蚂蚁追踪技术在裂缝检测中的应用

陈兆明，秦成岗，周江江 (中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院，广东 广州 510240)

蚂蚁追踪技术在裂缝检测中的应用

陈兆明，秦成岗，周江江 (中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院，广东 广州 510240)

惠州A油田古近系文昌组地层超覆体，地质储量大。由于该油田为深层低渗油藏，产能效果不好，油田一直处于未开发生产阶段。鉴于裂缝对低渗油藏的产能具有改造作用，因而对裂缝的识别非常重要。以惠州A油田古近系文昌组为例，阐述了蚂蚁追踪技术在裂缝检测中的应用。在地震资料重新处理后，去除多次波干扰，应用蚂蚁追踪技术，能消除地层倾角和采集脚印的影响，根据裂缝尺度大小，结合地层微电阻率扫描成像(FMI)测井，自动计算识别裂缝。实际应用表明，利用蚂蚁追踪技术能够检测出裂缝发育带及勘探有利区，且新井钻探获得了好的产能，因而能够对惠州油田古近系勘探开发提供帮助。

蚂蚁追踪技术；裂缝检测；低渗油藏

惠州凹陷是珠江口盆地已经证实的富生烃凹陷，其古近系文昌组广泛发育巨厚的中深湖相泥岩，是下构造层各类砂体的区域性盖层，为盆地内油气的“黄金组合”，是惠州凹陷主要油气来源。A油田位于惠州凹陷的惠西半地堑两条控凹断层之间所形成的转换带上，油气沿构造鼻状突起轴线的上倾方向，进入文昌组地层超覆体辫状河三角洲和中浅湖等有利储层，地质储量超过3×107m3。由于储层埋深大，渗透率低，产能测试效果不好，文昌组的储量一直得不到有效开采。

蚂蚁追踪裂缝检测技术基于蚁群利用分泌物尽快找到食物源的原理，在地震数据体中寻找裂缝痕迹，直到完成断层的追踪和识别[1-4]。在勘探阶段，可用消极的蚂蚁设置来检测大型构造断层[1]；在储层评价以及开发生产阶段，可用积极的蚂蚁设置来检测影响油气最终采收率的局部小断层和微裂缝[2]。下面，笔者对蚂蚁追踪技术在惠州A油田古近系文昌组裂缝检测中的应用进行了探讨。

1 蚂蚁追踪技术

蚂蚁追踪技术用于裂缝检测的步骤如下[4]：①地震资料重新处理，去除海底多次波和层间多次波干扰；②利用边缘检测技术生成方差体或嘈杂体，增强边界特征，突出地层的不连续性，然后，把方差体作为蚂蚁追踪的数据输入以得到蚂蚁体；③针对研究区地质特点，消除采集脚印和地层陡倾角的影响，更新蚂蚁体；④通过人工交互操作，确认、校验断层、按照裂缝尺度，提取裂缝。

2 应 用

2.1地震资料重新处理

由于文昌组地层超覆体地层倾角较大，上覆地层较平，差异性较大。受海底鸣震和层间多次波的影响，文昌组地层地震剖面上会出现一些平层(见图1)，掩盖了地层真实信息，将误导蚂蚁追踪的效果。进行重新处理之后(见图2)，消除了去除海底多次波和层间多次波，这样文昌组地层中的小断层和裂缝信息更明显。

2.2边缘检测生成蚂蚁体

对地震进行滤波和构造平滑后，增强反射轴连续性，突出断点反射，然后生成方差体(见图3)，据此增强边界特征，并突出地层横向上的不连续性。然后，把方差体作为蚂蚁追踪的数据输入，得到蚂蚁体(见图4)。对比图3和图4可知，蚂蚁体比方差体识别断层更明显，且蚂蚁体对小断层更敏感。

图1 处理前地震剖面图 图2 处理后地震剖面图

2.3消除采集脚印和地层陡倾角的影响

图3 地震方差体切片(2580ms) 图4 蚂蚁体切片(2580ms)

图5 蚂蚁追踪方位角与倾角屏蔽图

由于海上油田地震“采集脚印”的影响，在垂直地震采集方向上能量不一致，在地震数据沿时间切片上可以看到与采集方向平行、有规律出现的“条带”，这严重影响蚂蚁体的分辨率和对断层的判断。图5所示为蚂蚁追踪方位角与倾角屏蔽图，其中，半球体的顺时针方向代表蚂蚁追踪的方位，半球体的正北方向代表采集方向，是蚂蚁追踪方位的0°起始方位，把半球体顺时针方向0～360°范围内分为24个方位区，每个方位区为15°。半球体的半径代表蚂蚁追踪的角度，半球体的正中心位置代表蚂蚁追踪角度的0°起始角度，按照半球体的半径大小，由里向外把半球体0～90°分为6个角度区，每个角度区为15°。图中深色部分为蚂蚁追踪的屏蔽方位和屏蔽角度，通过设置蚂蚁追踪方位，屏蔽沿采集方向和垂直采集方向夹角为0～15°范围内的蚂蚁体，能够有效地去除采集脚印对裂缝的影响。由于文昌组地层是超覆在基底上，而基底地层起伏变化大，地层倾角大，且基底地层比文昌组地层能量强，横向能量差异大，因而基底地层严重影响蚂蚁体对于断层的判断。通过设置蚂蚁追踪角度，屏蔽与地层夹角为0～75°范围内的蚂蚁体，只留下文昌组地层75～90°范围内近似于垂直的倾角度裂缝，能够有效地去除基底地层陡倾角的影响。这样，通过设置蚂蚁追踪的屏蔽方位和屏蔽角度，更新蚂蚁体，从而有效消除采集脚印和地层陡倾角的影响。

