浊积砂体埋深预测不确定性分析方法——以尼日尔三角洲E油田为例

张会来，乐靖，范廷恩，高云峰，田楠

(中海油研究总院，北京 100027)

地质条件的复杂性及其资料的不完备性、不确定性[1,2]制约了油气田的勘探与开发，因此加强不确定性分析有助于降低构造预测、储层埋深预测的风险[3]。在油田开发生产过程中，构造的不确定性与钻前设计、随钻优化直接相关，因此构造的不确定性分析是开发生产中一个重要的研究课题。构造不确定性来源很多，比较典型的有偏移、层位追踪、断层解释以及时深转换[4～6]。在勘探开发中，地震速度是非常重要的参数，速度不确定性是偏移不确定性和时深转换不确定性的重要来源，圈闭容量评价以及钻井井位设计都需要考虑与速度模型不唯一性有关的构造不确定性[6～8]。

E油田位于西非尼日尔三角洲，属于深水浊流沉积，储层为深水扇浊积砂岩，油田的主力油藏为朵叶复合体。该油田采用全水平井开发方式，其预期砂体钻遇长度直接影响后续生产效果，砂体埋深预测与砂体分布预测是水平井钻探成功的关键。笔者通过逆向思维，基于尼日尔三角洲E油田已钻的18口开发井，统计砂体埋深差异特征，分析不确定性规律，建立相应的不确定性图版，将不确定性研究成果应用于后续近20口开发井的井位设计与随钻研究。

1 砂体埋深预测不确定性分析图版

图1 浊积砂体埋深预测不确定性分析技术路线图

通过对E油田的特征分析，明确了导致砂体埋深预测不确定性的主要因素，通过已钻开发井钻后分析，获得与不确定性相关的参数数据，如误差范围数据、目标井与速度参考井井距数据、储层位置与砂体预测差异综合分析图。将统计数据与导致砂体埋深预测不确定性原因进行耦合分析，建立图版表征不确定性形成的规律，应用不确定性分析图版指导后续开发井砂体埋深预测与井位优化(见图1)。

1.1 砂体埋深预测不确定性原因分析

E油田为深水扇储层油田，主要油藏单元为朵叶沉积，基于地震叠前反演成果，该油田开展了系统的储层顶面解释。油田开发井钻探前，基于5口探井、评价井开展井震标定，获得时深关系，建立地层格架约束的三维速度场。开发井深度埋深预测以距离最近井为速度参考井，应用三维速度场精细砂体埋深预测成果进行质控。根据上述研究基础分析，若井震标定、三维速度场基础速度合理，则认为影响开发井砂体埋深预测的主要影响因素为储层解释精度与参考速度。

1.2 砂体埋深预测差异及相关数据统计

以E油田18口已钻开发井为基础开展分类统计，内容包括3个方面：①分油藏砂体埋深预测差异统计；②开发井所处砂体位置统计(主体部位或非主体部位)；③目标井与速度参考井距离统计。3个方面数据统计的目标是分油藏认识误差范围、获得砂体主体部位与砂体非主体位置埋深预测误差规律、分析差异特征与速度参考井距离的关系。

1.3 砂体埋深预测不确定性分析图版

基于已钻井的砂体埋深预测差异统计数据，建立砂体埋深误差分布范围不确定性图版、砂体埋深预测差异与位置关系不确定性图版、目标井与速度参考井距离分析图版。通过上述图版展示不同油藏砂体埋深预测误差范围及误差规律分布，分析砂体埋深预测误差分布与速度参考井距离之间的关系。通过其所揭示的砂体埋深预测误差分布规律，不断优化随钻阶段砂体顶面埋深预测方法和思路，提高后续开发井砂体埋深预测精度。

1)砂体埋深误差分布范围不确定性图版 根据已钻井分油藏砂体埋深预测差异统计数据，通过直方图来分油藏表征砂体埋深预测可能的不确定性范围。直方图的横坐标表示各口已钻井，纵坐标表示各口已钻井在某一油藏的砂体埋深预测误差。该图版可以形象地展示该油藏砂体埋深预测可能的不确定性范围，对于该油藏后续的待钻开发井，还可以明确其砂体埋深预测可能的不确定性范围，有助于提高砂体埋深预测精度。

