二維地震模型正演在東海某氣田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

許勝利 李炳穎 王中華 王臘梅 劉傳川

二維地震模型正演在東海某氣田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

許勝利1李炳穎2王中華1王臘梅1劉傳川1

（1.中海石油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司2.中海石油（中國(guó)）有限公司上海分公司）

東海某油氣田群的部分主力儲(chǔ)層厚度薄且橫向變化快，故其常規(guī)地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度低，不能滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)井的部署要求。為提高對(duì)鉆井地質(zhì)的精確預(yù)測(cè)，采用多地震模型正演，并結(jié)合實(shí)際地震剖面進(jìn)行模型優(yōu)選，局部開(kāi)發(fā)井的部署和鉆井預(yù)測(cè)起到了較好的預(yù)測(cè)和指導(dǎo)作用。圖5參9

地震模型虛擬井正演優(yōu)選

東海某油氣田群包含多個(gè)含油氣構(gòu)造，主力油氣層分布在花港及平湖組，地層巖性以砂、泥巖為特點(diǎn)。儲(chǔ)層以三角洲和潮坪沉積為主，薄儲(chǔ)層發(fā)育，儲(chǔ)層厚度和物性具有橫向變化快的特點(diǎn)。

1 儲(chǔ)層精細(xì)預(yù)測(cè)存在的難點(diǎn)及對(duì)策

1.1 地震資料品質(zhì)較差

地震資料受噪音的影響，品質(zhì)較差。疊前道集上主要表現(xiàn)為遠(yuǎn)近道地震頻帶不一致、信噪比不一致、地震反射軸存在劃弧現(xiàn)象（圖1），近、遠(yuǎn)道集地震振幅變化趨勢(shì)與基于測(cè)井地質(zhì)模型進(jìn)行的疊前正演道集振幅變化趨勢(shì)不一致（圖2）；疊后純波數(shù)據(jù)體信噪比低，且不同處理版本存在較大的差異。

圖1 具有劃弧現(xiàn)象的疊前道集

圖2 道集振幅變化趨勢(shì)圖

1.2 儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法及存在的不足

（1）定性?xún)?chǔ)層預(yù)測(cè)

利用地震屬性[1]對(duì)儲(chǔ)層平面展布進(jìn)行快速定性預(yù)測(cè)，是儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的常用方法之一，但由于縱向上受薄層或鄰近薄層分布的影響，當(dāng)儲(chǔ)層較薄或薄互層發(fā)育時(shí)，利用地震屬性進(jìn)行定性預(yù)測(cè)往往存在地震屬性變化規(guī)律與已鉆井儲(chǔ)層變化不一致的現(xiàn)象，影響預(yù)測(cè)的可靠性。

（2）定量?jī)?chǔ)層預(yù)測(cè)

定量?jī)?chǔ)層預(yù)測(cè)包括確定性反演和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演，其反演結(jié)果都受到初始地質(zhì)模型的制約，而地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演（包括疊前地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演和疊后地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演）在利用已鉆井作為硬數(shù)據(jù)提高縱向分辨率外，其橫向反演結(jié)果嚴(yán)重受到變程大小的影響。

確定性反演（模型約束的波阻抗反演［2］）和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演［3-4］，若在初始模型中沒(méi)有體現(xiàn)客觀存在的一些地質(zhì)現(xiàn)象（地層尖滅、上超、下超等），則在反演結(jié)果中難以獲得以上客觀存在的地質(zhì)現(xiàn)象。地震反演中建立地質(zhì)模型就是利用地震層位進(jìn)行模型約束。而地震層位解釋是在地震層序指導(dǎo)下進(jìn)行的空間閉合的等時(shí)界面追蹤，在局部很多地方，并不能反映地層巖性界面的變化趨勢(shì)，造成反演精度有限。

1.3 對(duì)策

在常規(guī)地震儲(chǔ)層反演的基礎(chǔ)上，針對(duì)油氣開(kāi)發(fā)井部署的局部區(qū)域，以地震剖面為基礎(chǔ)，在目的層分布段上依據(jù)剖面中局部地震同相軸的變化，加密構(gòu)建地質(zhì)模型的控制層，并附以不同的巖性變化組合，優(yōu)選出正演地震特征最接近實(shí)際地震剖面的巖性剖面作為結(jié)果。

