薄互层精细地质统计学反演技术在惠州油田文昌组开发中的应用

2013-12-23邹晓萍黄映仕余国达曾有良李秀英

石油地质与工程 2013年3期

邹晓萍，黄映仕，余国达，曾有良，李秀英

（中海石油深圳分公司，广东深圳518067）

1 问题的提出

珠江盆地东部地区经过20多年的勘探和开发，多数油田已进入开发中后期，并且后备油气储量不足，为保持稳产、高产，必须转变思路，开拓新的勘探开发领域，向深部地层要产量。

惠州油田文昌组砂岩为古近系始新统辩状河三角洲前缘-前三角洲沉积，油田内仅有两口井钻遇该地层，东部地区也仅有几口井的钻井资料。由于油藏埋藏深（大于3 600 m），且由砂泥岩薄互层组成，单个砂体厚度多数小于1 m 并受大断层影响，地震资料品质差，又因靠近基底超覆现象使得构造解释多解性强，因此对该区的研究不仅要落实构造形态、储层展布和储层物性的空间变化、进而落实储量，还要提出合理的油藏开发方案。

2 叠前高分辨率地质统计学反演

地质统计学反演是以变差函数为基本工具，将随机模拟理论与地震反演相结合的反演方法，它由两部分组成，即随机模拟过程以及对模拟结果进行优化并使之符合地震数据的过程。

2.1 地质统计学反演思路［1-2］

文昌组砂岩储层埋藏深，为满足砂泥岩薄互层开发阶段油藏精细描述的需要，采用了叠前地质统计学反演。首先对大套沉积的文昌组地层包括泥岩盖层用叠前约束稀疏脉冲反演的方法进行了叠前确定性反演，一是认识区域内岩性的分布规律和趋势，二是求取水平变差函数；然后用随机模拟方法针对薄层储层进行预测，它是将目前比较先进的马尔科夫链蒙特卡罗模拟与基于模型反演相结合，从井点出发，井间遵从地震数据，综合了地震数据的横向分辨率高和测井数据的垂向分辨率高的优势，提供了大量超过地震数据带宽的细节内容，同时趋势又和地震数据完全相同，从而大大提高了薄砂体的识别能力和构造解释的准确性，为精细地质模型和油藏模拟提供依据。其反演流程如图1所示。

图1 惠州25-4文昌组砂岩储层地质统计学反演流程

2.2 叠前约束稀疏脉冲同时反演，反映出砂体分布趋势

岩石物理模型是地震反演的基础，而高品质的测井数据对岩石物理建模至关重要，因此除了应用多参数回归方法对关键的弹性参数测井数据进行环境校正和应用直方概率模型对两口井进行了标准化处理外，还采用多元线形拟合的方法重构了井眼垮塌层段的密度、声波曲线，如图2所示。

根据HZ25-4油田2口井测井、取心资料，结合弹性参数的分布特征，将岩石划分为孔隙砂岩、致密砂岩和泥岩三种岩石相。孔隙砂岩呈现出低阻抗和高孔隙特征，泥岩呈现出中阻抗和低孔隙特征。

为保证地震信息与测井信息的高度统一，在进行地质统计学反演之前，需要进行确定性反演。针对古近系文昌组地层的复杂性，采用多角度道集同时反演（AVO／AVA 约束稀疏脉冲同时反演），它是以常规约束稀疏脉冲反演技术为基础，对不同偏移距叠加后的多个地震数据体同时进行反演，生成纵波阻抗、纵横波速度比等数据体。

图3 为同时反演得到的波阻抗剖面，低阻泥岩的底界即文昌组砂岩的顶界，其界面反射清楚且连续，从而提高了构造解释的精度和准确性。上覆泥岩厚度平面上有明显的变化，2口井钻井也证实了这一点，但砂体内部的分辨率有限，还不能真正反映薄砂层的分布。

图2 惠州25-4-3井密度和声波曲线重构

图3 过惠州25-4-1和惠州25-4-3井的波阻抗剖面

2.3 叠前地质统计学反演与砂泥岩薄互层的空间展布［5-6］

储层预测关注的重点是文昌组砂泥岩薄互层井间的变化情况，其空间各向异性用变差函数表征。测井垂向采样率为0.125 m 一个样点，因此可认为垂向变程通过井上样本点统计得到；而水平变程由于工区内仅有2口井则由叠前约束稀疏脉冲反演的波阻抗数据体计算得到。变差函数计算在地层模型控制下分岩石相进行，然后通过实验选取合适的变差函数模型将其拟合成三维变差函数。

