埕島油田東南部館上段河道砂體儲層預測技術(shù)

武群虎，高喜龍，楊啟浩，李琳艷，劉少斌

(中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257237)

0 引 言

埕島油田是20世紀80年代在勝利淺海海域發(fā)現(xiàn)的一個大型油田，區(qū)域構(gòu)造上位于渤海灣盆地濟陽坳陷、渤中凹陷及埕寧隆起帶三者交匯處的埕北低凸起東南端，埕北低凸起分別被4個新生界生油凹陷所包圍，具有優(yōu)越的油氣成藏條件，有利勘探面積約為650 km2[1]。自埕島油田發(fā)現(xiàn)以來，歷經(jīng)近30 a的勘探開發(fā)，探明形成了從太古界到新生界明化鎮(zhèn)組深、中、淺3個構(gòu)造層，4套巖相類型，7套含油層系，7種油氣藏類型，多層樓結(jié)構(gòu)的典型復式油氣聚集帶[2]，已建成年產(chǎn)原油能力達300×104t，成為中國淺海海域投入開發(fā)的最大油田。近幾年，圍繞尋找效益儲量，積極轉(zhuǎn)變勘探思路，重新對館上段河道砂油藏進行認識。該類油藏具有埋藏淺、成本低、易動用、產(chǎn)量高、效益好等特點。但由于其儲層具有縱向多期疊置、橫向變化快、單砂體薄且分布零散等制約儲層預測的不利因素，在一定程度上影響了探井的成功率。因此，針對埕島油田東南部館上段油藏的特點，采用地球物理綜合預測技術(shù)開展河道砂體儲層預測，形成一套行之有效的儲層預測方法，以期為油藏精細勘探開發(fā)提供依據(jù)。

1 儲層基本特征

1.1 地質(zhì)特征

鉆井揭示館上段(Ngs)自下而上分為7個砂層組，其中，Ngs6—Ngs1砂層組為主要含油層系，細分為30個小層。研究表明，館上段為曲流河沉積，巖性以中砂巖、細砂巖、粉砂巖、紫紅色和雜色泥巖為主，砂體為正韻律沉積，具有典型的河流相“二元結(jié)構(gòu)”沉積特點，發(fā)育了主河道、河道邊緣、河漫灘及泛濫平原等4種類型沉積微相。儲層分布廣泛，埋深約為1 170～2 000 m，含油井段約為300 m。儲層物性以高孔高滲為主，孔隙度為21.0%～34.5%，平均值為29.0%，滲透率為310～1 850 mD，平均值為710 mD，具有良好的正相關(guān)性。

1.2 地球物理特征

館上段地震資料有效頻帶頻率約為5～55 Hz，主頻約為27 Hz，主力含油層段泥巖速度為2 000～3 000 m/s，平均為2 600 m/s，砂巖速度為2 400～3 600 m/s，平均為2 800 m/s，整體上砂巖平均速度高于泥巖平均速度，但砂、泥巖速度有較大重疊范圍。按λ/4計算調(diào)諧厚度，地震資料可分辨厚度下限為26.0 m，而實際單砂體厚度為5.0～15.0 m。通過井震精細標定，儲層在地震剖面上呈強振幅、中強振幅、中弱振幅反射特征，連續(xù)性差，且地震同相軸可能是一個甚至多個砂泥巖薄互層疊加的反射結(jié)果,這使儲層預測縱橫向識別難度進一步加大。

2 地震資料高分辨率處理技術(shù)

為了提升地震資料的分辨能力，利用信號純度譜的有色反褶積技術(shù)[3]，對目的層地震數(shù)據(jù)進行提高分辨率處理。該技術(shù)是以信號純度譜作為反褶積的期望輸出，在輸出的子波頻譜中，高信噪比頻段得到增強，低信噪比頻段被消弱，同時對輸出頻譜進行有色補償，進一步提高地震資料反映薄層細節(jié)的真實能力。

對比高分辨率處理前后的地震數(shù)據(jù)，處理后的地震資料分辨率和信噪比得到了很好的兼顧，分辨率有了一定程度提高，適當拓寬了高低頻范圍，主頻提高至35 Hz，理論上處理后的地震數(shù)據(jù)可分辨儲層厚度下限為20.0 m。同時，在高分辨率處理地震成果剖面上，河道砂體地震響應(yīng)特征更加清楚，波組特征更加明顯，砂體橫向邊界更易識別，有助于準確判斷砂體橫向連通性以及識別薄層砂體。

