甘立琴,謝 岳,石洪福,李 珍,張文俊
(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300452)
油田開發(fā)中后期,儲層刻畫精度決定了剩余油分布及挖潛方向,而等時地層對比是儲層刻畫的基礎(chǔ)。目前國內(nèi)外眾多學(xué)者就不同沉積體系進行了多尺度地層對比研究,總結(jié)出大量地層對比方法[1-5],如河流相的標(biāo)志層對比、等高程對比、旋回厚度對比等,三角洲相的沉積旋回對比、相控等時地層對比等,很好解決了小層及以上級別的地層對比問題。小層內(nèi)部單砂體對比問題,目前露頭和陸上密井網(wǎng)油田已經(jīng)解決[6-7],而海上油田開發(fā)井距大,陸上油田成熟的“井震結(jié)合、以井為主”的思路不能滿足海上油田大井距條件下的小層內(nèi)部單砂體對比。相對陸上油田,海上油田地震資料分辨率更高,因此如何將海上高分辨率地震資料運用于小層對比和儲層刻畫是本次研究的重要攻關(guān)方向。本文以Q 油田北塊砂體為例,從復(fù)合砂體動態(tài)矛盾出發(fā),結(jié)合高分辨率地震資料,提出“動態(tài)指導(dǎo)、井震結(jié)合的單砂體對比”方法?;趩紊绑w精細對比及不同組合砂體疊置正演特征,結(jié)合沉積背景,井震、動靜結(jié)合完成儲層精細刻畫。
Q 油田位于渤海中部海域,主要生產(chǎn)層段為明化鎮(zhèn)組(Nm)曲流河沉積,高孔高滲儲層[8-9]。本次研究以Q 油田北塊NmⅣ1 砂體為例,砂體含油面積為1.3 km2,探明石油地質(zhì)儲量350×104m3,目前采出程度12%。
研究區(qū)單砂體厚度約9 m,多期砂體間夾層厚度3~12 m,原地震資料縱向分辨單砂體厚度為12 m,地質(zhì)認(rèn)識是基于地震包絡(luò)線進行的等時對比,認(rèn)為砂體整體為一期河道,局部發(fā)育夾層,儲層為曲流河片狀沉積,砂體全區(qū)發(fā)育且連通性好(見圖1),開發(fā)模式為低部位注水高部位采油的排狀井網(wǎng),2018 年完成基礎(chǔ)井網(wǎng)實施。注水開發(fā)后,油井A2顯示與周邊注水井不受效,分析認(rèn)為研究區(qū)地震資料分辨率較差,且目的層附近缺乏標(biāo)志層,依據(jù)地震包絡(luò)線的等時地層對比模式與動態(tài)矛盾較大,急需對地震資料進行優(yōu)化處理、對小層對比認(rèn)識進行更新,完成該砂體地質(zhì)再認(rèn)識,以指導(dǎo)下一步生產(chǎn)。
圖1 Q油田區(qū)域位置
實鉆井資料縱向分辨率高,但它僅能反映平面井點處地層特征,受井距大、平面沉積相變快等影響,僅依靠鉆井資料對地層進行等時對比難度大、精度低。地震資料在橫向上連續(xù)性好,可反映地層橫向延伸及變化情況,因此井震結(jié)合可對砂體展布進行較精確的刻畫[10-11]。
研究區(qū)老地震資料處理面元為25×12.5 m,頻帶寬度8~90 Hz,頻帶呈雙峰,頻譜能量主要集中在50 Hz和80 Hz,整體分辨率較低,根據(jù)地震資料單層分辨厚度為四分之一主波長理論[12-13],老地震資料分辨單層厚度為12 m,對砂體疊置情況及夾層展布的刻畫較模糊。針對研究區(qū)單砂體厚度約9 m 的地質(zhì)條件,為了更好與實際儲層結(jié)合,本次采取拓頻方式加強頻譜能量,補償?shù)?、高頻,采用高分辨率walkway 融合處理技術(shù),通過疊后重處理,處理面元變?yōu)?5×6.25 m,頻帶寬度10~100 Hz,頻帶呈正態(tài)分布,頻譜能量較為均勻,且單層厚度分辨率提高至9 m,與目的層儲層厚度一致。相對老地震資料,處理后新資料相同屬性刻畫的砂體邊界更清晰,識別薄層、夾層效果明顯增加,且和已鉆井吻合程度更好(見圖2)。
圖2 新老地震資料對比
基于重處理地震資料,通過聲波時差曲線擬合成地震合成記錄,將深度域轉(zhuǎn)換到時間域中,明確地質(zhì)分層與地震反射之間的對應(yīng)關(guān)系[14]。在油田大套地層格架之下,充分利用測井資料進行砂組級別的地質(zhì)分層,基于動態(tài)連通性認(rèn)識,結(jié)合高分辨率地震資料將NmⅣ1砂體細分為兩套(見圖3)?;诟叻直媛实卣鹳Y料的小層對比,打破傳統(tǒng)簡單的等高程對比,儲層展布更加復(fù)雜,其平面連通性更符合動態(tài)認(rèn)識。
圖3 新老地震資料指導(dǎo)下的小層對比
