碳酸鹽巖潛山儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)在Kab油田的應(yīng)用

滿安靜

(中國(guó)石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

?

碳酸鹽巖潛山儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)在Kab油田的應(yīng)用

滿安靜

(中國(guó)石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

STG盆地Kab油田潛山巖性為碳酸鹽巖，裂縫、溶蝕孔洞型儲(chǔ)層發(fā)育不均，造成潛山含油性及產(chǎn)能存在差異。為完善該油田的開發(fā)井網(wǎng)，擴(kuò)展油藏邊界，認(rèn)清其縫洞型儲(chǔ)層的發(fā)育特征，從潛山巖心分析入手，通過巖電關(guān)系對(duì)比、成像測(cè)井分析及多種地震預(yù)測(cè)方法的綜合應(yīng)用，總結(jié)出碳酸鹽巖測(cè)井分類標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)層有利發(fā)育區(qū)在地震上表現(xiàn)為同相軸扭動(dòng)、錯(cuò)斷、呈雜亂反射特征，認(rèn)為斷層發(fā)育區(qū)、斷層尖滅端、地層傾角大以及張性應(yīng)力較大區(qū)域裂縫較發(fā)育，從而探索出適用于該類型儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究的系統(tǒng)方法。多種方法的綜合應(yīng)用有效解決了制約該油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的瓶頸，部署的2口井日產(chǎn)油均在60 t/d以上，最高達(dá)120 t/d，取得較好效果。研究結(jié)果對(duì)碳酸鹽巖潛山儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究具有一定的借鑒意義。

碳酸鹽巖；巖性識(shí)別；潛山；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；地震屬性；“螞蟻體”；Kab油田

1 儲(chǔ)層微觀、定量特征分析

碳酸鹽巖儲(chǔ)集空間形成與發(fā)育的控制因素較多， 包括巖性、構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特征、局部構(gòu)造、地層負(fù)荷變化及巖溶作用等[1-3]。以巖心觀察、測(cè)井響應(yīng)和成像測(cè)井分析為核心的定量微觀研究方法，是細(xì)化潛山儲(chǔ)層特征認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)，為潛山儲(chǔ)層特征預(yù)測(cè)提供了第一手資料。

1.1 巖心觀察

Kab油田潛山累計(jì)有12口井取心，進(jìn)尺為108.3 m。依據(jù)巖心和薄片資料分析，潛山巖性主要為碳酸鹽巖的灰?guī)r類，主要識(shí)別出灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r和角礫灰?guī)r。巖心顯示構(gòu)造裂縫發(fā)育，存在大量的溶蝕孔、洞，其內(nèi)局部充填有碳酸鈣晶體，偶見少量化石；裂縫發(fā)育，密度為63.5 條/m(Kab-7井，井段為1 244～1 260 m)，以中、高角度張裂縫為主，占比為79.2%；潛山儲(chǔ)層類型為裂縫—溶蝕孔洞型和角礫孔洞型。

1.2 巖性測(cè)井響應(yīng)及識(shí)別

不同巖性的主要造巖礦物成分存在差異，從而引起測(cè)井響應(yīng)的差異，為利用測(cè)井資料識(shí)別巖性提供了理論基礎(chǔ)[4-5]。

通過優(yōu)選，自然伽馬、密度和中子曲線組合對(duì)碳酸鹽巖巖性變化敏感，整體上呈低伽馬特征，但隨著泥質(zhì)及其他成分的增加，伽馬曲線值逐步增大，密度和中子曲線多呈絞合狀、指狀和“負(fù)差異”等形態(tài)(表1)，結(jié)合巖心觀察建立巖電關(guān)系，將潛山巖性細(xì)分為5類：灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、生物灰?guī)r、角礫灰?guī)r和灰質(zhì)泥巖。

從巖性平面分布上看，受沉積環(huán)境及基底構(gòu)造形態(tài)的控制，巖性平面上自北向南依次由灰?guī)r遞變?yōu)槟噘|(zhì)灰?guī)r和灰質(zhì)泥巖；生物灰?guī)r和角礫灰?guī)r成條帶狀局部發(fā)育(圖1)。巖性測(cè)井識(shí)別圖版的建立及巖性平面分布特征的刻畫，為尋找?guī)r性與儲(chǔ)層發(fā)育程度的關(guān)系以及有效儲(chǔ)層改造措施的選擇奠定了基礎(chǔ)。

