河流相儲層橫向預(yù)測技術(shù)研究

河流相儲層橫向預(yù)測技術(shù)研究

渤海灣區(qū)河流儲層的垂直和水平巖性變化較大。廣泛分布于砂泥混合相和砂泥交叉層，連續(xù)性較差。受目前技術(shù)水平和方法的限制,河流相儲集層橫向預(yù)測難度很大,尤其是圈定儲集層邊界和通過井間內(nèi)插外推來定量解釋儲集層分布困難更大。河流相儲集層分布預(yù)測是我國東部各油田增儲上產(chǎn)的重要基礎(chǔ)工作之一,預(yù)測精度直接影響著井位部署以及滾動(dòng)勘探開發(fā)工作的成敗。本文對適用于渤海灣地區(qū)河流相儲集層橫向預(yù)測的方法進(jìn)行探索。標(biāo)準(zhǔn)儲層的測量和跟蹤1地震剖面對比準(zhǔn)確識別所研究儲集層在地震剖面上的反射層位,是儲集層橫向預(yù)測的前提與基礎(chǔ)。采用自然伽馬曲線、電阻率曲線、密度曲線、聲波時(shí)差曲線、層速度曲線、巖性剖面、地震合成記錄和地震剖面,進(jìn)行綜合對比(見圖1),可大大提高儲集層標(biāo)定精度。但在河流相儲集層的砂巖集中段,砂層與砂層之間往往被薄的泥巖層所分割,某一同相軸常常不能代表某一砂層組的反射,因此在標(biāo)定大套儲集層后,還需使用去砂實(shí)驗(yàn)法來檢驗(yàn)同相軸與砂層組的對應(yīng)關(guān)系。2儲層跟蹤(1)反射剖面波阻抗反演方法用常規(guī)地震剖面解釋儲集層,不能完全反映砂層厚度、范圍的變化。應(yīng)用綜合反演技術(shù),使用巖心、測井等資料來標(biāo)定常規(guī)界面型地震反射剖面,將其轉(zhuǎn)換成巖層型測井剖面,可以將地震資料與鉆井資料直接連接,達(dá)到追蹤儲集層、解釋巖性的目的。目前的波阻抗反演方法可分為疊前反演和疊后反演兩大類。三維測井約束反演是疊后反演方法之一,是適合油田研究儲集層分布的一種有效手段。(2)層替換效果的評價(jià)在進(jìn)行測井約束反演之前,必須對井資料進(jìn)行環(huán)境、井徑等一系列校正。筆者采用層替換(電阻率測井替換聲波測井)的技術(shù)進(jìn)行測井曲線校正。對于河流相地層,采用統(tǒng)計(jì)法(主要有交會圖法和多元回歸法)將聲波替換為電阻率的效果較好。例如,根據(jù)老爺廟油田M28-6井的地層對比結(jié)果,2057～2061m井段應(yīng)為砂層,圖2中的自然伽馬和電阻率的曲線特征都表明這一點(diǎn)。未進(jìn)行層替換處理時(shí),聲波時(shí)差和密度測井曲線對該砂層的響應(yīng)不明顯(見圖2a);采用多元回歸方法,用自然伽馬與電阻率對聲波時(shí)差和密度進(jìn)行層替換處理后,聲波時(shí)差和密度測井曲線對該砂層有了明顯響應(yīng)(見圖2b)。(3)儲集層厚度計(jì)算利用反演資料確定儲集層厚度有3種方法:①當(dāng)儲集層厚度大于1/4波長時(shí),直接解釋其厚度;②當(dāng)儲集層厚度小于1/4波長時(shí),用反射波特征點(diǎn)法或色標(biāo)法解釋其厚度;③對于薄互層,借助于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)模擬方法,將鉆井、地震相結(jié)合,綜合確定其邊界和厚度。存儲層的特征參數(shù)提取1厚度估算常用波阻抗剖面來確定河流相儲集層的厚度。在解釋追蹤儲集層的平面分布、厚度變化時(shí),變速成圖、色標(biāo)解釋校正是兩項(xiàng)重要的關(guān)鍵技術(shù)。(1)頂、眼底構(gòu)造在解釋平臺上,利用三維空間變速度場進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換,就可追蹤儲集層的頂、底面,獲得儲集層頂、底面構(gòu)造圖。