樂(lè) 靖,井涌泉,梁 旭,范洪軍,蔡文濤

(中海油研究總院有限責(zé)任公司,北京 100028)

低滲透是一個(gè)相對(duì)概念,在低滲透油藏整體低孔隙度、低滲透率的背景中也存在相對(duì)高滲、次生孔隙發(fā)育或裂縫發(fā)育的儲(chǔ)層,這就是地質(zhì)概念中的“甜點(diǎn)”[1]?！疤瘘c(diǎn)”主要受地層層序、沉積相帶、有機(jī)酸性水溶蝕等因素影響[2]。地震資料是對(duì)“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層巖性和物性雙重響應(yīng)的結(jié)果,基于地震資料的“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層預(yù)測(cè)多解性強(qiáng)、預(yù)測(cè)精度較低。“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)需要將測(cè)井、巖石物理、地質(zhì)認(rèn)識(shí)、地震等多方面的信息有機(jī)融合來(lái)提高預(yù)測(cè)精度。

前人對(duì)低滲儲(chǔ)層類型劃分[3]和低滲透油藏的相對(duì)高滲透“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了大量研究。操應(yīng)長(zhǎng)等[4]介紹了東營(yíng)凹陷低滲透儲(chǔ)層特征及相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層成因研究方法;盧歡等[5]對(duì)渤海海域低孔低滲儲(chǔ)層的類型進(jìn)行了詳細(xì)劃分,并建立了低滲透儲(chǔ)層成因與儲(chǔ)層敏感性之間的聯(lián)系;胡勇等[6]介紹了渤海BZ油田低滲儲(chǔ)層質(zhì)量主控因素研究思路;NARHARI等[7]通過(guò)全方位三維地震數(shù)據(jù)的疊前各向異性反演,實(shí)現(xiàn)對(duì)科威特北部上納吉馬組的致密碳酸鹽巖的裂縫表征;HUANG等[8]基于黏土類型、充填物含量、孔隙連通性、孔隙類型和垂直裂縫5個(gè)參數(shù)建立了致密油的地震巖石物理模型,以此為基礎(chǔ)建立新的脆性指數(shù);SREEDURGA等[9]利用相干、反射曲率、縱波阻抗變化率、瞬時(shí)頻率、相位和振幅等疊后地震屬性預(yù)測(cè)裂縫并且通過(guò)多屬性分析預(yù)測(cè)了印度巴默盆地致密火山巖儲(chǔ)層的孔隙度;孫曉暉等[10]利用地震屬性提取和聚類分析技術(shù),優(yōu)選與儲(chǔ)層參數(shù)相關(guān)性較高的地震屬性進(jìn)行“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層預(yù)測(cè),指導(dǎo)油田開(kāi)發(fā);韓飛鵬等[11]優(yōu)選出影響“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)的5個(gè)屬性,分類后進(jìn)行RGB顏色融合研究,獲得“地質(zhì)甜點(diǎn)”和“工程甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)結(jié)果,將二者再次融合得到最終預(yù)測(cè)結(jié)果,指導(dǎo)了準(zhǔn)噶爾盆地J0凹陷的井位部署;張明等[12]綜合運(yùn)用井控Q補(bǔ)償、地震多屬性分析、稀疏脈沖反演并結(jié)合相控地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演等關(guān)鍵技術(shù)對(duì)低滲砂巖儲(chǔ)層的優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層進(jìn)行了預(yù)測(cè);李久娣等[13]在建立儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和巖石物理分析的基礎(chǔ)上,研究了儲(chǔ)層巖相及“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層彈性參數(shù)敏感性,通過(guò)疊前同時(shí)反演確定儲(chǔ)層巖相及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層展布;周家雄等[14]介紹了基于約束最小二乘與信賴域算法直接求解包體理論巖石物理方程的儲(chǔ)層參數(shù)反演方法,實(shí)現(xiàn)了“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層分布評(píng)價(jià);韓剛等[15]以疊前AVO三參數(shù)反演為基礎(chǔ)開(kāi)展了定量解釋并預(yù)測(cè)砂體及儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”的分布?；诏B前反演的“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層預(yù)測(cè)在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果,但是在缺少疊前儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的資料基礎(chǔ)時(shí)[16],僅依靠疊后地震資料進(jìn)行“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)仍存在較大不確定性[17]。因此,研究地質(zhì)認(rèn)識(shí)與疊后地震多屬性結(jié)合預(yù)測(cè)“甜點(diǎn)”分布的方法,是提高預(yù)測(cè)精度的有效途徑。