表1 碳酸鹽巖測(cè)井分類及識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

圖1 識(shí)別巖性的平面分布特征

1.3 成像測(cè)井分析

井周聲波成像測(cè)井(CBIL)可直觀有效地識(shí)別地層巖性及孔隙度的變化，識(shí)別裂縫、孔洞、層界面等地層構(gòu)造，并對(duì)地質(zhì)構(gòu)造及地層傾角進(jìn)行評(píng)價(jià)[6]。通過11口成像測(cè)井資料的解釋分析，結(jié)合單井裂縫、溶蝕孔洞發(fā)育層段對(duì)比，認(rèn)為該區(qū)裂縫以中高角度網(wǎng)狀縫為主；走向上分為2組，呈共軛分布，一組北西向，另一組為北東向。該認(rèn)識(shí)為裂縫預(yù)測(cè)參數(shù)的設(shè)置提供了依據(jù)。

2 碳酸鹽巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究

潛山儲(chǔ)層的微觀、定量研究，具有準(zhǔn)確高效的特點(diǎn)，但因其成本高，在潛山整個(gè)勘探和開發(fā)過程中，多以該方法為基礎(chǔ)，用儲(chǔ)層預(yù)測(cè)成果來表征儲(chǔ)層的空間發(fā)育特征。多年來，各國(guó)地球物理學(xué)家對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)進(jìn)行了大量的實(shí)踐， 總結(jié)出適用于碳酸鹽巖儲(chǔ)層的地球物理方法主要有：AVO 分析、頻率差異分析(FDA)、波形分類和地震屬性等技術(shù)[7]。“螞蟻體”技術(shù)作為一種新方法，在潛山裂縫預(yù)測(cè)中有較好效果，逐漸被業(yè)界重視。

以儲(chǔ)層微觀定量研究成果為參數(shù)選取依據(jù)，綜合應(yīng)用地震波形分析、地震屬性分析和“螞蟻體”預(yù)測(cè)3種方法，以取得成果為井位優(yōu)選的重要條件，部署2口評(píng)價(jià)井，均取得較大成功。

2.1 地震波形分析

碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育與裂縫和巖溶發(fā)育有著密切聯(lián)系，不同的巖溶縫洞儲(chǔ)層，地震響應(yīng)和波形特征也存在差異， 這是利用地震波形預(yù)測(cè)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的重要原因之一。

地震波形分析法應(yīng)用地震解釋第一手資料，以波形的全方位關(guān)系特征分析和合成機(jī)理研究為主要內(nèi)容， 從中得到地質(zhì)特征和地震響應(yīng)(波形、頻譜) 之間對(duì)應(yīng)的復(fù)雜關(guān)系， 進(jìn)而對(duì)儲(chǔ)層變化做出預(yù)測(cè)。通過該區(qū)原始地震波形與完鉆井試油、巖性等資料的對(duì)比分析，總結(jié)出碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)地震波形特征(圖2)。

從新井實(shí)施效果看，Kab-18井目標(biāo)段巖性為生物灰?guī)r，波形特征似Kab-15井；Kab-38井目標(biāo)段巖性為灰?guī)r，波形特征似WKab-38井，2口井均獲高產(chǎn)。其中，Kab-18井試油日產(chǎn)油為120 t/d，Kab-38井試油日產(chǎn)油為68 t/d。

2.2 地震屬性分析

通過地震屬性分析可獲得許多有關(guān)地層、斷層、裂縫、巖性和相的變化等重要特征信息，目前地震屬性在油氣勘探與開發(fā)中發(fā)揮的作用越來越大[8]。地震屬性有近百種，按地震屬性原理提取后， 眾多地震屬性的優(yōu)選及其地質(zhì)含義的標(biāo)定是地震屬性應(yīng)用的關(guān)鍵[9]。以68井次試油結(jié)論為檢查依據(jù)，統(tǒng)計(jì)地震屬性與各井位及層段的符合程度，得出均方根振幅和總能量屬性與該區(qū)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的符合率最高，達(dá)72.7%。研究認(rèn)為，該區(qū)儲(chǔ)層發(fā)育具有如下特征：地層傾角大、應(yīng)力釋放區(qū)域遭受風(fēng)化剝蝕，易于儲(chǔ)層發(fā)育(為藍(lán)綠和黃綠色區(qū)域)，高產(chǎn)井位均位于該區(qū)域；隆起高部位儲(chǔ)層發(fā)育弱于斜坡區(qū)(圖3)。

