致密儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)在扶余水平井部署和鉆探中的應(yīng)用研究

張藝曉，張可心，李琳琳，孫啟冀

?

致密儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)在扶余水平井部署和鉆探中的應(yīng)用研究

張藝曉1，張可心2，李琳琳1，孫啟冀1

（1. 東北石油大學(xué), 黑龍江 大慶 163318； 2. 中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司儲(chǔ)運(yùn)銷售分公司, 黑龍江 大慶 163453）

松南某區(qū)塊扶余油層流以大型河相沉積為主，河道砂體疊置發(fā)育，砂地比通常在30%~70%，單砂層厚度一般為3~10 m，泥巖隔層1~20 m，砂巖疊置關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，儲(chǔ)層發(fā)育，但多數(shù)儲(chǔ)層致密，非均質(zhì)性強(qiáng)。本文主要針對(duì)扶余致密油氣藏儲(chǔ)層巖性油氣藏的復(fù)雜性，利用地震資料開展儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究，提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的縱向分辨率，開展河道砂體沉積模式及有效河道砂體的地震識(shí)別技術(shù)研究，探索有效儲(chǔ)層及含油氣性預(yù)測(cè)方法，進(jìn)行儲(chǔ)層精細(xì)描述和刻畫。

致密油氣藏儲(chǔ)層；水平井；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

松南某區(qū)塊扶余油層主要以大型河流相沉積為主，河道砂體發(fā)育且疊置關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，砂地比在30%~70%；儲(chǔ)層發(fā)育，但多數(shù)儲(chǔ)層為致密油氣藏儲(chǔ)層，非均質(zhì)性高無(wú)序雜亂[1]。以往直探測(cè)井產(chǎn)量均為1~5 m3，為實(shí)現(xiàn)致密油氣藏儲(chǔ)層、薄層的有效動(dòng)用，需要利用物探新技術(shù)新方法尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的分布，部署水平井，并提高井產(chǎn)能[2]。

本文通過以下研究思路，分砂組完成了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)在水平井部署和鉆探中的應(yīng)用研究[3-5]：（1）利用多種技術(shù)，加快速度分析，提高構(gòu)造圖精度；（2）開展儲(chǔ)層地震特征研究，優(yōu)化參數(shù)、優(yōu)化儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法，提高儲(chǔ)層縱橫向分辨率和有效儲(chǔ)層的識(shí)別能力；（3）隨鉆跟蹤地質(zhì)導(dǎo)向，鉆后分析總結(jié)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為水平井鉆探提供可靠有效成果即部署依據(jù)[6-8]。

1 地質(zhì)特點(diǎn)

1.1 I砂組

研究區(qū)扶余油層I砂組最大的特點(diǎn)是儲(chǔ)層薄，沉積相帶主要是三角洲前緣水下分支河道微相和席狀砂微相，水下分流河道寬度大致有300~1 000 m，鉆井揭示研究區(qū)內(nèi)扶余油層I砂組儲(chǔ)層主要發(fā)育在水下分流河道發(fā)育區(qū)，其巖性特征為頂部砂巖分布較穩(wěn)定，發(fā)育2~4層，單層1~3 m[9]。

分析地震反射特征，整體商城縣連續(xù)強(qiáng)反射，局部有復(fù)波反射特征。

1.2 II砂組、III砂組

從錄井資料和曲線分析II砂組、III砂組砂巖分布，縱向上呈現(xiàn)為砂泥不等厚互層沉積，砂巖單層厚度為2~30 m，曾建泥巖隔層薄厚不一，砂地比高。橫向上砂巖分布變化快、不連片。從其巖性組合關(guān)系即地震響應(yīng)特征分析，由于砂泥研組合復(fù)雜，單純利用常規(guī)屬性提取及分析技術(shù)，很難刻畫砂巖的分布，其地震反射軸橫向上連續(xù)性差，振幅強(qiáng)弱變化特別豐富，同相軸呈現(xiàn)為交錯(cuò)疊置、分叉合并的反射特征，并且多見復(fù)波的反射現(xiàn)象，難以進(jìn)行層位橫向?qū)Ρ茸粉橻10]。

2 致密儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難點(diǎn)

2.1 難點(diǎn)一

泉四段巖性組合復(fù)雜，I砂組砂巖不發(fā)育，II砂組砂巖較發(fā)育，III砂組、IV砂組砂巖發(fā)育，砂地比高?？v向上，不同砂組的油氣分布具有一定的區(qū)域性，從乾北到兩井工區(qū)的西北部以及乾東地區(qū)的北部出油層主要在I砂組，乾北地區(qū)只在C26斷裂發(fā)育帶上II砂組、III砂組、IV砂組出油，局部I砂組出油。

