謝傳金

（中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，山東 東營(yíng) 257015）

濟(jì)陽(yáng)坳陷29個(gè)油田在新近系累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)15.7億余噸，占濟(jì)陽(yáng)坳陷總探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量的30.4%。近年來(lái)，在濟(jì)陽(yáng)坳陷發(fā)現(xiàn)了埕島、老河口、飛雁灘、埕東、孤島、孤東、新灘、新北等以新近系為主力含油層系的大中型油氣田。20世紀(jì)90年代初，隨著三維地震技術(shù)的逐步推廣應(yīng)用，對(duì)油氣成藏認(rèn)知程度不斷提高，形態(tài)清楚、油水關(guān)系簡(jiǎn)單的構(gòu)造油氣藏越來(lái)越少，勘探目標(biāo)逐步由構(gòu)造油藏轉(zhuǎn)變?yōu)閹r性油藏，勘探區(qū)域則由構(gòu)造帶主體逐漸向斜坡帶和洼陷帶延伸；以巖性類圈閉為主的隱蔽油氣藏成為目前濟(jì)陽(yáng)坳陷的主要勘探目標(biāo)和發(fā)現(xiàn)層系。據(jù)2018-2019年勝利油田探井設(shè)計(jì)及鉆探目標(biāo)統(tǒng)計(jì)，以巖性類油藏等隱蔽油氣藏為主探目標(biāo)的井占總井?dāng)?shù)的75%以上。由于河流相儲(chǔ)層具有橫向上變化快、非均質(zhì)強(qiáng)，縱向上多層疊置的特點(diǎn)，使得該類油氣藏的隱蔽性強(qiáng)，勘探難度非常大，造成了以河流相河道砂體形成的巖性類油藏的勘探成功率較低的現(xiàn)狀。因此開(kāi)展新近系河道砂巖的重新認(rèn)識(shí)，優(yōu)選有效的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)，對(duì)該類油藏的勘探以及油田增儲(chǔ)上產(chǎn)有重要意義。本文以勝利油田為例主要闡述目前常用的儲(chǔ)層描述技術(shù)及其存在問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題提出有效的辦法，為今后新近系河道砂儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供參考。

1 油田河道砂體預(yù)測(cè)技術(shù)存在問(wèn)題

儲(chǔ)層分布特征預(yù)測(cè)，即河道砂體的邊界刻畫(huà)，是新近系河流相河道砂體勘探的最大難點(diǎn)。目前對(duì)河道砂體的刻畫(huà)主要還是從地質(zhì)、地球物理基礎(chǔ)入手，研究形成的以地震剖面相特征進(jìn)行砂體識(shí)別的儲(chǔ)層描述技術(shù)系列。本技術(shù)系列主要包括兩方面：第一在地質(zhì)認(rèn)識(shí)上，新近紀(jì)沉積期處于盆地的拗陷期，由盆緣到匯水中心，沉積相由辮狀河逐步變?yōu)榍骱?、沼澤、淺湖；縱向上，由下至上也具有類似相序特點(diǎn)，地層的碎屑顆粒具有下粗上細(xì)的正韻率特征。韻率層上段的泥巖是良好的蓋層；下段的砂巖具有良好的連通性，在沒(méi)有構(gòu)造圈閉的斜坡帶可成為油氣空間運(yùn)移的通道；中段的砂泥巖互層可形成自封閉的巖性圈閉，是油氣成藏的主要層段，也是儲(chǔ)層描述的首要目標(biāo)[1]。第二從地球物理技術(shù)上，進(jìn)行儲(chǔ)層描述的主要對(duì)象是砂泥巖互層段。由于泥巖和砂巖速度不同，形成了不同的地震反射，隨著砂巖平面分布變化，在地震反射上形成了具有相位突變、強(qiáng)振幅特征，隨厚度變化還具有頻變特征，反過(guò)來(lái)，這些變化也都代表了砂巖的縱橫向展布特征，由此可識(shí)別并描述砂體。另外，相位、頻率、振幅等不同的地震屬性也在一定程度上反應(yīng)儲(chǔ)層的平面展布特征?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，目前主要的勘探方法是在地質(zhì)認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，以平面地震屬性為輔助，在地震上進(jìn)行砂體追蹤描述，刻畫(huà)巖性圈閉邊界。

油田應(yīng)用此方法在巖性油藏勘探中取得了一些突破，如孤東地區(qū)的墾東斜681井、孤東27-1井埕島地區(qū)的埕北27井等先后獲得高產(chǎn)；但是隨著勘探的深入，孤東斜661、孤東斜243、埕北28、樁海113等井先后失利，原因是儲(chǔ)層預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確，巖性圈閉不落實(shí)，說(shuō)明該技術(shù)還存在一定的局限性。