圖2 儲(chǔ)層發(fā)育高產(chǎn)區(qū)地震原始波形特征

圖3 地震屬性與試油結(jié)果對(duì)比

Kab-18、Kab-38井與20 t/d以下低產(chǎn)井相比，均位于藍(lán)綠和黃綠色有利區(qū)域(圖3)。盡管地震屬性分析法對(duì)儲(chǔ)層的有利發(fā)育區(qū)預(yù)測(cè)效果較好，但受地震分辨率等因素限制，其對(duì)裂縫的細(xì)節(jié)刻畫不夠，需要其他方法輔助。

2.3 “螞蟻體”預(yù)測(cè)

Dorigo等[10]于20世紀(jì)90年代中期，針對(duì)地震各向異性裂縫識(shí)別方法在油氣勘探應(yīng)用中存在的不足，通過模擬自然界中螞蟻覓食行為率先提出“螞蟻體”算法。該算法通過人工螞蟻智能群體間的信息傳遞達(dá)到全局尋優(yōu)目的。

螞蟻?zhàn)粉櫫芽p識(shí)別技術(shù)主要分為2個(gè)步驟：①對(duì)多個(gè)方位的地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行光滑和方差體運(yùn)算，主要目的是去除干擾信息，放大道與道之間的差異性；②開展螞蟻?zhàn)粉欉\(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)小斷裂及大、中尺度裂縫的刻畫，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫發(fā)育位置的定位。該方法彌補(bǔ)了地震屬性預(yù)測(cè)的不足，目前裂縫發(fā)育帶的量化預(yù)測(cè)也表現(xiàn)出高度的靈活性，已逐漸推廣延伸至連續(xù)優(yōu)化等領(lǐng)域。

裂縫在該類儲(chǔ)層中主要起溝通有效儲(chǔ)集空間的作用。研究認(rèn)為，Kab油田裂縫具有如下特征：裂縫走向和斷裂走向基本一致，主要分北西和北東向2組；裂縫主要是共軛網(wǎng)狀縫；斷層發(fā)育區(qū)及斷層尖滅端裂縫較發(fā)育，具有油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道，是高產(chǎn)井的潛在區(qū)域。將“螞蟻體”預(yù)測(cè)裂縫與試油效果進(jìn)行對(duì)比，試油高產(chǎn)井均位于裂縫發(fā)育的藍(lán)白色及灰白色區(qū)域，吻合率較高(圖4)；新井Kab-18位于斷層發(fā)育區(qū)， Kab-38井位于斷層尖滅端，裂縫均較發(fā)育，是2口新井高產(chǎn)的關(guān)鍵，進(jìn)而表明，“螞蟻體”預(yù)測(cè)方法在裂縫微觀特征的刻畫上可信。

圖4 “螞蟻體”與試油結(jié)果對(duì)比

3 預(yù)測(cè)方法綜合分析

以儲(chǔ)層微觀定量特征分析為基礎(chǔ)，輔以多種基于地震的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)，經(jīng)新井驗(yàn)證，是認(rèn)清碳酸鹽巖潛山儲(chǔ)層有利發(fā)育區(qū)的有效方法。應(yīng)用的3種方法均基于地震，但側(cè)重點(diǎn)不一樣，互補(bǔ)性強(qiáng)，為了增強(qiáng)實(shí)用性，還需厘清這幾種方法的實(shí)施要點(diǎn)。

地震波形分析法著眼于點(diǎn)或線，多解性強(qiáng)，儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)波形特征的歸類需統(tǒng)籌完鉆井射孔段巖性和試油效果，以波形的全方位關(guān)系特征分析和合成機(jī)理為出發(fā)點(diǎn)，綜合分析，得出的儲(chǔ)層波形特征才具有適用性。

