松遼盆地榆東地區(qū)河道砂體地震地質(zhì)特征及預(yù)測技術(shù)

史洪波 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712）

榆東地區(qū)位于松遼盆地北部大慶長垣東部，扶余油層為主要含油層系。扶余油層是目前乃至今后的主要增儲對象，總體處于三角洲平原沉積環(huán)境，儲集砂體主要為水下分流河道，其次是邊灘、河漫砂、決口扇。扶余油層開發(fā)的關(guān)鍵問題就是要找到主河道砂體，在此基礎(chǔ)上，優(yōu)選物性相對好的區(qū)塊布井[1，2]。研究區(qū)處于多物源交匯處，河道窄小、砂體分散，橫向變化快，儲層預(yù)測難度大，制約了扶余油層的有效開發(fā)。為了提高扶余油層的評價(jià)和開發(fā)效果，筆者提出了一套針對河流相窄小砂體的地震預(yù)測技術(shù)。

1 河道砂體地震地質(zhì)特征分析

1.1 地質(zhì)特征分析

扶余油層屬于白堊系泉頭組三段上部和泉頭組四段，沉積厚度200～300m。縱向上分為扶Ⅰ、扶Ⅱ、扶Ⅲ共3個(gè)油層組，主要含油層位是扶Ⅰ油層組和扶Ⅱ油層組上部。研究區(qū)扶余油層沉積時(shí)期，松遼盆地經(jīng)歷了進(jìn)積－快速進(jìn)積－穩(wěn)定退積－快速退積的充填過程，沉積環(huán)境也經(jīng)歷了淺湖－三角洲平原、前緣－三角洲前緣、濱淺湖相的演化過程。物源來自西南、東南和北部3個(gè)方向，主要受西南物源影響。儲層以分流河道、決口扇微相砂體為主?？v向上砂巖層數(shù)多、厚度薄。平面上砂體呈條帶狀分布，橫向變化較大。有效孔隙度平均為13.1%，空氣滲透率平均為4.2mD，屬低孔、低滲儲層。從開發(fā)效果看，砂巖多，含油顯示普遍，但產(chǎn)能、產(chǎn)量差別很大，如果沒有找到主力儲層，很難實(shí)現(xiàn)有效開發(fā)。

1.2 河道砂巖的電性及地震反射特征

不同的沉積微相代表了不同的沉積環(huán)境，具有不同的水動力條件和沉積背景，沉積的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征也有所不同。因此，不同的測井曲線對其具有不同的響應(yīng)范圍及曲線特征。

研究區(qū)主河道巖性特征以灰色粉、細(xì)砂巖為主，自然電位曲線具有明顯的負(fù)異常特征，電阻率曲線以箱狀特征為主，曲線較圓滑，表明該類型砂巖的物性較好，具有良好的儲集性能 （圖1）。

在地震資料保真處理的基礎(chǔ)上，由于河道砂體的自身?xiàng)l帶狀分布特征，使得河道沉積的該類砂體在地震剖面上呈現(xiàn)出短軸狀反射，也有透鏡狀反射 （圖2）。該類反射的形成主要是由于河道砂體橫向變化快，上下界面具有較大的波阻抗差而產(chǎn)生的。因此，保真處理的地震資料為河道砂體的識別提供了良好的基礎(chǔ)。

圖1 河道砂巖的巖電特征

圖2 河道砂體的地震反射特征

2 砂體預(yù)測方法研究及應(yīng)用效果

2.1 技術(shù)思路

根據(jù)研究區(qū)扶余油層的地質(zhì)特點(diǎn)及地震響應(yīng)特征分析，確定了儲層預(yù)測的總體思路是：縮小儲層預(yù)測的縱向空間，對比追蹤各砂體頂面反射層，建立以油層組為單位的地震地層格架，優(yōu)選地震屬性預(yù)測主力河道分布特征，利用井震聯(lián)合反演技術(shù)精細(xì)刻畫砂體的空間展布規(guī)律。