2.2 難點(diǎn)二

III砂組、IV砂組砂體綜合交錯(cuò)疊置關(guān)系復(fù)雜，而且?guī)r性組合關(guān)系與地震響應(yīng)特征對(duì)應(yīng)關(guān)系較差，相似的巖性組合對(duì)應(yīng)不同的地震響應(yīng)；相似的地震響應(yīng)特征對(duì)應(yīng)不同的巖性組合，從地震剖面特征上很難對(duì)巖性做很好的識(shí)別。

儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方面，中央坳陷區(qū)扶余油層砂泥巖的縱波阻抗差小，而被波阻抗反演主要是基于地震振幅變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，反演的縱橫分辨率相互矛盾、相互制約。因此，再給予現(xiàn)有地震資料分辨率和時(shí)間井的縱波阻抗條件下進(jìn)行聯(lián)合反演，導(dǎo)致縱波阻抗反演在識(shí)別巖性中存在著很大的局限性。

扶余油層儲(chǔ)層發(fā)育，多數(shù)較致密，有效砂體與致密砂巖的曲線響應(yīng)差別小，有效儲(chǔ)層的識(shí)別難度大，而目前還沒有一種更有效的技術(shù)手段可進(jìn)行有效的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 屬性提取連片解釋技術(shù)

針對(duì)I砂組，通過進(jìn)一步井震詳細(xì)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，泉四段頂面T2同相表現(xiàn)為高連續(xù)、強(qiáng)輻射反射特征，為區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)層，在井上解釋的I砂組水下分流河道發(fā)育區(qū)，反射特征明顯變化，表現(xiàn)為T2反射同相軸呈復(fù)波反射或呈雙軸反射特征。

為了研究水下分流河道發(fā)育范圍，優(yōu)選有利區(qū)塊，本次研究收集了CGH、XL、LJ、QAB、QXB、QA、LJD、LZJ、QAD、DQZJ和HST等11個(gè)工區(qū)2000 km2的地震純波數(shù)據(jù)，通過自動(dòng)增益控制、標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)窗、屬性歸一化等3項(xiàng)技術(shù)手段，對(duì)中央凹陷區(qū)扶余油層Ⅰ砂組提取均方程根幅屬性，并利用水下分流河道的沉積模式，在Ⅰ砂組地震屬性圖上初步解釋出延伸長(zhǎng)度41 km，寬度8 km的水下分流河道，該河道主體位于QAD、IZJ、QA、QXB、QAB和IJ等6各工區(qū)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示有80%以上出油井位位于地震屬性顯示的水下分流河道之上，根據(jù)地震反射特征可將其劃分為3各區(qū)域，即易識(shí)別區(qū)域，可識(shí)別區(qū)域，難識(shí)別區(qū)域。

從連片屬性分析成果上可以清晰地預(yù)測(cè)Ｉ砂組主河道的展布及走向，沉積類型從情字井的三角洲前緣到乾安北的分流河道，從情字井到兩井地區(qū)，整個(gè)區(qū)域發(fā)育有分布范圍很廣的水下分支河道，并且砂體逐漸變薄，河道變窄。在乾北地區(qū)，針對(duì)Ｉ砂組利用地震屬性預(yù)測(cè)了3條主要河道的分布，分別為工區(qū)南部Q215-C20方向、Q170-C37方向、C36-C25方向的河道法語(yǔ)區(qū)，經(jīng)分析對(duì)比，乾北地區(qū)Ｉ砂組出油井除Q219井沒有明顯的河道特征外，其他井均落在預(yù)測(cè)的河道內(nèi)，而且產(chǎn)量高的井均落在住主河道發(fā)育區(qū)，在河道邊部的井砂體薄，產(chǎn)量低。因此，針對(duì)Ｉ砂組利用常規(guī)的屬性分析及波阻抗反演就可以很好地預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的分布。此次研究?jī)?yōu)選了易識(shí)別區(qū)域：QB工區(qū)，通過小范圍屬性提取以及河道刻畫部署了Q246井和Cp1井，據(jù)統(tǒng)計(jì)Q246井儲(chǔ)層預(yù)測(cè)符合率87%，Cp1井儲(chǔ)層預(yù)測(cè)符合率為82%。

3.2 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演技術(shù)

