渤海南部海域新近系油田儲(chǔ)層預(yù)測特色技術(shù)

夏同 星明君 陳文雄 趙斌

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院)

渤海南部海域新近系油田儲(chǔ)層預(yù)測特色技術(shù)

夏同 星明君 陳文雄 趙斌

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院)

根據(jù)渤海南部海域新近系油田群目的層埋藏淺、地層為“泥包砂”的特點(diǎn)，在地震資料處理及儲(chǔ)層描述方面提出了幾項(xiàng)有針對性的特色技術(shù):通過少道疊加方法提高地震資料的分辨率;通過強(qiáng)波峰及強(qiáng)波谷的關(guān)系判定地震資料極性;通過90°相移剖面快速得到擬巖性剖面;通過地層切片快速全面地評價(jià)研究區(qū)儲(chǔ)層分布情況。這些方法簡單實(shí)用，在渤南油田群儲(chǔ)層預(yù)測中取得了很好的效果，為ODP設(shè)計(jì)和實(shí)施提供了地質(zhì)依據(jù)。

渤海南部海域新近系河流相油田少道疊加極性判別90°相移地層切片儲(chǔ)層預(yù)測

渤海南部海域新近系河流相油田群主力油組儲(chǔ)層沉積環(huán)境以淺水三角洲及河流相為主，儲(chǔ)層橫向變化快，油田開發(fā)難點(diǎn)之一是儲(chǔ)層準(zhǔn)確預(yù)測和刻畫。

儲(chǔ)層研究的關(guān)鍵點(diǎn)，一是針對儲(chǔ)層研究目的做相應(yīng)的目標(biāo)處理，得到高品質(zhì)的地震資料;二是針對儲(chǔ)層發(fā)育特點(diǎn)，優(yōu)選合適的地球物理方法。在渤海海域QHD32-6、BZ25-1、NB35-2等河流相油田ODP實(shí)施過程中，對于河流相油田儲(chǔ)層預(yù)測和描述已經(jīng)積累了一整套行之有效的技術(shù)方法序列，主要包括高分辨率處理方法、砂體定量描述技術(shù)、隨鉆反演技術(shù)、屬性綜合分析技術(shù)、屬性聚類技術(shù)、波形地震相分類技術(shù)、分頻技術(shù)等。

在渤海南部海域新近系油田群開發(fā)的過程中，以上述技術(shù)為基礎(chǔ)，從該區(qū)的儲(chǔ)層發(fā)育特點(diǎn)出發(fā)，拓寬研究思路，總結(jié)了幾項(xiàng)針對該地區(qū)的高效實(shí)用的儲(chǔ)層預(yù)測特色技術(shù)，主要包括地震資料少道疊加處理方法，地震資料極性判定和90°相移剖面等儲(chǔ)層描述技術(shù)。這些方法最大的特點(diǎn)就是簡單實(shí)用、效率高，并在BZ34區(qū)、BZ28區(qū)、BZ19區(qū)等油田的開發(fā)過程中取得了很好的應(yīng)用效果。

1油田儲(chǔ)層基本特征

渤南油田群主力油組主要集中在明下段，埋深在1 000～2 000 m，沉積環(huán)境以河流相和淺水三角洲相為主。該區(qū)地層發(fā)育的典型特點(diǎn)是砂巖含量較低，一般在20%左右。以BZ34區(qū)A油田為例，砂巖含量僅為10%左右，主力油組砂巖厚度一般在10～20 m，上下都發(fā)育幾十米甚至上百米的泥巖段，為典型的“泥包砂”地層組合。該區(qū)儲(chǔ)層彈性參數(shù)特征是砂、泥巖具有明顯的波阻抗差異，與泥巖相比，砂巖表現(xiàn)為低波阻抗，尤其是低密度特征更為明顯，因此用密度曲線能很好地區(qū)分砂泥巖，砂泥巖界面的地震響應(yīng)特征明顯，在地震剖面上都對應(yīng)著明顯的強(qiáng)振幅。上述特點(diǎn)使我們可以采用一些有特色的地球物理技術(shù)研究儲(chǔ)層。

2地震資料處理特色技術(shù)