2 地震模型正演[5-9]

2.1 地震模型正演必要性的確定

在利用構(gòu)造、儲(chǔ)層、含油氣分布等資料確定開(kāi)發(fā)井位的基礎(chǔ)上，利用過(guò)目標(biāo)井及已鉆井的地震剖面，進(jìn)行兩井點(diǎn)地震特征對(duì)比及觀察地震同相軸變化，若地震同相軸出現(xiàn)增加、減少、胖瘦變化較大而反演地震剖面中沒(méi)有刻畫(huà)時(shí)需要進(jìn)行精細(xì)的局部地震模型正演（圖3）。

圖3 設(shè)計(jì)井點(diǎn)B處出現(xiàn)地震同相軸增加的現(xiàn)象

2.2 構(gòu)建合理的構(gòu)造模型

精細(xì)的地震層位解釋和進(jìn)行必要的地震層位加密，是構(gòu)造合理的構(gòu)造模型的基礎(chǔ)；其次，要設(shè)置合理層間的接觸關(guān)系，為了增加與實(shí)際地震剖面的可對(duì)比性，在時(shí)間域進(jìn)行地震建模和正演。

2.3 利用虛擬井控制模型屬性

（1）二維模型剖面的選取

模型剖面的選取以已鉆井為出發(fā)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)井點(diǎn)（或水平段），并終止于與已鉆井點(diǎn)（直井）地震特征具有較高相似性的點(diǎn)（如終止點(diǎn)A與已鉆井），見(jiàn)圖3。

（2）設(shè)置虛擬控制井及特征曲線

分別在剖面中設(shè)計(jì)井點(diǎn)和與已鉆井（直井）地震特征相近點(diǎn)設(shè)置虛擬井（如在B和A點(diǎn)設(shè)置虛擬井1、井2）：首先，拷貝已鉆直井（至少包括波阻抗曲線、分層和時(shí)深關(guān)系）并通過(guò)改變井頭坐標(biāo)的方式建立虛擬井；接著，在虛擬井點(diǎn)處通過(guò)對(duì)時(shí)深關(guān)系的拉伸和壓縮使得地質(zhì)分層與對(duì)應(yīng)的地震解釋層位一致然后，確定目的層段儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層的波阻抗相對(duì)高低關(guān)系，通過(guò)改變波阻抗的高低來(lái)實(shí)現(xiàn)巖性的改變。

2.4 多地質(zhì)模型構(gòu)建與優(yōu)選

（1）多地質(zhì)模型構(gòu)建

以已鉆井為基礎(chǔ)，在二維模型剖面中通過(guò)調(diào)整時(shí)深關(guān)系得到相對(duì)巖性組合固定的已鉆井（X1井）和A點(diǎn)虛擬井2，利用B點(diǎn)虛擬井1通過(guò)不同的巖性變化組合（波阻抗變化）來(lái)構(gòu)建可能的地質(zhì)模型（圖4），可以看出，A點(diǎn)的地震特征與已鉆井具有高度的相似性。因此，在構(gòu)建地質(zhì)模型時(shí)，A點(diǎn)的巖性曲線特征可以通過(guò)拷貝已鉆井并調(diào)整局部巖性厚度來(lái)獲得，而B(niǎo)點(diǎn)巖性曲線特征可以通過(guò)拷貝已鉆井并改變局部地層巖性獲得。

（2）地質(zhì)模型優(yōu)選

地震反演具有多解性，因此需構(gòu)建多個(gè)地質(zhì)模型進(jìn)行篩選排除，針對(duì)地震變化的實(shí)際特征構(gòu)建了6種不同的巖性變化組合的地質(zhì)模型：

模型一：改變H3c頂面解釋方案（圖4a）。

B點(diǎn)處地震層位解釋下移一個(gè)同相軸，這樣的解釋方案造成H3c與H3d在平面上無(wú)法閉合。因此，H3c與H3d層位解釋合理，構(gòu)造模型沒(méi)有改變的可能性。

