致密储层预测技术在扶余水平井部署和钻探中的应用研究

张艺晓，张可心，李琳琳，孙启冀



致密储层预测技术在扶余水平井部署和钻探中的应用研究

张艺晓1，张可心2，李琳琳1，孙启冀1

（1. 东北石油大学, 黑龙江 大庆 163318； 2. 中国石油大庆油田有限责任公司储运销售分公司, 黑龙江 大庆 163453）

松南某区块扶余油层流以大型河相沉积为主，河道砂体叠置发育，砂地比通常在30%~70%，单砂层厚度一般为3~10 m，泥岩隔层1~20 m，砂岩叠置关系错综复杂，储层发育，但多数储层致密，非均质性强。本文主要针对扶余致密油气藏储层岩性油气藏的复杂性，利用地震资料开展储层预测研究，提高储层预测的纵向分辨率，开展河道砂体沉积模式及有效河道砂体的地震识别技术研究，探索有效储层及含油气性预测方法，进行储层精细描述和刻画。

致密油气藏储层；水平井；储层预测

松南某区块扶余油层主要以大型河流相沉积为主，河道砂体发育且叠置关系错综复杂，砂地比在30%~70%；储层发育，但多数储层为致密油气藏储层，非均质性高无序杂乱[1]。以往直探测井产量均为1~5 m3，为实现致密油气藏储层、薄层的有效动用，需要利用物探新技术新方法寻找优质储层的分布，部署水平井，并提高井产能[2]。

本文通过以下研究思路，分砂组完成了储层预测技术在水平井部署和钻探中的应用研究[3-5]：（1）利用多种技术，加快速度分析，提高构造图精度；（2）开展储层地震特征研究，优化参数、优化储层预测方法，提高储层纵横向分辨率和有效储层的识别能力；（3）随钻跟踪地质导向，钻后分析总结，总结经验，为水平井钻探提供可靠有效成果即部署依据[6-8]。

1 地质特点

1.1 I砂组

研究区扶余油层I砂组最大的特点是储层薄，沉积相带主要是三角洲前缘水下分支河道微相和席状砂微相，水下分流河道宽度大致有300~1 000 m，钻井揭示研究区内扶余油层I砂组储层主要发育在水下分流河道发育区，其岩性特征为顶部砂岩分布较稳定，发育2~4层，单层1~3 m[9]。

分析地震反射特征，整体商城县连续强反射，局部有复波反射特征。

1.2 II砂组、III砂组

从录井资料和曲线分析II砂组、III砂组砂岩分布，纵向上呈现为砂泥不等厚互层沉积，砂岩单层厚度为2~30 m，曾建泥岩隔层薄厚不一，砂地比高。横向上砂岩分布变化快、不连片。从其岩性组合关系即地震响应特征分析，由于砂泥研组合复杂，单纯利用常规属性提取及分析技术，很难刻画砂岩的分布，其地震反射轴横向上连续性差，振幅强弱变化特别丰富，同相轴呈现为交错叠置、分叉合并的反射特征，并且多见复波的反射现象，难以进行层位横向对比追踪[10]。

2 致密储层预测难点

2.1 难点一

泉四段岩性组合复杂，I砂组砂岩不发育，II砂组砂岩较发育，III砂组、IV砂组砂岩发育，砂地比高。纵向上，不同砂组的油气分布具有一定的区域性，从乾北到两井工区的西北部以及乾东地区的北部出油层主要在I砂组，乾北地区只在C26断裂发育带上II砂组、III砂组、IV砂组出油，局部I砂组出油。

2.2 难点二

III砂组、IV砂组砂体综合交错叠置关系复杂，而且岩性组合关系与地震响应特征对应关系较差，相似的岩性组合对应不同的地震响应；相似的地震响应特征对应不同的岩性组合，从地震剖面特征上很难对岩性做很好的识别。

储层预测方面，中央坳陷区扶余油层砂泥岩的纵波阻抗差小，而被波阻抗反演主要是基于地震振幅变化来实现的，反演的纵横分辨率相互矛盾、相互制约。因此，再给予现有地震资料分辨率和时间井的纵波阻抗条件下进行联合反演，导致纵波阻抗反演在识别岩性中存在着很大的局限性。

扶余油层储层发育，多数较致密，有效砂体与致密砂岩的曲线响应差别小，有效储层的识别难度大，而目前还没有一种更有效的技术手段可进行有效的储层预测。

3 关键技术

3.1 属性提取连片解释技术

针对I砂组，通过进一步井震详细对比分析发现，泉四段顶面T2同相表现为高连续、强辐射反射特征，为区域标准层，在井上解释的I砂组水下分流河道发育区，反射特征明显变化，表现为T2反射同相轴呈复波反射或呈双轴反射特征。