本文針對(duì)渤海N油田,從低滲儲(chǔ)層成因及相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”分布模式出發(fā),基于相對(duì)高滲百分含量(relative high permeability content,RHPC)參數(shù)劃分低滲儲(chǔ)層相對(duì)高滲條帶類型,進(jìn)而分析地震機(jī)理模型地震響應(yīng),獲取相對(duì)高滲條帶的敏感地震屬性,形成沉積微相約束的多屬性聚類分析技術(shù),預(yù)測(cè)低滲儲(chǔ)層中的相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”平面分布,預(yù)測(cè)結(jié)果與檢驗(yàn)井基本吻合,為油田井位優(yōu)化提供了重要依據(jù)。

1 方法簡(jiǎn)介

低滲儲(chǔ)層埋深大,地震分辨率較低,依靠地震資料將儲(chǔ)層刻畫(huà)清楚的難度很大,要在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步將物性刻畫(huà)清楚,更是難上加難。為此,以地震資料為基礎(chǔ),加入測(cè)井資料和沉積相認(rèn)識(shí),形成一種沉積微相約束多屬性聚類分析的致密砂巖高滲條帶預(yù)測(cè)方法。首先從宏觀及微觀二方面對(duì)研究區(qū)沉積相、物源、砂體展布、巖石學(xué)特征、孔隙結(jié)構(gòu)及演化特征等進(jìn)行系統(tǒng)研究,明確研究區(qū)為中溶蝕弱膠結(jié)相,主要成巖作用為壓實(shí)和溶蝕,但發(fā)育規(guī)律受到沉積微相的控制,相對(duì)高滲儲(chǔ)層主要受沉積控制。類比砂地比的概念來(lái)定義相對(duì)高滲儲(chǔ)層?；谘芯繀^(qū)所有的巖心測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)井解釋數(shù)據(jù)確定高滲儲(chǔ)層的下限值K,目的層儲(chǔ)層總厚度設(shè)為H,儲(chǔ)層內(nèi)部滲透率大于K值的高滲儲(chǔ)層總厚度設(shè)為h,利用h/H比值來(lái)劃分低滲儲(chǔ)層中相對(duì)高滲儲(chǔ)層的類型。h/H比值越大,說(shuō)明儲(chǔ)層內(nèi)部高滲儲(chǔ)層越多,相應(yīng)的流動(dòng)性更好,將滲透率高低與地震屬性的關(guān)系轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層儲(chǔ)地比與地震屬性的關(guān)系。

為了定量劃分相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”類型[16],引入相對(duì)高滲百分含量(RHPC)來(lái)評(píng)估低滲儲(chǔ)層包含相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”的含量,具體公式為:

(1)

公式(1)中定義低滲儲(chǔ)層總厚度為H,根據(jù)研究區(qū)儲(chǔ)層滲透率分布規(guī)律和油田開(kāi)發(fā)需求,低滲儲(chǔ)層中滲透率Perm≥10mD(1mD≈0.987×10-3μm2)的儲(chǔ)層劃分為相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”,厚度為h。

統(tǒng)計(jì)分析已鉆井的儲(chǔ)層類型,建立相對(duì)高滲儲(chǔ)層的分布模式,形成單層和多層模式的低滲儲(chǔ)層相對(duì)高滲條帶地震機(jī)理模型?；?4Hz的雷克子波,采用褶積算法對(duì)機(jī)理模型進(jìn)行地震正演。根據(jù)正演地震數(shù)據(jù)提取振幅、能量、波形等地震屬性,統(tǒng)計(jì)分析RHPC與地震屬性的相關(guān)性,基于相關(guān)系數(shù)來(lái)優(yōu)選RHPC的敏感地震屬性。