地震屬性基于面，種類多，應(yīng)用中屬性類型優(yōu)選及其地質(zhì)含義標(biāo)定是該方法見效的關(guān)鍵，以試油結(jié)論為依據(jù)，統(tǒng)計(jì)地震屬性與各井位及層段產(chǎn)能符合程度的優(yōu)選方法，實(shí)用性強(qiáng)，不僅對(duì)碳酸鹽巖油藏適用，對(duì)其他各類油藏均有借鑒意義。

“螞蟻體”預(yù)測(cè)是對(duì)儲(chǔ)層裂縫的三維立體刻畫，彌補(bǔ)了地震波形平面的局限性及地震屬性對(duì)裂縫細(xì)節(jié)描述的不足，以完鉆井揭示為依據(jù)，將地震屬性的儲(chǔ)層區(qū)域特征刻畫與“螞蟻體”裂縫精細(xì)刻畫相結(jié)合，互為補(bǔ)充，將提高成果精度，豐富研究區(qū)儲(chǔ)層特征認(rèn)識(shí)。

4 結(jié) 論

(1) 碳酸鹽巖潛山儲(chǔ)層豐富的微觀定量特征認(rèn)識(shí)及大量詳實(shí)的基礎(chǔ)資料，是儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法優(yōu)選和參數(shù)設(shè)置的關(guān)鍵。

(2) 碳酸鹽巖潛山在同相軸傾角大或局部錯(cuò)斷、扭動(dòng)、呈雜亂反射的區(qū)域，巖性以灰?guī)r(包括角礫灰?guī)r和生物灰?guī)r)為主，試油效果好，產(chǎn)能高。

(3) 碳酸鹽巖潛山裂縫的主縫走向和斷裂走向基本一致，斷裂發(fā)育區(qū)及斷層尖滅端是應(yīng)力釋放區(qū)，裂縫中油氣運(yùn)移優(yōu)勢(shì)通道發(fā)育，是潛山油藏高產(chǎn)的潛力區(qū)。

[1] 首皓，黃石巖.渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷潛山油藏分布規(guī)律及控制因素[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，2006，12(1)：31-36.

[2] 田園圓，季春輝，許艷.潛山油氣藏形成條件與勘探技術(shù)[J].特種油氣藏，2009，16(2)：14-20.

[3] 周心懷，項(xiàng)化，于水，等.渤海錦州南變質(zhì)巖潛山油藏儲(chǔ)集層特征與發(fā)育控制因素[J].石油勘探與開發(fā)，2005，32(6)：490-496.

[4] 斯倫貝謝測(cè)井公司.測(cè)井解釋常用巖石礦物手冊(cè)[M].吳慶巖，張愛軍，譯.北京：石油工業(yè)出版社，1988：142-151.

[5] 孫娜.遼河盆地興馬太古界潛山的巖性識(shí)別與儲(chǔ)層劃分[J].石油地質(zhì)與工程，2007，21(4)：20-21.

[6] 劉之的，夏宏泉，等.成像測(cè)井資料在地應(yīng)力計(jì)算中的應(yīng)用[J].西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，27(4)：9-12.

[7] 劉春園，魏修成，徐勝峰，等.地球物理方法在碳酸鹽巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用綜述[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2007，22(6)：1815-1822.

[8] 羅忠輝，冷軍.地震屬性分析在潛江凹陷儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào))，2010，32(1)：228-231.

[9] 李留中，李新寧，雷振.地震屬性分析技術(shù)在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].吐哈油氣，2007，12(2)：127-131.

[10] DORIGO M，MANIZZO V，COLORNI A.Antsystem：optimization by a colony of cooperating agents[J].IEEE Trans on SMC，1996，26(1)：1-13.

編輯 王 昱

20151203；改回日期：20160319

中國(guó)石油天然氣股份有限公司國(guó)際競(jìng)標(biāo)項(xiàng)目“Integrated study and evaluation of targets perspective to carry out an exploration， development and evaluation of feasibility of further exploration works for PKKR”(1204058PKKR-1928)子課題“STG盆地潛山綜合地質(zhì)研究及勘探目標(biāo)優(yōu)選”(BGPYJY2013-724)

滿安靜(1980-)，男，工程師，2004年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，2010年畢業(yè)于南京大學(xué)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事構(gòu)造及儲(chǔ)層方面的研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.013

TE122.2

A

1006-6535(2016)03-0057-04