叠前地质统计学反演用来研究确定性反演无法识别的薄储层，本次采用了Zoeppritz方程来进行。在进行高分辨率的岩性模拟时，应用马尔科夫链-蒙特卡洛模拟，同时生成高分辨率的岩石弹性参数体，然后合成各个偏移距的地震记录并与实际地震数据进行对比，以此控制单个岩性实现的合理性。在提高纵向分辨率的同时会引入误差，通过应用多次的等概率模拟，一方面保证了所有的模拟结果均和井资料、地质信息以及主要的连续变量（地震资料）相吻合，另一方面可以客观地对误差进行评价。这是目前解决横向非均质性强、薄层油气藏描述的最佳方案。

图4为叠前确定性反演和叠前地质统计学反演结果的对比，由图可知，确定性反演对大套的孔隙砂岩有好的预测作用，但是其分辨率较低；而地质统计学反演对于薄层孔隙砂岩有更好的预测作用。垂向上孔隙主要发育在地层的顶部和下部，中部孔隙砂岩发育欠佳；平面上厚度小于2 m 的单个砂体连续性较差。

3 地质模型和开发方案

3.1 地震反演数据体转化［7-9］

AVA 叠前地质统计学反演可获得多个等概率的岩性体、纵／横波阻抗体等，因波阻抗与孔隙度有很好的相关性，其结果作为数据输入通过协模拟可以获得高精度的地震反演孔隙度模型。在孔隙度协模拟阶段，首先，统计阻抗的概率密度函数。然后，通过阻抗和孔隙度测井曲线统计两者的相关关系，即云变换关系；最后结合实测孔隙度曲线，就可以协模拟出一系列孔隙度实现。

图4 叠前确定性反演和叠前地质统计学反演结果对比

将地质统计学反演得到的高分辨率地震网格系统的孔隙度体转化到角点网格的地质体中，惯用的方法是地震数据的二维重新采样或以Rescue格式输出地震数据，但从三维到二维信息丢失严重。本项目通过反复试验，最终通过Petrel地质建模软件的插件“EMFT”实现了地震网格和角点网格间从三维到三维岩性、孔隙度属性体的转化（图5）。通过对井和剖面的对比看出：角点网格不仅保留了薄储层在平面上和垂向上的展布特征，而且操作上切实可行。

图5 地震网格到角点网格转化流程

3.2 动态地质建模和油藏开发方案

在孔隙度模型的地质建模中采用了随机模拟中最常用的序贯高斯模拟方法。模拟计算以岩相控制，将反演孔隙度体作为第二变量通过协克里金方法对孔隙度模型的计算进行体对体的条件约束，使反演孔隙度体对模拟计算起到有效的趋势控制作用，精细表征了砂岩储集层孔隙度的空间变化。

砂岩储层储集空间以孔隙为主，渗透率和孔隙度的相关性好，因此渗透率模型是利用孔隙度体作为第二变量通过协克里金方法进行体对体的条件约束来建立的，采用的也是随机模拟中最常用的序贯高斯模拟方法。

地质模型被建立起来以后，它能否反映地下储层的实际情况需要验证。通过数值模拟对油层流体运动规律的认识来对地质模型加以筛选或验证，即依靠油藏模型预测的生产曲线与实际生产对比，若两者拟合较好，就可以认定该地质模型能反映文昌组砂岩的空间展布特征。油藏数值模拟完成历史拟合后对文昌组砂岩所需开发井井位、井数、井类型、井的长度等进行了优化，结果表明：文昌组砂岩还需钻3口大角度斜井。因文昌组砂岩为砂泥岩薄互层，单层厚度多数小于1 m，大角度斜井的开采效果比水平井、直井好。3口井部署不仅考虑了平面上和垂向上孔隙和断层的发育情况，同时还要考虑钻井的可行性。部署的3口井均为大位移井，水平位移大于6 000 m。