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渤南地区河流相油田开发地震研究

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地区 河流 油田 开发 地震 研究
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第31卷增刊1 2009年6月 石 油 钻 采 工 艺 1 009 文章编号:100009)039—05 渤南地区河流相油田开发地震研究 夏同星李英黄江波 (中海石油(中国)有限公司天津分公司勘探开发研究院,天津300452) 摘要:渤海南部海域黄河口凹陷新近系油田群具有相同的构造背景和沉积环境,地质条件类似,需要针对影响油田开发 的关键问题开展技术攻关,形成一套有效的新近系河流相油田储层预测及描述技术系列。从地震资料入手,针对不同的研究 目的对地震资料做相应的目标处理;抓住该区砂岩百分含量低、砂泥岩界面处地震反射特征明显这一特点,优选地球物理技 术组合精细刻画储层;在钻前对潜力含油砂体定量描述,并纳入井网规划;最后利用实时可视决策系统对水平井进行实时随 钻跟踪,提高水平井钻探效果。从目前已经完钻的开发井来看,取得了很好的效果。 关键词:河流相油田;开发地震研究;储层预测;水平井随钻 中图分类号: 文献标识码:A on in 0I 00452,il in ea ag be to of be in—of by to of of on t of de D in 年来,渤海油田在渤海南部海域黄河口凹陷 新近系发现了一批河流相油田,主力含油层系在明 下段,埋深1000~1800 前进入建设期 的油气田共有9个,13座平台,要钻的开发井有近 200口。 这些油田具有相同的构造背景和沉积环境,地 质条件类似,油田开发中面临着一些共同的困难,主 要有以下几点:(1)断层发育、构造破碎。区域上,郯 庐断裂的西支呈北东向穿过该区,由于旋扭走滑作 用,再加以长期构造运动和差异压实作用,使其断裂 较为复杂,构造比较破碎。(2)砂层不发育、砂层厚 度薄、横向变化快。该区砂岩百分含量仅为10 ~ 20 ,单砂层厚度为2~12 均仅为4 单砂体的规模一般小于2 且横向变化较快。 (3)油水关系复杂,以岩性和构造一岩性油藏为主。 (4)砂体叠合程度较差、以水平井开发为主,对储层 预测精度要求较高。部分油田的水平井占生产井的 比例达8O%以上。(5)评价井少,探明程度不高。 作者简介:夏同星,1977年生。2003年毕业于西南石油学院矿产普查与勘探专业,获硕士学位,现从事开发地震研究工作。电话:022 —25803325,E—40 石油钻采工艺 2009年6月(第31卷)增刊1 渤海海域探井成本是周边陆地油田的5~10倍。在 探井、评价井数量很少的情况下,如何通过开发地震 研究提高对构造、储层、油藏研究的精度,减少油田 开发不确定性,成为摆在物探人员面前的一个重要 课题。 该区的开发地震研究就是要针对影响油田开发 的关键问题开展技术攻关,形成一套有效的新近系 河流相油田储层预测及描述技术系列,指导渤海南 部海域河流相复杂断块油田群高效开发。 开发地震的研究思路:以提高储层预测精度、降 低油田开发不确定性为核心,重点做好以下工作:加 强地震资料研究,深挖资料潜力;从该区的地质特点 出发,优选地球物理技术组合准确预测储层;分析油 田可能存在的潜力,纳入整体井网规划;利用先进的 技术手段保证开发井的钻探效果。 1地震资料目标处理技术 油田的地球物理研究首先是研究地震资料。 油田地震资料的好坏将影响对该油田构造特征、储 层发育规律、油气分布规律的认识,进而影响井位的 部署和开发井钻探结果,甚至是油田开发的成败。 