基于井震结合交会图的地层对比方法及应用

戴婉薇

(中国石油集团长城钻探工程有限公司解释研究中心, 北京 100101)

0 引 言

目前,地层对比的研究热点主要集中在旋回对比[1-4]、高分辨率层序地层学对比[5-10]、生物地层学[11-13]以及利用标志层进行地层对比[14-16]。实际应用中发现,上述方法的使用条件通常无法满足,适用性不强。以最常使用的旋回对比和高分辨率层序地层学方法为例,其使用的前提条件是必须依赖完整的测井曲线形态来进行沉积旋回或基准面旋回的识別。当遇到钻遇井段短、钻井数目少、录井岩性描述与测井响应特征不一致等情况,识別沉积旋回和基准面旋回就会非常困难。如果构造复杂、断层发育、岩性圈闭发育或砂体橫向变化大的研究区出现上述情况,必然造成地层对比结果的不确定性。在地层对比的实际工作中,亟需一种简单高效、适用性强的实用方法应对上述复杂情况。为此,提出了一种井震结合交会图版的方法,借助合成地震记录融合高纵向分辨率的井上资料和高橫向分辨率的地震资料的信息,通过建立井震结合交会图进行等时的地层界面对比,有效避免传统地层对比中因测井曲线形态不完整而造成的沉积旋回或基准面旋回识别困难,地层对比结果不确定性大的问题,提高了工作效率。

1 基于井震结合交会图版的地层对比

交会图法可以直观表示地层的测井参数与其他参数之间的关系[17],广泛应用在测井解释和储层预测等领域。传统交会图主要用于确定测井解释参数和岩性识別(包括碎屑岩、火成岩、煤层等)[17-25]、低电阻率油层[26]、流体性质[23,27]以及不整合[28]等。虽然交会图识別岩性界面具有一定优势,但不能直接用于地层对比,因为岩性界面不一定是等时的地层界面,很容易出现地层穿时现象,导致错误的地层对比结果。

为了使交会图能够用于等时的地层对比,在传统交会图上进行改进,提出了井震结合交会图版法。其技术思路是首先在标准井上利用测井、录井和地震等多种资料得到等时的地质分层,然后寻找有明显测井响应特征的曲线,并将其按地质分层建立井震结合交会图版,再借助交会图快速直观显示数据点分布规律,在交会图版上划分不同地质分层的对应分区,进而推广至其他目标井。由于利用标准井建立的井震结合图版既满足井上资料的规律,又符合地震地层的等时性(即同一分区内的地层投影点是等时的),因此可以用于研究区的等时地层对比。

井震结合交会图版法首先选择2至3口标准井,标准井通常要求钻遇完整的地层分层且井上地层的厚度较大,岩心、测井和录井资料也较为丰富,以确保能够在标准井上建立准确的地质分层。在标准井地质分层完成后,需要进一步制作合成地震记录标定上述地质分层,标定要求井上的合成地震记录必须与井旁地震道的吻合度较高,能明确井上地质分层与井旁地震反射层的对应关系。由于利用合成地震记录引入地震资料,使得井上的地质分层符合地震反射特征,从而确保地层的等时性和地层橫向对比的可靠性。然后,观察各标准井的测井曲线,综合优选2条最具有特征且能区分地层的测井曲线组合进行交会,前提是确保不同地层在交会图版上的位置不会存在重叠,进而确定图版不同区域与地层对应关系。交会图版建立后,将其应用于研究区其他井。具体的使用方法是把存在疑惑井段的测井曲线(前面优选的曲线)投影到交会图版上,根据投影点在图版上所处的地层位置,综合判別不同井段所对应的地层。

2 应用实例

萨雷布拉克油田位于下侏罗统中的基底隆起披覆背斜。背斜的西北翼在中侏罗世早期燕山II幕构造运动中遭受剥蚀,下侏罗统各层位自下而上逐层终止于不整合面上。发育主要地层包括:古生界盆地基底、侏罗系、白垩系、古近系、新近系及第四系。研究目的层为中、下侏罗统的萨济姆拜组。目的层下侏罗统地层地震反射波频率在20～50 Hz之间,中心频率35 Hz。测井资料主要包括有常规测井、录井、岩心分析和试油等资料,但钻遇基底(Pz)只有5口井,同时钻遇萨济姆拜组(J1sz)上段、萨济姆拜组(J1sz)下段和基底(Pz)这3套地层只有4口井。地层对比主要面临3个方面的问题:①萨济姆拜组具有相变快和断层复杂化的特点,岩性圈闭发育,砂体分布规律不清;②同时钻遇侏罗统萨济姆拜组(J1sz)上段、下段和基底(Pz)这3套地层的钻井数目少,并且钻遇的井段较短;③部分井的录井岩性描述与测井响应特征不一致,增加了地层对比的难度。利用传统对比方法无法通过残缺的测井曲线识別沉积旋回或基准面旋回,地层对比工作很难展开。选择A、B和C等3口井作为建立井震结合图版的标准井。上述井分別位于主体油区的东部以及鲍金根断裂以东,同时钻遇萨济姆拜组(J1sz)上段、萨济姆拜组(J1sz)下段和基底(Pz)3套地层,且钻遇地层的厚度均大于100 m。首先根据这3套地层的岩电特征进行标准井的地质分层。以A井为例,根据录井岩性描述,3个地层界面很清晰。萨济姆拜组(J1sz)上段和下段分界的上部是浅色泥岩,下部是含碳屑的深色泥岩且含有碳屑,电阻率明显降低,而且声波时差和密度曲线也出现台阶。萨济姆拜组(J1sz)下段和基底(Pz)分界的上部是深色泥岩,下部是具有高电阻率、声波时差低和密度高的变质岩,岩电特征与上覆下侏罗统有明显区別(见图1)。

