陆西凹陷马北斜坡有效储层预测

裴家学 (中石油辽河油田分公司勘探开发研究院,辽宁盘锦124010)

方园 (长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉430100)

陆西凹陷马北斜坡有效储层预测

裴家学 (中石油辽河油田分公司勘探开发研究院,辽宁盘锦124010)

方园 (长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉430100)

陆西凹陷马北斜坡带发育2套有效储层:下白垩统九佛堂组上段 (K1jfu)薄层砂体和九佛堂组下段(K1jfL)火山碎屑岩。针对K1jfu薄层砂体,由于储集层与上、下围岩速度差异较小,常规波阻抗反演难以识别,通过敏感性分析发现,深侧向电阻率测井曲线对薄层砂体响应敏感,利用曲线重构技术将深侧向电阻率拟合成声波时差,再进行波阻抗反演,提高了薄层砂体分辨能力,并精确雕刻出多个砂体。对于K1jfL火山碎屑岩,采用多属性分析、RGB颜色融合技术,刻画了火山碎屑岩的分布范围,并预测了裂缝发育区。利用研究结果进行井位部署和储量计算,获得了较好的应用效果,并建立了一套适合该区的有效储层预测技术,指导了辽河外围其他凹陷的储层预测。

波阻抗反演;曲线重构;多属性分析;RGB颜色融合

陆西凹陷位于内蒙古自治区通辽市和赤峰市境内,是开鲁盆地的一个次级负向构造单元,是在海西期褶皱基底上发育起来的中生代凹陷。该凹陷是辽河外围盆地勘探程度最高、效果最好的凹陷。但随着勘探的深入,难度越来越大。马北斜坡位于陆西凹陷的北部,发育典型的岩性油藏,勘探也见到较好的效果。研究区下白垩统九佛堂组上段(K1jfu)储层平均孔隙度为22%,物性好,包32井、包33井获工业油流,且多口井(未试油)见良好显示;庙31井在九佛堂组下段(K1jfL)钻遇油斑显示的火山碎屑岩,试油获127m3高产工业油流,且产量稳定,效果显著。然而在进一步研究过程中遇到诸多困难:一是K1jfu单层砂体薄,多为2～12m,常规波阻抗反演难以识别;其次,该区K1jfL局部发育火山碎屑岩,而火山-沉积碎屑岩十分发育,识别火山碎屑岩及预测裂缝难度大。针对上述问题,笔者对研究区进行了精细构造解释、曲线重构反演、多属性分析等工作,对有效储层进行预测。

1 精细构造解释

层位与断层解释是否合理及准确程度直接影响后续的波阻抗反演、地震属性提取等储层预测结果。在解释过程中,充分利用相干切片和时间切片落实断裂平面展布,利用常规波形剖面、变密度剖面、瞬时相位剖面和光滑滤波与余弦乘积剖面进行断层的平面解释和层位的拾取,再通过任意线、三维可视化等手段实时监控,及时调整,最大限度地逼近地下真实情况。在研究过程中,细化层序单元,将K1jfu精细对比划分出3套 (Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)砂体,并追踪其顶界面,为后续反演精细建模做准备。

2 九佛堂组上段薄储集层曲线重构反演预测

研究区常规波阻抗反演很难达到分辨薄层的能力,主要原因是:①目的层为中生代白垩纪地层,受成岩作用和压实作用影响,储集层与上、下围岩之间速度差异较小;②K1jfu多为泥岩、油页岩沉积,在钻井过程中,井眼垮塌严重,严重影响声波时差与密度曲线的质量;③储层物性好的井段 (包32井1380～1392m),其密度低于上、下泥岩密度,导致波阻抗相对较低。因此,需要进行敏感性分析,重构声波时差进行波阻抗反演[1,2]。

2.1 测井曲线标准化处理

受环境因素以及不同测井仪器的影响,测井曲线往往存在刻度误差和系统误差[3],因此需要对测井曲线进行标准化处理。测井曲线标准化处理的难点是标准层的选择和多井间系统偏差的认识。根据对研究区基础测井资料和地质条件的分析,该次研究选择K1jfu油页岩、泥岩作为多井一致性处理的标准层;并选择包32井作为标准井,其原因在于:①该地层在全工区范围都有较稳定的分布;②经过评估,包32井测井曲线质量总体相对较好;③包32井的测井段较长,测井项目较齐全,利于对比分析。

