利用多方位地震采集資料預(yù)測BZ28-1油田裂縫儲層

謝 濤 楊 凱 金明霞 毛寧波

(1.中海油田服務(wù)股份有限公司物探事業(yè)部; 2.長江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室)

早期裂縫儲層預(yù)測主要是通過研究橫波分裂來實現(xiàn),但由于海上橫波地震數(shù)據(jù)采集復(fù)雜且費用較高,近年來發(fā)展了利用地震縱波資料檢測裂縫的技術(shù),其中縱波的方位信息,如方位速度[1]、方位旅行時[2]和方位AVO[3]等地震屬性對裂縫比較敏感。目前國外針對裂縫儲層的寬方位地震采集已有不少實例[4],但國內(nèi)在這方面的研究還很少。

BZ28-1油田位于渤海南部海域渤南凸起中部,該區(qū)碳酸鹽巖裂縫儲層比較發(fā)育,但由于原三維地震資料分辨率低、信噪比低,很難滿足裂縫儲層預(yù)測的要求。為了研究該區(qū)裂縫的分布,針對研究區(qū)地質(zhì)特征設(shè)計了由8條二維測線組成的多方位地震測線,在該區(qū)首次進(jìn)行了海上多方位地震采集。

現(xiàn)有的利用多方位地震采集資料預(yù)測裂縫儲層方法往往局限于利用單一方位屬性來研究裂縫儲層[1-3]。在本次研究中,采取了綜合應(yīng)用地震方位NMO速度、方位時差、方位AVO等屬性進(jìn)行裂縫儲層預(yù)測,避免了應(yīng)用單一屬性的不穩(wěn)定性,提高了預(yù)測的可靠性,從而為進(jìn)一步了解該區(qū)裂縫的分布提供了基礎(chǔ)。

1 多方位地震資料采集與處理

BZ28-1油田儲層為下古生界奧陶系和寒武系的碳酸鹽巖地層,屬于被斷層復(fù)雜化的裂縫性潛山油氣藏。1983年在該油田區(qū)進(jìn)行過三維地震采集,但地震資料信噪比低、地震分辨率較低、目的層波阻抗連續(xù)性差,難以滿足研究區(qū)識別、預(yù)測裂縫儲層的要求。

為了研究該區(qū)裂縫的分布,在該區(qū)重新進(jìn)行了地震數(shù)據(jù)采集。由于沒有條件進(jìn)行野外寬方位地震采集,決定采取多方位二維地震采集來替代,采用Sleeve Gun震源,采集參數(shù)見表1。通過優(yōu)選,選定在A、B兩口直井附近進(jìn)行多方位二維地震采集,目的層埋藏深度2970～3340 m。A、B井在下古生界奧陶系碳酸鹽巖裂縫地層產(chǎn)油,含油氣面積較大,油氣儲量較大,裂縫控制的儲層發(fā)育良好。進(jìn)入潛山裂縫段,A、B兩口井的測井曲線有明顯的響應(yīng)特征,即聲波時差變大,密度變小,部分裂縫發(fā)育段中子孔隙度偏大,有周波跳躍現(xiàn)象(圖1)。綜合測井、試油、構(gòu)造等因素,分別在A、B井附近設(shè)計了8條二維地震測線,地震測線兩兩相交于22個交點(圖 2)。

表1 研究區(qū)多方位地震采集參數(shù)

圖1 研究區(qū)A、B井裂縫發(fā)育段測井曲線響應(yīng)特征

由于裂縫性儲層研究的特殊性,要求本次二維地震資料處理在確保有效衰減各種噪音前提下進(jìn)行完全保幅處理,并在數(shù)據(jù)處理中還要求8條測線采取相同的處理流程,盡量減少因處理而導(dǎo)致的地震方位信息的扭曲。研究區(qū)多方位地震資料處理流程見圖3。處理后的地震剖面波組特征清晰,在潛山裂縫儲層頂?shù)拙幸唤M較強的反射(圖4),這為該區(qū)多方位地震疊前特征分析提供了基礎(chǔ)。

2 利用多方位地震采集資料預(yù)測BZ28-1油田裂縫儲層

2.1 多方位地震疊前特征分析

研究區(qū)8條地震測線兩兩相交,相交點分布于整個工區(qū)范圍。在每一個測線相交點處都包含了地下同一物理點2個方位的屬性特征,如果地下介質(zhì)是各向同性的,則在相交點處的地震屬性隨方位變化是一致的;如果地下介質(zhì)中發(fā)育裂縫,則會導(dǎo)致地震屬性隨方位的變化。

