复杂碳酸盐岩储层测井特征曲线重构及应用

2014-08-04胡平樱中国石油大学北京地球科学学院北京102249

石油天然气学报 2014年12期

关键词：灰岩泥岩测井

胡平樱 (中国石油大学(北京)地球科学学院,北京102249)

汪文,刘彩芹,彭勃 (中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司研究院,河北涿州072751)

宋杰 (中石油西部钻探工程有限公司测井公司,新疆克拉玛依834000)

复杂碳酸盐岩储层测井特征曲线重构及应用

胡平樱 (中国石油大学(北京)地球科学学院,北京102249)

汪文,刘彩芹,彭勃 (中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司研究院,河北涿州072751)

宋杰 (中石油西部钻探工程有限公司测井公司,新疆克拉玛依834000)

地质统计学反演是储层预测的技术方法之一。在碳酸盐岩油藏中储层与致密层波阻抗差异小,储层预测难度较大,在进行储层预测时,储层特征曲线重构是提高储层预测能力和精度的有效方法。以滨里海盆地S油田碳酸盐岩储层为例,根据岩石物理研究成果,电阻率和自然伽马测井曲线能够较好地区分储层与致密层,据此重构对储层较敏感的特征曲线,并应用该特征曲线与地震资料结合,完成地质统计学反演。应用结果表明,储层预测效果较好,与测井符合程度较高,为研究区下一步井位部署提供了重要依据。

曲线重构;地质统计学反演;储层预测

地震反演是储层预测常用的技术。一般利用波阻抗反演,或应用各种测井曲线进行属性反演和随机模拟反演等[1],并将地震、测井资料和地质综合研究成果结合起来,充分利用地震资料横向预测能力强和测井资料垂向分辨率高的特点[2],将地震剖面转换成波阻抗剖面,进而完成储层预测。然而,由于地质特点、测井或地震资料品质不一等原因,反演效果常不能满足精细勘探开发的要求。为提高地震资料反演的分辨率和精度,根据实际地质、测井情况,特征曲线重构是解决该问题的有效方法[3～5]。

1 油田概况

S油田位于哈萨克斯坦的阿克纠宾斯克市南部,区域构造位于滨里海盆地东部阿斯特拉罕-阿克纠宾斯克隆起带上。周围分布有阿里别克、肯基亚克、扎那若尔、希望等油田,成藏条件十分有利。S油田自上而下钻揭地层为白垩系、侏罗系、三叠系、二叠系及上石炭统的格热尔阶、卡西莫夫阶、莫斯科阶和下石炭统的巴什基尔阶、谢尔普霍夫阶、维宪阶。目的层为下石炭统KT2段,主要为大套的石灰岩,夹薄层的泥岩和泥质灰岩,钻遇厚度在190～590m之间。

S油田2003年钻探的S-1井在KT2段获得高产后,进入评价开发期,2008年该油田产量达到高峰,随后开始递减,目前油井产量递减较快,急需进行开发调整,深化储层分布规律,部署新井加密。该区目的层为层状碳酸盐岩,单井产量从10t至上百吨不等,非均质性强,储层物性横向变化大。因此,准确的储层预测是井位部署的关键。由于储层与致密层的声波阻抗差异小,影响了利用测井约束地震反演技术进行储层预测的精度。为此,笔者根据该区的油藏岩石物理特征,应用储层特征曲线重构技术,开展地质统计学反演[7],预测储层的空间分布。

2 技术方法

地质统计学反演是储层预测的技术方法之一,一般通过反映储层特征的曲线作为控制,地震约束井间变化,应用随机模拟的方法,产生多个可选的、等概率的储层模型[6]。该方法要求储层的特征曲线既能有效、明确地反映储层的变化,又能将储层与围岩区分开来,并且与地震信息存在良好的相关性。

2.1 储层岩石物理特征

S油田岩性主要为泥岩、灰岩,储层为灰岩。自然伽马(qAPI)、地层电阻率(ρt)是反映地层岩性、含油性的测井曲线,而且在该区对储层反映敏感。该区泥岩qAPI较高,灰岩qAPI较低,利用qAPI可以定性区分泥岩和灰岩。目的层灰岩储层ρt一般在500Ω· m以下,致密灰岩ρt一般在2000Ω·m以上,利用ρt可以定性区分灰岩中储层与致密层[8](图1)。