基于地层厚度基本相同、岩性没有明显变化的特点,采用模式匹配的方法,对多井K1jfu的自然伽马、声波时差、深侧向电阻率 (ρlld)和密度等测井曲线进行一致性检查和校正处理。多井标准化校正后的测井曲线能够符合单井地质特征在横向上的变化规律,并且在不同岩性间的响应差异也被完整地保留。

2.2 曲线敏感性分析

不同的测井曲线反映的信息是不一样的,有速度、岩性、电性、物性、含油气性、放射性等,需要从众多的测井曲线中挑选出最能反映研究区储层特征的测井曲线[4]。通过测井曲线模型试验,补偿中子、自然伽马、声波时差、补偿密度以及波阻抗均不能很好地反映砂层,即对薄层砂体不敏感,但电阻率却能很好地识别薄层砂体。从包32井ρlld直方图(图1)来看,ρlld＞9Ω·m为砂岩,ρlld＜9Ω·m为泥岩,能够很好地区分砂、泥岩,因此ρlld为该区薄层砂体的敏感曲线。

图1 包32井ρlld直方图

图2 重构曲线分析图

2.3 曲线重构

该次曲线重构是利用敏感性曲线ρlld与声波时差进行相关性分析。从预测结果(图2)来看,井眼质量好的层段,重构声波时差与实测声波时差基本一致,说明重构曲线是成功的;而在井眼质量差的井段,重构声波时差与原始声波时差相差较大,主要原因是受声波测井原理的限制,实测声波时差受井眼影响较大,导致声波时差失真。而ρlld受井眼影响较小,重构声波时差保持了地层速度趋势;同时,重构声波时差在砂岩段明显比泥岩段低,能够很好地区分砂泥岩。因此,重构声波时差既反映了速度信息又反映了岩性信息。

2.4 反演结果分析

从过包32-1井至包33井反演剖面(图3)可以看出,K1jfu的3套(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)砂体均能刻画出来。将工区内完钻的8口井的Ⅰ砂体的厚度与反演结果比较,绝对误差小于1m,相对误差小于12.5% (见表1),反演结果与钻井符合程度高,满足储集层横向预测的要求,说明曲线重构技术在该次反演处理中起了重要作用[5]。

图3 砂体对比与反演剖面

表1 K1 jfu的Ⅲ砂体实钻厚度与预测厚度对比表

3 九佛堂组下段火山碎屑岩多属性分析预测

研究区K1jfL主要发育凝灰质泥岩、凝灰质砂体,储层物性差,以低孔-低渗、特低渗为主。但一些井K1jfL钻遇熔结凝灰岩、火山角砾岩、安山岩、玄武岩等火山碎屑岩,储集空间为孔洞-裂缝型,储层孔隙度一般在6.1%～15.4%之间,平均值为8.7%,渗透率一般分布在0.055～145.0mD之间。从钻井岩心及成像测井资料来看,储层裂缝较为发育,且油气显示活跃。在大的火山-沉积碎屑岩沉积背景下,火山碎屑岩很难识别;同时受火山碎屑岩自身储集特征的影响,其非均质性较强,储集物性在不同的相带变化较大。由于各测井曲线值在横向和纵向上变化较大,甚至不是一个数量级,这样在约束模型反演过程中受模型影响较大,难以准确刻画储层分布范围。因此,笔者采用多属性分析方法,直接利用地震资料来确定储层边界。

3.1 RGB颜色融合技术刻画火山碎屑岩分布范围

针对火山碎屑岩提取了振幅、频率、能量、相位、波形、相关、衰减、比率等8大类40余小类地震属性[6,7]。通过属性优选,相干切片(图4(a))、瞬时振幅(图4(b))、瞬时频率(图4(c))能够很好地反映火山碎屑岩岩体,主要表现为低相干、弱振幅、高频率。再利用RGB颜色融合技术(R、G、B为红、绿、蓝3种颜色,分别代表3种不同的属性,按一定比率混合在一起)[8,9],将相干、瞬时振幅和瞬时频率按一定比例融合在一起,精确刻画出火山碎屑岩的分布范围 (图4(d)),主要分布于庙34井-庙31井-包32井一带,具有古构造背景的区域,面积为38.5km2。

