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一个砂泥岩薄互层地区的储层预测方法及效果

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第 第 石 油 物 探 ∀ ! ∀ # ! 松原 李晓光一个砂泥岩薄耳层地区的储层预测方法及效果· 石油物探, 目前还是个难题。 本文摸索出了一套在低渗透薄互层地区可行的储层标定方法,建立了砂岩集中段与高分辨率地震相位的对应关系。 在波阻抗反演剖面上将层划分成四个砂岩集中段。利用! 工作站,分段进行了砂体和物性预测。还利用模式识别技术及已知井资料建立含油模式, 进行含油面积预测。 经上述工作, 预测含油面积又 平方千米,地质储量吨。 在预测含油面积范围内钻探 井,均获工业油流。关键词 层预测 薄互层 砂岩集中段! ! ∀# ∃ ! % & # ∋) ∗ ! % ∀ % ∃ ! ∋ % ∃ + , # % − + ∋% + ∗ ∀% # ) % ∀ . ∋ % & / 0 & ∀ ∋11∋ ∗ 1 ( ∋ & ∗ ! ∗ ∗ 2# ∀ ! + % ∀ ) ∀% & ∋% !3 44 一b e a r i n g a r e a . A n a r e a o f t h o u s a n d s o f s q u a r e k t e r a n d a g e o lo g lr e s e r v e o f h u n d r e d s o fm io n t o n s h a v e b e e n P r e d i e t e d . S w e h a v e b e e n d r il le d in t h e P r e d ie t e d a r e a , a l l o f w h i e o w 0 1 1 o f e o m m e r C i a l i n t e r e s t.K e y W o r d s:R e s e r v o i r P r e d i e t i o n,T h i n I n t e r b e d,S a n d S e e t i o n‘ L 1 X ia o g u a n g ,R e s e a n s t i t u D i v n e o 一 J i l i n o i l fi e l d , s o n g y u a n 13 1 2 0 0本文于 1994年6月 13 日收到,修改稿于 1994年7月25 日收到。‘ 石 油 物 探 34卷一、 前 一卫一日F 油层是区主要出油层。 这套地层厚120m 左右, 多属河流相沉积, 砂岩厚度变化大、连通性差、物性差、纵向不同层位出油, 横向重叠连片, 是典型的低渗透薄互层油藏。如何进行储层预测, 一直是个难题。 本文以2500多千米高分辨率地震资料、 8 0 多千米波阻抗反演资料、96口探井资料为基础。 在作站上, 利用地震新技术、新方法成功地进行了F 油层四个砂岩段的储层标定、砂体预测、物性参数预测、含油面积预测。 经钻井资料验证, 均见到较好的地质效果 , 为低渗透薄互层地区的储层预测摸索了一套可行的方法。二、 储层标定储层标定是储层预测的关键, 层位标定准确与否, 直接关系到储层预测的成败, 储层标定不准确, 后面的工作都是徒劳的。我们通过大量的标定工作, 探索了一套在砂、泥岩薄互层地区可行的储层标定方法。1. 高分辨率剖面的储层标定(l) 提取储层段实际子波制作合成记录常规方法用理论的雷克子波制作合成记录, 与实际剖面对比, 很多都对应得不好。 我们知道正确的子波应当是井旁地震道的时变和空变子波。 真正利用时变和空变子波制作合成记录又是很难实现的。 为此我们采用了在储层段即T:层以下1提取子波制作合成记录的方法。 这种方法制作的合成记录与剖面对应很好(图l)。