为了研究水下分流河道发育范围，优选有利区块，本次研究收集了CGH、XL、LJ、QAB、QXB、QA、LJD、LZJ、QAD、DQZJ和HST等11个工区2000 km2的地震纯波数据，通过自动增益控制、标准化时窗、属性归一化等3项技术手段，对中央凹陷区扶余油层Ⅰ砂组提取均方程根幅属性，并利用水下分流河道的沉积模式，在Ⅰ砂组地震属性图上初步解释出延伸长度41 km，宽度8 km的水下分流河道，该河道主体位于QAD、IZJ、QA、QXB、QAB和IJ等6各工区，统计结果显示有80%以上出油井位位于地震属性显示的水下分流河道之上，根据地震反射特征可将其划分为3各区域，即易识别区域，可识别区域，难识别区域。

从连片属性分析成果上可以清晰地预测Ｉ砂组主河道的展布及走向，沉积类型从情字井的三角洲前缘到乾安北的分流河道，从情字井到两井地区，整个区域发育有分布范围很广的水下分支河道，并且砂体逐渐变薄，河道变窄。在乾北地区，针对Ｉ砂组利用地震属性预测了3条主要河道的分布，分别为工区南部Q215-C20方向、Q170-C37方向、C36-C25方向的河道法语区，经分析对比，乾北地区Ｉ砂组出油井除Q219井没有明显的河道特征外，其他井均落在预测的河道内，而且产量高的井均落在住主河道发育区，在河道边部的井砂体薄，产量低。因此，针对Ｉ砂组利用常规的属性分析及波阻抗反演就可以很好地预测储层的分布。此次研究优选了易识别区域：QB工区，通过小范围属性提取以及河道刻画部署了Q246井和Cp1井，据统计Q246井储层预测符合率87%，Cp1井储层预测符合率为82%。

3.2 地质统计学反演技术

针对泉四段Ⅱ砂组、Ⅲ砂组河流相沉积环境的地质特点和水平井钻探需求，首次尝试适用地质统计学算法提高储层预测纵横两个方向的分辨率，此次研究主要利用某软件的地质统计学模块，采用严格的马尔科夫链蒙特卡洛算法（Markov Chain Monte Carlo，MCMC），将约束稀疏脉冲反演和随机模拟技术相结合，成为一个全新的随机反演算法。在该模块中，通过将地震岩性体、测井曲线、概率密度函数及变差函数等信息相结合，定义严格的概率分布模型。

地质统计学反演算法的优点是可以在很大程度上提高反演结果的纵向分辨率，缺点是运算速度较慢。

3.3 实时跟踪，提高构造图精度技术

岩性勘探进程中，水平井钻探对于物探资料精度的要求，完全不同于以往的直井钻探，在水平井部署过程中需要高精度的纵向分辨率，在水平井钻探过程中也需要精准的目的层构造埋深，才能保证精确入靶，同时提高储层钻遇率和油层钻遇率，在通过对地震层位的精确解释，以及利用各种物探方法刻画出需要钻探的目标之后，利用一次构造成图来定位一个深度达到上千米甚至几千米的钻探目标是，误差往往会很大，而随钻跟踪，精确定位目标靶点上部一标志层的深度后，再计算目标靶点与此标志层之间的厚度，可以大大减少系统及算法的误差。

具体做法分为两个阶段：

（1）第一阶段：钻测。

①选取标志层位（如T1,T2）：a.距离靶位上方x米之内（例如100 m）；b.标志层上方有较厚且稳定易识别的岩性，并与下方差别较大。

②在构造图工业制图允许误差范围内，提示现场随钻地质人员，反馈钻穿标志层精确深度，并根据测斜资料计算精确大地坐标。

（2）第二阶段：定靶。

根据目标靶位距离标志层的时间深度，利用周边探井（开发井）时深关系，计算标志层到目标靶位顶面的准确竖直距离a和到目标靶位地面的准确竖直距离b，以及钻穿标志层的位置与目标靶位的水平距离c，从而达到最准确钻遇水平井目标砂体的目的。