因此,在油田开发之前,需要结合油田的地质特点深 入分析地震资料存在的问题,充分发挥处理、解释一 体化和处理技术的优势,对地震资料做相应的目标 处理。 针对该区不同区块地震资料存在的一些问题, 分别采用了相应的技术对策做了重处理。针对部分 区块地震资料采集处理时间早、成像差、断点不清晰 的问题,采用全三维叠前时问偏移处理方法对地震 资料做重处理,以改善成像品质;针对受采集条件限 制、同一工区多种采集方式拼接而成、资料品质不一 致的问题,重点对资料拼接处理技术做了攻关,提高 不同采集方式下地震资料在振幅、频率、相位方面的 一致性;针对部分区块砂体厚度薄、地震资料分辨率 低的问题,对资料做了拓频处理,以提高地震资料的 分辨率。 田平台的限制,采用了拖缆和海底电缆两种采集 方式,导致地震资料在振幅、频率等方面不太一致,2 种资料间的储层对比和预测有较大难度。 针对这个问题,对地震资料做了重新处理,重点 放在提高两种资料在振幅能量、频率、相位等方面的 一致性上。从重处理结果来看,重处理资料较好地 解决了2种资料间的一致性问题(图1),而且重处 理资料的波组特征更加清楚,海底电缆区分辨率也 得到一定提高。 图1 地震资料一致性拼接处理效果对比 Ef{of of 处理资料的同相轴连续性比重处理前增强, 一些同相轴细微的变化被抹去,而从井上来看,老资 料更能反映砂体的细微变化。如图2中的2—1507 砂体,井上钻遇厚度仅为3.1 m,用重处理地震资料 做的反演资料剖面上的砂体厚度却明显超过井上厚 度,而用老地震资料做的反演资料剖面上却显示砂 体在此处尖灭,与井上吻合较好。 图2反演资料对比 of 料重处理后,不同采集方式间一致性好,同相 轴连续性也好,波组特征明显,可用于研究储层在全 区的分布规律以及井间尤其是位于不同采集方式区 的井间储层对比;老地震资料同相轴信息丰富,细节 夏同星等:渤南地区河流相油田开发地震研究 41 更清楚,用于研究储层的横向变化。 2精细储层描述技术 .1储层地球物理响应特征分析 of 究思路:从油田地质特点出发,分析储层可能 的地球物理响应特征,处理强化该特征,并加以描 述。 该区砂层不太发育,砂岩百分含量仅为2O 左 右,砂岩上下往往都是几十米甚至近百米的泥岩,属 于典型的“泥包砂”地层组合,由于地层结构相对简 单,界面处的地震反射波相互干扰较少,有利于砂泥 岩界面处形成较强的地震反射。 从图3可以看出,井上的砂泥岩界面与地震剖 面上的强振幅有较好的一一对应关系,通过对地震 剖面作一定的处理后突出强振幅能够更清楚地看到 这一特点。强振幅波峰波谷成对出现,强波峰下紧 接着强波谷,波峰对应顶面反射,波谷对应底面反 射,波峰波谷同时减弱处,表现为砂岩尖灭,与前面 的理论分析非常吻合。所以,对于该区,强振幅就是 储层比较明显的地球物理响应特征。 图3 储层地球物理响应特征——强振幅 of of .2储层横向分布范围预测 of 究思路:根据单井储层发育的特点,分析储层 在地震资料上的响应特征;根据已钻井的岩心、测井 曲线等资料,划分井点处储层的沉积微相;采用属性 综合分析、波形分类地震相、分频等技术刻画出地震 相在平面上的分布,井震结合,描述储层在平面上的 分布规律。 一步的研究表明,振幅类的地震属性能够较好地反 映强振幅在平面上的分布范围。通过对比二油组、 三油组、五油组(图4)的沿层均方根振幅属性切片, 可以看到二三油组与五油组的强振幅分布范围的特 点不太一样,二三油组基本是连片分布,表明储层横 向分布比较稳定,而五油组则横向变化很快,表明储 层分布很不稳定。地质人员对岩心、测井等资料的 研究表明,二三油组为浅水三角洲沉积,五油组为曲 流河相的沉积。这与属性切片上表现出来的特征完 全吻合。 