位高精度反演方法及流程，對(duì)其中的自然電位基線校正、井震標(biāo)定、關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)選等重要環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，消除了相對(duì)嚴(yán)重的基線“漂移”現(xiàn)象，提高了儲(chǔ)層砂體的識(shí)別精度。利用該方法對(duì)長(zhǎng)垣老油田A區(qū)塊進(jìn)行砂體識(shí)別及剩余油挖潛應(yīng)用，通過(guò)研究區(qū)均勻分布的后驗(yàn)井檢驗(yàn)，1～2 m砂體符合率達(dá)到73%，2～3 m砂體符合率達(dá)到83%，3 m以上砂體符合率達(dá)到90%。對(duì)研究區(qū)內(nèi)的9口油井進(jìn)行補(bǔ)孔措施，已累計(jì)增油近14 730 t(截至2014年年底)，在提高儲(chǔ)層精細(xì)描述精度及指導(dǎo)開(kāi)發(fā)方案調(diào)整方面見(jiàn)到了明顯效果，展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。

反演；自然電位；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；大慶長(zhǎng)垣

0 引 言

大慶長(zhǎng)垣喇薩杏油田開(kāi)發(fā)歷經(jīng)50余年，目前油田正處于特高含水后期，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的關(guān)鍵是找出井間窄小河道的邊界位置和弄清其連通關(guān)系。大慶長(zhǎng)垣油田的沉積模式為陸相河流—三角洲沉積，儲(chǔ)層相對(duì)較薄、平面非均質(zhì)較強(qiáng)，僅依靠測(cè)井和鉆井資料遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足儲(chǔ)層精細(xì)刻畫(huà)的需求。三維地震橫向采集密度高、信息量大，可獲得更多的井間信息，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的成效[1-4]。

常規(guī)地震反演方法是基于聲波與密度資料進(jìn)行的確定性反演，能反映含油氣儲(chǔ)層的變化，其優(yōu)點(diǎn)是利用速度的差異反映巖性的不同，從而得到砂體的展布特征，但確定性反演結(jié)果縱向分辨率較低，無(wú)法對(duì)單砂體進(jìn)行很好的識(shí)別[5-11]。測(cè)井屬性反演縱向分辨率相對(duì)較高，但井間信息可信度不高，極大地影響了反演的精度[12]。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演不僅縱向分辨率高，而且井間趨勢(shì)又和地震趨勢(shì)相吻合，是目前較為普遍的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法[13]。然而在長(zhǎng)垣老區(qū)很多基礎(chǔ)井網(wǎng)的井沒(méi)有聲波曲線或密度曲線，導(dǎo)致有限的縱波阻抗本身識(shí)別薄互層砂體的效果較差、多解性強(qiáng)，給后期的儲(chǔ)層描述和開(kāi)發(fā)方案調(diào)整帶來(lái)了不確定性。

自然電位曲線是長(zhǎng)垣老區(qū)應(yīng)用最廣泛的測(cè)井曲線之一，幾乎每口井都包含該曲線，而且對(duì)砂泥巖響應(yīng)比較敏感。鑒于此，在基于波阻抗的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演的基礎(chǔ)上，結(jié)合自然電位曲線反映儲(chǔ)層砂巖比較敏感的特性，分析波阻抗與自然電位的擬合關(guān)系，建立了自然電位高精度反演方法及流程，提高反演儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度，為油田開(kāi)發(fā)后期儲(chǔ)層精細(xì)刻畫(huà)及剩余油挖掘提供技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

A區(qū)塊位于大慶長(zhǎng)垣薩北油田，面積為12 km2，目的層為SK油層，井?dāng)?shù)1 000余口，井網(wǎng)密度大，地震資料為2009年采集的面元為10 m×10 m的高密度三維地震資料，主頻為45 Hz，地震資料品質(zhì)較好。研究區(qū)構(gòu)造相對(duì)平緩，斷層比較發(fā)育，儲(chǔ)層砂體類型多，非均質(zhì)性較強(qiáng)。經(jīng)過(guò)近50余年的開(kāi)發(fā)，目前該區(qū)已進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)階段，剩余油在平面及縱向上分布復(fù)雜，剩余油“識(shí)別難、挖潛難”已成為高含水期水驅(qū)開(kāi)發(fā)的主要技術(shù)問(wèn)題，弄清井間砂體的分布及連通關(guān)系是目前儲(chǔ)層精細(xì)刻畫(huà)的核心目標(biāo)。