2)砂体埋深预测差异与位置关系不确定性图版 在各已钻井分油藏砂体埋深预测差异统计数据基础上，分析钻遇储层主体区和储层边部埋深预测误差的分布规律，并分别形成蛛网分析图版和散点分析图版。采用数字1代表储层边部，数字3代表储层主体，与各井的砂体埋深预测误差形成蛛网图。以蓝色圆点代表不同井的砂体埋深预测误差值，红色圆点代表储层主体区或储层边部，横坐标表示储层位置，纵坐标表示砂体埋深预测误差，按照井点钻遇储层位置进行排序，形成散点图分析图版。上述2个图版用于表征砂体埋深预测误差与位置关系的不确定性范围。根据该图版开展后续开发井砂体埋深预测时，根据靶点钻遇的储层位置就可以分析深度预测误差的不确定性范围。

3)目标井与速度参考井距离分析图版 在已钻井分油藏砂体埋深预测差异统计数据基础上，分析目标井与速度参考井距离大小及砂体埋深预测误差的分布规律。横坐标表示目标井与速度参考井距离，纵坐标表示各井的砂体埋深预测误差，横坐标按照目标井与速度参考井距离从小到大排列，形成散点图。通过目标井与速度参考井距离分析图版，表征目标井与速度参考井距离从小到大变化时砂体埋深预测误差的分布规律，明确目标井与速度参考井距离在什么范围内砂体埋深预测误差较小。根据该图版开展后续开发井砂体埋深预测时，根据目标井与参考井之间的距离就可以确定埋深预测的不确定性范围。

1.4 应用思路

通过砂体埋深预测差异与位置关系不确定性分析图版所揭示的砂体埋深预测误差分布范围以及与钻遇储层位置、与速度参考井距离的分布规律，应用于后续开发井砂体埋深预测中，其主要思路为：①根据邻近已钻井的时深关系来开展待钻井的砂体顶面埋深预测，同时参考更新后的三维速度场预测砂体顶面埋深，两者结合得到一个砂体顶面埋深预测不确定性范围；②将砂体顶面埋深预测不确定性范围与砂体埋深误差分布范围不确定性图版进行对比，如果埋深预测不确定性范围与图版一致，表明预测合理，反之要分析原因，重新预测；③分析待钻井靶点钻遇的储层位置，根据砂体埋深预测不确定性与位置关系不确定性图版进一步分析靶点的埋深预测不确定性范围；④分析待钻井与速度参考井之间距离，根据两者之间距离确定靶点的埋深预测不确定性范围，综合砂体埋深预测不确定性分析图版的认识结果，最终确定靶点的埋深预测不确定性范围。

2 应用实例

尼日尔三角洲E油田构造复杂，为一被断层复杂化的背斜构造，断层多且密。E油田于2014年12月开钻，预计投产前完钻24口开发井。油田以水平井为主要井型进行开发，水平井要求高精度的砂体埋深预测，如果砂体埋深预测不准，水平井的砂体钻遇率就会降低，影响生产井的产能。为了提高水平井的砂体钻遇率，应用砂体埋深预测不确定性分析技术，根据E油田18口已钻开发井砂体埋深预测误差统计数据(①分油藏砂体埋深预测差异统计；②开发井所处砂体位置统计(主体部位或非主体部位)；③目标井与速度参考井距离统计)，建立了3类砂体埋深预测不确定性分析图版。

在单井砂体顶面埋深误差分析的基础上，分别统计每个油藏砂体顶面埋深误差，认识各个油藏平面上深度预测误差的不确定性范围，用于指导后续开发井砂体埋深预测。如图2所示，R1180 east channel砂体埋深预测差异不确定性范围在-7.1～4.5m(见图2(a))，R1180 east lobe砂体埋深预测差异不确定性范围在-4.3～7.8m(见图2(b))，把所有已钻井在目的层R1120和R1180的砂体埋深预测误差一起分析，可以看到砂体埋深预测差异不确定性范围在-8～8m(见图2(c))。因此，基于现有的砂体埋深预测思路和方法，不同油藏的砂体埋深预测差异不确定性范围在-8～8m，为后续新钻井的靶点深度预测误差指明了不确定性范围，并在该基础上进一步减少不确定性范围。