图1 619 a )理论子波合成记录 (b )实际子波合成记录a) lw b) w ) 从已知相位对起进行储层标定目前无论用哪种方法制作的合成记录, 若想从浅层到深层完全与剖面吻合, 是需要做大量工作的, 其中包括各种校正。然而 , 经过校正后, 加入的人为因素又较多, 即使经过大量工作, 合成记录与实际记录完全对上, 除储层段外, 其它段均无实际意义。针对这种情况, 采用了直接进行储层标定的方法。第1期 一个砂泥岩薄互层地区的储层预测方法及效果T :反射层是松辽盆地主要时代界面和岩性界面, 其上下两套地层速度差异很大 , 使声波时差曲线形成明显的台阶状;在声波时差曲线上T:层深度容易确定。 T : 相位又是区域性的强反射相位, 特征十分清楚, 不论是在剖面上还是在合成记录上, 完全可以辨认, 都是已知的。 因此标定储层时, 采用直接从T:层对起的方法, 直接进行由于子波是从储层提取的, 又采用了上述方法标定储层, 一般合成记录与实际记录都吻合得很好。( 3) 去砂试验标定在利用上述两种储层标定方法的基础上 , 为建立用了“去砂试验”这一有效方法。 它是分别将声速曲线上的各砂岩段的砂岩声速编辑成与其围岩(泥岩)相同的速度, 再分别做合成记录。如果合成记录上某一砂岩段对应的同相轴消失或发生变化, 则证明此同相轴是这一砂岩段的反射, 否则不是。 经去砂试验, 证明了T:以下四个相位与 4 ) 综合对比标定〔, 〕综合对比标定法就是利用钻井录井剖面、测试曲线、各种速度曲线、地震合成记录和井旁高分辨率地震剖面,进行横向综合对比标定储层。 为了便于综合标定, 将等时的深度序列同时加密显示在合成记录上, 使F 油层 120 m 左右厚地层每10m 显示一深度值, 并且把各储层的顶底深度、F 油层的顶底深度输入解释系统,进行深度显示。 这种作法既有波形和地层的对应关系, 又有时间和深度的对应关系, 因此很接近在无井地区比较实用。( 5) 纵向放大标定F 油层一般120 m 左右厚, 对应剖面的T 。时间厚度小于10常规剖面上10高分辨率剖面增加到5一6个相位。 由于频率增高, 常规的纵向表10 为此, 我们将储层段作了纵向放大2倍显示, 即4c m 代表100使储层段内细微的波形变化容易分辨和对比, 从而提高了储层标定的精确程度。( 6) 建立砂岩集中段和地震相位的对应关系F 油层属河流相沉积, 砂岩横向连通性差, 纵向厚度变化大。 纵向上相邻砂层组的砂岩, 一般泥岩隔层都很小, 有的甚至是连通的, 造成地震反射相位与砂层组一般无对应关系 , 而与砂岩集中段存在较好的对应关系。只有建立同相轴和砂岩集中段的关系, 才能接近于储层实际情况。砂岩集中段砂岩比较集中, 也夹一些较薄的泥岩隔层, 是以砂岩为主的岩性组合。 纵向上它没有砂层组的界线, 同一砂岩集中段可以在同一砂层组内, 也可由相邻砂层组的砂岩组成。我们对区32 口井作合成记录进行储层标定后, 发现储层与地震反射相位有如下四种关系:¹ 不论正韵律还是反韵律地层 , 同相轴的波峰都与泥岩隔层较厚的砂泥岩分界面大体对应, 即同相轴是砂岩集中段顶界面产生的反射。º 只有当F 油层的四个砂岩集中段比较均匀地分布在这套地层内, 并且砂岩集中段之间有一定厚度的泥岩隔层时 , 同相轴一砂岩集中段一砂层组, 才有很好的对应关系(图2)。» 当某两相邻砂层组的上下两套砂层接近, 或者泥岩隔层很薄时, 两套砂层相当于一个砂岩集中甲段 ,产生一个同相轴, 这时同相轴与砂层组就无对应关系(图3)。¼ 当某一段地层内无砂岩时, 与其对应的同相轴将消失。探石 油 物{层、 }合录录 } 题一::浓不羚乒丰二一二二习二二二二= x ‘少图2—一一一~曰曰川山四....‘议飞达全八 , 一, “尸二 习 、卜;J 飞谧 】 一二“轰一———{畏策多二不二二二一手二二曝东)…三宾三卖三篡羹鑫鑫鑫l:一霍爵嫉案胜井三芬少二井粼三)过二咬芝岌燕丢=一“一注里竺左兀尸甲汉注, 一盟】代获J l 井595 rW e!1M i ‘ 一恩澎矛一一—一瞬嗯酷一斗一琉产一,一-—}遗魏居一一} ” ” 、i , :目, 分卜阮、 … 丫叹台“召‘笼.