据RP1井、RP2井、RP3井和RP4井钻后统计，实时跟踪校正标志层埋深之后计算出的目标埋深，可以将误差控制在1 m左右。

4 结论建议

4.1 结论

（1）通过对扶余油层I砂组的致密储层进行标定分析发现，I砂组上部储层发育的地方，会在地震剖面生造成T2轴强反射变弱，I砂组下部储层发育的地方，T2反射轴下会出现复波反射特征。从井震标定结果及各种属性分析结果对比看，各种属性预测的结果与储层分布吻合很好。因此，I砂组利用地震属性就可以很好地揭示储层的分布，利用纵波阻抗反演可以定量描述储层。

（2）扶余油层III砂组，井上揭示砂地比达到70%以上，局部达到80%，局部地震属性可以发现在主河道发育区上，但是储层致密，单井产量很难突破。因此，优选对优质储层敏感的参数，结合地震资料，利用科学的算法预测有效储层，可以在一定程度上提高水平井钻井成功率和油层钻遇率，提高单井产能。

（3）实时跟踪水平井钻探，反过来精细标定，校正靶点埋深，可以有效提高入靶精度。

4.2 建议

（1）针对扶余油层T2低频强反射屏蔽的影响，开展针对性的目标处理；

（2）针对扶余II~IV砂组，重点进行有利沉积相带和成藏规律研究，寻找有理储层发育区；

（3）针对有效储层识别技术，开展地质统计随机反演及叠前弹性参数反演技术的应用，提高扶余油层储层的识别能力。

致谢:

此研究为国家自然科学基金资助项目，特表感谢。

[1] 邢福松, 秦凤启, 王孟华,等. 束鹿凹陷泥灰岩致密油气藏储层预测技术研究与应用[J]. 中国石油勘探, 2013, 18(3):46-49.

[2] 张杰, 赵德勇, 赵玉华,等. 致密薄储层预测技术及在马岭油田的应用[J].石油地球物理勘探, 2013, 48(增刊1):47-52(s1):47-52.

[3] 颜学梅. 新场气田须四下亚段致密砂岩储层预测研究技术[D]. 成都理工大学, 2012.

[4] 张水山, 刘勇江, 刘贤红,等. 建南地区须六段致密砂岩优质储层预测技术[J]. 岩性油气藏, 2015, 27(3):98-102.

[5] 胡玮. 基于高分辨率地震技术的致密薄互储层预测[D]. 吉林大学, 2015.

[6] Batzle M. Fluids and frequency dependent seismic velocity of rocks[J]. 1949, 20(2):5-8.

[7] Liu C, Chen B, Han M, et al. Reassigned wavelet spectral decomposition and its application in hydrocarbon detection[C]// Seg Technical Program Expanded. 2013:2611-2615.

[8] Chapman M, Liu E, Li X Y. The influence of fluid sensitive dispersion and attenuation on AVO analysis[J]. Geophysical Journal International, 2006, 167(1):89-105.

[9] Chapman M, Maultzsch S, Liu E, et al. The effect of fluid saturation in an anisotropic multi-scale equant porosity model[J]. Journal of Applied Geophysics, 2003, 54(3):191–202.

[10] 李杏莉. 岩性油气藏地震预测技术与地震沉积学分析应用研究[D]. 中国地质大学(北京), 2009.

Application of Density Reservoir Prediction Technology in Deployment and Drilling of Fuyu Horizontal Wells

1,2,1,1

（1. Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318, China；2. PetroChina Daqing Oilfield Company Sales Branch, Heilongjiang Daqing 163318, China）

Songnan Fuyu reservoir is given priority to with large river deposition, superimposed channel sand body is developed, the ratio of sandstone thickness formation thickness is generally in 30%~70%, single sand layer thickness is commonly 3~10 m, mudstone interlayer thickness is 1~20 m, sandstone superimposed relationship is complex, most of the reservoirs have strong heterogeneity. In this article, aiming at the complexity of Fuyu density reservoir lithology, the reservoir prediction research was conducted by seismic data, in order to improve vertical resolution in the reservoir prediction. Research on the depositional model of channel sand bodies and seismic identification technology of effective channel sand body was carried out, and prediction methods of effective reservoir and oiliness were explored, fine reservoir description and carving were carried out,too.

dense reservoir; horizontal well; reservoir prediction

黑龙江省创新训练项目“热力—立体开发致密油基质逾渗演化行为描述实验研究”(201610220047)

2016-12-09

张艺晓(1996-)，男，黑龙江北安人，从事海洋油气开发方面的研究。

孙启冀(1986-)，男，黑龙江大庆人，讲师，博士，从事非常规油藏开发及渗流机理方面的研究。

TE122

A

1004-0935（2017）01-0056-03