图4 研究区K1 jf L火山碎屑岩层段属性平面图

3.2 体曲率属性预测火山碎屑岩裂缝发育情况

曲率在数学上用于度量曲线的弯曲程度,曲率属性是应用曲率方法来计算地质体在几何空间上的分布形态,从而实现对断层、裂缝、弯曲和褶皱等几何构造的有效识别,刻画能力比相干技术更优越。三维体曲率能够表征断层和裂缝的大小、长度、走向等几何特征及发育程度[10]。

从提取的研究区K1jfL火山岩碎屑岩的体曲率(图5)来看,包32井、庙31井周围裂缝发育,与实际钻探资料符合。2口井均位于火山口附近,所以裂缝发育;远离火山口的区域,裂缝发育较差。从图5上还可以看出,工区北部和东南部看似裂缝发育,其实是地震资料品质差造成的,所以在地震属性分析时,要考虑地震品质的影响,同时也要进行钻井校正。

4 结论与认识

储层预测是建立在精细构造解释的基础上实现的,在储层预测过程中,不同地区、不同成岩作用、以及所含的不同矿物成分,都对测井曲线的敏感程度不同。研究区深侧向电阻率能够很好地反映K1jfu薄层砂体,通过电阻率重构声波时差曲线进行波阻抗反演,能够满足薄层砂体预测精度的要求。对于K1jfL火山碎屑岩,通过多属性分析及RGB颜色融合技术,精确地刻画出火山碎屑岩的分布范围;利用体曲率预测其裂缝发育程度,达到有效储层预测要求。利用该成果部署探井2口,计算储量2339×104t;同时,该套技术已应用于辽河外围盆地陆东凹陷火山岩预测和奈曼凹陷碎屑岩储层描述工作中,并取得了良好的应用效果。

图5 研究区K1 jf L火山碎屑岩层段体曲率图

[1]张学芳,董月昌,慎国强,等.曲线重构技术在测井约束反演中的应用[J].石油勘探与开发,2005,32(3):70～72.

[2]卢秀华,虞云岩,王丽恒,等.曲线重构反演在SN21井区头屯河组储层预测中的应用 [J].石油天然气学报 (江汉石油学院学报),2012,34(1):80～83.

[3]刘爱锋.测井资料归一化方法探讨[J].中国石油大学胜利学院学报,2008,22(2):14～16.

[4]杨午阳,杨文采,王西文,等.综合储层预测技术在包1—庙4井区的应用[J].石油物探,2004,42(6):578～583.

[5]国庆鹏,金振奎,曹志军,等.济阳坳陷大芦家区块薄储集层预测研究[J].石油勘探与开发,2005,32(5):82～84.

[6]黄云峰,杨占龙,郭精义,等.地震属性分析及其在岩性油气藏勘探中的应用[J].天然气地球科学,2006,17(5):739～742.

[7]万琳.地震属性分析及其储层预测中的应用[J].油气地球物理,2009,74(3):43～46.

[8]李艳芳,程建远,朱书阶.基于RGB渲染技术的地震多属性分析技术[J].煤炭学报,2009,34(11):1512～1516.

[9]曹鉴华.RGB混频显示技术及其在河道识别中的应用[J].勘探地球物理进展,2010,33(5):355～358.

[10]杨威,贺振华,陈学华,等.三维体曲率属性在断层识别中的应用[J].地球物理学进展,2011,26(1):110～115.

[编辑] 龚丹

P631.44

A

1000-9752(2014)09-0058-05

2013-11-26

中国石油天然气股份有限公司重大科技攻关项目 (2012E-3002)。

裴家学(1981-),男,2005年长江大学毕业,硕士,工程师,现主要从事构造解释、储层预测以及勘探部署工作。