‘灌暇)了二感玲毛习公书卜山 ,万r 习云, 知己 一榨, 争湘 白刀 1 一J 洲眨 : 尸 }翎瞬务一一 i{ 下 、 ’柔蓬泣 . 一护护 —一牟呈至聋几一 二二T 忿_ 。二二幸到生二全车几一全舰翩商笋到更幼 腆班渐, 书阅二,—: 卜鬓绽 _~一 , , 18 e s o lu t io n s e e t io n fo r W e 1 8 o f L i n e N 7 6 并F 油层泄心毗腼洲姗阴纂移笋=井=== =土三幸三三攀刽一一一确,‘一绪舞卿一一,—一匡琴婀甘 ‘ 、车灸叼如 { ·. ,二 亏班笋沪军 { 、 一咬州 { )一军么嗽 1 1。 }匡豁绪 l , ‘ , 心吐 { , . 二 令巨 ::::(m)图4 M 16 e s o l u t io n s e e t io n fo r W e 1 6 o f L in e N 期 一个砂泥岩薄互层地区的储层预测方法及效果利用上述六种储层标定方法,标定了T 。一1、 T : 一: 、 T Z 一3 、 T Z 一4五个相位相对应的储层(图4)。T : 相位:相当于青山口组底界的反射, 是个大的区域连续界面。,一位:分别相当于F 油层由上至下 , 四个砂岩集中段顶界面产生的反射(图2))利用岩性剖面标定储层采用与波阻抗剖面纵向比例相同的钻井录井剖面, 直接进行波阻抗剖面的储层标定。( 2 ) 利用声速曲线标定储层[ 加密声速曲线时间和深度显示间隔, 使其能准确地读出各砂岩段的顶、底深度和时间。 再与井旁波阻抗反演道叠合比较, 标定出各砂岩段。( 3 ) 建立岩性速度模式标定储层利用这个地区89 口 已知探井声速 资料、试油资料, 建立了F 油层砂岩、泥岩、油层、水层的速度模式。 在利用岩性剖面声速曲线方法标定基础上, 再进行精确标定。经过标定, 将F 一2、F 一3和高速层大体相当于F 油层的四个砂岩集中段,低速层大体相当于相邻两个砂岩集中段之间的泥岩部分。三 、 波阻抗剖面经储层标定后, 将在解释系统上分层对砂岩段的顶底界面进行外推解释和闭合, 对于闭合差大的, 在以T:层闭合为准进行校正之后, 做出各砂岩段等厚图。图5 区F 一2段砂体分布图o f t h e F X a r e a·4 0· 石 油 物 探 34 卷各砂岩段是砂岩相对集中的砂泥岩岩性组合。 为了消除其中的泥质含量, 得到净砂岩厚度 , 必须将各层等厚图与同一层的砂泥比图相乘, 从而得到各段的砂体分布图(图5)。探区内m ;整体看, 东部部在探区内发现3个砂岩高值带, 二十六个砂体高值块。 将各层砂体高值区叠合后发现, x m 油田、 x M 油田外围, 均为砂体高值多次叠合区。预测的各层砂体厚度与钻井资料比, 。2. 孔隙度预测(l)利用反演速度预测孔隙度的可行性分析由于F 油层属于低孔隙度、低渗透率砂泥岩薄互层, 单层有效厚度2一3m 。 当储层中含不同流体时, 速度差异不大 , 即砂岩速度可看成是稳定的。 这时速度的变化主要与各砂岩段的孔隙度及泥质含量有关。为了消除泥质含量对速度的影响, 采用了岩心分析有效孔隙度与含泥质储层声速直接进行拟合的方法 , 建立已知井储层声波时差和孔隙度函数关系, 这样, 储层速度变化主要是受孔隙度所制约的。 再利用波阻抗资料, 作出各砂岩段的平均速度图。 之后将各层速度转换成孔隙度, 从而达到预测孔隙度的目的。( 2) 反演速度的校正大量的井旁波阻抗反演地震道与测井道对比结果说明 ,尽管测井声速曲线与井旁反演道速度曲线形态对应得很好, 但两者速度存在一定差异。 一般F 油层反演速度普遍比测井速度偏高。 因此必须利用测井速度对波阻抗反演速度进行校正, 以提高反演速度的精度。