該區(qū)井網(wǎng)跨度很大，從基礎(chǔ)井網(wǎng)到一次加密、二次加密，跨度達(dá)40多年，一些基礎(chǔ)井網(wǎng)測(cè)井曲線不全，很多井沒(méi)有密度曲線，只能通過(guò)Gardner公式計(jì)算得出。針對(duì)由這些曲線得到的縱波阻抗曲線和自然電位曲線進(jìn)行巖石物理分析(圖1)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算出的縱波阻抗對(duì)于薄層砂體的識(shí)別能力有限，砂泥巖重疊區(qū)域達(dá)到20%，利用縱波阻抗無(wú)法識(shí)別，影響了反演儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的精度；而自然電位曲線砂泥巖重疊區(qū)域只有5%，提高了砂泥巖分辨能力。因此，研究中所采用的以自然電位為核心的高精度反演方法，理論上能使井間砂體識(shí)別率明顯提高。

圖1 縱波阻抗曲線和自然電位曲線巖石物理分析對(duì)比

2 自然電位高精度反演技術(shù)

2.1 方法原理

自然電位高精度反演是以波阻抗地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的反演方法，其基本原理如下：①進(jìn)行自然電位曲線基線校正；②對(duì)影響反演的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，選出適合該地區(qū)的參數(shù)，提高反演結(jié)果預(yù)測(cè)精度；③對(duì)自然電位曲線與波阻抗曲線建立擬合關(guān)系，利用二者之間的相互關(guān)系生成對(duì)應(yīng)的多個(gè)波阻抗模型；④將波阻抗模型與子波進(jìn)行褶積正演生成合成記錄，并與原始地震進(jìn)行反復(fù)迭代，使殘差滿足信噪比的要求，輸出對(duì)應(yīng)的波阻抗體和自然電位數(shù)據(jù)體；⑤利用多井測(cè)井曲線進(jìn)行約束質(zhì)量控制，使最終輸出的儲(chǔ)層三維地質(zhì)模型在井點(diǎn)處與井保持一致，在井間滿足地震的橫向預(yù)測(cè)趨勢(shì)。

2.2 自然電位基線校正

不同深度的儲(chǔ)層流體礦化度是不同的，同時(shí)多年的注水開(kāi)發(fā)加大了這種差別，導(dǎo)致自然電位基線不一致，出現(xiàn)相對(duì)嚴(yán)重的“漂移”現(xiàn)象，使縱向上自然電位曲線區(qū)分砂泥巖臨界值不統(tǒng)一，從而影響最終的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度及刻畫(huà)效果。通過(guò)自然電位基線校正，砂泥巖界線在單井及多井之間保持一致，從而使砂泥巖能夠在同一刻度下進(jìn)行分析，提高了儲(chǔ)層砂體識(shí)別的精度。圖2為X3-41-101井自然電位曲線基線校正前后對(duì)比圖。從圖中可以看到，校正后自然電位曲線砂泥巖界線反映特征基本一致，砂泥巖分界更加清晰，為下一步自然電位高精度反演打下較好的基礎(chǔ)。

圖2 X3-41-101井自然電位曲線基線校正前后對(duì)比

2.3 精細(xì)井震標(biāo)定

井震標(biāo)定是井震結(jié)合的基礎(chǔ)，好的相關(guān)性是自然電位高度反演儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的保障，因此在反演前要對(duì)工區(qū)內(nèi)的井進(jìn)行精細(xì)的井震標(biāo)定(圖3)。對(duì)井震標(biāo)定后的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，相關(guān)性達(dá)到80%以上的井占總井?dāng)?shù)的95%，相關(guān)性小于80%的井占總井?dāng)?shù)的5%。對(duì)這些相關(guān)性較差的井進(jìn)行分析，認(rèn)為這部分井屬于20世紀(jì)80年代以前的井，而地震數(shù)據(jù)為2008年以后采集的，因其反映的儲(chǔ)層時(shí)間是不一致的，導(dǎo)致了這部分井的井震匹配性低。后續(xù)的反演這部分井不參與，只利用其巖性部分。

圖3 X3-41-27井精細(xì)井震標(biāo)定示意圖

2.4 反演關(guān)鍵參數(shù)分析及質(zhì)量控制

自然電位高精度反演包含的參數(shù)較多，對(duì)其中采樣率、砂地比、變差函數(shù)變程和信噪比這4個(gè)比較重要的參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，優(yōu)選出適合該區(qū)的參數(shù)，保證反演結(jié)果的精度(表1)。