Δt既能反映地层孔隙,又能反映地层的速度,一般用Δt来进行地震地质层位标定和波阻抗反演,而研究区的Δt却不能有效区分储层与非储层。采用频率分布直方图对研究区的岩石物理特征进行分析,泥岩的Δt在60～90μs/ft之间,峰值为75μs/ft;灰岩储层的Δt在50～70μs/ft之间,峰值为60μs/ft;致密灰岩的Δt在40～60μs/ft之间,峰值为50μs/ft。3种岩性的Δt较为接近,频率分布图上重叠的区域较大,说明Δt在研究区不是敏感曲线,不能有效划分储层(图2(a))。

泥岩的qAPI在60～100API之间,峰值为80API;灰岩储层的qAPI在10～50API之间,峰值为30API;致密灰岩的qAPI在20～80API之间,峰值为40API。qAPI可以很好地区分泥岩与灰岩,但是不能将灰岩储层与致密灰岩区分(图2(b))。泥岩的ρt在1～1000Ω·m之间,峰值为100Ω·m;灰岩储层的ρt在10～1000Ω·m之间,峰值为100Ω·m;致密灰岩的ρt在1000～100000Ω·m之间,峰值为10000Ω·m。ρt可以很好地区分致密灰岩与灰岩储层,但无法将泥岩和灰岩储层区分(图2(c))。因此,利用ρt和qAPI进行交会分析,可以较好地区分泥岩、灰岩储层、致密灰岩,ρt和qAPI是研究区反映储层的敏感曲线(图2(d))。

图1 单井特征曲线分析

图2 岩石物理特征分析

2.2 特征曲线重构

利用qAPI与ρt重构一条新的特征曲线来划分储层。将该条新的特征曲线命名为R,表示ρt与qAPI交会的幅度差异(图3)。

求取R曲线,首先将qAPI进行标准化,然后交会重叠刻度,使交会界面与已知生产井段的储集层厚度符合。为实现多井计算的一致性,需对ρt和qAPI重新刻度,得出R的计算模型:

R=107.53-62.13ln(qAPI/qAPI.b)-10.86lnρt

式中:qAPI.b为纯灰岩地层的自然伽马,API。R≥0为储层,R＜0为致密层或泥岩层。

1)将典型储层段R定义为100%,并确定其对应的qAPI、ρt。选择该区厚度5m以上的典型储层统计,统计出典型储层的qAPI、ρt峰值(qAPI/qAPI.b=1.2,ρt=29Ω·m)。

2)将高阻致密层R定义为-100%,并确定其对应的qAPI、ρt。确定该区致密层qAPI、ρt峰值(qAPI/qAPI.b=4.3,ρt=16700Ω·m)。

3)通过重新刻度,曲线转换为f(ρt,qAPI/qAPI.b),R为二者重叠的幅度差。

利用测井曲线重新刻度的特征曲线定量划分储层与非储层 (泥岩和致密灰岩),对研究区各井进行对比分析,储层与非储层的划分与试油成果符合较好,重构的特征曲线对储层及非储层反映较敏感,为进一步地质统计学反演时作为约束曲线提供了基础。

图3 特征曲线R的计算及分析

3 地震反演

利用重构的特征曲线为约束条件,进行地质统计学反演,应用随机模拟的方法,产生多个可选的、等概率的储层模型。通过已钻井的分析,与地震属性的相关性分析模型的可靠性[9],优选出最优的储层模型,指导储层预测。

图4为地震反演剖面与储层剖面的对比图,地震反演剖面上的测井曲线为孔隙度曲线,储层剖面上的测井曲线从左到右分别为qAPI、ρt和ρ。由图4可以看出,S-52井和S-51井的KT2-1下部和KT2-2上部储层较发育,厚度大,其孔隙度曲线的幅度也较大,反演的厚度分别为63m和55m;过井储层剖面上解释的储层厚度在64.4m和57.9m,误差分别为2%和5%;两者的符合程度较高。