進(jìn)一步分析認(rèn)為，這種儲(chǔ)層描述方法存在以下三方面的問(wèn)題。

第一，地震資料采集精度難以滿足儲(chǔ)層邊界的準(zhǔn)確刻畫(huà)。目前采集處理后的地震資料數(shù)據(jù)，可描述的一個(gè)波形相位大概在15 ms左右，對(duì)應(yīng)了20 m左右的地層厚度?？擅枋龅囊粋€(gè)同相軸對(duì)應(yīng)20 m的地層厚度，從沉積歷史代表的是一個(gè)完成的發(fā)育序列，應(yīng)是四級(jí)或者五級(jí)，即單一河道或者復(fù)合河道（根據(jù)Miall界面層次的劃分，在進(jìn)行河道砂體內(nèi)部構(gòu)型界面的識(shí)別時(shí)，點(diǎn)壩內(nèi)的側(cè)積層分割成若干側(cè)積體相當(dāng)于三級(jí)界面；單河道邊界相當(dāng)于Miall界面層次的四級(jí)界面；復(fù)合河道邊界相當(dāng)于Miall界面層次的五級(jí)界面）。也就是說(shuō)，地震反映出的砂體，事實(shí)上是一個(gè)復(fù)雜地質(zhì)體，可能是一個(gè)砂體，也可能是一套儲(chǔ)蓋組合，具有多解性。另外，由于地震分辨率的限制，地震反射層位與砂層組不是絕對(duì)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是一種相對(duì)關(guān)系。常規(guī)地震剖面對(duì)解釋儲(chǔ)層存在以下幾點(diǎn)缺陷：①地震剖面上波形的變化是巖性界面的特征表現(xiàn)，與界面兩側(cè)的聲阻抗差異有關(guān)，反映的是物理界面（或反射系數(shù)）的變化，而不完全是砂層頂、底界面的變化；②由于地震剖面是子波與反射系數(shù)的褶積，因此地震剖面上的波形的胖瘦與子波主瓣的胖瘦相一致，而與砂層的厚薄無(wú)一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；③對(duì)于單砂體的尖滅或缺失，地震剖面上的波形不一定產(chǎn)生明顯的變化。因此，用常規(guī)地震剖面不適于儲(chǔ)層的追蹤。

第二，在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中主要采用振幅、頻率、相位等屬性分析技術(shù)及波阻抗反演技術(shù)，這些技術(shù)應(yīng)用的是地震單一屬性，主要預(yù)測(cè)儲(chǔ)層平面分布特征，難以預(yù)測(cè)砂體縱向疊置樣式。河流相沉積多變，多期砂體間縱向疊置關(guān)系復(fù)雜（孤立式、單邊側(cè)接式、多邊側(cè)接式、堆疊式等），受其影響，地震相位易產(chǎn)生干涉穿時(shí)、突變等現(xiàn)象。地震相位干涉穿時(shí)因地震波調(diào)諧作用形成，在地震頻率偏低時(shí)，干涉特征尤為明顯。因此，沿層提取的單一屬性儲(chǔ)層平面預(yù)測(cè)成果圖有很大誤差存在。

第三，該儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法雖然從地質(zhì)分析入手，但是實(shí)際描述中，鉆、測(cè)、錄等地質(zhì)信息參與度很低，預(yù)測(cè)結(jié)果主要依賴于地震反射信息，經(jīng)常與實(shí)鉆結(jié)果存在矛盾。

以上三方面問(wèn)題嚴(yán)重影響了砂體邊界的刻畫(huà)準(zhǔn)確性，是導(dǎo)致巖性類油藏勘探成功率較低的主要原因。

2 油田河道砂體預(yù)測(cè)方法探討及展望

為解決前文提到的地震資料精度低、地震相位干涉穿時(shí)、突變現(xiàn)象及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中地質(zhì)資料參與度低等影響儲(chǔ)層預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性等問(wèn)題，通過(guò)多種方法在勘探中的嘗試得出：采用分頻技術(shù)可提高地震資料主頻，可有效壓制地層間的干涉效應(yīng)，提高儲(chǔ)層平面預(yù)測(cè)的精度；采用波形分類技術(shù)可預(yù)測(cè)河流相砂體縱向疊置模式；采用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演技術(shù)可加大鉆、錄、測(cè)等地質(zhì)資料對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的約束作用，提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

2.1 分頻技術(shù)