采用聚類法進(jìn)行相對(duì)高滲條帶的多屬性聚類分析。該方法將數(shù)據(jù)分類到不同的類或者簇,同一個(gè)簇中的對(duì)象有很大的相似性,而不同簇間的對(duì)象則具有很大的相異性。從三維地震數(shù)據(jù)中提取地震屬性,優(yōu)選出對(duì)相對(duì)高滲、相對(duì)低滲敏感的地震振幅、能量、波形特征屬性,依據(jù)波形特征、振幅特征進(jìn)行聚類劃分,得到表達(dá)相對(duì)高滲和低滲的平面信息。常規(guī)聚類分析只有地震屬性參與,聚類過(guò)程中缺少地質(zhì)信息的約束,得到的結(jié)論往往與地質(zhì)認(rèn)識(shí)差異較大。根據(jù)常規(guī)的地質(zhì)研究方法,參考區(qū)域地質(zhì)資料、巖心、測(cè)井、地震屬性等信息,形成研究區(qū)的沉積微相圖,對(duì)沉積微相圖進(jìn)行數(shù)字化,將沉積微相的邊界信息加入到多屬性聚類分析過(guò)程中,即基于沉積微相將相對(duì)高滲條帶劃分為若干類型,一種類型就是聚類分析中的一個(gè)簇,給定一個(gè)0～1的權(quán)重參數(shù),通過(guò)權(quán)重確定某一微相類型邊界內(nèi)的地震屬性劃分到該類型的比例,依據(jù)聚類算法將敏感地震屬性劃分到對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)層類型中,得到相對(duì)高滲條帶預(yù)測(cè)結(jié)果。

技術(shù)流程如圖1所示,具體過(guò)程如下:

圖1 聚類分析技術(shù)流程

1) 基于巖性、物性和電性數(shù)據(jù),求取目的層相對(duì)高滲儲(chǔ)層百分含量、砂地比,并根據(jù)沉積微相劃分高滲條帶類型;

2) 分別建立相對(duì)高滲儲(chǔ)層的單層和多層分布模式,形成對(duì)應(yīng)的正演模型,根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)設(shè)置模型參數(shù),通過(guò)正演地震響應(yīng)特征優(yōu)選砂地比和相對(duì)高滲儲(chǔ)層的敏感地震屬性,井震結(jié)合預(yù)測(cè)目的層的砂地比平面分布;

3) 基于三維地震數(shù)據(jù)提取相對(duì)高滲儲(chǔ)層的敏感地震屬性,將敏感屬性、砂地比和沉積微相作為輸入數(shù)據(jù),進(jìn)行多屬性聚類分析,預(yù)測(cè)相對(duì)高滲條帶的平面分布;

4) 聚類分析過(guò)程中,將沉積相圖作為劃分聚類的約束條件,根據(jù)沉積微相類型劃分相對(duì)高滲條帶類型,并且不斷調(diào)整沉積相在預(yù)測(cè)過(guò)程中的權(quán)重,使預(yù)測(cè)結(jié)果盡可能符合沉積規(guī)律;

5) 利用步驟4)中的預(yù)測(cè)結(jié)果指導(dǎo)沉積相圖的修改和細(xì)化,將預(yù)測(cè)結(jié)果融合到沉積相圖中,使沉積相圖更加細(xì)致和完善,即利用地震預(yù)測(cè)細(xì)化地質(zhì)認(rèn)識(shí),使地震預(yù)測(cè)和地質(zhì)認(rèn)識(shí)融合為一體;

6) 利用步驟5)中修改完善的沉積相圖進(jìn)行新一輪的沉積相約束聚類分析,繼續(xù)利用預(yù)測(cè)結(jié)果優(yōu)化沉積相圖,如此多次循環(huán)迭代,直到最后的聚類分析結(jié)果變化率小于5%時(shí),終止循環(huán)迭代聚類分析的過(guò)程,得到最終的預(yù)測(cè)結(jié)果和沉積相帶分布圖。