3 地球物理預測技術(shù)

3.1 單屬性儲層預測

3.1.1 均方根振幅屬性

振幅類屬性在反應(yīng)儲層流體性質(zhì)、物性參數(shù)及巖性變化等方面具有明顯優(yōu)勢，是目前應(yīng)用最為廣泛的地震屬性之一[4-6]。通過提取目的層11類與振幅相關(guān)的地震屬性，分析不同振幅在計算方法及反映地質(zhì)現(xiàn)象變化等方面的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)均方根振幅屬性最能表現(xiàn)河道砂體的沉積變化關(guān)系，優(yōu)選均方根振幅屬性對砂體平面展布進行預測。

為了能獲取更為準確的均方根振幅屬性，對目的層Ngs45、Ngs54及Ngs61小層頂、底界面進行地震加密閉合精細解釋。沿頂、底界面確定時窗范圍，對均方根振幅屬性進行了提取。圖1為Ngs45小層均方根屬性展布特征，圖中振幅能量變化能夠很好地反映河道的邊界。顯示為紅色—黃色區(qū)域為中、高振幅值，代表主河道分布范圍，平面上呈北東向條帶狀分布，與沉積物源輸入方向基本一致。經(jīng)與實鉆井統(tǒng)計分析，吻合率達到84%以上，認為均方根振幅屬性能較好地識別研究區(qū)河道砂體的展布形態(tài)。

3.1.2 分頻屬性技術(shù)

分頻屬性技術(shù)是一種以小波變換、傅立葉變換等為核心的頻譜分解技術(shù)[7]，為近幾年較為流行的薄互層儲層特色預測技術(shù)。該技術(shù)能夠充分利用地震數(shù)據(jù)的高、中、低頻信息，通過分析不同沉積儲集體在頻率域內(nèi)的變化特征，較好排除時間域內(nèi)不同頻率成分的相互間干擾，從而得到高于傳統(tǒng)地震分辨率的解釋結(jié)果[8]，實現(xiàn)對儲層發(fā)育規(guī)律的有效預測。

圖1 Ngs45小層均方根振幅屬性平面分布

將重新處理后的地震數(shù)據(jù)體分解為多個單頻地震數(shù)據(jù)體，相對于原始地震剖面，分頻處理后的地震剖面，振幅能量強度稍微變?nèi)?、同相軸變細，但同相軸之間的接觸關(guān)系更加清晰，縱橫向視覺分辨率明顯提高。圖2為以Ngs45小層頂、底界面為時窗，提取15～40 Hz不同分頻數(shù)據(jù)體的均方根振幅屬性。

圖2 Ngs45小層均方根振幅分頻屬性

由圖2可知，較寬河道在較低頻率圖像的成像較好，窄河道在較高頻率圖像中的成像較好。在35、40 Hz分頻屬性平面圖上，相對中—高值均方根振幅區(qū)域(紅—黃色)儲層和相對低均方根振幅區(qū)域(藍色)非儲層的分界線較為清晰，砂體完整的形態(tài)和邊界也最為清楚，尤其是與測井解釋油井和試油試采井的標定結(jié)果吻合程度高，證實了35、40Hz頻率數(shù)據(jù)體更有利于對薄層砂體的識別。

3.2 地層切片技術(shù)

地層切片技術(shù)是地震沉積學研究的主要技術(shù)手段之一[9-10]，其是通過在具有等時對比意義的地震同相軸之間進行等比例內(nèi)插來生成的系列切片，其本質(zhì)上是一種變時窗的屬性分析技術(shù)，考慮了沉積速率平面位置的變化，具有比時間切片和沿層切片更好的等時性[11-12]。因此，地層切片的屬性分析更能反映同一沉積時期的地質(zhì)信息。

以T1、Ngs4、Ngs5和Ngs6頂面等4個等時界面作為參考層，以2 ms為采樣間隔，等比例提取30個地層切片。在地層切片“甜點”屬性圖上(“甜點”屬性為振幅與頻率之比)，紅—黃色代表強“甜點”，指示砂巖，藍色代表空白反射，指示泥巖。由圖3可知，館上段從早期到晚期沉積時，沉積類型由辮狀河沉積演變?yōu)榍骱映练e，砂體發(fā)育規(guī)模和分布由大變小、由集中變分散、由厚變??；由于河道流向的改變，帶狀砂體的展布方向也由南西北東向變?yōu)槟蠔|北西向，每個砂層組發(fā)育期又包含1～3個次級周期，砂體發(fā)育規(guī)模和展布均有相應(yīng)的變化。