針對(duì)泉四段Ⅱ砂組、Ⅲ砂組河流相沉積環(huán)境的地質(zhì)特點(diǎn)和水平井鉆探需求，首次嘗試適用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)算法提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)縱橫兩個(gè)方向的分辨率，此次研究主要利用某軟件的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)模塊，采用嚴(yán)格的馬爾科夫鏈蒙特卡洛算法（Markov Chain Monte Carlo，MCMC），將約束稀疏脈沖反演和隨機(jī)模擬技術(shù)相結(jié)合，成為一個(gè)全新的隨機(jī)反演算法。在該模塊中，通過將地震巖性體、測(cè)井曲線、概率密度函數(shù)及變差函數(shù)等信息相結(jié)合，定義嚴(yán)格的概率分布模型。

地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演算法的優(yōu)點(diǎn)是可以在很大程度上提高反演結(jié)果的縱向分辨率，缺點(diǎn)是運(yùn)算速度較慢。

3.3 實(shí)時(shí)跟蹤，提高構(gòu)造圖精度技術(shù)

巖性勘探進(jìn)程中，水平井鉆探對(duì)于物探資料精度的要求，完全不同于以往的直井鉆探，在水平井部署過程中需要高精度的縱向分辨率，在水平井鉆探過程中也需要精準(zhǔn)的目的層構(gòu)造埋深，才能保證精確入靶，同時(shí)提高儲(chǔ)層鉆遇率和油層鉆遇率，在通過對(duì)地震層位的精確解釋，以及利用各種物探方法刻畫出需要鉆探的目標(biāo)之后，利用一次構(gòu)造成圖來(lái)定位一個(gè)深度達(dá)到上千米甚至幾千米的鉆探目標(biāo)是，誤差往往會(huì)很大，而隨鉆跟蹤，精確定位目標(biāo)靶點(diǎn)上部一標(biāo)志層的深度后，再計(jì)算目標(biāo)靶點(diǎn)與此標(biāo)志層之間的厚度，可以大大減少系統(tǒng)及算法的誤差。

具體做法分為兩個(gè)階段：

（1）第一階段：鉆測(cè)。

①選取標(biāo)志層位（如T1,T2）：a.距離靶位上方x米之內(nèi)（例如100 m）；b.標(biāo)志層上方有較厚且穩(wěn)定易識(shí)別的巖性，并與下方差別較大。

②在構(gòu)造圖工業(yè)制圖允許誤差范圍內(nèi)，提示現(xiàn)場(chǎng)隨鉆地質(zhì)人員，反饋鉆穿標(biāo)志層精確深度，并根據(jù)測(cè)斜資料計(jì)算精確大地坐標(biāo)。

（2）第二階段：定靶。

根據(jù)目標(biāo)靶位距離標(biāo)志層的時(shí)間深度，利用周邊探井（開發(fā)井）時(shí)深關(guān)系，計(jì)算標(biāo)志層到目標(biāo)靶位頂面的準(zhǔn)確豎直距離a和到目標(biāo)靶位地面的準(zhǔn)確豎直距離b，以及鉆穿標(biāo)志層的位置與目標(biāo)靶位的水平距離c，從而達(dá)到最準(zhǔn)確鉆遇水平井目標(biāo)砂體的目的。

據(jù)RP1井、RP2井、RP3井和RP4井鉆后統(tǒng)計(jì)，實(shí)時(shí)跟蹤校正標(biāo)志層埋深之后計(jì)算出的目標(biāo)埋深，可以將誤差控制在1 m左右。

4 結(jié)論建議

4.1 結(jié)論

（1）通過對(duì)扶余油層I砂組的致密儲(chǔ)層進(jìn)行標(biāo)定分析發(fā)現(xiàn)，I砂組上部?jī)?chǔ)層發(fā)育的地方，會(huì)在地震剖面生造成T2軸強(qiáng)反射變?nèi)?，I砂組下部?jī)?chǔ)層發(fā)育的地方，T2反射軸下會(huì)出現(xiàn)復(fù)波反射特征。從井震標(biāo)定結(jié)果及各種屬性分析結(jié)果對(duì)比看，各種屬性預(yù)測(cè)的結(jié)果與儲(chǔ)層分布吻合很好。因此，I砂組利用地震屬性就可以很好地揭示儲(chǔ)層的分布，利用縱波阻抗反演可以定量描述儲(chǔ)層。