( 3 ) 孔隙度预测利用42 口井107 块样品, 用最小平方线性回归拟合出孔隙度必与声波时差么T 的线性回归方程, 用来描述孔隙度随声波时差变化的定量关系。 其关系如下式:必= 从而得到各层的孔隙度图(图6)。、丫广?\。亡们今训高、护比洲图6 区X 个砂泥岩薄互层地区的储层预测方法及效果预测的各层孔隙度一般为10% 一18 % , 最高达23 % 。 整体看, 东部孔隙度高, 西部孔隙度低。 各层孔隙度与同一层的砂体分布图叠合后大体吻合。将各层孔隙度的高值区进行叠合后发现, F 油田以北至田北、x m 油田东是孔隙度高值区。预测孔隙度与钻井岩心分析孔隙度相比, 平均相对误差为巧% 。3. 渗透率预测(l)利用孑储层中孔隙之间一般都是相互连通的。 由于储层孔隙的连通, 使它不仅具有储存油气的能力, 而且还具有流体在储层中渗透的能力。 储层岩石粒度大小、分选程度、胶结物质、地层温度等, 既是影响孔隙度的主要因素, 也是影响渗透率K 的主要因素。 由于这两种参数影响密切相关, 决定了孔隙度和渗透率之间必然存在着固有的相关性, 因此可以利用孔隙度资料预测渗透率。( 2) 预测方法根据孔隙度和渗透率的相关性, 利用49 口井107 块样品, 建立岩心分析渗透率与孔隙度的关系式:K = e(o· 4 7 。一6· 5 7 )可见孔隙度和渗透率具有明显的相关性。 将各层孔隙度数据代人上式, 从而得到各层渗透率图(图7)。图7 区F 一1段渗透率图X 10一, 最高达 巧X 10一3林m “。 整体看各层渗透率,东部为高值区, 西部为低值区。 x m 油田、 x M 油田外围为高值区。 与砂体高值区孔隙度高值区叠合后 , 大体吻合。 预测的各层渗透率与钻井岩芯分析渗透率比, 平均相对误差为25 % 。4. 含水饱和度预测(l) 可行性分析‘ 石 油 物 探 34 卷含水饱和度(s, ) 是描述储层被油气充满程度和计算储量的重要参数。 储层的孔隙结构、渗透性、油气性质和油气排水动力等, 是影响储层含水饱和度的主要因素。 它们之间的关系是十分复杂的, 很难找出准确的数学关系, 采用多元线性回归分析方法, 才可能解决它们之间的相关性和定量性。,(2) 预测的方法从区 17 口井9魂块样品建立的岩芯分析孔隙度与含水饱和度、岩芯分析渗透率与含水饱和度关系曲线上 , 发现F 油层的含水饱和度与孔隙度及渗透率均呈线性关系。将含水饱和度孔隙度必进行线性回归拟合得到下式 一 渗透率的对数行线性回归拟合得到下式: 水饱和度随着孔隙度和渗透率的增加而降低。 这说明储层孔渗性好,油气排水的阻力就小, 油气饱和度就高, 而含水饱和度就低, 即含水饱和度受孔渗参数的影响。单一参数不能比较准确的反映含水饱和度变化, 因此, 将含水饱和度对孔隙度和渗透率的对数做二元线性回归拟合得到下式:一 这说明含水饱和度与孔隙度、渗透率同时相关。将各层孔隙度、渗透率代人上式, 得到各层含水饱和度图(图8)。匡互日·~ 一匡到林一巨三];\图8 区X 个砂泥岩薄互层地区的储层预测方法及效果各层含水饱和度一般为20 % 一50 % , 最高达70 % 。 将含水饱和度图纵向叠合后 , 发现已知油田含水饱和度 ; 区西部必> 10% ;尤> 0一5又一。一3o m Z。º 声波时差、渗透率与含油关系模式(图]2 )。当储层为油层时必须满足:△? 妻235拼s/m 。当△T 在23 0一23 5娜/m 之间变化时, 一般为油水同层。» 含水饱和度与含油关系模式(图13)。当储层为油层时必须满足:‘。镇50% 。利用上述三个储层含油模式, 对各层孔隙度、渗透率、声波时差、 含水饱和度图进行可能含油面积解释。 再将同一层可能含油面积叠合, 完全重合或重合次数多的, 确定为某一层的预测含油面积, 即预测的含油面积必须满足上述三个模式。6. 分层储量计算·4 4. 石 油 物 探 34卷/了入, 急、少从汾鞭眺/一、之,厅弃万不刁一, , 二二刁 { }含汕面积 L/‘一! 