2.2 地震屬性預(yù)測主河道的展布

地震屬性是地震資料的直接反映，無外界條件約束，可信程度高。進(jìn)行儲層精細(xì)研究必須加強(qiáng)對地震屬性的利用，經(jīng)過不斷試驗(yàn)，找出一套依靠地震屬性，結(jié)合鉆井、錄井、測井資料進(jìn)行巖性圈閉識別與評價(jià)、儲層橫向預(yù)測、含油氣性檢測。

研究區(qū)提取了大量地震屬性，在對扶余油層的地震剖面瀏覽后發(fā)現(xiàn)，河道砂巖在地震剖面上的反射特征為透鏡狀或短軸狀，于是重點(diǎn)分析了能計(jì)算出地震剖面上透鏡狀及短軸狀反射特征的地震屬性，并與井建立相關(guān)性分析之后，優(yōu)選出平均振幅屬性刻畫主河道的空間展布規(guī)律 （圖3）。

實(shí)際資料表明，提取的振幅屬性基本符合西南－東北方向展布的主河道分布規(guī)律。屬性預(yù)測的亮色部分為主河道區(qū)，暗色為河道間。統(tǒng)計(jì)分析了36口井，有15口井主要發(fā)育河道與邊灘微相，均與屬性符合，21口鉆井主要為河道間與溢岸微相，其中5口井與屬性不對應(yīng)，屬性預(yù)測符合率為86%。

圖3 扶Ⅰ油層組中部平均振幅屬性圖

2.3 井震聯(lián)合反演精細(xì)刻畫砂體

目前在所有的儲層預(yù)測技術(shù)中，地震反演技術(shù)能夠?qū)⒕c(diǎn)位置處的儲層信息有效地結(jié)合地震數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向外延，達(dá)到橫向預(yù)測的目的，同時(shí)也能預(yù)測未鉆遇砂體形成的巖性圈閉，是儲層精細(xì)刻畫的主要技術(shù)[3]。疊后反演的流程較成熟，針對不同地質(zhì)特點(diǎn)的工區(qū)，主要是反演參數(shù)的變化。研究區(qū)反演主要包括測井曲線的標(biāo)準(zhǔn)化處理、儲層參數(shù)敏感性分析、反演方法確定、壓實(shí)作用消除等4個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.3.1 測井曲線的標(biāo)準(zhǔn)化處理

測井?dāng)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)質(zhì)就是利用同一油田或地區(qū)的同一層段所具有的相似的地質(zhì)地球物理特性這一分布規(guī)律，對油田各井的測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行整體分析，校正不精確的刻度，從而達(dá)到全工區(qū)測井資料的標(biāo)準(zhǔn)化。測井資料標(biāo)準(zhǔn)化的方法大致分為定性分析、定量計(jì)算2大類：前者主要包括直方圖校正技術(shù)、重疊圖校正技術(shù)、均值一方差校正、骨架分析技術(shù)；后者包括趨勢分析法和變異函數(shù)分析法[4]。針對研究區(qū)特點(diǎn)，該次研究的標(biāo)準(zhǔn)化工作采用直方圖校正技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)化后的測井?dāng)?shù)據(jù)更為收斂，將全工區(qū)的測井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)一在同一尺度下，提高了利用測井?dāng)?shù)據(jù)解決儲層橫向預(yù)測問題的能力。

2.3.2 儲層參數(shù)敏感性分析

利用各種測井?dāng)?shù)據(jù)與巖性、測試數(shù)據(jù)進(jìn)行交會圖、直方圖分析，針對地質(zhì)分層或解釋層位劃分出每一小層，并對多井同一層段的測井參數(shù)在等時(shí)地質(zhì)界面的約束下進(jìn)行分析，以此確定每一層段各種巖性的測試信息與測井響應(yīng)參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系，以及儲層敏感參數(shù)的門檻值等。通過扶余油層波組抗與電阻率的交會圖 （圖4）分析可知，儲層與非儲層在波組抗區(qū)域重疊較多，而在電阻率區(qū)域重疊較少，所以研究區(qū)扶余油層電阻率較波阻抗對儲層更為敏感。