图4 MS of in 由此得到关于该油田储层横向分布规律的认 识:对于二三油组的储层,主要为三角洲前缘的沉 积,在横向上的分布相对比较稳定;而对于五油组的 储层,沉积环境为曲流河,所以横向变化很快。因 此,在做开发井井位优化时,要根据储层横向分布的 特点,对井位井型做出相应的选择。 2.3油田潜力分析 上油田开发成本很高,且开发井网往往一次 成型,后期调整余地较小,所以,要求在钻前就要对 油田的潜力有较清晰的认识,在布开发井井位的时 候,不但要考虑动用已探明的储量,还要考虑兼顾油 田可能存在的潜力储量,争取用最少的井,最大程度 动用油田的地质储量。 前每个断块都 已经有1~2口井控制,从构造方面已经很难再找到 大的潜力。所以,对油田潜力的挖掘,重点应该放在 井点处未钻遇或者较薄而在井点以外储层较发育的 砂体上。前面的分析表明,储层较发育的区域以及 储层物性较好的区域,地震剖面上都对应着强振幅, 所以,利用地层切片技术,三维可视化下的子体雕刻 42 石油钻采工艺 2009年6月(第31卷)增刊1 技术在明下段的主力含油层段对地震资料做整体解 剖,刻画出所有井点处振幅较弱而在井点以外振幅 较强的区域,以此作为油田开发的潜力砂体。 在井位优化时,在保证主力砂体井网的情况下, 对井轨迹做优化,使其兼探这些潜力砂体。一方面 能够尽量增加开发井钻遇的油层厚度,提高产量,降 低开发井井位的风险,另一方面,能够提高油田的动 用地质储量,最大程度地挖掘油田潜力。 2.4油气检测技术 现通过上述的地 球物理技术组合,能够准确预测储层的分布规律,所 以,在研究储层含流体性质 方面也做了一些探索性的工作。 。首先对地震资料分为近、中、中一远、远四个道 集进行叠加,分别提取子波,结合测井数据以及建立 的低频模型做同步出的数据体有纵 波阻抗、泊松比以及密度体。通过对已钻井的岩石 物理分析、类型定义,得到含烃砂岩、含水砂岩以及 泥岩的类型概率分布,再结合叠前反演输出的数据 体,加上地质模型以及压实模型,最后得到含烃砂 岩、含水砂岩、泥岩的岩性分类概率体。含流体性质方面所作的研究成果已经用于该油田 的井位优化,还需要在钻开发井过程中进一步验证 和完善。 3实时可视决策系统 .1 系统的创建及组成 of 区很多油田的开发都以水平井为主,水平井 钻井效果的好坏将决定油田开发的成败。水平井对 储层研究要求的精度较高,但对于一些问题,比如对 于一套l0 球物理方法来解决有一定的局限性。 为了保证水平井的钻井效果,提高水平井油层 及好储层的钻遇率,一方面加强钻前精细油藏描述 研究工作,提高储层预测精度;另一方面,渤海油田 组建了一套实时可视决策系统,通过对水平井随钻 模式的革新来确保水平井的钻井效果。 该系统主要分为3部分: (1)现场数据采集系统。包括地质录井、钻井工 程录井、随钻测井、随钻工程导向数据等各种资料。 (2)实时决策中心。主要包括地质研究工作站、 虚拟现实系统、开发井设计软件包及用于显示现场 数据的各种终端。 (3)数据接收、存储、转换系统。分别接收来自 现场和实时决策中心的各种数据及资料并实时传输 给对方。 通过该系统,把海上平台的随钻测井资料、录井 资料、钻时曲线及地质导向等各种数据实时传回实 时决策中心地震数据库及各种显示终端。物探、地 质、测井、油藏、地质导向、钻井等各专业的随钻人员 根据钻井结果,结合地震资料进行综合分析后,及时 对井轨迹的设计做出优化与调整,并将下一步的钻 进指令及相关图件反馈回钻井平台,现场和决策中 心各种数据实时共享、无缝链接,确保水平井段始终 在油层内钻进。 3.2水平并实时随钻研究 on in 油田很多砂体在构造的低部位都有底水,砂 体厚度在10 时,对于水平井来说,一两 米的误差也是非常关键的,而利用地震资料做深度 预测,很难达到这样的精度。