珠江口盆地(东部)深层储层评价关键技术及其应用*——以陆丰13-1油田古近系恩平组储层为例

罗东红刘伟新戴 宗王志章曹思远张 伟

(1.中海石油(中国)有限公司深圳分公司; 2.中国石油大学(北京))

珠江口盆地(东部)深层储层评价关键技术及其应用*
——以陆丰13-1油田古近系恩平组储层为例

罗东红1刘伟新1戴 宗1王志章2曹思远2张 伟1

(1.中海石油(中国)有限公司深圳分公司; 2.中国石油大学(北京))

以陆丰13-1油田恩平组储层为例,基于H HT高分辨率处理技术,在高分辨率等时地层格架内构建了深层储层沉积模式,结合地震反演、井控地层切片和地震属性分析等技术,开展了沉积微相空间展布预测和演化规律等地震沉积学研究,较好地解决了深层储层沉积环境复杂、砂体小层对比困难所造成的储层横向展布预测难题。基于以上研究成果,2013年在陆丰13-1油田深层实施了两口调整井,取得了较好的效果。

珠江口盆地(东部);陆丰13-1油田;深层储层评价;HHT高分辨率处理;地震沉积学;高分辨率等时地层格架;沉积微相;调整井

陆丰13-1油田位于珠江口盆地珠一坳陷东北部,是发育在北部坳陷带内基底隆起上的背斜构造[1]。该油田于1993年投产,在对上部层位(2 500层和2 370层)持续开发15年后,油田含水达到97%,油藏采出程度达到56.8%,为了减缓该油田产量递减速度,在“立体挖潜”思路的指导下,2009年成功评价并发现了恩平组多套油层,揭示了古近系恩平组的巨大潜力,为油田可持续生产创造了条件。但由于深层储层沉积环境复杂,地震资料分辨率相对较低,同相轴连续性差,常规属性分析、地震反演效果不明显,造成地层对比与小层划分难度大,储层横向分布范围、区域内油水关系及储量规模难以确定,制约着油田下一步的挖潜和整体开发。

本文以陆丰13-1油田恩平组储层为例,提出了叠前智能叠加的方法,并将叠前智能叠加与保幅处理、去噪、HHT变换等方法有机结合,形成了基于“皮尔森体系”独立分量分析实现信号去噪的方法以及基于HHT的点谱白化的高分辨率处理方法,实现了信号与噪声的有效分离,提高了深层储层地震资料信噪比及分辨率。在此基础上,应用地震沉积学的方法开展了地震岩石学、地震地貌学和地震沉积相研究,通过歧视分析的方法确定了研究区储层敏感地震属性,并在沉积模式的指导下进行了研究区目的层有效储集空间量化表征,刻画了砂体空间几何形态及连续性。该技术预测得到的潜力区域在2013年陆丰13-1油田深层开发井位设计中得到了调整实施,并取得了较好的效果。

1 HHT高分辨率处理

1.1 基于低频映射的保幅处理原理

假设真振幅地震信号为X,由已有地震资料X0(X0为X的低频成分)经拓频处理后得到的信号为Y,记地震资料处理中各流程的算子依次为Pi(i=1, 2,…,n),n为算子数,则

一般地,Y的振幅变化及强度与X有很大的差异。因此,如何将拓频后的信号Y保幅到原始信号X,是该项技术的重点。

因为Y是X0经常规处理及拓频处理而得,Y的频谱带宽大致等于X的带宽,因此保幅过程为:首先在X0、Y的相同已知频段信号之间建立保幅因子,然后利用该频段的保幅因子实现信号Y全频段的保幅。

记带通算子为B,保幅因子为Ф,包络算子为H,则

式(2)满足

式(2)、(3)中:δ为白噪因子;ε为预先设定的误差函数,影响信号保幅的精度。

理论分析认为,保幅因子Ф可对信号Y实现误差精度允许范围内的保幅。模型试算分析发现误差可控制在10%以内,试算结果表明新的保幅思路具有可行性。常规的信号保幅方法是将高分辨率处理后的宽频信号能量保幅到处理前的窄频能量水平,得到的保幅信号与原始期望信号误差较大(两者的相关系数仅有0.834 1),因此常规保幅方法既丢失了部分能量,又破坏了处理前后信号的相似度,而且无法对信号高、低频成分进行有效的保幅,甚至对已知频段也无法实现真正的保幅。此外,常规保幅方法对信号全频段的相位信息破坏较为严重,而上述基于低频映射的保幅新方法则很好地恢复了信号主要频段的相位信息。

1.2 叠前智能叠加处理原理

在阐述叠前智能叠加原理之前,首先定义一个新概念:幂集合。记集合A={2,3,5},计算A的所有非空子集,分别为{2}、{3}、{5}、{2,3}、{2,5}、{3,5}、{2,3, 5},将A所有的非空真子集构成的集合称之为幂集合。

