裴家學 (中石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院,遼寧盤錦124010)

方園 (長江大學地球物理與石油資源學院,湖北武漢430100)

陸西凹陷馬北斜坡有效儲層預測

裴家學 (中石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院,遼寧盤錦124010)

方園 (長江大學地球物理與石油資源學院,湖北武漢430100)

陸西凹陷馬北斜坡帶發(fā)育2套有效儲層:下白堊統(tǒng)九佛堂組上段 (K1jfu)薄層砂體和九佛堂組下段(K1jfL)火山碎屑巖。針對K1jfu薄層砂體,由于儲集層與上、下圍巖速度差異較小,常規(guī)波阻抗反演難以識別,通過敏感性分析發(fā)現,深側向電阻率測井曲線對薄層砂體響應敏感,利用曲線重構技術將深側向電阻率擬合成聲波時差,再進行波阻抗反演,提高了薄層砂體分辨能力,并精確雕刻出多個砂體。對于K1jfL火山碎屑巖,采用多屬性分析、RGB顏色融合技術,刻畫了火山碎屑巖的分布范圍,并預測了裂縫發(fā)育區(qū)。利用研究結果進行井位部署和儲量計算,獲得了較好的應用效果,并建立了一套適合該區(qū)的有效儲層預測技術,指導了遼河外圍其他凹陷的儲層預測。

波阻抗反演;曲線重構;多屬性分析;RGB顏色融合

陸西凹陷位于內蒙古自治區(qū)通遼市和赤峰市境內,是開魯盆地的一個次級負向構造單元,是在海西期褶皺基底上發(fā)育起來的中生代凹陷。該凹陷是遼河外圍盆地勘探程度最高、效果最好的凹陷。但隨著勘探的深入,難度越來越大。馬北斜坡位于陸西凹陷的北部,發(fā)育典型的巖性油藏,勘探也見到較好的效果。研究區(qū)下白堊統(tǒng)九佛堂組上段(K1jfu)儲層平均孔隙度為22%,物性好,包32井、包33井獲工業(yè)油流,且多口井(未試油)見良好顯示;廟31井在九佛堂組下段(K1jfL)鉆遇油斑顯示的火山碎屑巖,試油獲127m3高產工業(yè)油流,且產量穩(wěn)定,效果顯著。然而在進一步研究過程中遇到諸多困難:一是K1jfu單層砂體薄,多為2～12m,常規(guī)波阻抗反演難以識別;其次,該區(qū)K1jfL局部發(fā)育火山碎屑巖,而火山-沉積碎屑巖十分發(fā)育,識別火山碎屑巖及預測裂縫難度大。針對上述問題,筆者對研究區(qū)進行了精細構造解釋、曲線重構反演、多屬性分析等工作,對有效儲層進行預測。

1 精細構造解釋

層位與斷層解釋是否合理及準確程度直接影響后續(xù)的波阻抗反演、地震屬性提取等儲層預測結果。在解釋過程中,充分利用相干切片和時間切片落實斷裂平面展布,利用常規(guī)波形剖面、變密度剖面、瞬時相位剖面和光滑濾波與余弦乘積剖面進行斷層的平面解釋和層位的拾取,再通過任意線、三維可視化等手段實時監(jiān)控,及時調整,最大限度地逼近地下真實情況。在研究過程中,細化層序單元,將K1jfu精細對比劃分出3套 (Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)砂體,并追蹤其頂界面,為后續(xù)反演精細建模做準備。

2 九佛堂組上段薄儲集層曲線重構反演預測

研究區(qū)常規(guī)波阻抗反演很難達到分辨薄層的能力,主要原因是:①目的層為中生代白堊紀地層,受成巖作用和壓實作用影響,儲集層與上、下圍巖之間速度差異較小;②K1jfu多為泥巖、油頁巖沉積,在鉆井過程中,井眼垮塌嚴重,嚴重影響聲波時差與密度曲線的質量;③儲層物性好的井段 (包32井1380～1392m),其密度低于上、下泥巖密度,導致波阻抗相對較低。因此,需要進行敏感性分析,重構聲波時差進行波阻抗反演[1,2]。

