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塔河4区碳酸盐岩储层测井约束反演预测

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塔河 碳酸盐 岩储层 测井 约束 反演 预测
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塔 河 4区 碳 酸 盐 岩 储 层 测 井 约 束 反 演 预 测唐 湘 蓉 1   谭 仲 平 2, 3(1. 成 都 理 工 大 学 信 息 工 程 学 院   2. 中 原 油 田 分 公 司 勘 探 开 发 科 学 研 究 院   3. 中 国 地 质 大 学 ,北 京 )摘   要   碳 酸 盐 岩 储 层 预 测 一 直 为 世 界 性 难 题 。 塔 河 4号 油 田 奥 陶 系 碳 酸 盐 岩 储 层 以 岩溶 、 构 造 运 动 形 成 的 溶 蚀 孔 洞 和 裂 缝 系 统 为 主 ,具 有 埋 藏 深 ,非 均 质 性 强 的 特 点 。 文 中 对 利 用测 井 约 束 反 演 进 行 储 集 层 预 测 的 方 法 进 行 了 探 讨 ,通 过 初 始 波 阻 抗 模 型 的 建 立 、 合 成 地 震 记 录标 定 、 子 波 提 取 和 薄 层 识 别 等 技 术 ,结 合 本 区 特 点 ,对 碳 酸 盐 岩 储 层 进 行 了 追 踪 、 预 测 ,提 高 了碳 酸 盐 岩 储 层 预 测 的 可 靠 性 ,获 得 了 较 好 的 应 用 效 果 。关 键 词   碳 酸 盐 岩   测 井 约 束 反 演   储 层 预 测   波 阻 抗引 言奥 陶 系 地 层 不 整 合 — 岩 溶 缝 洞 油 藏 ,油 气 资源 潜 力 大 ,成 藏 条 件 好 ,是 塔 河 油 田 主 要 组 成 部分 。 该 区 碳 酸 盐 岩 储 层 具 有 如 下 特 征 : ① 基 块 属低 孔 、 低 渗 ,基 质 基 本 不 具 有 储 渗 能 力 ; ② 储 层 纵向 、 横 向 非 均 质 性 极 强 ; ③ 储 层 以 次 生 溶 蚀 孔 洞 和裂 缝 为 主 ; ④ 储 层 埋 藏 深 (5 300 ) ,主 要 沿下 奥 陶 系 风 化 面 以 下 300 内 发 育 [ 1 ]。 由 于奥 陶 系 顶 部 地 层 遭 受 过 强 烈 风 化 剥 蚀 ,地 震 反 射信 号 弱 ,连 续 性 较 差 ,给 储 集 层 预 测 带 来 了 困 难 。但 缝 洞 型 碳 酸 盐 岩 储 集 层 地 球 物 理 响 应 特 征 为 低速 、 低 阻 抗 和 高 孔 隙 度 ,测 井 曲 线 (电 阻 率 、 自 然伽 马 )有 异 常 响 应 ,因 此 ,综 合 地 震 、 地 质 、 测 井 、钻 井 、 开 发 动 态 等 资 料 ,利 用 测 井 约 束 反 演 技 术 ,将 测 井 资 料 和 地 震 资 料 有 机 地 结 合 ,对 奥 陶 系 不整 合 面 以 下 发 育 的 岩 溶 缝 洞 和 构 造 裂 缝 进 行 预测 ,可 提 高 储 层 预 测 的 可 靠 性 。  1  反 演 方 法 原 理 及 实 现 步 骤1. 1  方 法 原 理  测 井 约 束 反 演 是 一 种 基 于 模 型 的 波 阻 抗 反 演技 术 。 它 利 用 测 井 资 料 进 行 约 束 ,以 地 震 解 释 的层 位 为 控 制 ,从 井 点 出 发 ,内 插 外 推 ,形 成 初 始 波阻 抗 模 型 ;然 后 利 用 不 同 的 算 法 ,反 复 对 初 始 波 阻抗 模 型 不 断 进 行 迭 代 计 算 、 修 改 ,使 得 迭 代 后 的 模型 所 产 生 的 合 成 记 录 最 佳 逼 近 于 实 际 的 地 震 记录 ,最 终 的 波 阻 抗 模 型 便 是 约 束 反 演 的 结 果 [ 2 ]。