实际地震资料中,CRP道集记为Γ={xi|i=1, 2,…,m},m为道数,则计算道集Γ的幂集合为{Γi|i=1,2,…,2m-1}。将幂集合中的每一个元素Γk(相当于多道记录)合并为单道平均记录,并求取各自的总能量Ek,得到能量集{Ei|i=1,2,…,2m-1}。根据能量集Ei中的最大值,提取对应的幂集合元素Γmax,并定义为标准道Xj。

上述数学过程可简要概括如下:任意选取道集内K(K=1,2,…,m)道记录进行叠加并求取总能量,由此一共可得到2m-1个能量值,从中选取能量值最大的叠加结果作为标准道。显然,只有具有较高信噪比的记录(有限几道)相互叠加,其叠加结果才最理想,这里可以看作是标准道的优选。接下来以标准道与CRP道集的相关度(实际处理中,将整道记录分成多段或逐点进行计算)作为该CRP道集参与叠加时的权值。

1.3 处理结果分析

地震剖面经高分辨率处理以后,其频带通常变宽了,同相轴也增多了,同相轴的多少似乎成了高分辨率处理效果好坏的评判标准之一。其实不然,好的高分辨率处理效果评判标准在于同相轴是否变细,更重要的是在频带拓宽的剖面上能不能发现同相轴变少了,这是因为频带宽了,旁瓣小了,有些地方调谐效应弱了,所以同相轴就变少了。如果经高分辨率处理后的整个剖面都找不到一处同相轴变少的地方,那么这样的高分辨率剖面就可能产生了畸变。图1、2是陆丰13-1油田深层资料HHT高分辨率处理前后对比结果,其中图1是已拓频Inline1200线处理前后剖面对比,图2是已拓频Inline1200线处理前后频谱对比。图1中,指示框1、2中处理后同相轴明显增多,且大部分明显变细;而指示框3中处理后同相轴弱化变少了,有些地方甚至看不见同相轴了,这从另一个角度说明处理结果是可信的。从图2可以看出,尽管原剖面已做了拓频处理,但主要能量集中在20～60 Hz;经HHT高分辨率处理后的能量集中在8～100 Hz,主要能量的频宽从原来的40 Hz提高到了92 Hz,特别是20 Hz以下的能量得到了极大的加强。

表1是通过井旁道与合成记录的相关计算对3种数据成果进行的定量评价,可以看出:由于原始数据整体分辨率偏低的原因,与井上合成记录的相关值普遍较低,高分辨率处理结果较原始数据高(效果明显的是40 Hz以上的高频成分);对比2种叠加方法,叠前智能叠加的成果数据与井上数据匹配度最高。因此,叠前HHT高分辨率处理对该地区资料具有一定成效;同时,保幅(LFMAP)处理、叠前智能叠加等对资料品质的进一步改进可起到积极作用。

图1 陆丰13-1油田已拓频Inline1200测线HHT高分辨率处理前后剖面对比

图2 陆丰13-1油田Inline1200测线HHT高分辨率处理前后频谱对比图

表1 不同主频雷克子波合成记录与3种数据体井旁道的相关值对比

2 基于歧视分析的地震沉积学研究及储层评价

2.1 地震沉积学研究思路

地震沉积学是继地震地层学、层序地层学之后的又一门新的交叉前缘学科[2-4],是地震地层学、层序地层学、沉积学和地震储层学等相结合的产物。应用实践表明,地震沉积学是沟通测井和地震的桥梁,为刻画沉积单元的空间形态和重塑沉积单元内部结构与沉积过程提供了新的方法和手段[5-17]。对于少井地区的四、五级层序格架内的沉积微相研究有着重要的指导意义,尤其适用于海上少井但具有高品质地震资料的地区。在陆丰13-1油田古近系恩平组储层评价中,结合研究区地质资料,除了运用地震沉积学研究所采用的关键技术外,还通过地震属性歧视分析、地震正演、层控反演、地质统计学反演等方法开展古地貌、沉积体系、地震岩石学和地震沉积相分析,总结研究区深层储层的沉积模式和沉积演化规律,合理解释深层储层地震属性和地震反演成果,最终将目的层研究细化到沉积微相,并进行精细解剖。

2.2 精细层序地层格架的建立

以地震、测井、岩心和录井资料为基础,通过单井VSP标定和合成地震记录,建立了陆丰13-1油田古近系高分辨率层序地层格架,将恩平组上段划分为2个长期基准面旋回(LSC1～LSC2)、5个中期基准面旋回(MSC1～MSC5)和12个短期基准面旋回(SSC1～SSC12)(图3),实现了全区地震层位的精细解释(图4)。