2.1 測井曲線標準化處理

受環(huán)境因素以及不同測井儀器的影響,測井曲線往往存在刻度誤差和系統(tǒng)誤差[3],因此需要對測井曲線進行標準化處理。測井曲線標準化處理的難點是標準層的選擇和多井間系統(tǒng)偏差的認識。根據對研究區(qū)基礎測井資料和地質條件的分析,該次研究選擇K1jfu油頁巖、泥巖作為多井一致性處理的標準層;并選擇包32井作為標準井,其原因在于:①該地層在全工區(qū)范圍都有較穩(wěn)定的分布;②經過評估,包32井測井曲線質量總體相對較好;③包32井的測井段較長,測井項目較齊全,利于對比分析。

基于地層厚度基本相同、巖性沒有明顯變化的特點,采用模式匹配的方法,對多井K1jfu的自然伽馬、聲波時差、深側向電阻率 (ρlld)和密度等測井曲線進行一致性檢查和校正處理。多井標準化校正后的測井曲線能夠符合單井地質特征在橫向上的變化規(guī)律,并且在不同巖性間的響應差異也被完整地保留。

2.2 曲線敏感性分析

不同的測井曲線反映的信息是不一樣的,有速度、巖性、電性、物性、含油氣性、放射性等,需要從眾多的測井曲線中挑選出最能反映研究區(qū)儲層特征的測井曲線[4]。通過測井曲線模型試驗,補償中子、自然伽馬、聲波時差、補償密度以及波阻抗均不能很好地反映砂層,即對薄層砂體不敏感,但電阻率卻能很好地識別薄層砂體。從包32井ρlld直方圖(圖1)來看,ρlld＞9Ω·m為砂巖,ρlld＜9Ω·m為泥巖,能夠很好地區(qū)分砂、泥巖,因此ρlld為該區(qū)薄層砂體的敏感曲線。

圖1 包32井ρlld直方圖

圖2 重構曲線分析圖

2.3 曲線重構

該次曲線重構是利用敏感性曲線ρlld與聲波時差進行相關性分析。從預測結果(圖2)來看,井眼質量好的層段,重構聲波時差與實測聲波時差基本一致,說明重構曲線是成功的;而在井眼質量差的井段,重構聲波時差與原始聲波時差相差較大,主要原因是受聲波測井原理的限制,實測聲波時差受井眼影響較大,導致聲波時差失真。而ρlld受井眼影響較小,重構聲波時差保持了地層速度趨勢;同時,重構聲波時差在砂巖段明顯比泥巖段低,能夠很好地區(qū)分砂泥巖。因此,重構聲波時差既反映了速度信息又反映了巖性信息。

2.4 反演結果分析

從過包32-1井至包33井反演剖面(圖3)可以看出,K1jfu的3套(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)砂體均能刻畫出來。將工區(qū)內完鉆的8口井的Ⅰ砂體的厚度與反演結果比較,絕對誤差小于1m,相對誤差小于12.5% (見表1),反演結果與鉆井符合程度高,滿足儲集層橫向預測的要求,說明曲線重構技術在該次反演處理中起了重要作用[5]。