图2 埋深误差分布范围不确定性图版

图3 蛛网图分析图版(R1120砂体埋深预测差异及位置综合分析图)

在18口已钻井分油藏砂体埋深预测差异统计数据的基础上，分析R1120和R1180油藏钻遇储层主体区和储层边部的埋深预测误差的分布规律，并分别形成蛛网分析图版(见图3)和散点分析图版(见图4)。R1120储层边部的砂体埋深预测误差绝对值大部分在4～8m之间，储层主体的砂体埋深预测误差绝对值大部分在4m以内。R1180朵叶储层主体部位埋深预测误差绝对值在0～4m，储层边部误差绝对值在4～8m；R1180水道储层砂体埋深预测整体误差绝对值在0～8m。

根据上述2个图版，在开展后续开发井砂体埋深预测时，根据靶点钻遇的储层位置就可以明确深度预测误差的不确定性范围：储层主体部位埋深预测误差绝对值在0～4m，储层边部差异绝对值在4～8m，在该基础上可以进一步减小埋深预测的不确定性范围。

在R1120和R1180砂体埋深预测差异统计数据的基础上，分析目标井与速度参考井距离大小与砂体埋深预测误差的分布规律，如图5所示。由图5可以看出，目标井与参考井距离小于800m时，埋深预测误差在-4～4m；与参考井距离大于800m时，预测误差为-8～8m。该图版表征了目标井与速度参考井距离从小到大变化时砂体埋深预测误差的分布规律，明确了目标井与速度参考井距离在何范围内砂体埋深预测误差较小。该图版开展后续开发井砂体埋深预测时，根据目标井与参考井之间的距离就可以确定埋深预测的不确定性范围。

将上述3类砂体埋深预测不确定性分析图版所揭示的砂体埋深预测误差分布范围，以及与钻遇储层位置、速度参考井距离的分布规律，应用于后续开发井砂体埋深预测中。首先根据邻近已钻井的时深关系开展待钻井的砂体顶面埋深预测，同时参考更新后的三维速度场预测砂体顶面埋深，两者结合得到一个砂体顶面埋深预测不确定性范围，然后与砂体埋深误差分布范围不确定性图版进行对比，同时分析待钻井靶点钻遇的储层位置和待钻井与速度参考井之间的距离，根据砂体埋深预测差异与位置关系不确定性图版和目标井与速度参考井距离分析图版，最终确定靶点的埋深预测不确定性范围。

图4 散点分析图版(R1120&R1180砂体埋深预测差异与沉积位置综合分析)

图5 目标井与速度参考井距离分析图版(R1120&R1180井点埋深预测差异与速度参考井距离综合分析)

根据上述思路对后续7口井进行了目的层段砂体埋深预测，结果如图6所示。从图6可以看出，与实钻结果相比，采用砂体埋深预测不确定性分析技术得到的砂体埋深预测误差绝对值不到5m，比之前8m的预测误差绝对值降低了3m，取得了较好的应用效果，提高了后续钻井的砂体钻遇率，保证了油田设计产能的实现。

图6 新钻井(红线框内)砂体埋深预测误差分布范围

3 结语

砂体埋深预测不确定性分析技术实现了对砂体埋深预测误差的定量化不确定性分析，也实现了定量化应用。在后续的开发井随钻过程中，砂体埋深预测误差绝对值从8m降低到5m，取得了较好的应用效果，提高了后续开发井的砂体钻遇率。砂体埋深预测不确定性分析技术有助于认识井位钻前砂体埋深预测的不确定性，进而规避风险，提高砂体钻遇率，其技术思路对其他油田的钻前砂体埋深预测具有借鉴意义。