2 實(shí)際應(yīng)用

渤海N油田位于渤海南部黃河口凹陷中部,深層沙河街組儲(chǔ)層為辮狀河三角洲沉積。主要含油層段為沙河街組Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ油組,埋深3200～3700m,屬于層狀構(gòu)造油藏。巖性為長(zhǎng)石石英砂巖,磨圓及分選差,膠結(jié)物以泥巖為主,孔隙度在8.6%～16.9%。單砂體的平均滲透率范圍為10～30mD,個(gè)別單砂體滲透率大于30mD,平均滲透率以小于15mD為主,具有低孔低滲特征。通過(guò)低滲儲(chǔ)層成因及控制因素研究,認(rèn)為油田低滲儲(chǔ)層為中溶蝕弱膠結(jié)相[18]。由于油田范圍內(nèi)壓實(shí)和溶蝕作用基本一致,低滲儲(chǔ)層物性差異主要受沉積相帶控制。油田采用注氣開(kāi)發(fā)方式,確定相對(duì)高滲透“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)是保障油田注氣開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵因素。由于目的層埋藏深度大于3200m,地震資料主頻較低(主頻14Hz),有效頻帶寬度僅在6～30Hz,而且地震資料是“甜點(diǎn)”的巖性和物性雙重響應(yīng)的結(jié)果,導(dǎo)致基于地震資料的“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)精度較低。因此,需要在地震資料的基礎(chǔ)上融合測(cè)井、地質(zhì)、巖石物理等信息,提高“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)精度。

2.1 相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”類型劃分

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析RHPC分布特征,結(jié)合地質(zhì)成因分析、測(cè)井曲線、沉積微相、測(cè)井解釋滲透率,將本區(qū)低滲儲(chǔ)層相對(duì)高滲條帶劃分為3類。

1) 席狀砂(RHPC<20%)。相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”含量較小(圖2),測(cè)井相主要呈指狀,巖性較細(xì),層薄,滲透率相對(duì)較小,中部滲透率較大。該類低滲儲(chǔ)層以遠(yuǎn)源細(xì)粒沉積為主,由于水動(dòng)力的搬運(yùn),在湖相中形成低孔低滲的細(xì)砂巖或泥質(zhì)砂巖,常見(jiàn)水平泥質(zhì)紋層。

圖2 典型高滲條帶席狀砂分布類型a 典型高滲條帶席狀砂分布曲線特征(上為P8井,下為P4井); b 典型高滲條帶席狀砂分布巖心照片

2) 河口壩或河道側(cè)翼(20%≤RHPC≤60%)。相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”主要為河口壩或河道側(cè)翼沉積(圖3),砂體較厚,整體巖性下細(xì)上粗,泥質(zhì)含量相對(duì)較高,測(cè)井相呈漏斗狀。高滲儲(chǔ)層位于砂體上部,砂體下部滲透率較小。

圖3 典型高滲條帶河口壩分布類型a 典型高滲條帶河口壩分布曲線特征(上為4D井,下為B11井); b 典型高滲條帶河口壩分布巖心照片

3) 河道主體(RHPC>60%)。相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”主要為近物源河道主體的沉積砂體(圖4),顆粒粗、抗壓強(qiáng)、分選磨圓差,泥粒充填普遍,滲透率較大。河道沉積過(guò)程中,下部巖性較粗、物性好,上部隨著巖性的變細(xì),孔滲都會(huì)降低。在后期成巖作用改造下,原始沉積顆粒較粗的河道內(nèi),下部仍是相對(duì)高滲儲(chǔ)層,即相對(duì)高滲發(fā)育在主河道中下部位,雜基充填普遍,上部泥質(zhì)含量相對(duì)較高,GR曲線呈齒化狀。

圖4 典型高滲條帶河道主體分布類型a 典型高滲條帶河道主體分布曲線特征(上為P9井,下為5井); b 典型高滲條帶河道主體分布巖心薄片鑒定結(jié)果

2.2 相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”地震正演模擬

N油田低滲儲(chǔ)層物性差異的主控因素為沉積差異,不同沉積模式下的高滲條帶在縱向上的物性分布不一致,可基于不同的沉積模式建立不同的高滲條帶分布模式[19]。基于沉積模式分析砂體疊置特征,結(jié)合測(cè)井特征和物性特征,建立辮狀河三角洲沉積的低滲儲(chǔ)層相對(duì)高滲條帶分布模式。依據(jù)單井砂體的縱向分布特征,相對(duì)高滲砂體在低滲儲(chǔ)層內(nèi)的分布方式分別為單層和多層模式[20]。單層模式細(xì)分為單層頂部、中部、底部模式。基于相對(duì)高滲條帶的分布模式建立機(jī)理模型,并總結(jié)地震正演響應(yīng)規(guī)律。