圖5為研究區(qū)地震測線J7C、J7D交點處(圖2中測線交點22)CDP道集及相應(yīng)的速度譜。從圖5可以看到,在潛山以上,沿測線J7C、J7D方向拾取的NMO速度曲線基本是重合的,NMO速度隨方位變化不大;進(jìn)入潛山以后,沿測線J7C、J7D方向拾取的NMO速度曲線存在較大的差異,分析認(rèn)為是潛山發(fā)育裂縫導(dǎo)致了方位NMO速度的變化。圖6為同一測線交點處潛山頂面AVO分析。從圖6可以看出,這2個方位振幅值隨炮檢距的增大均是減小的,而AVO梯度屬性則存在較大的差異,分析認(rèn)為這也是裂縫發(fā)育所致。顯然,我們可以利用相交測線處地震方位屬性的變化來預(yù)測該點的裂縫信息。

圖5 研究區(qū)地震測線交點22處測線J7C、J7D速度譜及疊前地震道集(黃色框所示為潛山裂縫儲層發(fā)育段)

圖6 研究區(qū)地震測線交點22處測線J7C、測線J7D潛山頂面AVO分析

選擇地震分辨率高、同相軸連續(xù)的測線交點進(jìn)行疊前方位分析,最后確定的測線交點為2、3、4、5、6、9、10、12、16、17、18、19、20、22(圖2)。對于每一個選定的測線交點,對沿2個方位的地震資料同時進(jìn)行了潛山裂縫儲層頂面AVO梯度分析、潛山裂縫段的層速度計算及時差分析,在描述測線交點處屬性的方位差異時,我們用沿2個方位的屬性差值的絕對值來度量,根據(jù)研究區(qū)實際情況分為弱、中、強等3個評定等級,分類標(biāo)準(zhǔn)見表2。表3為不同測線交點方位屬性統(tǒng)計結(jié)果。

表2 研究區(qū)地震測線交點處方位屬性差異程度評定等級分類標(biāo)準(zhǔn)

表3 研究區(qū)地震測線交點處潛山頂AVO梯度屬性、潛山頂?shù)譔MO速度及裂縫儲層層速度屬性統(tǒng)計

2.2 多方位地震屬性綜合評價及儲層裂縫預(yù)測

在研究區(qū),方位AVO、方位NMO速度、方位時差這3種屬性對裂縫都有一定的敏感性(圖5、6)。如果裂縫發(fā)育程度強,則方位屬性差異大;反之亦然。因此,可以用地震屬性隨方位變化的強弱程度來預(yù)測裂縫發(fā)育的強弱程度。

根據(jù)表2中各測線交點處方位屬性差異程度的統(tǒng)計,擬定了如下解釋方案:在預(yù)測測線交點處裂縫發(fā)育程度時,同時用方位AVO、方位NMO速度、方位時差這3種屬性進(jìn)行評價。對于每一個相交測線點,如果這3種屬性方位差異強弱程度是一致的,則該點的評價信息比較可靠;如果這3種屬性方位差異強弱程度只有2種一致,則用2種一致的評價結(jié)果作為該點的預(yù)測結(jié)果;如果這3種屬性方位差異強弱程度均不一致,則放棄該點的評價。

把研究區(qū)裂縫預(yù)測的結(jié)果投影到地震測線交點處,如圖7所示。可以看出,研究區(qū)裂縫發(fā)育程度中等的點為 3、12、18、22(圖7 中紅色點),這4 個點分別分布在A、B井附近,而A、B井的測井曲線和試油結(jié)果已證實裂縫存在,很好地驗證了預(yù)測結(jié)果。測線交點6、17處裂縫非常發(fā)育(圖7中綠色點),在3種方位屬性中都有體現(xiàn),特別是測線交點6區(qū)域(處于原三維工區(qū)邊緣地帶,該區(qū)帶還沒有鉆探井),疊前方位屬性顯示該區(qū)域存在高密度裂縫,有可能具有好的儲集性能。

圖7 研究區(qū)裂縫預(yù)測結(jié)果與原三維工區(qū)潛山頂構(gòu)造疊合圖

3 結(jié)論與建議

BZ28-1油田新采集的多方位地震資料分析結(jié)果表明,該油田區(qū)地震方位屬性對儲層裂縫有一定的敏感性,因此,利用方位NMO速度、方位時差、方位AVO等地震屬性的變化來預(yù)測該區(qū)裂縫的發(fā)育狀況及分布是可行的。

建議在BZ28-1油田區(qū)開展寬方位的地震資料采集,進(jìn)一步提高該地區(qū)裂縫儲層預(yù)測的精度。

[1] TSVAN KIN I.Anisotropic parameters and P-w ave velocity for orthorhombic media[J].Geophysics,1997,62(4):1292-1309.

[2] Li Xiangang.Fracture detection using azimuthal variation of P-wave moveout from orthogonal seismic survey lines[J].Geophysics,1999,64(4):1193-1201.

[3] RUGER.Variation of P-wave reflectivity w ith offset and azimuth in anisotropic media[J].Geophysics,1998,63(3):935-947.

[4] SIMON.Fracture prediction from wide-azimuth land seismic data in SE Algeria[J].The Leading Edge,2007,26(9):1154-1160.