梁宇

(中石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

隨著地震采集技術(shù)的進(jìn)步及處理、解釋水平的提高，地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)在油田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。密井網(wǎng)約束地震反演是預(yù)測(cè)井間儲(chǔ)層變化的一種核心技術(shù)，通過(guò)井震聯(lián)合反演能夠給出儲(chǔ)層三維地質(zhì)模型，直觀反映儲(chǔ)層砂體縱、橫向變化特征，是解決井間砂體的邊界、走向及規(guī)模描述等制約精細(xì)挖潛問(wèn)題的有效途徑，為老油田剩余油挖潛和加密井部署提供可靠依據(jù)[1，2]。

圖1 研究區(qū)概況圖

大慶長(zhǎng)垣油田是典型的陸相河流-三角洲沉積體系，砂、泥巖薄互層分布普遍發(fā)育，河道砂體具有相變快、單層厚度薄(2～5m)的特點(diǎn)。經(jīng)歷50多年開(kāi)發(fā)，油田目前平均井距已達(dá)到80～200m，已普遍進(jìn)入特高含水開(kāi)發(fā)后期。多次加密井的開(kāi)發(fā)實(shí)踐證明，盡管井網(wǎng)密度已很大，但由于河流-三角洲相儲(chǔ)層厚度薄、變化快、非均質(zhì)性強(qiáng)，僅依靠井點(diǎn)資料對(duì)儲(chǔ)層砂體邊界及幾何形態(tài)的描述仍存在不確定性，嚴(yán)重制約著老油田剩余潛力精細(xì)挖潛和加密調(diào)整，大大影響了油田的開(kāi)發(fā)效果[3]。長(zhǎng)垣油田自2008年開(kāi)展密井網(wǎng)約束地震反演儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法以來(lái)，形成了一套基于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的井震聯(lián)合反演方法，在大慶長(zhǎng)垣油田7個(gè)區(qū)塊儲(chǔ)層描述中得到了有效應(yīng)用[4，5]。但由于地震資料與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集的時(shí)間、方法及分辨率不同，導(dǎo)致二者反映的儲(chǔ)層信息不一致，使合成地震記錄與地面地震記錄不能完全匹配，造成了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及描述的多解性。地震資料與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)之間的匹配問(wèn)題已成為儲(chǔ)層反演的主要問(wèn)題，其匹配精度直接制約著反演的分辨能力與預(yù)測(cè)精度，成為影響地震在注水開(kāi)發(fā)調(diào)整中能否發(fā)揮作用的關(guān)鍵因素[6]。為此，筆者針對(duì)大慶長(zhǎng)垣油田北部區(qū)塊密井網(wǎng)區(qū)(圖1)的地質(zhì)特征及開(kāi)發(fā)需求，深入分析影響井震匹配性的因素，并逐一提出解決方法，以期提高地震反演儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的精度，使其在儲(chǔ)層精細(xì)刻畫(huà)及剩余油挖潛中發(fā)揮更大的作用。

1 井震匹配性影響因素

1.1 采集時(shí)間不匹配

大慶長(zhǎng)垣油田高密度三維地震資料于2007年開(kāi)始采集，主頻40～50Hz，頻帶寬度在8～80Hz，信噪比較高；而大慶長(zhǎng)垣油田從1986年鉆第一批井網(wǎng)，1995年加密井網(wǎng)，2005年再次加密井網(wǎng)，幾套井網(wǎng)時(shí)間跨度較大，且地震采集時(shí)間相差亦較遠(yuǎn)，因此測(cè)井資料所反映的巖性、物性、含油性與最新的高密度三維地震資料所反映的地下情況不完全一致。研究區(qū)內(nèi)所采用的測(cè)井曲線由于測(cè)井年代跨度大，所使用儀器多樣化，存在各種系統(tǒng)誤差，導(dǎo)致不同井網(wǎng)對(duì)同一套儲(chǔ)層的反射特征存在差異，不能真實(shí)反映地層的實(shí)際情況[7]。如果直接使用上述測(cè)井曲線，會(huì)將測(cè)井的系統(tǒng)誤差帶入反演結(jié)果中，影響反演結(jié)果的精準(zhǔn)度，因此從時(shí)間上井震無(wú)法達(dá)到匹配。

1.2 分辨率不匹配

縱向上，地震數(shù)據(jù)采樣間隔為1ms，在大慶長(zhǎng)垣油田大致相當(dāng)于1.5m，測(cè)井曲線采樣間隔為0.125m，地震數(shù)據(jù)的樣點(diǎn)遠(yuǎn)少于測(cè)井曲線，厚度小于1.5m的砂巖可能在地震上無(wú)法反應(yīng)，而在測(cè)井資料上0.125m以上薄夾層均可以識(shí)別。平面上，地震面元為10m×10m，10m以上的窄小河道可在地震資料上有所顯現(xiàn)；大慶長(zhǎng)垣油田經(jīng)歷4次加密后，平均井距達(dá)到80～200m，僅用測(cè)井資料無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別井距80m以內(nèi)的河道[8]。因此，井震橫向、縱向的分辨率不匹配。