表1 主要參數(shù)優(yōu)選

反演中的核心質(zhì)量控制環(huán)節(jié)是正演質(zhì)量控制。以井點(diǎn)自然電位曲線為引導(dǎo)，井間利用概率密度函數(shù)和變差函數(shù)外推，并以自然電位曲線與波阻抗曲線的擬合關(guān)系為橋梁，生成彼此對(duì)應(yīng)的多個(gè)波阻抗模型和自然電位模型。將波阻抗模型與子波進(jìn)行褶積正演生成合成記錄，將其與原始地震相減得殘差，殘差很小，說(shuō)明井間地震信息得到了充分利用，保證反演結(jié)果在井點(diǎn)處與井保持一致，在井間滿足地震的橫向預(yù)測(cè)趨勢(shì)。

2.5 反演精度分析與評(píng)價(jià)

選取了研究區(qū)24口沒(méi)有參與反演運(yùn)算且均勻分布的井作為后驗(yàn)井，檢驗(yàn)反演結(jié)果識(shí)別砂體的效果及精度(圖4)。按照不同砂體厚度分別進(jìn)行的符合率統(tǒng)計(jì)表明，1～2 m砂體符合率達(dá)到73%，2～3 m砂體符合率達(dá)到83%，3 m以上砂體符合率達(dá)到90%，說(shuō)明自然電位反演儲(chǔ)層預(yù)測(cè)具有較高的精度。

圖4 研究區(qū)反演砂體剖面

3 應(yīng)用效果

圖5為A區(qū)塊基于地震反演成果刻畫(huà)的砂體剖面圖，在圖中可以看出：X5-4-J13井與X4-35-66井之間存在單一河道邊界，并且這2口井隸屬于不同的河道，連通關(guān)系較差；而先前的結(jié)論認(rèn)為這2口井是連通的，注水方向是由X5-3-220井向X3-31-437井，注采關(guān)系不合理，在右側(cè)河道有挖潛剩余油的潛力。為此依據(jù)反演成果進(jìn)行注采關(guān)系的調(diào)整，對(duì)X3-31-20井實(shí)施補(bǔ)孔處理，使得注采關(guān)系得到了進(jìn)一步完善。補(bǔ)孔后日增油為5 t/d，取得了較好的效果。

利用該方法對(duì)研究區(qū)內(nèi)的9口油井進(jìn)行補(bǔ)孔措施。補(bǔ)孔措施實(shí)施前9口井的平均單井日產(chǎn)液量為45.0 t/d，日產(chǎn)油量為2.1 t/d，含水率達(dá)到95.3%；實(shí)施補(bǔ)孔措施后9口井的平均單井日產(chǎn)液量上升至60.0 t/d，日產(chǎn)油量上升至5.5 t/d，含水率下降至90.8%，取得了明顯的效果，已累計(jì)增油近14 730 t(截至2014年年底)。

圖5 基于地震反演刻畫(huà)的砂體剖面及井位平面圖

4 結(jié) 論

(1) 自然電位高精度反演是以波阻抗地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的反演方法，該方法能夠有效利用自然電位曲線反映儲(chǔ)層砂巖比較敏感的特性，以自然電位曲線與波阻抗曲線擬合關(guān)系為橋梁，使反演結(jié)果在井點(diǎn)處與井符合，井間趨勢(shì)又和地震數(shù)據(jù)的變化一致，有效地提高了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度。

(2) 反演結(jié)果對(duì)于1～2 m砂體符合率為73%，2～3 m砂體符合率為83%，3 m以上砂體符合率為90%，能夠反映井間砂體的分布特征。反演成果在提高儲(chǔ)層描述精度及指導(dǎo)開(kāi)發(fā)方案調(diào)整方面取得了明顯的應(yīng)用效果，展現(xiàn)了良好的應(yīng)用潛力及前景。

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編輯 劉兆芝

20151023；改回日期：20161229

國(guó)家“十二五”重大專項(xiàng)課題“井震結(jié)合油藏精細(xì)結(jié)構(gòu)表征技術(shù)”(2011ZX05010-001)

朱權(quán)(1982-)，男，工程師，2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院電子信息工程專業(yè)，2008年畢業(yè)于該校地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)主要從事油氣地質(zhì)與地球物理綜合研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.02.024

TE32

A

1006-6535(2016)02-0101-04