地震勘探技術(shù)的發(fā)展史就是提高信噪比、分辨率和保真度的歷史，為了提高信噪比，發(fā)明了多次覆蓋(疊加)技術(shù)，疊加次數(shù)從6～12次逐漸提高到48～60次，甚至達(dá)到120～160次，地震資料的信噪比得到了很大提高。但信噪比與分辨率有時(shí)是矛盾的，用增加疊加次數(shù)的辦法提高信噪比往往會(huì)降低分辨率，主要由于以下3點(diǎn)原因:①遠(yuǎn)道數(shù)據(jù)高頻衰減嚴(yán)重，造成分辨率低;②遠(yuǎn)道數(shù)據(jù)存在較嚴(yán)重的動(dòng)校拉伸，子波周期變長，頻率變低，造成分辨率降低;③速度誤差一定時(shí)，動(dòng)校誤差與偏移距平方成正比，造成遠(yuǎn)道分辨率降低［1］。

疊前道集資料中近道數(shù)據(jù)相比遠(yuǎn)道數(shù)據(jù)具有較高分辨率，僅用近道的少道疊加雖然信噪比會(huì)受到一定的影響，但可獲得更高的分辨率。海上地震資料品質(zhì)一般較好，尤其渤南新近系油田，其目的層埋深較淺，一般在1 500 m左右，而且儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征清楚，因此有條件采用少道疊加處理方法，在信噪比和分辨率二者之間取得較好的平衡，既能滿足信噪比要求，同時(shí)達(dá)到提高地震資料分辨率的目的。

圖1為過BZ28區(qū)某油田A井的近道集疊加剖面(入射角0°～10°)與滿覆蓋疊加剖面的對比圖。A井在1 064 m深度處的砂體鉆遇7 m厚的油層，其余開發(fā)井鉆遇情況證明該砂體非均質(zhì)性較強(qiáng);滿覆蓋疊加剖面上同相軸很穩(wěn)定，不能反映儲(chǔ)層的橫向變化;而在近道集疊加剖面上可以清楚地看到同相軸在橫向上變化較大，為多個(gè)砂體疊置，非均質(zhì)性較強(qiáng)，與開發(fā)井實(shí)鉆結(jié)果相符合。另外，A井在1 195 m深度處鉆遇的砂體總厚度較大，在15～20 m，有泥質(zhì)夾層;在滿覆蓋疊加剖面上該砂巖為一復(fù)合波，頻率較低，不能反映砂體的疊置及泥質(zhì)夾層的情況;而近道集疊加剖面上多個(gè)同相軸疊置的現(xiàn)象非常明顯，這樣就能把上下2套疊置的砂體進(jìn)行更為詳細(xì)的刻畫。

因此，在渤海南部海域新近系油田，少道疊加處理方法能在滿足信噪比要求的前提下提高地震資料分辨率，更準(zhǔn)確地判斷砂體的連通性及識(shí)別薄層。

圖1 BZ28區(qū)少道疊加與滿覆蓋疊加剖面對比

3儲(chǔ)層描述特色技術(shù)

河流相油田儲(chǔ)層描述的主要任務(wù)大致可分為以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:井震標(biāo)定;儲(chǔ)層反演建立巖性剖面;砂體描述，包括砂體的分布范圍、厚度、孔隙度等定性和定量描述。從渤南新近系油田群地質(zhì)特點(diǎn)出發(fā)，總結(jié)了儲(chǔ)層描述的幾項(xiàng)特色技術(shù)。

3.1 地震資料極性的判定

地震資料在處理過程中可能經(jīng)過了多人以及多種方法的處理，開發(fā)地震研究人員最后得到的地震資料不一定是標(biāo)準(zhǔn)極性的，因此儲(chǔ)層預(yù)測的第一步就是確定地震資料的極性。

以往主要通過合成地震記錄的方法判斷地震資料的極性，分別采用正極性子波和負(fù)極性子波做合成地震記錄，通過合成地震記錄與井旁道的相關(guān)性高低來判斷地震資料的極性。在大多數(shù)情況下這是一種行之有效的方法，但對部分井可能會(huì)存在一些問題，由于合成地震記錄對應(yīng)關(guān)系的好壞受到測井曲線質(zhì)量及井旁道地震資料質(zhì)量的影響，采用正負(fù)極性子波做出的合成地震記錄對應(yīng)關(guān)系大多差不多，很難判斷哪種對應(yīng)關(guān)系更為合理。

由于渤南地區(qū)的地層組合為典型的“泥包砂”，在砂泥巖界面處會(huì)形成較強(qiáng)的反射，而該區(qū)砂巖表現(xiàn)為低阻抗，因此通過觀察砂層頂面是波峰還是波谷，就能判斷地震資料的極性。

