基于隨鉆動態地震反演的地質導向技術及其應用＊

朱衛星 楊玉卿 趙永生 崔維平 王 朝 王爭浩

（1.中海油田服務股份有限公司 河北三河 065201； 2.中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津 300452）

朱衛星，楊玉卿，趙永生，等.基于隨鉆動態地震反演的地質導向技術及其應用［J］.中國海上油氣，2015，27（6）：27-30，62.

地質導向技術是指在充分利用隨鉆測量測井（MWD／LWD）和錄井資料的基礎上，結合地質、工程設計及時準確劃分已鉆地層和預測待鉆地層，適時調整井眼軌跡，使實鉆井眼軌跡準確鉆遇目的層并始終處于油層的最佳位置［1-4］。

傳統的地質導向技術通常是利用LWD數據并結合鄰井數據進行地層對比，建立地質導向模型，預測目標儲層深度并成功著陸。對于水平段地層，通過對比隨鉆測井曲線和鄰井測井曲線的變化趨勢，結合已知的沉積模式，調整地質導向模型可以判斷井眼軌跡所在油層的位置，但這種判斷往往是定性的，對于“鐘形”和“漏斗形”沉積模式的地層比較可靠，對于其他沉積模式的地層往往存在較大局限性。同時，在許多情況下常規的LWD電阻率儀器必須相對靠近高阻層邊界時才能發現異常［5-10］。

為了彌補傳統地質導向測井工具的不足，筆者把隨鉆動態地震反演技術引入到地質導向隨鉆工作中，綜合了高質量的隨鉆動態資料和測井約束地震反演的優勢，即縱向上利用高分辨率的隨鉆測量資料，橫向上利用高分辨率的地震資料，通過二者的相互校驗，實現了在微觀上把控儲層變化細節，在宏觀上預測儲層走勢，及時預測水平井水平段儲層橫向變化規律，實時調整井眼軌跡，提高儲層預測精度和儲層鉆遇率。

1 技術方法與流程

1.1 隨鉆動態地震反演技術

隨鉆動態地震反演技術是測井約束地震反演的一種實現方法。測井約束地震反演［11-14］是一種靜態的地震反演方法，由于只利用了探井信息建立初始模型，導致地震反演結果的精度不夠高，用該反演結果指導水平井現場隨鉆將嚴重影響儲層鉆遇率。而隨鉆動態地震反演是一種動態的地震反演方法，即跟隨鉆井過程，滾動利用LWD／MWD地質信息循環反演，使預測結果更加逼近儲層真實狀況，為實時地質導向或開發方案調整提供最及時的決策依據（圖1），其基本流程如下。

圖1 隨鉆動態地震反演流程Fig.1 Flow chart of dynamic seismic inversion while drilling

1）在油田開發初期，利用探井和評價井資料及地震解釋數據建立初始波阻抗模型，進行測井約束地震反演；利用該反演結果預測有利目標區域，并進行油藏開發方案的設計和布置開發定向井。

2）進入油田開發中期，利用工區內定向井數據檢驗初期的地震反演結果，如果地震反演結果與定向井數據相吻合，就轉入第3步；否則，就把定向井數據加入到地震反演中，重新建立初始波阻抗模型，優化地震反演參數，進行二次測井約束地震反演，修正地震反演結果。

3）參考修正后的地震反演結果部署水平井和設計靶點，進行水平井鉆井作業。

4）在水平井隨鉆階段，利用采集的隨鉆測量資料驗證二次地震反演結果，如果二次地震反演結果與水平井隨鉆測量數據相吻合，就轉入第5步；否則，就把水平井隨鉆測量數據加入到測井約束地震反演中，重建初始波阻抗模型，進行隨鉆動態地震反演。