對于地震資料無法反映的井上實鉆河道下切、疊加情況,在小層細分基礎(chǔ)上,利用河道疊置及下切砂體對比模式進一步細分單砂體。由于河道的沖刷作用,晚期形成的河道下切早期河道形成砂體疊加,此時應(yīng)充分結(jié)合鄰近井測井資料,并考慮砂體在平面上的變化趨勢及河道遷移方向,參考鄰井單層砂體厚度及疊加砂體測井曲線回返,對其進行劈分。根據(jù)以上方法,將Q 油田北塊NmⅣ1-2 砂體細分為兩期河道沉積。
Q 油田北塊砂體為典型曲流河沉積,以點壩和河道沉積為主,砂體橫向變化較大。在井震結(jié)合約束下的小層細分之后,總結(jié)出三種同期不同河道對比模式(見圖4)。
圖4 同期不同河道對比
(1)沉積相變對比模式。同期砂體中,由于平面相序變化導(dǎo)致的由點壩—河道—泛濫平原的微相變化,其測井曲線特征差異大,但橫向上屬于同一沉積單元,不同河道的判別可根據(jù)平面相序組合來確定。
(2)高程差對比模式。同一時期不同河道即使厚度相似,但受物源、古地貌等影響,測井曲線形態(tài)、砂體相對標(biāo)志層距離均存在一定差異。
(3)河道規(guī)模差異對比模式。不同物源的同時期河道砂體規(guī)模存在一定差異,結(jié)合平面相序,可進行同期不同河道對比。
結(jié)合研究區(qū)的砂體疊置情況,總結(jié)出了三類砂體切疊模式,即河道切點壩、點壩切點壩和河道切河道。
依據(jù)研究區(qū)目的層巖石物理參數(shù)(砂巖反射速度2 200 m/s,巖石密度2.05 g/cm3;泥巖反射速度2 578 m/s,巖石密度2.20 g/cm3)及地震資料品質(zhì),采用頻率55 Hz 雷克子波建立三種疊加模式正演模型(見圖5)。正演結(jié)果顯示:
圖5 三種疊加模式
(1)河道切點壩時,河道疊置部位地震波振幅減弱,頻率降低,并有一定產(chǎn)狀變化。
(2)點壩切點壩時,點壩疊置部位振幅略有變?nèi)?,子波間距較小,且形態(tài)上有一定變化,可據(jù)此識別河道邊界。
(3)河道切河道時,河道間地震波振幅大幅度減弱,且弱振幅范圍大。
從Q 油田取心井出發(fā),分析不同沉積微相巖心、測井特征及對應(yīng)關(guān)系,建立測井相圖版。區(qū)別于常規(guī)基于地質(zhì)知識庫的儲層刻畫,本次研究密切結(jié)合研究區(qū)生產(chǎn)動態(tài),采用以下兩種方法進一步判斷砂體連通性:①測壓資料,新鉆井若出現(xiàn)超壓或者壓力虧空,則說明測壓點所在儲層與注水井或者油井連通;②測井資料,砂體水淹后電阻率出現(xiàn)明顯下降,測井資料易識別,若新鉆井出現(xiàn)水淹則反映該砂體與注水井連通?;谝陨戏治觯瑓⒖既吞锏刭|(zhì)知識庫,結(jié)合不同疊置砂體正演特征,井震結(jié)合分別從平面、剖面尋找儲層相變點,精細完成兩期砂體沉積微相展布(見圖6)。
圖6 北塊NmⅣ1砂體沉積微相展布
原地質(zhì)認(rèn)識認(rèn)為:研究區(qū)為曲流河片狀沉積,砂體全區(qū)發(fā)育且連通性好。儲層精細刻畫后,原砂體細分為兩期河道,且點壩間發(fā)育廢棄、末期河道,局部井組間儲層連通性變差,更符合實際井組動態(tài)認(rèn)識。
基于兩期砂體沉積微相展布,分析認(rèn)為NmⅣ1-1 砂體油井A1 井位于泛濫平原,儲層不發(fā)育,A2井位于早期點壩內(nèi),與注水井A3 之間發(fā)育廢棄河道,儲層連通性差,注采不受效;NmⅣ1-2 砂體注水井A1與油井A2之間發(fā)育末期河道,儲層連通性差,注采不受效,A3 井位于泛濫平原,儲層不發(fā)育。針對動態(tài)矛盾,2020 年初將油井A2 側(cè)鉆至南側(cè)點壩內(nèi)進行注水,側(cè)鉆后該井組日增油35 m3/d,數(shù)值模擬預(yù)測增油量可達4.3×104m3,采收率提高1.3%。
將以上地震資料重處理下的地震約束下的砂體精細刻畫應(yīng)用至北區(qū)NmⅠ3 砂體,其平面沉積微相展布指導(dǎo)了注采井網(wǎng)調(diào)整及挖潛,截止目前部署實施調(diào)整井8 口,增加產(chǎn)能550 m3/d。該方法也為其他類似河流相油田儲層刻畫及挖潛提供了指導(dǎo)。
(1)通過拓頻方式加強頻譜能量,補償?shù)汀⒏哳l后,識別薄層、夾層效果明顯增加。在油田地層格架之下,井震結(jié)合進行的小層對比更符合地質(zhì)及動態(tài)認(rèn)識。
(2)針對曲流河沉積,總結(jié)出3種同期不同河道對比模式:沉積相變對比模式、高程差對比模式和河道規(guī)模差異對比模式。
(3)結(jié)合曲流河砂體疊加模式,建立3種疊置砂體的地震正演模型,明確了不同疊置砂體的地震剖面特征。
(4)基于取心井的測井相圖版,結(jié)合砂體連通關(guān)系及不同疊置砂體的正演特征,參考全油田地質(zhì)知識庫,完成沉積微相展布研究,指導(dǎo)了油田的調(diào)整及挖潛。