具 体 的 处 理 流 程 如 图 1。图 1  测 井 约 束 反 演 流 程设 地 震 子 波 为 W ( t)、 反 射 系 数 序 列 为 R ( t) ,则 地 震 记 录 S ( t)适 合 层 状 介 质 的 褶 积 模 型 为S ( t) = R ( t) · W ( t) (1)31断 块 油 气 田第 12卷 第 3期                                                               2005年 5月收 稿 日 期   2004 - 11 - 18第 一 作 者 简 介   唐 湘 蓉 ,女 , 1967生 ,讲 师 ,在 读 硕 士 ,1989年 毕 业 于 中 国 地 质 大 学 (武 汉 )勘 察 地 球 物 理 专 业 ,现 从 事 应 用 地 球 物 理 的 教 学 工 作 和 地 震 地 质 综 合 应 用 的研 究 工 作 ,地 址 ( 610059) :四 川 省 成 都 市 成 华 区 二 仙 桥 东三 路 一 号 ,电 话 : (028) 84079971。根 据 定 义 ,可 将 离 散 反 射 系 数 R i 表 示 为R i =ρ i + 1 V i + 1 -ρ iV 1 V i + 1 +ρ iV i= 1 - 1 - )其 中 ,ρ 为 介 质 密 度 ; 质 速 度 ; 阻抗 。 将 式 (2)代 入 式 (1)得 离 散 褶 积 公 式 :   1 - 1 - W i (3)据 此 原 理 ,可 进 行 测 井 资 料 和 地 层 层 位 双 重约 束 下 的 三 维 波 阻 抗 反 演 。1. 2  反 演 过 程1. 2. 1  测 井 约 束 反 演 的 可 行 性测 井 约 束 反 演 的 关 键 是 地 层 之 间 存 在 波 阻 抗差 。 通 过 对 声 波 测 井 资 料 进 行 速 度 分 析 、 统 计 发现 ,塔 河 4号 油 田 奥 陶 系 缝 洞 型 碳 酸 盐 岩 储 层 与围 岩 之 间 存 在 明 显 的 速 度 差 异 。 奥 陶 系 碳 酸 盐 岩(灰 岩 ) 基 质 岩 块 致 密 , 地 震 波 传 播 速 度 很 高(5 900~ 6 000 m / s) ,但 当 碳 酸 盐 岩 中 存 在 裂 缝 、溶 洞 ,且 缝 洞 被 油 、 气 、 水 或 岩 性 差 异 大 的 物 质 充填 后 , 地 层 会 变 得 相 对 “ 疏 松 ” , 速 度 会 降 低(4 000~ 5 000 m / s)。 该 区 地 震 资 料 品 质 较 好 ,测 井 数 据 比 较 稳 定 、 可 靠 ,因 此 ,进 行 波 阻 抗 测 井约 束 反 演 是 可 行 的 。1. 2. 2  测 井 约 束 反 演 关 键 技 术1. 2. 2. 1  测 井 资 料 处 理主 要 包 括 环 境 校 正 和 标 准 化 处 理 。 由 于 声 波测 井 受 井 孔 、 仪 器 的 影 响 ,因 此 ,必 须 经 过 环 境 校正 和 标 准 化 处 理 后 ,才 能 获 得 接 近 地 下 岩 层 真 实的 测 井 响 应 ,确 保 初 始 模 型 建 立 和 测 井 约 束 反 演的 可 靠 性 。1. 2. 2. 2  子 波 提 取首 先 ,对 地 震 资 料 作 频 谱 分 析 ,确 定 地 震 子 波的 主 频 ;然 后 根 据 本 地 区 的 速 度 经 验 公 式 ,将 深 度 曲 线 转 换 为 时 间 曲 线 ,加 载 到 地 震 资 料 上 ;再 通 过 已 知 井 曲 线 和 井 旁 地 震 道 提 取 子 波 。  1. 2. 2. 3  合 成 地 震 记 录 制 作 及 层 位 标 定根 据 测 井 资 料 质 量 对 2种 情 况 作 合 成 地 震 记录 制 作 及 层 位 标 定 。声 波 资 料 相 对 较 好 时 ,直 接 采 用 声 波 曲 线 制作 合 成 地 震 记 录 及 层 位 标 定 (见 图 2)。 