王金偉

(中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

基于去砂實驗的河道砂體地震識別方法

王金偉

(中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

松遼盆地北部扶余油層發(fā)育典型的致密砂巖油儲層，需要通過水平井提產(chǎn)增效，提高動用率。多層疊置砂體儲層預(yù)測的準(zhǔn)確性，是決定水平井部署和鉆探成敗的最主要因素。為此，利用去砂實驗簡化地震響應(yīng)特征，明確各單砂層對振幅的影響。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計地質(zhì)模型，進(jìn)行正演模擬，建立振幅恢復(fù)方法，在平面上刻畫河道砂體的分布，對不同組合砂體進(jìn)行儲層預(yù)測。經(jīng)實際應(yīng)用證實，鉆探結(jié)果與地震預(yù)測吻合度較高。

河道砂體 儲層預(yù)測 振幅恢復(fù) 去砂實驗 疊置砂體 正演模擬

松遼盆地北部扶余油層儲層以三角洲分流平原河道砂及三角洲前緣水下分流河道砂為主，分流河道相互交織呈網(wǎng)狀，使砂體在平面上錯疊連片[1]，單獨發(fā)育一套砂巖的情況較少，大多是兩套或多套砂巖疊置。目前油田已進(jìn)入開發(fā)后期，需要水平井大幅增加泄流面積、提高單井產(chǎn)量、提升經(jīng)濟(jì)效益，與傳統(tǒng)直井相比，水平井部署需要準(zhǔn)確刻畫每套或者每組砂巖的形態(tài)，而疊置砂巖和泥巖夾層厚薄不等，造成地震波場響應(yīng)特征異常復(fù)雜，受地震采集和處理本身的噪聲和分辨率因素的限制，給河道砂體的準(zhǔn)確解釋帶來很多困難。

在以往的勘探實踐中，利用地震資料識別河道已有許多成功應(yīng)用的實例，應(yīng)用主要技術(shù)包括地震屬性分析[2-3]、地震相技術(shù)[4]、相干體技術(shù)[5-6]、頻譜分析技術(shù)[7-8]和屬性融合顯示技術(shù)[9-10]等，這些技術(shù)對較厚或者單一砂體的預(yù)測有較明顯的效果，對松遼盆地扶楊油層疊置砂體的刻畫能力欠佳。因此在地震儲層預(yù)測時，需要針對研究區(qū)實際的砂體疊置關(guān)系進(jìn)行分析，優(yōu)選與之對應(yīng)的地震儲層預(yù)測方法，從而提高儲層預(yù)測精度[11]。

本文根據(jù)水平井部署的參考井鉆遇的砂巖，開展去砂實驗，明確各單砂層對振幅的影響，設(shè)計地質(zhì)模型，進(jìn)行正演模擬，建立振幅恢復(fù)方法，在平面上刻畫河道砂體的分布，為水平井部署提供依據(jù)。

1 儲層基本特征

F62井區(qū)位于松遼盆地北部三肇凹陷，西鄰大慶長垣，東側(cè)為綏棱背斜和朝陽溝背斜環(huán)繞，是松遼盆地北部重要的生烴凹陷之一，油氣資源豐富，勘探重點目標(biāo)為扶余油層。地震資料為保幅高分辨率處理的疊前時間偏移成果，主頻30 Hz，頻寬8～70 Hz，地震分辨率大約15 m。該井區(qū)實鉆3口井，在F13層段沉積時期，均發(fā)育河道砂巖。南部的F3井發(fā)育9和10號2套砂巖，中部的F62井發(fā)育11～15號5套砂巖，北部的F54井發(fā)育19～22號4套砂巖，油層對比關(guān)系如圖1所示。F62井14和15號砂巖在井區(qū)中、北部發(fā)育相對穩(wěn)定，而11號砂巖在整個井區(qū)都比較發(fā)育，厚度3.2 m且含油性較好，適宜作為參考井部署水平井。

圖1 F3、F62和F54井油層對比

圖2 過F62井地震剖面

圖3 11和12號砂層對應(yīng)最大波峰屬性

地震振幅類屬性能反應(yīng)儲層巖性及物性參數(shù)等變化，是目前對各類砂體研究運用最為廣泛的一種研究技術(shù)手段[12-13]。對于松遼盆地扶余油層，最大波峰振幅屬性對河道砂體的巖性變化有較為敏感的反應(yīng)，F(xiàn)62井的11和12號砂層組在疊前時間偏移地震剖面上形成弱反射同相軸(圖2)?；诘卣鸪练e學(xué)原理，應(yīng)用三維自動追蹤的方法解釋層位，選取最佳時窗，提取能夠反應(yīng)11和12號砂層的波峰最大值，如圖3所示，圖中藍(lán)色表示砂巖不發(fā)育，紅色表示砂巖發(fā)育。北部的F54井在屬性圖上顯示為藍(lán)色，中部F62井屬性圖上顯示為淺藍(lán)色，只有F3井顯示紅色，屬性圖揭示的河道平面特征與鉆井不符，并且識別的河道連續(xù)性較差。