1.3 解釋層位不匹配

常規(guī)地震解釋層位與鉆井分層也存在誤差：①地震解釋層位是波阻抗界面，受巖性、物性和流體等因素的綜合影響，而鉆井分層多是按照測(cè)井曲線的巖性界面劃分，二者性質(zhì)不一致；②大慶長(zhǎng)垣油田儲(chǔ)層平面非均質(zhì)性較強(qiáng)，通過(guò)地震同相軸橫向追蹤得到的平面層位與鉆井分層之間存在一定誤差；③地震勘探通常只能識(shí)別1/4波長(zhǎng)的儲(chǔ)層信息[8]，在大慶長(zhǎng)垣油田相當(dāng)于油層組級(jí)，即15m左右，鉆井分層的最小單元為沉積單元級(jí)，即3～8m，顯然，井震解釋層位不完全匹配。

1.4 解釋精度不匹配

井下測(cè)井資料是在空間深度坐標(biāo)下測(cè)得，而地面地震數(shù)據(jù)通常是用空間時(shí)間坐標(biāo)表示，兩者需要進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換才能實(shí)現(xiàn)匹配[9]。針對(duì)大慶長(zhǎng)垣油田密井網(wǎng)條件，多井合成地震記錄標(biāo)定是最常規(guī)的時(shí)深轉(zhuǎn)換方法，但通過(guò)合成地震記錄標(biāo)定得到的井震匹配精度不高，原因在于：①井震標(biāo)定時(shí)，一部分井不可避免地進(jìn)行拉縮，導(dǎo)致出現(xiàn)速度異常值，時(shí)深轉(zhuǎn)換之后地震體及地震反演砂體出現(xiàn)“變形”和“穿層”現(xiàn)象；②地質(zhì)沉積單元層面尺度小，在地震剖面上無(wú)法追蹤，因此井震標(biāo)定精度受到影響[10]。

2 提高井震匹配性方法

2.1 測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化

為解決井震采集時(shí)間不匹配問(wèn)題，在保證儲(chǔ)層預(yù)測(cè)效果的前提下，優(yōu)選新井進(jìn)行研究，并對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行質(zhì)量控制和校正，以消除測(cè)井環(huán)境、儀器差別、測(cè)量誤差等對(duì)測(cè)井曲線的影響，提供高度一致性、相對(duì)完整的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。利用關(guān)鍵井標(biāo)準(zhǔn)層及經(jīng)環(huán)境影響校正后的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)直方圖，作為測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的刻度模式，通過(guò)分析各井標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的頻率分布，逐一與油田標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行對(duì)比，檢查各井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的可靠性，并確定校正值，再通過(guò)測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化，使多井縱波阻抗識(shí)別砂泥巖精度得到明顯提高(圖2)。

2.2 地震資料重采樣

測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)以其在垂向上較高的分辨率及豐富的高頻有用信息等優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)了地震數(shù)據(jù)垂向上的缺陷；而地震資料在橫向上以其大范圍覆蓋面及可以連續(xù)追蹤層位信息的優(yōu)點(diǎn)填補(bǔ)了測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)在橫向上的不足[11,12]。地震反演中，波阻抗模型的縱向分辨率是通過(guò)測(cè)井約束地震實(shí)現(xiàn)的，為了較多地保留測(cè)井的高頻信息，提高地震的縱向分辨率，需將地震資料進(jìn)行重采樣處理。將地震數(shù)據(jù)由原來(lái)的1ms重采樣到0.25ms，對(duì)比1ms與0.25ms采樣的地震反演效果發(fā)現(xiàn)，地震數(shù)據(jù)重采樣至0.25ms之后，砂體反演結(jié)果分辨能力明顯提高(圖3)。

圖2 聲波測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化校正前(a)、后(b)直方圖對(duì)比

圖3 1ms(a)與0.25ms(b)地震重采樣反演剖面對(duì)比

2.3 趨勢(shì)約束技術(shù)解釋層位

地震趨勢(shì)約束技術(shù)主要采用離散光滑插值法(DSI，discrete smooth interpolation)[11]，首先計(jì)算出已知點(diǎn)(井點(diǎn)分層)到已知層面(地震面)的距離d1，即以井點(diǎn)分層引導(dǎo)，在已知層面范圍內(nèi)對(duì)距離d進(jìn)行插值，井間地震為趨勢(shì)約束，得到已知層面范圍內(nèi)任意位置處的距離dx，將dx添加到已知層面上，最終得到忠實(shí)于井點(diǎn)分層數(shù)據(jù)且井間保留地震解釋層面趨勢(shì)的構(gòu)造層面。