（2）扶余油層III砂組，井上揭示砂地比達(dá)到70%以上，局部達(dá)到80%，局部地震屬性可以發(fā)現(xiàn)在主河道發(fā)育區(qū)上，但是儲(chǔ)層致密，單井產(chǎn)量很難突破。因此，優(yōu)選對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層敏感的參數(shù)，結(jié)合地震資料，利用科學(xué)的算法預(yù)測(cè)有效儲(chǔ)層，可以在一定程度上提高水平井鉆井成功率和油層鉆遇率，提高單井產(chǎn)能。

（3）實(shí)時(shí)跟蹤水平井鉆探，反過來(lái)精細(xì)標(biāo)定，校正靶點(diǎn)埋深，可以有效提高入靶精度。

4.2 建議

（1）針對(duì)扶余油層T2低頻強(qiáng)反射屏蔽的影響，開展針對(duì)性的目標(biāo)處理；

（2）針對(duì)扶余II~IV砂組，重點(diǎn)進(jìn)行有利沉積相帶和成藏規(guī)律研究，尋找有理儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)；

（3）針對(duì)有效儲(chǔ)層識(shí)別技術(shù)，開展地質(zhì)統(tǒng)計(jì)隨機(jī)反演及疊前彈性參數(shù)反演技術(shù)的應(yīng)用，提高扶余油層儲(chǔ)層的識(shí)別能力。

致謝:

此研究為國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目，特表感謝。

[1] 邢福松, 秦鳳啟, 王孟華,等. 束鹿凹陷泥灰?guī)r致密油氣藏儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 中國(guó)石油勘探, 2013, 18(3):46-49.

[2] 張杰, 趙德勇, 趙玉華,等. 致密薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)及在馬嶺油田的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探, 2013, 48(增刊1):47-52(s1):47-52.

[3] 顏學(xué)梅. 新場(chǎng)氣田須四下亞段致密砂巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究技術(shù)[D]. 成都理工大學(xué), 2012.

[4] 張水山, 劉勇江, 劉賢紅,等. 建南地區(qū)須六段致密砂巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)[J]. 巖性油氣藏, 2015, 27(3):98-102.

[5] 胡瑋. 基于高分辨率地震技術(shù)的致密薄互儲(chǔ)層預(yù)測(cè)[D]. 吉林大學(xué), 2015.

[6] Batzle M. Fluids and frequency dependent seismic velocity of rocks[J]. 1949, 20(2):5-8.

[7] Liu C, Chen B, Han M, et al. Reassigned wavelet spectral decomposition and its application in hydrocarbon detection[C]// Seg Technical Program Expanded. 2013:2611-2615.

[8] Chapman M, Liu E, Li X Y. The influence of fluid sensitive dispersion and attenuation on AVO analysis[J]. Geophysical Journal International, 2006, 167(1):89-105.

[9] Chapman M, Maultzsch S, Liu E, et al. The effect of fluid saturation in an anisotropic multi-scale equant porosity model[J]. Journal of Applied Geophysics, 2003, 54(3):191–202.

[10] 李杏莉. 巖性油氣藏地震預(yù)測(cè)技術(shù)與地震沉積學(xué)分析應(yīng)用研究[D]. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京), 2009.

Application of Density Reservoir Prediction Technology in Deployment and Drilling of Fuyu Horizontal Wells

1,2,1,1

（1. Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318, China；2. PetroChina Daqing Oilfield Company Sales Branch, Heilongjiang Daqing 163318, China）

Songnan Fuyu reservoir is given priority to with large river deposition, superimposed channel sand body is developed, the ratio of sandstone thickness formation thickness is generally in 30%~70%, single sand layer thickness is commonly 3~10 m, mudstone interlayer thickness is 1~20 m, sandstone superimposed relationship is complex, most of the reservoirs have strong heterogeneity. In this article, aiming at the complexity of Fuyu density reservoir lithology, the reservoir prediction research was conducted by seismic data, in order to improve vertical resolution in the reservoir prediction. Research on the depositional model of channel sand bodies and seismic identification technology of effective channel sand body was carried out, and prediction methods of effective reservoir and oiliness were explored, fine reservoir description and carving were carried out,too.

dense reservoir; horizontal well; reservoir prediction

黑龍江省創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目“熱力—立體開發(fā)致密油基質(zhì)逾滲演化行為描述實(shí)驗(yàn)研究”(201610220047)

2016-12-09

張藝曉(1996-)，男，黑龍江北安人，從事海洋油氣開發(fā)方面的研究。

孫啟冀(1986-)，男，黑龍江大慶人，講師，博士，從事非常規(guī)油藏開發(fā)及滲流機(jī)理方面的研究。

TE122

A

1004-0935（2017）01-0056-03