对 泥 浆 影响 严 重 、 声 波 资 料 较 差 的 井 ,利 用 电 阻 率 曲 线 受 环境 影 响 较 小 的 特 点 ,对 多 口 井 做 回 归 分 析 ,得 出 电阻 率 与 声 波 时 差 之 间 的 转 换 关 系 ,用 电 阻 率 曲 线转 换 的 拟 声 波 曲 线 制 作 合 成 地 震 记 录 。图 2  成 记 录 及 子 波1. 2. 2. 4  初 始 波 阻 抗 模 型 的 建 立建 立 合 理 、 准 确 的 初 始 波 阻 抗 模 型 是 减 少 反演 结 果 多 解 性 的 根 本 途 径 。初 始 模 型 的 横 向 分 辨 率 取 决 于 地 震 层 位 解 释的 精 细 程 度 ,纵 向 分 辨 率 受 地 震 采 样 率 的 限 制 ,为能 较 多 地 保 留 测 井 的 高 频 信 息 ,反 映 薄 层 的 变 化细 节 ,对 原 始 地 震 资 料 加 密 采 样 到 1 m s,使 测 井资 料 与 地 震 资 料 具 有 很 好 的 匹 配 ,提 高 了 反 演 结果 的 纵 向 分 辨 率 。1. 2. 2. 5  迭 代 反 演进 行 测 井 约 束 反 演 。 首 先 确 定 约 束 量 ,如 果测 井 资 料 质 量 好 ,施 加 的 约 束 量 可 达 80% ~85% ,如 果 测 井 资 料 质 量 较 差 ,施 加 的 约 束 量 仅 为30% ~ 40%。 一 般 而 言 ,迭 代 次 数 越 多 ,结 果 越 精确 。 本 次 反 演 选 取 迭 代 14次 ,约 束 结 果 较 为 理想 。 图 3为 过 北 向 (主 测 线 )波 阻 抗 反演 剖 面 。2  应 用 及 效 果 分 析下 奥 陶 系 碳 酸 盐 岩 致 密 、 坚 硬 ,波 阻 抗 值 高 ,但 其 中 发 育 裂 缝 、 溶 洞 ,且 裂 缝 、 溶 洞 被 泥 质 充 填或 富 含 油 气 时 ,都 可 引 起 波 阻 抗 的 降 低 ,因 此 利 用奥 陶 系 碳 酸 盐 岩 低 波 阻 抗 层 段 来 对 储 层 的 发 育 进行 预 测 。下 奥 陶 系 碳 酸 盐 岩 储 层 为 塔 河 4号 油 田 的 主要 含 油 气 层 ,目 前 勘 探 发 现 的 含 油 气 层 大 都 位 于该 套 地 层 风 化 面 以 下 150 的 古 地 表 岩 溶 带- 渗 流 岩 溶 带 的 上 部 ,并 且 风 化 面 以 下 50 气 的 主 要 产 层 。 储 层 以 裂 缝 孔 洞 型 为 主 ,油 气 主要 聚 集 在 裂 缝 孔 洞 型 储 层 内 。412005年 5月                               断 块 油 气 田                                 第 12卷 第 3期图 3  过 测 线 反 演 剖 面图 3所 示 为 过 反 演 剖 面 ,从 中 可 看出 :下 奥 陶 系 顶 面 以 下 0~ 150 段 ,储 层 很发 育 ,表 现 为 一 个 大 的 缝 洞 系 统 的 发 育 。 钻 井 及测 井 解 释 表 明 :下 奥 陶 系 顶 部 0~ 50 储 层厚 度 为 43. 5 m;进 山 50~ 100 储 层 厚 度 为43 m;进 山 100~ 150 m 层 段 储 层 厚 度 为 31 m。钻 井 结 果 与 反 演 结 果 吻 合 。3  结 论测 井 约 束 反 演 方 法 ,是 薄 层 储 集 层 预 测 和 油藏 精 细 描 述 的 关 键 技 术 ,已 在 塔 河 油 田 的 多 个 区块 中 广 泛 应 用 ,取 得 了 较 好 的 应 用 效 果 。 其 反 演结 果 为 油 田 勘 探 开 发 部 署 、 储 量 计 算 等 提 供 了 可靠 的 依 据 。