對(duì)比DSI方法與常規(guī)方法地震解釋層位(圖4)。從圖4可以看到，常規(guī)方法解釋出的層位存在竄層、疊層現(xiàn)象；而DSI方法得到的層位在井點(diǎn)處與井符合，井間符合地震的趨勢(shì)特征，更實(shí)現(xiàn)了小層級(jí)別的層位標(biāo)定，其精度遠(yuǎn)高于常規(guī)地震解釋方法，且為下一步反演建立高精度框架模型提供基礎(chǔ)。

圖4 常規(guī)方法(a)與DSI方法(b)地震解釋層位對(duì)比(S2油層組)

2.4 合成地震記錄二次標(biāo)定

應(yīng)用趨勢(shì)約束技術(shù)形成基于小層的時(shí)間域框架模型，利用該模型約束，篩選出標(biāo)定誤差較大的井，對(duì)合成地震記錄進(jìn)行二次校正，實(shí)現(xiàn)了多井時(shí)深關(guān)系的二次校正，大大提高了井震匹配精度(圖5)。

圖5 有異常速度井(a)及去掉異常速度井(b)的對(duì)比

3 效果分析及開(kāi)發(fā)應(yīng)用

3.1 效果分析

分別基于改進(jìn)前、后的地震及測(cè)井資料進(jìn)行地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演，通過(guò)后驗(yàn)井抽查可以檢驗(yàn)、對(duì)比反演結(jié)果識(shí)別砂體的效果及精度。選取工區(qū)均勻分布的24口井作為后驗(yàn)井，從對(duì)比剖面中(圖6)可以看出，井震匹配性分析校正前，反演預(yù)測(cè)的砂體與后驗(yàn)井符合率不高，出現(xiàn)砂體錯(cuò)位及缺失情況；而經(jīng)過(guò)井震匹配性校正后，反演預(yù)測(cè)的砂體與后驗(yàn)井符合率較高，通過(guò)統(tǒng)計(jì)2m以上砂體預(yù)測(cè)符合率達(dá)到82%。

圖6 井震匹配性分析校正前(a)、后(b)反演效果對(duì)比圖

3.2 開(kāi)發(fā)應(yīng)用

利用反演結(jié)果指導(dǎo)研究區(qū)B區(qū)塊SⅡ-11單元的壓裂措施，原地質(zhì)研究(圖7)認(rèn)為，B1-51-551井至B1-D4-F37井區(qū)位于窄小河道末端，兩井之間呈單向連通；然而，由井震匹配校正后的地震反演剖面(圖8)可知，兩井之間位于兩期河道的交界，砂體連通關(guān)系變差，可判斷其注采系統(tǒng)不完善。為了改善儲(chǔ)層滲透性能進(jìn)行壓裂，壓開(kāi)砂巖5.8m，有效3.1m，壓裂后日增油5.5t，含水率下降1.6%，取得了較好的開(kāi)發(fā)效果。

圖7 B區(qū)塊SⅡ-11單元沉積微相圖 圖8 井震匹配校正后的地震反演剖面圖

4 結(jié)論

1)大慶長(zhǎng)垣油田北部區(qū)塊密井網(wǎng)區(qū)影響井震匹配性的因素主要為采集時(shí)間不匹配、分辨率不匹配、解釋層位不匹配、解釋精度不匹配。針對(duì)上述4點(diǎn)影響因素，提出了測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化、地震重采樣、趨勢(shì)約束技術(shù)解釋層位和合成地震記錄二次標(biāo)定的解決方案，有效提高了測(cè)井與地震資料的空間匹配度。

2)趨勢(shì)約束技術(shù)解釋層位是該次研究的創(chuàng)新點(diǎn)，該方法以井點(diǎn)分層引導(dǎo)、井間地震為趨勢(shì)約束，得到的層位在井點(diǎn)處與井符合，井間符合地震的趨勢(shì)特征，實(shí)現(xiàn)了小層級(jí)別的層位標(biāo)定，為地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演建立高精度的框架模型提供了基礎(chǔ)。

3)該次研究的方法適用于地震采集資料密井網(wǎng)條件下的儲(chǔ)層描述，在大慶長(zhǎng)垣油田北部區(qū)塊薩爾圖油層密井網(wǎng)約束地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中，厚度2m以上河道砂體預(yù)測(cè)符合率達(dá)到了80%以上，取得了較好的應(yīng)用效果。