2 去砂實驗和地震響應(yīng)特征分析

當(dāng)多套砂體疊置發(fā)育時，地震波場響應(yīng)特征異常復(fù)雜。去砂實驗就是從測井曲線上去除砂層組中一套或者幾套砂巖，利用井旁道提取的地震子波產(chǎn)生新的合成記錄，對比保留不同砂巖的地震波形，明確目的砂層的地震響應(yīng)特征。

扶余油層砂體整體表現(xiàn)為薄互層，砂體厚度在1～4 m的占砂體總數(shù)的70%，單層厚度相對較小，儲層厚度小于1/4波長，不同反射界面的地震反射相互干涉而形成復(fù)合波，對于這種窄小河道的識別，需要開展去砂實驗，建立具有針對性的河道砂體地震識別方法。

F62井砂巖厚度分別為：3.2 m、1.2 m、0.6 m、1.8 m和1.4 m，11和12號砂巖距離2 m，14和15號砂巖0.8 m，13號砂巖距離12和14號分別為7 m和4 m，5層疊置砂巖總地層厚度22 m，大于地震資料分辨率。13號砂巖厚度薄，只在局部發(fā)育，其對反射系數(shù)的貢獻(xiàn)率很?。?1號和12號、14號和15號砂巖間泥巖夾層厚度較小，所以在去砂實驗時，不考慮13號層的影響，并且分別把11號和12號、14號和15號砂巖分別看作組合砂巖。根據(jù)移除不同的組合砂層，獲得了3張合成記錄圖。對比分析砂層組與合成地震記錄之間的變化，可以得出如下認(rèn)識:

(1)當(dāng)4套砂體同時存在時，合成地震記錄形成兩個獨立的波峰，11、12號組合砂巖形成一個上部波峰，14、15號組合砂巖形成一個下部波峰(圖4a)；

(2)當(dāng)去除14和15號組合砂巖時，上面波峰增強(qiáng)，下面波峰減弱(圖4b)；

(3)當(dāng)去除11和12號組合砂巖時，下面波峰增強(qiáng)，上面波峰減弱(圖4c)；

(4)無論是上部波峰還是下部波峰，二者單獨存在時，振幅強(qiáng)度明顯強(qiáng)于同時存在。當(dāng)二者都存在時，受地震反射系數(shù)疊加影響，上部波峰對應(yīng)的波谷和下部波峰疊合，從而使振幅都減弱。

a.未去砂b.去14、15號砂巖 c.去11、12號砂巖

圖4 F62井合成記錄

此時提取的最大波峰振幅不是該組合砂層本身的地震響應(yīng)特征，應(yīng)用最大振幅屬性預(yù)測的河道砂體也不是其真實形態(tài)，因此需要恢復(fù)由地震反射系數(shù)疊加而減弱的那部分振幅值，使其達(dá)到該組合砂層單獨發(fā)育時的振幅大小。

3 正演模擬恢復(fù)振幅

根據(jù)F62井區(qū)砂巖發(fā)育情況，設(shè)計地質(zhì)模型(圖5a)，河道砂巖速度4 500 m/s，砂層間泥巖速度3 200 m/s。和去砂實驗一樣，簡化設(shè)計地質(zhì)模型，不考慮13號層影響，11號和12號、14號和15號砂巖分別看作組合砂巖。根據(jù)地震波在地下介質(zhì)中的傳播原理，通過射線追蹤方法，正演模擬計算出對應(yīng)于地質(zhì)模型的地震記錄(圖5b)。當(dāng)只有11和12號的組合砂巖發(fā)育時，正演形成較強(qiáng)的波峰A，當(dāng)只有14和15號的組合砂巖發(fā)育時，正演形成較強(qiáng)的波峰D，當(dāng)4層砂巖都發(fā)育時，A和D兩個波峰振幅能量減小，變成波峰B和C(前文研究已經(jīng)得出結(jié)論，波峰能量變?nèi)跏怯捎诜瓷湎禂?shù)的互相抵消引起)。