5）利用隨鉆動態地震反演結果預測水平井鉆前地層的地質情況，向前鉆進采集隨鉆測量數據，并轉入第4步，如此循環直至完鉆。

由此可見，利用加入隨鉆動態數據優化后的地震反演結果可以減小地震反演的多解性和準確預測儲層的橫向變化，并能在細節上刻畫儲層物性變化，從而準確進行地質導向。

1.2 基于隨鉆動態地震反演的地質導向技術

基于隨鉆動態地震反演的地質導向技術可以充分利用隨鉆測井信息的縱向高分辨率和地震資料的橫向預測優勢，其基本流程如下。

1）在水平井鉆井作業前，利用測井約束地震反演結果預測油藏最佳位置、確定靶點和設計水平井軌跡。

2）結合鄰井資料及地震解釋層位構造形態構建地質導向模型。

3）在水平井二開著陸鉆井作業階段，利用隨鉆測量數據并結合鄰井信息及地震反演結果調整地質導向模型，準確預測目標儲層深度，控制井斜角成功著陸。

4）在水平井三開水平段鉆井作業前，利用著陸段隨鉆測量數據校驗地震反演結果進行隨鉆動態地震反演，精細標定地震反演結果，修改地質導向模型，預測鉆前地層的物性變化。

5）在水平段作業過程，采集隨鉆測量資料，并與隨鉆動態地震反演結果和地質導向模型進行對比，當二者相吻合時轉入第7步；否則轉入第6步。

6）把隨鉆測量數據加入到隨鉆動態地震反演中，重新反演并調整地質導向模型。

7）利用隨鉆動態地震反演結果和地質導向模型向前預測儲層物性變化情況，調整井眼軌跡向前鉆進，轉入第5步，如此循環直至水平段完鉆。

由此可見，利用高質量的隨鉆測量資料校驗隨鉆地震反演結果和地質導向模型，能夠很好地預測鉆前地層變化情況，為水平井鉆井決策提供依據，從而保證儲層鉆遇率。

2 應用效果分析

以渤海油田某區塊目標砂體部署的水平井X2H為例，分析基于隨鉆動態地震反演的地質導向技術的應用情況。該區塊目標儲層為上新統明化鎮組下段，目標砂體為河流相沉積，構造比較平緩，油氣分布主要受構造和巖性雙重控制，以構造、構造-巖性油氣藏為主。

X2 H井所鉆目標砂體所在地層向上傾，傾角為2°左右，厚度為7 m左右。該井處于油藏邊緣，水平段地層比較復雜，著陸作業時根據隨鉆測量結果并對比鄰井測井響應特征和參考地震反演結果進行地層對比，最終成功著陸，著陸井斜為88°。根據X2 H井著陸段隨鉆測量結果，把高質量的隨鉆測量資料加入到地震反演中進行隨鉆動態地震反演，得到水平段鉆前地層的地震波阻抗反演結果，如圖2所示（圖中白色曲線為著陸段的實鉆井眼軌跡，藍色曲線為水平段的設計軌跡；背景為過井的地震波阻抗剖面，其中紅色代表好儲層，綠色代表差儲層，其他顏色代表非儲層）。由圖2可以看出，該井水平段地層構造幅度較小，且物性沒有大的變化，設計軌跡基本滿足地質油藏的要求，隨鉆時水平段井眼軌跡井斜保持在90°水平鉆進基本可以保證100%的鉆遇率。

圖2 渤海油田X2H井水平段地震波阻抗反演結果Fig.2 Horizontal segment seismic inversion result of Well X2H in Bohai oilfield

在X2H井水平段鉆井作業鉆穿水泥塞后，隨鉆測井電阻率一直顯示儲層物性較好。當鉆遇到MD 2 570 m時，井斜角為88.5°左右，隨鉆測井電阻率值降低，GR值升高，為泥巖特征，表明井眼軌跡鉆出儲層，但由于隨鉆測量儀器距離鉆頭11 m，無法據此判斷前方砂巖位置，也就無法給出井眼軌跡調整決策。為此利用隨鉆測量數據進行隨鉆動態地震反演，修正地震反演結果并調整地質導向模型向前預測。圖3為該井修正后的隨鉆動態地震反演結果，可以看出目前井眼軌跡鉆遇砂巖尖滅點并進入泥巖地層，后續存在砂巖透鏡體且位于井眼軌跡上方，因此決定全力增斜至91°鉆進。當鉆至MD 2 640 m時，隨鉆測井電阻率曲線顯示砂巖特征，表明重新進入砂巖，這時考慮到地層上傾1°左右，決定穩斜91°鉆進。當鉆至MD 2 760 m時，隨鉆測量數據顯示井軌跡處于泥巖中，此時再重新進行隨鉆動態地震反演；反演結果認為后續地層還存在第3個砂巖透鏡體，且地層有上傾趨勢，因此決定保持91°井斜鉆進，結果鉆至MD 2 786 m時進入第3個砂巖體，繼續穩斜鉆進直到完鉆。

圖3 渤海油田X2H井水平段隨鉆動態地震反演結果Fig.3 Horizontal segment dynamic seismic inversion result of Well X2H in Bohai oilfield

X2H井水平段設計長度為300 m，在隨鉆過程中利用了基于隨鉆動態地震反演的地質導向技術，最終鉆遇了267 m砂巖，鉆遇率達89%，節約鉆時5 h，既降低了隨鉆風險與作業成本，又滿足了油藏開采的需要。

3 結束語

基于隨鉆動態地震反演的地質導向技術很好地綜合了隨鉆動態測量資料的縱向高分辨率和隨鉆動態地震反演資料的橫向分辨率的優勢，可以提高水平井復雜儲層預測的精度和儲層鉆遇率，并且能夠節約鉆井成本和降低隨鉆風險，從而滿足地質油藏開發的需要，值得推廣應用。

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