南堡油田沙一段优势储层预测技术

2014-02-17徐文会邢文军高文中

特种油气藏 2014年4期

徐文会，邢文军，高文中，吴鑫，高斌

(中油冀东油田分公司，河北唐山 063004)

引言

南堡油田位于南堡凹陷的南部，发育南堡3号、南堡4号等5个有利构造带，圈闭继承性发育，生储盖组合条件优越，油气资源丰富。由于南堡油田受多个物源体系控制，储层变化快，储层非均质程度高。目前，地震属性、反演种类繁多，单一方法很难适应多个地区、不同储层类型的需求，特别是在致密砂岩发育、砂泥岩波阻抗叠置严重的区块，无法有效区分优质储层[1]，预测流体更加困难。沙一段是南堡油田的重点勘探开发层系，由于受沉积微相控制，储层变化快，导致相邻很近的钻井储层变化大，储层预测符合率不高，开展目标区沙一段优势储层预测技术研究是油田勘探开发的迫切需求。因此，优选南堡4号构造和堡古2区块作为典型地质特征的目标区块进行优势储层预测。

1 岩石物理特性分析与敏感参数优选

1.1 岩石物理特性分析

岩石物理特性是连接地震数据、储层属性与参数的桥梁[2]，通过岩石物理特性研究可建立地球物理参数与地下岩石参数的定量关系[3]。工区内有横波数据的井有限，所以在敏感参数分析前需要依靠岩石物理建模来模拟一些重点井的横波曲线。岩石物理模型分析是在建立理论岩石模型基础上，应用流体和矿物构成以及岩石结构等基础信息，获得有效的岩石弹性属性。根据对实测的弹性波曲线与模拟曲线的对比结果来确定模型参数。在建立了岩石物理模型后，利用模型参数可以较为容易地预测建模井不存在的横波曲线。根据岩石物理建模流程和解释得到的岩石物理体积模型，对南堡4号构造和南堡3号构造的目标井进行正演计算。

1.2 敏感参数优选

南堡3号构造沙一段主要是一套水下扇沉积，其上部发育一套反韵律为主的砂砾岩—砂岩—粉砂岩与深灰色泥岩不等厚互层，块状砂岩发育，埋深大于4 000 m，试油单井产量达百吨。根据沙一段的实际地质情况，制作了南堡3号构造沙一段砂泥岩纵波阻抗直方图(图1)。

由图1可知，砂岩的纵波阻抗偏高，泥岩波阻抗偏低，砂岩和泥岩有部分叠置，纵波阻抗对区域内的大套砂岩分布有很好地预测作用，因此，叠后确定性反演技术能很好地预测南堡3号构造沙一段的集中段储层。

图1 南堡3号构造沙一段砂泥岩纵波阻抗直方图

南堡4号构造沙一段中发育较为广泛的致密砂岩，通过交汇分析发现，砂泥岩纵波阻抗叠置严重。根据南堡4号构造的实际地质情况，建立了不同含油饱和度与不同孔隙度条件下的泥质砂岩及灰质砂岩的纵波阻抗和纵横波速度比叠前反演成果定量解释模板(图2)。模板右下角1组线簇的交点A为100%石英骨架点的响应。D点为100%方解石骨架点的响应。AB线为纯含水砂岩线，由AB线可知:孔隙度增加，纵波阻抗减小，纵横波速度比增大。这1组线簇最下方的AC线为100%饱含油的砂岩线，其反映出饱含油的砂岩孔隙度增加，纵波阻抗减小，纵横波速度比变化不大。2条线之间按照含油饱和度10%的递增有9条混合流体砂岩线。砂岩的线簇中包括了5条垂直方向的等孔隙度变化线(①～⑤)，由右到左分别代表了孔隙度为5%、10%、15%、20%、25%时砂岩弹性响应随饱和度的变化规律。在砂岩线簇的上方有3条泥质砂岩线，分别代表了砂岩骨架中混合了50%、60%、70%黏土矿物之后的纯含水趋势线。这些泥质砂岩线可以用于后续叠前地震反演体解释时定量刻画截止值的趋势和斜率。模板的右边A和D之间有4条钙质含量线，代表了不同钙质含量的灰质砂岩的响应特征，表现为当钙质含量增加，纵横波速度比增加，纵波阻抗也随之增加。南堡4号构造沙一段对储层最为敏感的参数是纵横波速度比和纵波阻抗。

图2 南堡4号构造沙一段砂泥岩及灰质砂岩岩石物理解释模版

2 地震反演

2.1 叠后波阻抗反演

波阻抗反演是利用地震资料反演地下地层波阻抗信息的过程。它将地层界面信息转换为层内信息，垂向分辨率较高。叠后波阻抗反演的方法较多，井约束的测井地震联合反演，综合了地质、测井和地震的信息，更好地反应了储层岩性、物性的变化，是地震解释中最常用的有效方法。

2.2 叠前同时反演

多角度道集的同时反演(AVO/AVA约束稀疏脉冲同时反演)是以应用于弹性反演或者波阻抗反演的常规约束稀疏脉冲反演技术为基础[4]。叠前同时反演是利用地震信号在不同入射角情况下规律反演地震纵波、横波、密度等弹性参数的叠前反演方法，该方法综合了地震角道集、地震子波、地层构造、测井等方面的信息，反演结果包含了丰富的储层岩性、物性、含油气性信息，是近年来储层预测的前沿技术[5-7]。其原理是基于Zoeppritz方程推导出的各项近似式(如Aki-Richards近似、Shuey近似等)，从而确定适合每个叠加道集数据的反射系数。叠前同时反演相对于叠后地震反演，能够同时反演出更丰富的岩石弹性参数，从而能更好地识别地层岩性、物性及流体特性。收集叠前同时反演所需的部分叠加地震数据、各个部分叠加的子波，建立反演低频趋势模型，调整叠前同时反演的各项参数，反演得到纵波阻抗、纵横波速度比、密度等数据体。

2.3 地震反演预测结果

2.3.1 南堡3号构造地震反演预测

由图1可知，依据南堡3号构造沙一段砂泥岩的纵波阻抗门槛值可将砂泥岩分开，完成沙一段主力油层的砂岩厚度预测。在此基础上，在堡古2区块部署了3口预探井、2口评价井和19口开发井，对已完钻的8口井进行了反演钻后评价(表1)。经统计，完钻井预测砂层厚度与实钻的砂层厚度平均符合率为83.3%，其中，W6井于2013年8月投产，日产油为50 t/d。

表1 南堡3号构造沙一段反演钻后评价

2.3.2 南堡4号构造地震反演预测

图3 南堡4号构造沙一段有效砂岩概率分布

由岩石物理模版可知，区分砂岩和泥岩最好的弹性属性是纵横波速度比属性，利用纵波阻抗可以很好地预测孔隙砂岩储层的展布范围。鉴于此，采用两步法刻画孔隙砂岩分布范围，利用纵横波速度比将砂岩与泥岩分开，再利用纵波阻抗把致密砂岩和孔隙砂岩分开，最终得到有效砂岩概率分布图(图3)。由图3可知，暖色调区域为有效砂岩发育区。根据预测结果在储层发育区钻探了NP43-4704井和NP4-66井，NP43-4704井测井解释油层为5.8 m，对沙一段4 483.2～4 489.0 m井段试油，试油累计出水为182.13 m3，出油为8.07 m3。NP4-66井测井解释油层为8.6 m，差油层为14 m，针对沙一段4 272.2～4 277.4 m井段1层5.2 m差油层进行压裂试油，试油累计出水为52.7 m3，出油为28.31 m3，证实储层比较发育。