2.3.3 反演方法確定

從前面的儲層敏感性分析可知，研究區(qū)扶余油層對儲層較敏感的是電阻率曲線，利用它重構(gòu)聲波時(shí)差曲線，再用約束稀疏脈沖反演得到含有電阻率曲線信息的波阻抗體，提高對儲層的識別能力。研究區(qū)內(nèi)鉆井豐富，且分布均勻，為地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，榆東地區(qū)扶余油層的砂巖儲層薄，一般為3～5m，需要高分辨率的地震反演。通過對幾種反演方法原理及反演效果進(jìn)行對比，該次研究選擇高斯配置協(xié)模擬反演。

2.3.4 壓實(shí)作用消除

研究區(qū)扶余油層埋深變化大，頂面從170～1100m不等，受壓實(shí)效應(yīng)影響，深、淺部位的砂泥巖門檻值差異較大。從初始波阻抗剖面 （圖5）上可以看出，在埋藏淺的部位波阻抗明顯較低，即使是高阻抗的砂巖也較埋藏深的泥巖阻抗低，不同埋藏深度時(shí)，其砂巖儲層的門檻值也不一樣。因此，在全區(qū)進(jìn)行波阻抗預(yù)測砂巖儲層或在進(jìn)行電阻率模擬前應(yīng)消除壓實(shí)作用的影響。

針對單井可以建立深度與波阻抗的單值函數(shù)關(guān)系：

式中：Z為波阻抗，100g/ （cm2·s）；v為速度，m/s；ρ為密度，g/cm3；D 為深度，m；ρt為電阻率，Ω·m。

利用式 （1）可以消除埋深的影響，即在埋藏較深與埋藏較淺的地區(qū)波阻抗差異較小，根據(jù)波阻抗的大小可以判斷砂巖儲層在縱向和橫向上的分布 （圖6）。同時(shí)，還可以根據(jù)鉆井資料得到隨深度變化而變化的砂巖儲層的門檻值體，運(yùn)用該門檻值體判斷波阻抗體中的砂巖儲層，從而提取砂巖儲層厚度并累加，求取各油層的砂巖儲層厚度。

圖4 扶余油層波阻抗與電阻率交會圖

圖5 初始波阻抗反演剖面

圖6 消除壓實(shí)作用后波阻抗剖面

2.4 應(yīng)用效果評價(jià)

通過上述從定性到定量的各種預(yù)測方法的綜合運(yùn)用，提高了油藏描述精度，在研究區(qū)及周邊2個(gè)地震工區(qū)預(yù)測的河道砂體發(fā)育區(qū)，補(bǔ)充部署11口井，已有7口井獲得工業(yè)油氣流，在預(yù)測的河道砂體不發(fā)育區(qū)取消14口井，降低了評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。統(tǒng)計(jì)完鉆的52口井，地震綜合預(yù)測砂巖符合率達(dá)到了86.5%，同時(shí)提交了超過4000×104t的探明儲量，并編制了開發(fā)方案，前期開發(fā)已經(jīng)見到了較好的效果。

3 結(jié)論

不同的地質(zhì)條件，地震資料的響應(yīng)特征不同，砂體預(yù)測的效果也有差別。對于厚度2～3m、分布零散、橫向變化快的砂泥巖薄互層，地震響應(yīng)上的識別很困難，需要在地震資料保幅處理技術(shù)上開展攻關(guān)，充分挖掘地震資料潛力，突出薄儲層的微弱信息，綜合運(yùn)用多種解釋方法，才能進(jìn)一步提高鉆井成功率。

[1]周永炳，崔寶文，周錫生 .大慶外圍扶楊油層難采儲量優(yōu)選界限及開發(fā)方案 [J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2006，28（4）：399～403.

[2]秦月霜，王彥輝，姜宏章，等 .大慶外圍油田河道砂體儲層預(yù)測技術(shù)及應(yīng)用 [J].石油學(xué)報(bào)，2006，27（增刊）：66～70.

[3]王延光 .儲層地震反演方法以及應(yīng)用中的關(guān)鍵問題與對策 [J].石油物探，2002，41（3）：299～303.

[4]鄒德江，于興河，王曉暢，等 .油藏研究中測井曲線標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)化方法探討 [J].石油地質(zhì)與工程，2007，21（4）：55～57.