圖3 砂體對比與反演剖面

表1 K1 jfu的Ⅲ砂體實鉆厚度與預測厚度對比表

3 九佛堂組下段火山碎屑巖多屬性分析預測

研究區(qū)K1jfL主要發(fā)育凝灰質泥巖、凝灰質砂體,儲層物性差,以低孔-低滲、特低滲為主。但一些井K1jfL鉆遇熔結凝灰?guī)r、火山角礫巖、安山巖、玄武巖等火山碎屑巖,儲集空間為孔洞-裂縫型,儲層孔隙度一般在6.1%～15.4%之間,平均值為8.7%,滲透率一般分布在0.055～145.0mD之間。從鉆井巖心及成像測井資料來看,儲層裂縫較為發(fā)育,且油氣顯示活躍。在大的火山-沉積碎屑巖沉積背景下,火山碎屑巖很難識別;同時受火山碎屑巖自身儲集特征的影響,其非均質性較強,儲集物性在不同的相帶變化較大。由于各測井曲線值在橫向和縱向上變化較大,甚至不是一個數量級,這樣在約束模型反演過程中受模型影響較大,難以準確刻畫儲層分布范圍。因此,筆者采用多屬性分析方法,直接利用地震資料來確定儲層邊界。

3.1 RGB顏色融合技術刻畫火山碎屑巖分布范圍

針對火山碎屑巖提取了振幅、頻率、能量、相位、波形、相關、衰減、比率等8大類40余小類地震屬性[6,7]。通過屬性優(yōu)選,相干切片(圖4(a))、瞬時振幅(圖4(b))、瞬時頻率(圖4(c))能夠很好地反映火山碎屑巖巖體,主要表現為低相干、弱振幅、高頻率。再利用RGB顏色融合技術(R、G、B為紅、綠、藍3種顏色,分別代表3種不同的屬性,按一定比率混合在一起)[8,9],將相干、瞬時振幅和瞬時頻率按一定比例融合在一起,精確刻畫出火山碎屑巖的分布范圍 (圖4(d)),主要分布于廟34井-廟31井-包32井一帶,具有古構造背景的區(qū)域,面積為38.5km2。

圖4 研究區(qū)K1 jf L火山碎屑巖層段屬性平面圖

3.2 體曲率屬性預測火山碎屑巖裂縫發(fā)育情況

曲率在數學上用于度量曲線的彎曲程度,曲率屬性是應用曲率方法來計算地質體在幾何空間上的分布形態(tài),從而實現對斷層、裂縫、彎曲和褶皺等幾何構造的有效識別,刻畫能力比相干技術更優(yōu)越。三維體曲率能夠表征斷層和裂縫的大小、長度、走向等幾何特征及發(fā)育程度[10]。

從提取的研究區(qū)K1jfL火山巖碎屑巖的體曲率(圖5)來看,包32井、廟31井周圍裂縫發(fā)育,與實際鉆探資料符合。2口井均位于火山口附近,所以裂縫發(fā)育;遠離火山口的區(qū)域,裂縫發(fā)育較差。從圖5上還可以看出,工區(qū)北部和東南部看似裂縫發(fā)育,其實是地震資料品質差造成的,所以在地震屬性分析時,要考慮地震品質的影響,同時也要進行鉆井校正。

4 結論與認識

儲層預測是建立在精細構造解釋的基礎上實現的,在儲層預測過程中,不同地區(qū)、不同成巖作用、以及所含的不同礦物成分,都對測井曲線的敏感程度不同。研究區(qū)深側向電阻率能夠很好地反映K1jfu薄層砂體,通過電阻率重構聲波時差曲線進行波阻抗反演,能夠滿足薄層砂體預測精度的要求。對于K1jfL火山碎屑巖,通過多屬性分析及RGB顏色融合技術,精確地刻畫出火山碎屑巖的分布范圍;利用體曲率預測其裂縫發(fā)育程度,達到有效儲層預測要求。利用該成果部署探井2口,計算儲量2339×104t;同時,該套技術已應用于遼河外圍盆地陸東凹陷火山巖預測和奈曼凹陷碎屑巖儲層描述工作中,并取得了良好的應用效果。

圖5 研究區(qū)K1 jf L火山碎屑巖層段體曲率圖

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[編輯] 龔丹

P631.44

A

1000-9752(2014)09-0058-05

2013-11-26

中國石油天然氣股份有限公司重大科技攻關項目 (2012E-3002)。

裴家學(1981-),男,2005年長江大學畢業(yè),碩士,工程師,現主要從事構造解釋、儲層預測以及勘探部署工作。