這種方法提高了預(yù)測儲集層分布形態(tài)的精度。(2)砂體厚度校正河流相儲集層厚度較薄,用鉆井標(biāo)定色標(biāo)方法解釋常會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,加之時(shí)深轉(zhuǎn)換中的速度影響使解釋厚度與鉆井厚度之間有一定差異,因此要進(jìn)行厚度校正。用上述方法預(yù)測廟北地區(qū)館陶組Ⅱ砂層組砂體厚度分布(見圖3)的結(jié)果,該地區(qū)西北部和廟7井南側(cè)的砂體薄,東北角和西部的砂體厚。鉆探證實(shí),該預(yù)測結(jié)果不但揭示了該區(qū)館陶組砂巖整體分布規(guī)律,而且圈定了古河道展布范圍,確定了古河道的擺動(dòng)方向。2間隙度預(yù)測對于碎屑巖地層的孔隙度估算,目前特別強(qiáng)調(diào)綜合研究,極其注重泥質(zhì)含量和壓實(shí)程度的影響。本文用以下兩種方法預(yù)測河流相儲集層孔隙度。(1)儲層參數(shù)的確定波阻抗估算孔隙度既使用了時(shí)差(層速度)信息,又使用了密度信息,比單獨(dú)用時(shí)差或密度估算孔隙度更為精確。用波阻抗估算孔隙度的方程為:ρv=?ρf+(1???M)ρm+Mρsh?Δtf+(1???M)Δtm+MΔtshρv=?ρf+(1-?-Μ)ρm+Μρsh?Δtf+(1-?-Μ)Δtm+ΜΔtsh對該方程進(jìn)行變換,得到的預(yù)測孔隙度方程為:?=(1?M)(ρm?ρvΔtm)+M(ρsh?ρvΔtsh)ρv(Δtf?Δts)?(ρf?ρs)?=(1-Μ)(ρm-ρvΔtm)+Μ(ρsh-ρvΔtsh)ρv(Δtf-Δts)-(ρf-ρs)式中M——泥質(zhì)含量;Δtsh——泥巖時(shí)差,μs/m;Δtf——孔隙中流體的時(shí)差,μs/m;Δtm——巖石基質(zhì)時(shí)差,μs/m;Δts——純砂巖時(shí)差,μs/m;ρ——觀測密度,g/cm3;ρm——巖石基質(zhì)密度,砂巖取值為2.65g/cm3;ρf——流體密度,水取值為1.07g/cm3,油取值為0.85g/cm3,氣取值為0.00072g/cm3。在提取該方法所需參數(shù)時(shí),必須進(jìn)行泥質(zhì)(特別是結(jié)構(gòu)泥質(zhì))含量校正、流體校正和壓實(shí)校正。用測井資料計(jì)算泥質(zhì)含量仍采用時(shí)間平均方程的方法。但在生產(chǎn)中,為保證準(zhǔn)確求取泥質(zhì)含量,一般采用多種方法同時(shí)計(jì)算,并用巖心資料進(jìn)行檢驗(yàn),取誤差最小者。(2)孔隙度計(jì)算及應(yīng)用統(tǒng)計(jì)法估算孔隙度主要有交會圖法和多元回歸法。在勘探開發(fā)程度較高的地區(qū),已鉆井日益增加,應(yīng)用密度資料估算孔隙度已是主要方法。由于河流相地層孔隙度的變化不僅與速度(時(shí)差)的變化有關(guān),還可能與泥質(zhì)含量、儲集層厚度、顆粒的大小和分選等因素有關(guān),因此常用多元回歸法來預(yù)測孔隙度,通過回歸分析明確主要的變量,最后擬合出主要變量與孔隙度的函數(shù)關(guān)系。3河流相儲集層滲透率滲透率不僅取決于孔隙度的大小,還與孔隙體積和孔隙結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。根據(jù)對大量資料的統(tǒng)計(jì),河流相儲集層的滲透率是孔隙度和粒度中值的函數(shù)。河流相地層中的砂巖縱、橫向分布穩(wěn)定性均較差,因此必須綜合應(yīng)用巖心分析資料、測井資料和地震資料,并細(xì)分層系、細(xì)分流動(dòng)單元來預(yù)測滲透率。