基于相對(duì)高滲儲(chǔ)層劃分標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)22口井的統(tǒng)計(jì)分別獲取不同類型儲(chǔ)層的測(cè)井參數(shù),并對(duì)相應(yīng)的類型進(jìn)行地球物理參數(shù)評(píng)價(jià)。高、低滲儲(chǔ)層的聲波、密度、縱波速度、縱波阻抗差異較小。高滲儲(chǔ)層聲波時(shí)差主要集中在232～262μs/m,縱波速度主要集中在3800～4300m/s,密度主要集中在2.36～2.44g/cm3;低滲儲(chǔ)層聲波時(shí)差主要集中在224～252μs/m,密度主要集中在2.42～2.52g/cm3,縱波速度主要集中在4000～4500m/s(圖5)。通過(guò)求取各類參數(shù)集中分布范圍內(nèi)的平均值作為后期機(jī)理模型的正演參數(shù),如表1所示。基于測(cè)井統(tǒng)計(jì)不同儲(chǔ)層類型的波阻抗參數(shù),為模型正演提供參數(shù),力求接近實(shí)際地質(zhì)情況。但是高滲、低滲儲(chǔ)層的波阻抗差異較小,從波形和能量上直接區(qū)分相對(duì)高滲和低滲儲(chǔ)層難度較大。

圖5 高、低滲儲(chǔ)層縱波速度、密度統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表1 巖石物理特征統(tǒng)計(jì)結(jié)果(平均值)

1) 單層模式機(jī)理模型。

該模式儲(chǔ)層為一個(gè)單一砂體,在砂體內(nèi)部由于沉積的差異,砂體巖性和物性差異較大。根據(jù)高滲儲(chǔ)層段位于砂體的不同縱向位置,細(xì)分為頂部、中部、底部3種類型。頂部型高滲條帶為典型的河口壩砂體,上部巖性粗、物性好,下部巖性較細(xì)、物性差;中部型主要為河道側(cè)翼和席狀砂,砂體相對(duì)較薄,在砂體中部物性較好;底部型高滲條帶為典型河道砂體,底部物性好,上部物性較差。

根據(jù)相對(duì)高滲條帶單層分布模式,建立機(jī)理模型(圖6)。藍(lán)色背景為泥巖,綠色為低滲砂巖,紅色為高滲砂巖,砂巖和泥巖的厚度不變。從上往下,高滲條帶分別位于砂巖的頂部、中部和底部,同一個(gè)砂體內(nèi)高滲條帶為楔形分布,從左往右厚度逐漸增大。基于該模型進(jìn)行正演模擬,并分別提取波形能量、波形面積、均方根振幅和波形長(zhǎng)度屬性(圖7)。由圖7可以看到,隨著高滲儲(chǔ)層厚度的增加,振幅、能量、波形等屬性逐漸減弱。因?yàn)檠芯繀^(qū)的儲(chǔ)量單元厚度小于調(diào)諧厚度,波峰-波谷反射時(shí)間大于實(shí)際的儲(chǔ)層厚度,峰谷位置隨高滲砂體縱向位置變化而變化。厚度一致時(shí),高滲儲(chǔ)層位于頂部和底部時(shí)振幅能量與波形特征一致,位于中部時(shí)振幅和波形屬性相對(duì)略小。

圖6 相對(duì)高滲條帶單層分布模式機(jī)理模型(a)及其與正演地震記錄疊合顯示結(jié)果(b)