圖2 BZ34區(qū)A油田過井地震剖面

為了便于觀察，對地震剖面做進(jìn)一步處理，突出強(qiáng)振幅部分。圖2是BZ34區(qū)A油田的一條過井剖面，可以看到，研究井段主要有4個(gè)砂層發(fā)育段，對應(yīng)著地震剖面上4組強(qiáng)振幅。進(jìn)一步對比表明:砂巖頂面也就是負(fù)反射系數(shù)都對應(yīng)著強(qiáng)波峰的反射，砂巖底面都對應(yīng)著強(qiáng)波谷的反射，因此可知這個(gè)資料是負(fù)極性的地震資料。

從常規(guī)地震資料與反演地震資料的連井疊合地震剖面上(圖3)可以看到，井上鉆遇砂層的地方其地震反射往往較強(qiáng)，而且是強(qiáng)波峰下緊接著強(qiáng)波谷;常規(guī)資料波峰、波谷振幅同時(shí)減弱處，在反演資料上表現(xiàn)為砂巖尖滅。

圖3 渤南新近系油田某研究區(qū)常規(guī)資料與反演資料連井疊合剖面

在渤南這類“泥包砂”地層結(jié)構(gòu)的區(qū)域，這種判斷地震資料極性的方法簡單明了，不易出錯(cuò)。在其他類似油田也都能通過這種方法來簡單準(zhǔn)確地判斷地震資料極性。

3.2 90°相移地震剖面的應(yīng)用

曾洪流等［2-4］提出將常規(guī)地震資料做90°相位旋轉(zhuǎn)以得到近似的巖性剖面，其主要觀點(diǎn)如下:①標(biāo)準(zhǔn)的地震處理通常把零相位的地震數(shù)據(jù)體作為提供給解釋者的最終結(jié)果;②90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)將地震相位旋轉(zhuǎn)90°使反射波主瓣提到薄層中心;③轉(zhuǎn)換后地震反射的峰(或谷)對應(yīng)于地層，而不是對應(yīng)于地層的頂、底界面，這使得地震反射同相軸與地質(zhì)巖層相對應(yīng)，地震相位也就具有了巖性地層意義，這時(shí)地震相位在一個(gè)波長的厚度范圍內(nèi)與巖性相對應(yīng)。

在渤南地區(qū)的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，該方法對于地層結(jié)構(gòu)比較簡單的地區(qū)來說是一種非常簡便易行的方法。在儲(chǔ)層厚度小于一個(gè)波長的前提下，90°相移剖面與常規(guī)測井約束波阻抗反演剖面有很高的相似性(圖4)，可以成為常規(guī)反演資料的補(bǔ)充。

圖4 渤南新近系油田某研究區(qū)90°相移剖面(左)與波阻抗反演剖面(右)對比圖

對地震資料做90°相移以得到近似于巖性剖面的方法主要有以下優(yōu)點(diǎn):①速度快，一個(gè)三維區(qū)塊一般只需幾分鐘。在一些地震資料經(jīng)過多次處理的區(qū)塊，對每套三維地震資料都做反演要付出很高的人力成本，通過90°相位旋轉(zhuǎn)得到擬巖性剖面是經(jīng)濟(jì)有效的方法。②適用于一些無井或少井的地區(qū)，或者測井曲線不全或質(zhì)量不高的地區(qū)。③可以減少人為因素的影響。90°相移剖面信息完全來自于地震資料，代表了一種原始的信息;通過與反演剖面對比，對不同之處深入分析，可以檢查地震反演的質(zhì)量。

該技術(shù)的最大特點(diǎn)是在不損失研究精度的前提下能大大提高研究效率。在研究區(qū)，利用90°相移數(shù)據(jù)體，結(jié)合地層切片、三維可視化等技術(shù)，能很方便地對地震資料做立體解剖，準(zhǔn)確刻畫河道展布特征。圖5展示了渤南某油田在90°相移數(shù)據(jù)體上刻畫的河道分布及設(shè)計(jì)的開發(fā)井位，實(shí)鉆都取得了成功。但是，這種方法的應(yīng)用有較嚴(yán)格的前提條件:要求地震資料是近似零相位;地層不能太薄或太厚，否則會(huì)失真?？傮w來講，90°相位旋轉(zhuǎn)剖面在渤南新近系河流—淺水三角洲相油田應(yīng)用中有較高的性價(jià)比。