分頻解釋的基本原理是首先根據(jù)頻譜分析，確定頻帶范圍，再按反射波在頻帶內(nèi)的能量分布，確定分頻頻帶；然后充分利用不同頻帶反射能量不同選擇能夠充分揭示地質(zhì)目標(biāo)的響應(yīng)特征明顯的分頻數(shù)據(jù)體。該技術(shù)利用數(shù)學(xué)變換將地震數(shù)據(jù)變換到頻率域，在頻率域內(nèi)通過(guò)調(diào)諧振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)研究?jī)?chǔ)層橫向變化規(guī)律，使地震解釋可得到高于常規(guī)地震主頻對(duì)應(yīng)1/4波長(zhǎng)的時(shí)間分辨率結(jié)果。分頻解釋技術(shù)主要利用譜分解得到的兩種類型的數(shù)據(jù)體：調(diào)諧體和離散頻率能量體。離散頻率能量體是沿短滑動(dòng)時(shí)窗生成的一系列離散頻率的調(diào)諧振幅數(shù)據(jù)體，即單頻體，用來(lái)研究?jī)?chǔ)層的橫向變化特征，可得到較常規(guī)地震屬性研究方法更高的解釋分辨率和更清晰的圖像，有利于開(kāi)展儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)研究[2]。

2.2 波形分類技術(shù)

地震數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)性質(zhì)是地震波形。地震波形代表了包含相位、頻率和振幅在內(nèi)的所有定性、定量的地震信息的總體特征。它能夠真實(shí)反應(yīng)地下不同巖性地層的組合特征和砂體之間不同的疊置模式。波形分類技術(shù)首先通過(guò)正演模擬將研究區(qū)實(shí)鉆井不同砂體疊置模式的地震波形進(jìn)行分類并總結(jié)特征規(guī)律，建立砂體不同疊置樣式與地震波形特征之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。然后在對(duì)目標(biāo)砂體進(jìn)行精細(xì)的層位追蹤解釋，再沿地震解釋層或某一時(shí)間開(kāi)一個(gè)時(shí)窗，將時(shí)窗內(nèi)的數(shù)據(jù)重新采樣，使各個(gè)道上的地震波形具有同樣的采樣數(shù)[3]。最后對(duì)無(wú)井鉆遇的地震波形與前面正演模擬總結(jié)的典型波形進(jìn)行對(duì)比，從而判別屬于哪一類疊置樣式。

2.3 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演技術(shù)

地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演原理是地震反演技術(shù)與地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的結(jié)合。采用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)的方法，獲得數(shù)值的空間關(guān)系，推算井間數(shù)值分布，并與地震資料進(jìn)行匹配，產(chǎn)生一個(gè)與鉆井吻合、與地震匹配，且符合地質(zhì)統(tǒng)計(jì)理論的儲(chǔ)層參數(shù)數(shù)據(jù)體，即為反演結(jié)果。

地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演的主要技術(shù)流程如下：首先地質(zhì)和地震相結(jié)合，通過(guò)巖心、錄井和測(cè)井分析，探索不同頻率尺度測(cè)井曲線的儲(chǔ)層意義，優(yōu)選兩種或多種儲(chǔ)層敏感曲線進(jìn)行重構(gòu)。測(cè)井是測(cè)量的地下地層的巖石物理參數(shù)，不同測(cè)井曲線反應(yīng)了巖石的不同物理參數(shù)。測(cè)井曲線之間存在著相關(guān)性和差異性，相關(guān)性說(shuō)明曲線可以重構(gòu)[4]。比如通?？梢栽趲r性的約束下，將波阻抗曲線的低頻和GR曲線的高頻進(jìn)行融合，獲得一條新的重構(gòu)波阻抗曲線，可以更好地區(qū)分泥巖和砂巖。其次在地質(zhì)研究和沉積演化模式的指導(dǎo)下，運(yùn)用井約束反演的方法補(bǔ)充地震資料的高頻和低頻信息，提高地震資料的質(zhì)量，其實(shí)質(zhì)就是按地震剖面的層位解釋，把重構(gòu)曲線信息沿層位橫向外推或內(nèi)插，這樣就建立了整體反演的初始模型。最后在初始模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行迭代反演并加入低頻信息。

油田先后在孤東、長(zhǎng)堤、埕島等地區(qū)新近系河道砂儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中，應(yīng)用分頻技術(shù)、波形分類技術(shù)、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演技術(shù)，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)成功率顯著提高，在埕島地區(qū)連續(xù)取得突破，埕北48、埕北314、埕北314側(cè)先后獲得50噸/日高產(chǎn)；在孤東老區(qū)孤東68-16井也獲得高產(chǎn)，打開(kāi)了河道砂勘探的新局面。

3 結(jié)語(yǔ)

“十二五”以來(lái)，油田勘探重心向巖性類油藏轉(zhuǎn)移，促進(jìn)了河流相儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展。在以地震剖面相特征進(jìn)行砂體識(shí)別的儲(chǔ)層描述技術(shù)系列的基礎(chǔ)上，又誕生了一系列新技術(shù)，其中分頻技術(shù)、波形分類技術(shù)、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演技術(shù)對(duì)巖性藏勘探起到了很大的促進(jìn)作用。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，針對(duì)河流相砂巖薄互層刻畫(huà)，在相控模式下進(jìn)行儲(chǔ)層描述，三維可視化技術(shù)如何有效應(yīng)用是下一步油田河流相儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的發(fā)展方向。