圖7 單層模式機(jī)理模型正演響應(yīng)特征

2) 多層模式機(jī)理模型。

由于河道遷移,導(dǎo)致多期砂體疊置,砂體整體較厚。砂體內(nèi)部由于原始沉積的差異,巖性、物性存在差異。經(jīng)歷統(tǒng)一的后期成巖作用后,砂體內(nèi)部的物性差異較大,顆粒較粗、較大的砂體抗壓實(shí)能力較強(qiáng),經(jīng)過(guò)溶蝕改善了滲透性,在砂體內(nèi)部不同位置形成高滲條帶。同一砂體內(nèi)部高滲條帶縱向上多期疊置,形成多層模式?；谟吞餃y(cè)井資料,統(tǒng)計(jì)低滲區(qū)域內(nèi)各井的高滲條帶層數(shù),主要以1～2層為主,單砂體內(nèi)最多有4層高滲條帶。單砂體內(nèi)部高滲儲(chǔ)層之間的低滲層厚度為1～5m,主要為1～3m,平均為2.5m。根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立多層模式機(jī)理模型。

建立一個(gè)RHPC不變的多層機(jī)理模型(圖8)。深灰色背景為泥巖,黃色為砂巖,橘紅色為高滲砂體,砂巖和泥巖的厚度不變。從左往右,高滲砂體的層數(shù)不斷增多,但是每個(gè)砂體的RHPC值都等于0.3?；谠撃Ｐ瓦M(jìn)行正演模擬,并分別提取均方根振幅和波形長(zhǎng)度屬性(圖8)。從圖8可以看到,有低滲隔夾層時(shí)振幅、波形屬性略強(qiáng)于無(wú)隔夾層的模式,而且隨著隔夾層的增多,振幅和波形屬性值逐漸降低。

圖8 等RHPC多層模型及正演響應(yīng)特征

建立一個(gè)RHPC漸變的多層機(jī)理模型(圖9)。深灰色背景為泥巖,黃色為砂巖,橘紅色為高滲砂體,砂巖和泥巖的厚度不變。從左往右,高滲砂體的層數(shù)不斷增多,而且每個(gè)砂體的RHPC值也逐漸增大,即高滲條帶厚度逐漸增大。基于該模型進(jìn)行正演模擬,并分別提取均方根振幅和波形長(zhǎng)度屬性(圖10)。從圖10可以看出,有低滲隔夾層時(shí),振幅、波形屬性略小于無(wú)隔夾層的模式,而且隨著隔夾層的增多和RHPC值的增大,振幅和波形屬性值逐漸降低。

圖9 漸變RHPC多層模型

圖10 漸變RHPC多層模型正演響應(yīng)特征

機(jī)理模型正演分析可知,隨著RHPC的增加,單層和多層模型的地震振幅和波形屬性都呈遞減的趨勢(shì)。多層疊置的高滲儲(chǔ)層在RHPC不變時(shí),其不同疊置關(guān)系對(duì)應(yīng)的地震屬性絕對(duì)差異并不明顯。振幅和波形類屬性能識(shí)別單層和多層模式下高滲條帶分布,但難以識(shí)別高滲條帶的不同疊置關(guān)系。

2.3 相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)

基于相對(duì)高滲百分含量的定義表征低滲儲(chǔ)層的相對(duì)高滲條帶,即利用h/H比值作為劃分高滲條帶的依據(jù)。在所有開(kāi)發(fā)單元中統(tǒng)計(jì)滲透率大于10mD高滲儲(chǔ)層占整體儲(chǔ)層的比例數(shù)據(jù),形成h/H比值分布的直方圖。直方圖呈多峰值的變化趨勢(shì),5%,35%,55%為相對(duì)含量較高的峰值(圖11)。根據(jù)峰值特征定義20%為一種儲(chǔ)層類型臺(tái)階值,該臺(tái)階值參考不同類型相對(duì)高滲條帶的RHPC值來(lái)確定。小于20%為相對(duì)高滲條帶類型2,20%～40%為相對(duì)高滲條帶類型3,40%～60%為相對(duì)高滲條帶類型4,60%～80%為相對(duì)高滲條帶類型5,大于80%為相對(duì)高滲條帶類型6。在低滲區(qū)內(nèi),僅有A3D井單元2的h/H值大于80%,其余大于80%的井集中在北中塊高滲區(qū)域內(nèi),所以在低滲區(qū)內(nèi)劃分5級(jí)就可滿足預(yù)測(cè)需求。