模型二：H3c儲(chǔ)層及上下儲(chǔ)層橫向穩(wěn)定（圖4b）。

地震模型正演結(jié)果表現(xiàn)為地震同相軸橫向連續(xù)性強(qiáng)，與實(shí)際地震剖面差異較大，模型不合理。

模型三：H3c儲(chǔ)層變厚，底部泥巖變薄（圖4）。

正演結(jié)果表現(xiàn)為影響H3d頂面地震反射，使其地震反射能量減弱，與實(shí)際地震剖面差異較大，模型不合理。

模型四：H3c儲(chǔ)層上部?jī)?chǔ)層穩(wěn)定，下部泥巖變純凈（圖4d）。

模型正演結(jié)果表現(xiàn)為內(nèi)部和底部出現(xiàn)弱的反射界面，與實(shí)際地震剖面差異較大，模型不合理。

模型五：H3c儲(chǔ)層相變?yōu)槟鄮r（圖4e）。

模型地震正演結(jié)果表現(xiàn)為H3c上、下界面清晰，與實(shí)際地震剖面差異較大，模型不合理。

模型六：H3c儲(chǔ)層相對(duì)穩(wěn)定，H3d頂部巖性由砂巖變?yōu)槟鄮r（圖4f）。

模型地震正演結(jié)果表現(xiàn)為影響H3d、H3c界面的地震反射特征，與實(shí)際地震反射特征具有較高的相似性，為推薦的最優(yōu)地質(zhì)模型。即在B點(diǎn)（虛擬井1）處H3c儲(chǔ)層發(fā)育，厚度變化不大，而H4d頂部泥巖發(fā)育。地層巖性厚度的變化量以時(shí)間變化量乘以層速度來(lái)獲得。

圖4 地質(zhì)模型圖

3 實(shí)鉆效果分析

虛擬井1點(diǎn)處的對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)井X1-1井于2015年9月開(kāi)鉆，并于11月鉆穿H3d地層，實(shí)鉆結(jié)果顯示儲(chǔ)層發(fā)育情況與推薦模型六（圖4f）一致（圖5）。實(shí)鉆結(jié)果表明地層層位解釋合理，推薦模型六儲(chǔ)層預(yù)測(cè)準(zhǔn)確合理。實(shí)鉆檢驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了在儲(chǔ)層變化復(fù)雜的地區(qū)，利用地震模型正演能更精確的預(yù)測(cè)局部?jī)?chǔ)層的復(fù)雜變化。

4 應(yīng)用前景

圖5 實(shí)鉆結(jié)果

東海油氣田主力油氣層儲(chǔ)層橫向變化劇烈，對(duì)于儲(chǔ)層的精細(xì)預(yù)測(cè)有迫切的需求；其次，薄儲(chǔ)層的開(kāi)發(fā)也早已提上各油氣田的工作日程，薄儲(chǔ)層具有橫向變化快的特點(diǎn)，需要地震模型正演對(duì)局部?jī)?chǔ)層分布進(jìn)行細(xì)化；而利用二維地震模型正演就可以快速準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)目標(biāo)區(qū)儲(chǔ)層的精細(xì)變化；最后，模型地震正演在大多數(shù)地震儲(chǔ)層反演軟件中都能較為方便地實(shí)現(xiàn)(如Jason、HRS軟件等)。因此，地震模型正演對(duì)于薄儲(chǔ)層的精細(xì)預(yù)測(cè)具有重要的意義，并將得到廣泛的應(yīng)用。

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（修改回稿日期2015-12-20編輯陳玲）

許勝利，男，1972年出生，1995年畢業(yè)于石油大學(xué)綜合勘探專(zhuān)業(yè)，高工；現(xiàn)在中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司從事非常規(guī)油氣地球物理預(yù)測(cè)研究。地址：（300457）天津市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)洞庭一街與微山路交口泰達(dá)科技發(fā)展中心2號(hào)樓608室。電話：（022）66907022，13920717790。E-mail：xushl3@cnooc.com.cn