圖5 渤南新近系油田某研究區(qū)90°相移數(shù)據(jù)體刻畫的河道

3.3 利用地層切片技術(shù)研究油田開發(fā)潛力

地層切片是以追蹤的2個(gè)等時(shí)沉積界面為頂?shù)?，在頂?shù)组g等比例內(nèi)插出一系列的層位，沿這些內(nèi)插出的層位逐一進(jìn)行屬性提取和分析。地層切片技術(shù)考慮了沉積速率在平面位置上的變化，比時(shí)間切片和等時(shí)窗沿層切片更加合理而且更接近于等時(shí)沉積界面。因此，地層切片的屬性分析更能反映同一沉積時(shí)期的地質(zhì)信息。

渤南河流相油田群儲(chǔ)層橫向變化較快，而海上油田勘探開發(fā)的特點(diǎn)決定了探井較少，在探井間存在大量未鉆遇的潛力砂體，或者砂體在無井區(qū)變厚。通過主力含油層段的地層切片，立體解剖砂體分布及厚度變化，分析其空間上的沉積演化規(guī)律，將所有的潛力砂體描述出來，為井位優(yōu)化提供地質(zhì)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)開發(fā)預(yù)案滿覆蓋，可以最大程度地降低井位風(fēng)險(xiǎn)，并充分挖掘油田潛力。

BZ19區(qū)C油田應(yīng)用地層切片技術(shù)在三、四油組發(fā)現(xiàn)了3條河道砂體(圖6)，并作為油田開發(fā)的潛力區(qū)，且通過鉆井得到了證實(shí)。

圖6 BZ19區(qū)C油田潛力砂體地層切片屬性圖

4結(jié)論

本文闡述的儲(chǔ)層預(yù)測特色技術(shù)，其單項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容都相對簡單，但通過組合后，在渤南地區(qū)新近系各油田儲(chǔ)層預(yù)測中獲得了很好的應(yīng)用效果。

(1)渤海南部海域新近系油田群埋深較淺，地震資料品質(zhì)較好，儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征清楚，少道疊加處理方法能在滿足信噪比要求的條件下提高地震資料分辨率。

(2)在地層結(jié)構(gòu)簡單(“泥包砂”或“砂包泥”)且砂泥阻抗差異明顯的條件下，根據(jù)剖面強(qiáng)波峰及強(qiáng)波谷的關(guān)系，能簡單明了地判斷地震資料極性。

(3)在主力砂體儲(chǔ)層厚度小于地震波長的情況下，90°相移能快速得到擬巖性剖面，據(jù)此可實(shí)現(xiàn)對砂體的定量描述。

(4)對河流相儲(chǔ)層油田，分層切片技術(shù)可全面刻畫潛力含油砂體(特別是河道砂)，能最大限度地降低油田開發(fā)的不確定性，顯著改善油田開發(fā)效果。

［1］溫書亮．少道疊加在海上高分辨率地震資料處理中的應(yīng)用［J］．中國海上油氣(地質(zhì))，2000，14(4):283-287．

［2］ZENG Hongliu．Interpretive advantages of 90°phase wavelets: part1-modeling［J］．Geophysics，70(3):7-15．

［3］ZENG Hongliu．Interpretive advantages of 90°phase wavelets: part2-seismic applications［J］．Geophysics，70(3):17-24．

［4］林承焰．地震沉積學(xué)探討［J］．地球科學(xué)進(jìn)展，2006，21(11): 1140-1144．

(編輯:周雯雯)

Some distinctive techniques of reservoir prediction in Neogene oilfields，the southern Bohaiwater

Xia Tongxing Ming Jun Chen Wen xiong Zhao Bin
(Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

According to the characteristics of shallow target formations and“sand surrounded by clay”in Neogene oilfields，the southern Bohai water，some distinctive techniques with an aim were presented in seismic data processing and reservoir description，such as improving the resolution of seismic data by stacking a few traces，discriminating the polarity of seismic data through analyzing the relationship between strong wave peak and trough，generating rapidly the pseudo-lithology profile through the 90°phase shift sections，and evaluating quickly and completely the reservoir distribution in the study area by using the formation slices．These simple and practical techniques have made quite good effects of reservoir prediction in these oilfields，providing a geological base for their design and implementation of ODP(overall development program)．

the southern Bohai water;Neogene;fluvial oilfield;stacking a few traces;polarity discrimination;90°phase shift;formation slice;reservoir prediction

夏同星，男，高級工程師，2003年畢業(yè)于原西南石油學(xué)院勘探系，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)主要從事開發(fā)地震研究工作。地址:天津市塘沽區(qū)609信箱(郵編:300452)。電話:022-25803325。E-mail:xiatx@cnooc．com．cn。

2012-07-17改回日期:2012-08-22