圖11 低滲區(qū)井RHPC分布直方圖

將研究區(qū)滲透率大于10mD高滲儲(chǔ)層厚度與h/H比值進(jìn)行交會(huì)分析(圖12),可以發(fā)現(xiàn)二者呈正相關(guān)性,隨著h/H增大,優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層的厚度也呈增加趨勢(shì)。因此通過(guò)h/H表征低滲儲(chǔ)層的相對(duì)高滲條帶發(fā)育程度是可行的?；谘芯繀^(qū)的地震資料,分別提取開(kāi)發(fā)單元的振幅和波形地震屬性,通過(guò)與已鉆井的h/H比值進(jìn)行相關(guān)分析可知,隨著高滲儲(chǔ)層的含量增加(即h/H比值增大),振幅能量屬性降低(圖13),這與機(jī)理模型地震正演模擬規(guī)律一致,證明地震屬性預(yù)測(cè)低滲儲(chǔ)層中高滲條帶分布是可行的。

圖12 研究區(qū)滲透率大于10mD高滲儲(chǔ)層厚度和h/H交會(huì)分析結(jié)果

通過(guò)散點(diǎn)交會(huì)圖分析篩選相對(duì)敏感地震屬性。隨著h/H比值增大,均方根振幅、主振幅、波峰最大值、平均瞬時(shí)振幅、半能量、波形面積、波形平均彎度有減小的趨勢(shì)(圖13),而波形偏態(tài)、波谷最小值呈變大的趨勢(shì)。地震頻帶寬度、相位、波形對(duì)稱性、波形變異系數(shù)、峰谷長(zhǎng)度比、能量半衰時(shí)屬性與h/H比值相關(guān)性較弱,變化規(guī)律不明顯。因此,振幅屬性、能量屬性、波形屬性與h/H比值的相關(guān)性相對(duì)較好(表2)。

表2 地震屬性與h/H相關(guān)性統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖13 研究區(qū)敏感地震屬性與h/H交會(huì)分析結(jié)果

綜合地震與已鉆井的h/H比值相關(guān)性分析和機(jī)理模型地震正演模擬特征,優(yōu)選出均方根振幅、平均瞬時(shí)振幅、波峰最大值、波形面積和波形長(zhǎng)度作為低滲儲(chǔ)層相對(duì)高滲條帶的敏感地震屬性。研究區(qū)的儲(chǔ)層展布形態(tài)、發(fā)育范圍和物性變化主要受沉積微相的控制。沉積微相分析有助于尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層相帶。河道微相是研究區(qū)最優(yōu)的儲(chǔ)層相帶,其次是河口壩和河道側(cè)翼,較差的為遠(yuǎn)源席狀砂。采用沉積微相約束的多屬性聚類分析方法進(jìn)行相對(duì)高滲條帶預(yù)測(cè)。聚類分析過(guò)程中,將沉積相圖作為一個(gè)關(guān)鍵的約束條件加入到聚類過(guò)程中,并且不斷調(diào)整沉積相在預(yù)測(cè)過(guò)程中的權(quán)重,使預(yù)測(cè)結(jié)果盡可能符合沉積規(guī)律。利用初始的預(yù)測(cè)結(jié)果指導(dǎo)沉積相圖的修改和細(xì)化,將預(yù)測(cè)結(jié)果融合到沉積相圖中,使沉積相圖更加細(xì)致和完善。將修改完善的沉積相圖用于新一輪的相約束聚類分析,繼續(xù)利用預(yù)測(cè)結(jié)果優(yōu)化沉積相圖,如此多次循環(huán)迭代,直到預(yù)測(cè)結(jié)果變化率小于5%時(shí),終止循環(huán)迭代聚類過(guò)程,得到最終的預(yù)測(cè)結(jié)果和沉積相帶分布圖。

全部井參與的預(yù)測(cè)結(jié)果如圖14所示,目的層主要的相對(duì)高滲條帶類型為3類,高滲儲(chǔ)層比值h/H值域范圍主要為20%～50%。在斷層附近h/H相對(duì)較大,即在斷層周邊存在相對(duì)高滲條帶,可能是斷層受地質(zhì)應(yīng)力作用,在斷層周邊伴生構(gòu)造裂縫,造成儲(chǔ)層滲透率增大,從而形成高滲條帶。

圖14 高滲條帶預(yù)測(cè)平面分布(全部井)