含汕川惯优线 匕一卫_ _J 开仅图10 区F 一1段模式识别图X ar 10 沁0 、 : .::.:)召 入、() 15减 10 一11,0 0 明。劝 O O 0O 23. 汕层 汕汉二3 15O 荧光不含汕图1 区办K 与含油关系图 (a) b) 区T he 一K v a l u e s t o t h e 0 11一b e a r in g s it u a t io n a ) t h e Xi n ar e b ) t h e X M 肚首次采用了分层计算方法, 即将预测的各层有效厚度、物性参数、含油面积及计算的各层体积系数、原始气油比、原油采收率、油层含水饱和度等参数, 分别代入储量计算公式计算。 这样比常规的把整个F 油层各段用一个参数计算得出的计算结果更接近客观实第 1期 一个砂泥岩薄互层地区的储层预测方法及效果 · 4 5 T > 28加s m!0 一, 协\0 11一100 220. 油层 油浸2石0 300O 荧光 不含油,飞稽 200 220240260280300 八层 e 水层 9 x 地区△T 一K 与含油关系图T 一lu e s to t h e 0 1 1一b e a r in g5 it u a t io n i n t h e F X 肚x 地区含油关系图to 11一b e a r in g5 i t u a t i o n i n t h e F X a r e 主要地质成果(l) 对区F 油层油气控制因素有了新的认识。 此区是在西倾的区域构造背景下 , 东部以岩性断块圈闭为主, 西部以岩性和物性差异圈闭为主, 纵向不同层位含油, 横向重叠连片,属低渗透薄互层油藏。图14e a r i n 地区F 油层含水面积预测图11ar 石 油 物 探 34 卷(2 )从预测成果看:田与田是连通的, 南与田相接, 西与田相接,北到第一松花江 。 过去的几个中小型油田 , 实际是一个连片的大油田。( 3) 预测含油面积又又 X 平方千米, 石油地质储量X 又又X 万吨。( 4) 在预测含油面积内钻探的7 口探井, 最近试油后均获工业油流(图14)。四 、 结 论(1)河流相沉积的砂泥岩薄互层地区, 由于砂岩纵横向频繁变化, 地震相位与砂层组一般没有较好的对应关系。 建立地震相位与砂岩集中段的关系, 较接近客观实际。( 2) 受地震分辨率所限, 砂泥岩薄互层的储层预测 , 只能识别分辨率以内的砂岩相对集中段。 特殊地质条件下 , 才可能分辨较薄的单砂层 。( 3 ) 利用模式识别技术可预测含油面积, 成功与否的关键是精确的储层标定和模式识别参数的选择。( 4) 建立储层含油模式, 预测含油面积的方法, 在砂泥岩薄互层地区是可行的, 钻井资料较多地区效果更好。参加本项目研究的还有吉林油田地质调查处研究所毕建军、徐连军、王振明等同志;并得到了王希成、陈凤民、郑英子、韩金霞等同志的帮助, 在此一并致谢。参 考 文 献「门 李庆中,《走向精确勘探的道路》1 9 9 3 年。[2] 谭明友、刘宝贵、王立春,应用道积分剖面解释埋乌油田的砂体, 《石油地球物理勘探》, 1 9 9 1 年第5期。( 上接第51 页)参 考 文 献〔1三 陈禺页等产分形与混沌理论在地球科学中的应用》,学术出版社, 1 9 1 年。「2] 刘式达, 地球系统模拟和混沌时间序列, 《地球物理学报》, 1 9 0 , 3 。【3] 肯尼思 、法尔科内著, 曾文曲等译, 《分形几何—数学基础及其应用》, 东北工学院出版社 ,1 9 9 1 年。[4] 林鸿溢等, 《分形论—奇异性探索》, 北京理工大学 , 飞992 年。[5] 何光明等, 分形理论在油气检测的尝试, 《石油地球物理勘探》,1 9 9 3,v 。 ( 6) :7 5 3 一756 。「闺 江泽涵, 《拓扑学引论》,
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