测 井 约 束 反 演 结 果 的 质 量 ,首 先 要 有 较 好 品质 的 地 震 资 料 和 测 井 资 料 ;其 次 ,建 立 正 确 的 、 尽可 能 接 近 实 际 地 层 情 况 的 初 始 波 阻 抗 模 型 ,是 减少 其 最 终 反 演 结 果 多 解 性 的 根 本 途 径 ;最 后 ,要 综合 各 种 资 料 分 析 、 判 断 反 演 结 果 是 否 可 靠 ,并 做 出符 合 实 际 地 质 情 况 的 科 学 解 释 。测 井 资 料 具 有 纵 向 精 细 、 横 向 稀 疏 ,而 地 震 资料 纵 向 粗 略 ,横 向 密 集 ,测 井 约 束 地 震 反 演 方 法 把二 者 的 优 势 有 机 结 合 起 来 ,具 有 广 阔 的 发 展 前 景 。参 考 文 献1  康 玉 柱 . 中 国 新 疆 地 区 油 气 地 质 特 征 及 资 源 评 价 . 乌 鲁 木 齐 :新 疆 科 技 卫 生 出 版 社 , 20012  李 庆 忠 . 走 向 精 确 勘 探 的 道 路 . 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 , 1994(编 辑   王 淑 玉 )51第 12卷 第 3期                       唐 湘 蓉 等 1塔 河 4区 碳 酸 盐 岩 储 层 测 井 约 束 反 演 预 测                         2005年 5月2 12  3  M 2005a l to a in n J Ch , W ao et a Ga s F 2005, 12( 3) : 123to p p N In as is of In of a we a of on en t il a s i( en t, 57001, Ch , L u Hu i Ga s F 2005, 12( 3) : 426to to in of a of to in a to of in O il m ic eg u X i ( 1. Ch n n S e 00083, Ch , Y a l. Ga s F 2005, 12( 3) : 729 W , E, W ,N is by W E N of of by n l O u J n 10500, Ch , i ia et a l. Ga s F 2005, 12( 3) :10212M to of It of of m in e as in as of W e to m m M in O ng n n 10059,Ch Ga sF 2005, 12( 3) : 13215of is a by s p by p 12  3                                                                                2005of of of ic of p l sh ip w a iy en n om 57001, Ch , et a l. Ga s F 005, 12( 3) : 16218is a p It is in of m B im im en t es in o ( M en t D en t o. L , S D Ch . Ga s F 2005, 12( 3) : 19221of of to in to of By in of 00℃ , of H /C, H I us to ly p of in of in J in l la of en u (M en t D en t o. L , S D Ch . Ga s F 2005, 12( 3) :22224to is of of as is is to : it is in p m to J e l Sc o. L , S D Ch . Ga s F 2005, 12( 3) :25227In we in s3 s4 s ic on p of It of on o
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