2.4裂缝提取

更新蚂蚁体后，可以根据裂缝长度的大小来选择不同的裂缝尺度。选取合适参数(蚂蚁步长3，非法步长2，合法步长2，偏差10%)提取断层。根据文昌组地层超覆体的顶底，可以得到文昌组平均裂缝分布图(见图6)。

2.5应用效果分析

图6 文昌组平均裂缝分布图

结合研究区FMI测井综合图可知，1井文昌组裂缝走向主要是北东-南西向(见图7)，2井文昌组裂缝走向主要是北西-南东向(见图8)，与文昌组平均裂缝分布图符合。

过1井-2井联井蚂蚁追踪剖面图如图9所示。由图9可知，1井N56段垂直裂缝发育；2井N56段垂直裂缝不发育。从钻探结果看，1井在文昌组钻遇了约270m砂岩储层，电测解释有10层有效厚度共41.5m的油层，均未钻遇油水界面,其中最厚的N56层有效厚度达18.9m，孔隙度达11%。发现油气显示110m，钻遇5个油层并取到油样，其中N56为最厚一个油层，有效厚度为35.3m。油样(3748m处)分析结果表明，原油气油比高(160m3/m3左右)，密度小(脱气原油密度为0.85g/cm3)，属轻质油。2井在文昌组钻遇了约490m砂岩储层，电测解释有10个油层，2个油水同层，累计有效厚度达52m，其中主力油层N56A层有效厚度达33.8m，未钻遇油水界面，有效孔隙度平均达12.7%。该井在3737.2、3760.2、3779、3806.1m均取到油样。同时，在N56A油层的3747.8～3766.4m井段分别进行了常规测试和压裂测试，测试效果不理想。常规测试结果在三开井下4.76mm油嘴自喷油量达13.7m3/d；压裂测试结果表明，在连续油管气举方式下，31.75mm油嘴累计返排174.4h，累计排出原油89.57m3，产能递减较快，压裂效果不明显。

图7 1井FMI文昌组裂缝走向图 图8 2井FMI文昌组裂缝走向图

3井于文昌组3688.9～3767.8m钻遇78.9m的厚层湖相泥岩后，又钻遇约120m的三角洲砂体，测井解释3767.8～3786.4m为油层，砂岩孔隙度达到12%～14%，但由于油层太薄，未能进行产能测试，没有产能资料。总体来说，上述3口井的垂直裂缝不发育，从而导致求产比较困难，这表明产能与裂缝有一定对应关系。

根据文昌组平均裂缝分布情况，在3井西北方向垂直裂缝发育带里选择了4井井位，由蚂蚁追踪剖面图(见图10)可知，4井的井轨迹尽量靠近裂缝，设计为斜井，井段尽量长，这样可增大泄油面积。实际钻探结果表明，该井文昌组共发现6个油层，储层总厚度达到156m，钻遇油层有效厚度31.91m，且在垂深3778.79m(N28层)、3679.53m(N22层)和3638.39m(N20层)处都取到油样。从目前生产情况看，在控制压差的情况下，该井日产原油700桶，取得了很好的开发效果。

图9 过1井-2井联井蚂蚁追踪剖面图

图10 过3井-4井联井蚂蚁追踪剖面图

3 结 语

针对惠州A油田钻井数量少、研究区常规测井和测试等直接识别裂缝的资料少、井控范围存在局限等情况，通过地震资料重新处理以去除多次波干扰，应用蚂蚁追踪技术来有效消除地层倾角和采集脚印的影响，根据裂缝尺度大小，并结合 FMI测井，最终在常规剖面上难以识别的小断层和裂缝发育带得以较好的显示，且新井钻探获得了好的产能。因此，在惠州A油田古近系文昌组裂缝检测运用蚂蚁追踪技术是可行的，对惠州油田的勘探开发具有一定参考作用。

[1]史军.蚂蚁追踪技术在低级序断层解释中的应用[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报),2009,31(2):257-258.

[2]郭强,梁若渺.蚂蚁追踪在雁木西油田白垩系构造中的应用[J].吐哈油气,2008,13(1):39-41.

[3]张欣.蚂蚁追踪在断层自动解释中的应用——以平湖油田放鹤亭构造为例[J].石油地球物理勘探,2010,45(2):278-281.

[4]张淑娟,王延斌,梁星如,等.蚂蚁追踪技术在潜山油藏裂缝预测中的应用.断块油气田,2011,18(1):51-54.

2013-06-13

陈兆明(1981-)，男，硕士，工程师，现主要从事油气勘探方面的研究工作。

P631.4

A

1673-1409(2013)26-0071-04

[编辑] 李启栋