從正演的地震數(shù)據(jù)提取波峰A、B和C的最大振幅屬性Z1、Z2和Z3，從疊前時間偏移地震數(shù)據(jù)提取11和12號組合砂巖對應(yīng)波峰的最大振幅為Z上(圖2中的波峰E)，提取14和15號組合砂巖對應(yīng)波峰的最大振幅為Z下(圖2中的波峰F)。研究組合砂巖相互之間的振幅關(guān)系，建立振幅恢復(fù)公式Z=Z上+Z下(Z1-Z2)/Z3，其中Z下(Z1-Z2)/Z3為波峰E和F互相抵消部分的振幅值，Z為恢復(fù)后的波峰E的振幅值。

圖5 振幅恢復(fù)正演模型圖

4 應(yīng)用效果

應(yīng)用上述正演得到的振幅恢復(fù)公式，對F62井區(qū)11和12號組合砂巖對應(yīng)的最大波峰屬性恢復(fù)原始能量，恢復(fù)后振幅能量變強(qiáng)，提高了地震資料對砂巖的刻畫能力，平面上河道特征更加清晰，局部細(xì)節(jié)更加突出，井區(qū)內(nèi)3口井都為河道發(fā)育區(qū)，特別是F54井，由非河道發(fā)育區(qū)變?yōu)榘l(fā)育區(qū)，和井上實鉆結(jié)果一致?；诨謴?fù)后的平面地震屬性，結(jié)合成藏條件和構(gòu)造特征，在F62井東部部署了水平井W1(圖6)， 屬性顯示河道砂巖比較發(fā)育，水平井軌跡順著河道方向，砂體穩(wěn)定可靠。本井實鉆水平段926 m，鉆遇砂巖830 m，鉆遇油層788 m，砂巖鉆遇率89.63%，油層鉆遇率85.10%，鉆探結(jié)果與地震預(yù)測吻合度較高(圖7)，說明在去砂實驗和正演模擬基礎(chǔ)上的振幅恢復(fù)方法適合此類疊置砂體的儲層預(yù)測。

圖6 恢復(fù)后的11和12號組合砂層最大波峰屬性

圖7 W1井實鉆測井曲線

5 結(jié)論

(1)通過去砂實驗減去多套疊置砂體中一套或者多套單砂層，剩余砂體產(chǎn)生的波峰位置和強(qiáng)度會隨著砂巖的變化而變化，能夠明確每套單砂層地震響應(yīng)特征的影響，優(yōu)選適當(dāng)?shù)膬宇A(yù)測方法。

(2)正演模擬恢復(fù)后的平面振幅可以真實地反應(yīng)河道砂巖的展布特征，取得了理想的鉆探效果，為三肇凹陷疊置河道砂巖的勘探開發(fā)提供了一定的指導(dǎo)意義。

(3)松遼盆地扶余油層沉積時期，河道橫向遷移擺動頻繁，河道砂體在一定區(qū)域內(nèi)相對發(fā)育穩(wěn)定；由于探井距離較遠(yuǎn)，且鉆遇河道的位置也各不相同，各井點的單砂層厚度不一，在做去砂實驗和正演模擬時，選擇能夠代表本區(qū)河道特征的典型井。

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(編輯 韓 楓)

Seismic identifying method of channel sand body based on sand removing experiment

Wang Jinwei

(DaqingOilfieldExplorationandDevelopmentInstitute，PetroChina,Daqing163712，China)

Because of the typical tight oil reservoir developing in Fuyu reservoir in northern Songliao Basin，horizontal well can be used for increasing production,and improving the efficiency and the rate of using.However，the accuracy of prediction for multilayer superimposed sand body is the most important factor of determining the success or failure of the horizontal well development and drilling.So the seismic response characteristics can be simplified,and the amplitude influence of each single sand layer was also cleared by the sand removal test.Then it was implemented the geological model designing,forward modeling,amplitude recovering,the channel sand body identification and the reservoir prediction for the different sand combination.By the practical application，it showed that there was a high alignment between the drilling result and the seismic predicton.

channel sand body;reservoir prediction;amplitude restoration;experiment of removing sand;superimposed sand body;forward modeling

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.01.003

2016-08-11；改回日期：2016-10-27。

王金偉(1982—)，工程師，現(xiàn)從事地震資料解釋和儲層預(yù)測工作。電話：0459-5508308， E-mail:wangjinwei@petrochina.com.cn。

中國石油天然氣股份公司重大科技專項“大慶探區(qū)非常規(guī)油氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究與現(xiàn)場試驗”(2012E-2603-08)。

TE121

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