(1)井孔滲透率計(jì)算①提取粒度中值應(yīng)用自然伽馬測井相對值計(jì)算粒度中值,對曲流河相地層效果較好,但對快速沉積的粗相帶(如辮狀河沉積的近源相帶)效果明顯變差。②計(jì)算井孔滲透率確定粒度中值后,利用下面公式計(jì)算井孔滲透率:lgK=D1+D2lgMd+D3lg?lgΚ=D1+D2lgΜd+D3lg?式中K——滲透率,10-3×μm2;Md——粒度中值,mm;?——孔隙度,%;D1,D2,D3——經(jīng)驗(yàn)系數(shù),一般D2取值為1.7,D3取值為7.1,D1與砂巖壓實(shí)程度、膠結(jié)物含量、分選性有關(guān),其值通常隨壓實(shí)程度增大而增大,隨膠結(jié)物含量增加和分選性變差而減小。(2)孔隙度對集層特征參數(shù)的影響在預(yù)測了井孔的孔隙度后,利用井資料建立孔隙度與滲透率的關(guān)系式。地震信息連續(xù)性較好,能很好地控制井間內(nèi)插與外推,使用地震資料來估算儲集層的滲透率分布,利于預(yù)測儲集層特征參數(shù)的空間分布。根據(jù)對大量統(tǒng)計(jì)資料的分析,滲透率常常隨孔隙度的增大而增大。但對于河流相地層,在孔隙度高值區(qū),孔隙度與滲透率的相關(guān)性很好,交會圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)集中分布且有規(guī)律,偏離擬合曲線較小;而在孔隙度低值區(qū),孔隙度與滲透率相關(guān)性變差,交會圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)較分散,偏離擬合曲線較遠(yuǎn)(見圖4)。其原因可能與泥質(zhì)含量和壓實(shí)程度有關(guān),當(dāng)泥質(zhì)含量增大、壓實(shí)程度加強(qiáng)時(shí),雖然孔隙度和滲透率都隨之減小,但孔隙度的變化幅度小,由于孔隙連通性變差,滲透率的變化幅度大,使二者的相關(guān)關(guān)系變差。儲集層特征分區(qū)在儲集層預(yù)測中,交會圖是連接巖心、測井和地震信息的紐帶。但河流相沉積的巖性、巖相變化快,交會圖上數(shù)據(jù)點(diǎn)分布往往不集中,采用最小平方法回歸數(shù)據(jù)得到關(guān)系式,進(jìn)行儲集層預(yù)測,勢必影響預(yù)測精度,有必要用井孔觀測數(shù)據(jù)對預(yù)測的儲集層參數(shù)進(jìn)一步校正。但井孔信息與地震信息的采樣尺度處于兩個(gè)極端,如何把縱、橫向精度都極不匹配的儲集層信息結(jié)合起來,是儲集層特征參數(shù)結(jié)構(gòu)重建的目標(biāo)。傳統(tǒng)的估值方法不能解決儲集層地震特征參數(shù)與井孔觀測數(shù)據(jù)的尺度不匹配問題,因此不能正確地描述儲集層參數(shù)的空間分布規(guī)律。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)利用一切可以獲得的地震、地質(zhì)、鉆井和測井資料,借助于變差函數(shù)這一有力工具,采用模擬技術(shù)獲取儲集層空間分布的可靠規(guī)律。圖5就是采用序貫高斯模擬法重建的柏各莊凸起N70×1區(qū)塊孔隙度分布的實(shí)例。圖5a為結(jié)構(gòu)重建前的孔隙度分布,圖5b為結(jié)構(gòu)重建后的孔隙度分布,可見在儲集層的邊緣和無鉆井區(qū),與單純用地震或測井資料估算的孔隙度值相比較,用序貫高斯模擬法得到的孔隙度估計(jì)值更接近實(shí)際,分布規(guī)律的結(jié)構(gòu)性也有很好的改善,經(jīng)井孔數(shù)據(jù)校正,其相對誤差可縮小6%～12%。預(yù)測工具和方法應(yīng)用測井約束反演技術(shù),在細(xì)分層系、細(xì)分流動(dòng)單