另一方面,尽管在钻前 做了大量细致的研究工作,但是地震资料对于精细 刻画单砂体内部储层物性的纵向差异、砂体内部薄 泥质夹层的分布等问题具有一定的局限性,而水平 井必须尽量避免钻遇差储层或泥质夹层。 通过实时可视决策系统,能够较好地解决这些 问题。 (1)水平井精确着陆。对水平井着陆点深度进 行预测的时候,结合砂体顶面形态图上预测深度及 相邻井速度标定深度,考虑速度横向变化趋势,给出 一个预测深度。在水平井着陆过程中,根据目的层 上覆地层预测深度与实钻深度的误差,结合地震剖 面上地层变化趋势,不断修正着陆点预测深度,并及 时调整水平井着陆角度。 4口未钻领眼, 着陆点平均深度误差1.59 m。 (2)储层物性纵向变化研究。对于储层横向变 化,可以通过对沿层属性做综合分析、分频等技术得 到一定的认识。但对于水平段内储层的纵向物性变 化以及薄夹层的分布,在钻前准确给出预测有一定 夏同星等:渤南地区河流相油田开发地震研究 43 的困难。 在水平井随钻的过程中,通过控制钻头在储层 中的位置,在钻进的同时探明储层纵向上物性的差 异及薄夹层的分布,据此修正未钻主支段和分支轨 迹,一方面确保主支始终在储层物性最好的深度段 内钻进,另一方面,在有泥质夹层的情况下,可利用 主支和分支分别钻人不同的薄砂层,最大程度动用 地质储量。 (3)水平段轨迹深度控制。水活跃,19口水平井水平段下有底水的有7口, 这对水平段的深度控制提出了较高的要求,既要钻 在储层段内,又要尽量远离底水。虽然在着陆点附 近能够较准确地预测储层顶面深度,但由于地层横 向上速度的变化,水平井钻出一段距离后,顶面深度 预测的误差就有增大的可能,此时,水平段就有钻出 储层或离底水太近的风险。 通过实时可视决策系统对水平井做实时跟踪, 在分支有了一定有效长度后,在分支末端通过全力 增斜,探出储层顶面的精确深度,据此对未钻主支段 和分支的轨迹做出修正,使水平段既钻在储层内部, 又离底水有一定的距离(图5)。 图5水平段轨迹控制示意图 of in 结论 该区的开发地震研究,在已经开发的油田中 取得了很好的效果。最先完钻的均单井 油层厚度由m; 在钻前描述的潜力砂体有11个得到证实,尽管开发 单元由原来的12个增加到23个,但由于预案准备 充分,目前所有砂体的开发井网都基本完善;油田高 峰年产比钻前规划增加5O 以上。目前这套开发 地震研究思路与方法已在该区油田群的开发中得到 推广。 通过对该区的开发地震研究,主要得到以下几 点认识:地震资料是地球物理研究的基础,针对地震 研究中存在的问题,采用处理解释一体化工作模式, 对地震资料做相应的目标处理,针对研究目的不同, 选用相应的资料;渤南新近系河流相油田典型的“泥 包砂”地层结构,有利于在砂泥岩界面形成较好的反 射,砂层和强振幅有较好的一一对应关系,根据这一 特点优选地球物理技术预测储层能达到很高的成功 率;渤南地区新近系明下段上部为浅水三角洲沉积, 储层相对稳定,明下段下部为河流相沉积,储层横向 变化较快。在储层描述和井位优化中应充分考虑这 一特点;通过潜力砂体的预测和描述,并纳入整体井 网规划,能够有效地降低油田开发的风险,改善油田 开发效果;水平井随钻中的实时可视决策,能够克服 地球物理技术先天性的局限性,提高钻井过程中预 测精度,目前已在渤海油田水平井钻井中得到大规 模应用;油气检测技术对地震资料要求较高,取得的 一定认识还需要在随钻中不断完善和检验。 参考文献: [1] 刘雯林.油气田开发地震技术[M].北京:石油工业出 版社,1996. de ].1996. [2] 陆基孟.地震勘探原理[M].北京:石油工业出版社, 1996. of ]. 996. (修改稿收到日期2009—04—09) [编辑景 暖]
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