減少4口井(A1井、B11井、3井、5井)的預(yù)測(cè)結(jié)果如圖15 所示,其與全部井參與的預(yù)測(cè)結(jié)果整體分布趨勢(shì)基本一致,僅在局部存在差異,表明該方法的預(yù)測(cè)穩(wěn)定性較高。4口檢驗(yàn)井中,A1井在目的層的相對(duì)高滲條帶類型為4類,而減少4口井后在A1井位置預(yù)測(cè)的相對(duì)高滲條帶類型為2類,與已鉆井結(jié)果存在差異。其余3口井位置的預(yù)測(cè)結(jié)果與已鉆井結(jié)果吻合。

圖15 高滲條帶預(yù)測(cè)平面分布(少4口井)

3 應(yīng)用效果

儲(chǔ)層展布形態(tài)、發(fā)育范圍和物性變化主要受沉積微相控制,沉積微相分析有助于尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層相帶。將沉積微相圖和相對(duì)高滲條帶平面分布預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析(圖16),可以看到,相對(duì)高滲條帶平面分布與沉積規(guī)律一致。從已鉆井分析可知,河道主體相對(duì)高滲條帶最發(fā)育,相對(duì)高滲條帶平面分布預(yù)測(cè)結(jié)果表明,沿河道方向是主要的相對(duì)高滲條帶分布區(qū)域,與地質(zhì)認(rèn)識(shí)一致。

圖16 沉積微相(a)與高滲條帶預(yù)測(cè)平面分布(b)

油田開(kāi)發(fā)采用注氣開(kāi)發(fā)方式,B20井為注氣井,B18、B19、P10井為采油井(圖17)?；谙鄬?duì)高滲條帶預(yù)測(cè)結(jié)果,將開(kāi)發(fā)井位置優(yōu)化到3類高滲條帶區(qū)域,避開(kāi)滲透率更高的4、5類高滲條帶區(qū)域,以防止注氣過(guò)程中高滲條帶導(dǎo)致的氣竄,從而提高油田的采收率?；诟邼B條帶預(yù)測(cè)結(jié)果,指導(dǎo)了研究區(qū)10口開(kāi)發(fā)井的井位優(yōu)化研究,提高了研究區(qū)的產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益。

圖17 基于高滲條帶預(yù)測(cè)平面分布的井位優(yōu)化

4 結(jié)論

地震資料是“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層巖性和物性雙重響應(yīng)的結(jié)果,僅基于地震資料的“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)多解性較大。從研究區(qū)低滲儲(chǔ)層成因及相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”分布模式出發(fā),基于相對(duì)高滲百分含量參數(shù)劃分低滲儲(chǔ)層相對(duì)高滲條帶類型,通過(guò)分析機(jī)理模型的地震正演響應(yīng)確定敏感地震屬性,采用沉積微相約束的多屬性聚類分析技術(shù)預(yù)測(cè)低滲儲(chǔ)層中相對(duì)高滲條帶分布范圍,為本區(qū)油田注氣開(kāi)發(fā)方案的井位優(yōu)化提供了重要技術(shù)支撐。本次研究得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):

1) 采用類似砂地比的概念來(lái)定義相對(duì)高滲儲(chǔ)層,實(shí)現(xiàn)低滲儲(chǔ)層中相對(duì)高滲條帶的定量表征,并將滲透率高低與地震屬性的關(guān)系轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)地比與地震屬性的關(guān)系;

2) 通過(guò)機(jī)理模型地震正演分析,總結(jié)了低滲儲(chǔ)層相對(duì)高滲條帶地震響應(yīng)特征,分析優(yōu)選了以振幅、波形長(zhǎng)度為主的4種敏感地震屬性,形成了基于沉積微相約束的低滲儲(chǔ)層相對(duì)高滲條帶預(yù)測(cè)方法及工作流程;

3) 沉積微相約束的多屬性聚類分析技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)低滲儲(chǔ)層相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”分布范圍的預(yù)測(cè),指導(dǎo)井位優(yōu)化,對(duì)缺少疊前儲(chǔ)層預(yù)測(cè)資料的低滲透油藏的相對(duì)高滲“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)有一定的借鑒意義。