圖3 館上段地層切片“甜點”屬性

3.3 地震波形指示反演薄層預測技術(shù)

地震波形指示反演是在傳統(tǒng)地質(zhì)統(tǒng)計學基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高精度反演方法，它是在等時地層格架約束下，利用地震波形的橫向變化代替變差函數(shù)來表征儲層的空間變異性，在貝葉斯框架下，優(yōu)選高相似、空間距離近的井作為有效統(tǒng)計樣本建立初始模型，進行高分辨率井震聯(lián)合模擬，實現(xiàn)地震波形約束下的井間儲層預測，使反演的縱橫向精度同時提高，克服了傳統(tǒng)反演技術(shù)對密度和速度的過多依賴，可滿足薄層砂體定量預測的要求[13-15]。

采用地震波形指示反演技術(shù)。對館上段儲層進行了預測(圖4)。由圖4可知：縱向上，充分利用了測井樣本信息，分辨率遠高于地震，有效地反映了目的層段3.0 m以上的薄儲層；橫向上，砂體條帶狀、土豆狀分布的邊界更加清晰，油水關(guān)系更加合理。從參與反演井和檢驗井的相互驗證情況來看，實鉆與預測油層厚度符合程度高，預測油層平均總厚度為28.8 m，實鉆油層平均總厚度為26.3 m，51口完鉆井砂體厚度預測吻合程度達91.3%，說明波形指示反演技術(shù)可以有效地提高砂體預測精度。

圖4 地震波形指示反演連井剖面

3.4 三維可視化技術(shù)

三維可視化技術(shù)充分利用三維地震數(shù)據(jù)體信息，可以直觀、快速地進行地震屬性體的雕刻和綜合分析，通過調(diào)節(jié)透明度和顏色，可以更加清晰地顯示出不同時期河道砂體等的空間展布特征[16-19]，進而達到對層位和砂體解釋結(jié)果實現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)控的目的。

應(yīng)用三維可視化技術(shù)對均方根振幅、分頻和地層切片等進行了三維可視化雕刻，通過平面與空間相結(jié)合，追蹤出砂體的空間分布形態(tài)和規(guī)模。如圖5所示，河道砂體的三維可視化顯示特征清晰明了，地震均方根振幅、分頻和地層切片等屬性能夠精細雕刻出館上段河道砂體的的輪廓。CB37、CB371在地震剖面上顯示相互連通，在三維空間顯示為2個獨立砂體，實鉆結(jié)果也證實了2個砂體具有不同的油水界面，這可通過儲層預測結(jié)果進行解釋，可以較好地在空間上展現(xiàn)多期河道砂體的分布規(guī)律。

圖5 館上段Ngs45小層砂體三維立體顯示

4 儲層預測效果

綜合利用上述技術(shù)，對埕島油田東南部館上段河道砂體展布進行了精細預測。主力河道Ngs45、Ngs54、Ngs61小層砂體在平面上呈北東向條帶展布，結(jié)合油氣成藏控制因素分析，以含油高度40 m為限，有利含油面積為15 km2。依據(jù)預測結(jié)果，2016至2018年相繼部署了CB376、ZH111等12口探井。截至目前，完鉆探井4口，且全部鉆遇儲層，其中，3口井鉆遇油層，均獲高產(chǎn)工業(yè)油氣流，探井成功率達75%，新增控制石油地質(zhì)儲量為310×104t。實鉆結(jié)果與鉆前預測對比表明，目的層砂體深度預測準確，砂體厚度5.0 m以上單砂體鉆遇率達到了90%，3.0～5.0 m單砂體的描述精度也得到了相應(yīng)提高，預測誤差普遍在控制范圍之內(nèi)。

5 結(jié) 論

(1) 地震均方根振幅、分頻屬性、地層切片等單屬性，對儲層反映較好，可對儲層進行定性預測，能較好地識別研究區(qū)河道砂體的平面分布范圍。

(2) 地震波形指示反演是儲層縱橫向精細預測的有效方法，實現(xiàn)了對薄互層的定量表征與預測，驗證結(jié)果證實了該方法的預測效果，為后續(xù)井位部署提供可靠依據(jù)。

(3) 利用三維可視化技術(shù)進行屬性、砂體等雕刻，可更加清楚顯示出不同時期河道的空間展布特征，可快速直觀地對屬性和砂體等進行合理地質(zhì)解釋。