图3 LF13-1-9PH井高分辨率层序地层划分

图4 陆丰13-1油田恩平组短期基准面旋回界面

2.3 基于沉积模式指导下的沉积相平面展布预测

研究结果表明,陆丰13-1油田古近系高分辨率层序地层格架中SSC6短期旋回位于LSC1长期旋回顶部,钻井揭示为一套分流河道砂岩,砂岩厚度在20 m左右,其沉积特点在LSC1长期旋回中具有代表性。地震属性分析发现研究区总能量属性和波形聚类属性对沉积微相最敏感,因此,综合地震属性分析和沉积特征研究结果,进行了SSC6短期旋回沉积微相平面展布预测。图5为陆丰13-1油田恩平组SSC6旋回沉积微相平面预测基础图件,3种图件分别从不同方面和程度反映了研究区目的层沉积微相的形态,分析其共同形态特征可以定性地确定砂体范围、物源、三角洲形态和分流河道展布情况。最终结合现代辫状河三角洲沉积模式和单井相分析结果进行了研究区目的层沉积微相平面展布预测,如图6所示。由图6可以看出:陆丰13-1油田古近系恩平组SSC6短期旋回沉积时期地势平坦,辫状河三角洲从北东向进入研究区,在研究区东北部和中部发育了大型分流河道沉积;在研究区西南部和南部由于海水相对较深,发育了前三角洲泥、席状砂及河口坝沉积;在三角洲平原和内前缘部位(研究区东北部和中部)分流河道分叉严重,呈树枝状分布;在外前缘部位(研究区西南部)河口坝发育于分流河道末端,顺河道流向分布,或者形成垂直河道的沿岸砂坝。

图5 陆丰13-1油田恩平组SSC6旋回沉积微相平面预测基础图件

图6 陆丰13-1油田恩平组SSC6旋回沉积微相平面图

3 应用效果

在HHT高分辨率地震资料处理基础上,进行了陆丰13-1油田深层储层地震沉积学研究及储层反演(图7),对恩平组目的层段的砂体空间分布进行了预测,并结合油田构造寻找潜力区域,认为构造北部断层是可能的油气运移通道,其附近构造相对较高位置的2880、2980等层存在可能的含油构造。

根据上述研究成果,2013年针对油田深层实施了2口调整井作业。其中,LF13-1-7S1井在2855、2880等层发现了含油砂体(约18 m油柱),实钻结果与预测结果基本一致(图8);LF13-1-4H2井钻遇恩平组MSC1中期旋回2980层油藏,其领眼井LF13-1-4P1揭示的实际砂泥分布与预测结果也基本一致。

图7 陆丰13-1油田2855层沉积微相平面图

图8 陆丰13-1油田2口调整井实钻结果与储层反演剖面对比

4 结论

1)基于叠前智能叠加、HHT变换与保幅处理后的地震资料波组特征清楚,断点、不整合面等地质现象更加清晰;同时,高频弱信号信噪比得到有效提高,每个地震记录点处的频谱都得到展宽,为后续的地震沉积学及储层反演奠定了基础。

2)在高分辨率等时地层格架内构建了陆丰13-1油田古近系恩平组储层沉积模式,结合地震反演、井控地层切片和地震属性分析等技术进行了沉积微相空间展布预测和演化规律等地震沉积学研究;在此基础上,对陆丰13-1油田恩平组储层砂泥岩空间分布进行了预测,并成功指导了深层2口调整井的实施。这些研究成果对海上油田开发后期储层精细描述及潜力评价研究和调整井井位设计具有一定的指导意义。

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Key techniques to evaluate deep reservoir and their application in the eastern Pearl River Mouth basin:a case of Paleogene Enping reservoir in LF13-1 oilfield

Luo Donghong1Liu Weixin1Dai Zong1Wang Zhizhang2Cao Siyuan2Zhang Wei1
(1.Shenzhen Branch of CNOOC Ltd.,Guangdong,518067; 2.China University of Petroleum,Beijing,102249)

Taking Enping Formation reservoir in LF13-1 oilfield as an example,a sedimentary model was constructed for the deep reservoir within an isochronous stratigraphic framework with high resolution on a basis of H HT seismic processing technique with high resolution,and the seismic sedimentology was researched,including the prediction of sedimentary microfacies distribution and their evolution pattern,by combing with several techniques such as seismic inversion,well-control stratigraphic slice and seismic attribute analysis,from which the hard problem to predict the lateral distribution of deep reservoir,due to the complex sedimentary environments and the difficulty of sand-subzone correlation,was well solved.Based on these results,two adjustment wells were drilled for the deep reservoir in LF13-1 oilfield in 2013, producing quite good effects.

eastern Pearl River Mouth basin;LF13-1 oilfield;deep reservoir evaluation;HHT high-resolution seismic processing;seismic sedimentology; isochronous stratigraphic framework with high resolution;sedimentary microfacies;adjustment well

2013-12-12改回日期:2014-05-05

(编辑:张喜林)

*国家矿产资源节约与综合利用示范工程部分研究成果。

罗东红,男,教授级高级工程师,现任中海石油(中国)有限公司深圳分公司开发总师,长期从事海洋油气田开发、油藏工程和生产管理等科研与生产工作。地址:广东省深圳市南山区蛇口工业二路1号海洋石油大厦B座(邮编:518067)。E-mail:luodh@cnooc.com.cn。