图1 A井下侏罗统萨济姆拜组(J1sz)和基底(Pz)的岩电特征图

井上地质分层完成后,制作合成地震记录,进行层位标定。地震子波主频值选取是在频谱分析的基础上,通过对不同频率的子波试验比较,发现35 Hz雷克子波与研究区内的主要反射层吻合度高,层间的反射信息也具有较好的一致性。同时,在合成记录标定基础上,把井上的地质分层经深度时间转换后,输入三维地震数据体中,将合成地震记录与井旁地震道对比,波形特征相似,波组对应关系较好,从而保证了标定的可靠性。

从过A、B、C井的连井地震剖面(见图2)可看出萨济姆拜组(J1sz)上段反射层能量中等、连续性中等;萨济姆拜组(J1sz)下段则具有能量低、连续性差的空白反射结构;基底则具有局部能量强但变化大,横向连续性较差的反射特征。

图2 过A井、B井、C井的连井地震剖面

通过观察A井的测井曲线(见图3右),优选出研究区内具明显地层特征的光电吸收截面指数(Pe)和深感应电阻率曲线(M2R9)RILD制作交会图版。选择Pe曲线的原因:①萨济姆拜组(J1sz)上段、萨济姆拜组(J1sz)下段和基底(Pz)这3套地层的Pe曲线特征区别明显。尽管传统Pe曲线进行地层对比容易出现地层穿时现象,但研究由于加入井震结合,通过合成地震记录建立地质分层与地震反射层之间的关系,从而可以保证地层对比结果的等时性。②Pe曲线具有受井眼条件等外界因素影响小(只有重晶石对其影响较大)的特点,可靠程度相对其他曲线较高。选择深电阻率曲线(M2R9)RIld制作交会图版的原因是萨济姆拜组(J1sz)下段和基底(Pz)深电阻率特征区别明显。前者因含有碳屑导致电阻率降低,后者则因基底岩石致密呈现高电阻率特征。综上所述,根据优选的上述2条测井曲线建立交会图版(见图3)。可以发现投影点在Pe—RIld交会图上聚集成3个明显的区域,即萨济姆拜组(J1sz)上段、萨济姆拜组(J1sz)下段和基底(Pz)的投影点主要分別位于交会图版的中部、下部和上部。

图3 A井、C井和B井萨济姆拜组(J1sz)和基底Pz的Pe—RIld交会图

从图3可看出,标准井C和B井的上述3套地层的光电吸收截面指数(Pe)—深感应电阻率(RIld)交会特征也与A井一致。同时,为了确保井震交会图的可靠性,对研究区内其余有明确地质分层的47口井进行光电吸收截面指数与深感应电阻率交会,发现这些井同样具有上述的交会特征。由此可见,该交会图版在研究区能够较好地识別济姆拜组(J1sz)上段、萨济姆拜组(J1sz)下段和基底(Pz)这3套地层,可以利用其对研究区内的疑难井进行地层识別。

图4 E井和D井的萨济姆拜组(J1sz)和基底Pz录井岩性描述、测井响应特征和Pe—RIld交会图

以传统方法识別地层困难的E和D井为例:E和D井在快接近井底位置存在一个分界面Ⅰ,且Ⅰ界面以下钻遇的井段很短。在使用该方法之前,通过录井的岩性描述判断这2口井全部钻遇基底,从而推出第Ⅰ界面为萨济姆拜组(J1sz)上段和基底(Pz)的分界,萨济姆拜组(J1sz)下段地层缺失。利用该方法,将E井和D井投影至前面建立的井震结合交会图版,发现投影点均清晰落在萨济姆拜组(J1sz)上段和下段的区域内,而基底(Pz)区域内并没有出现投影点。图版投影情况说明,E井和D井均钻遇到了萨济姆拜组(J1sz)上段和下段,但并未钻遇基底(见图4)。同时,通过解释E井—D井的连井地震剖面(见图5),确定该方法的解释方案较传统方法更为合理,即Ⅰ界面为萨济姆拜组(J1sz)上、下段的分界面,而不是传统方法认为的萨济姆拜组(J1sz)上段和基底(Pz)分界,E井和D井并不存在萨济姆拜组(J1sz)下段地层的缺失。

图5 过E井、D井的连井地震剖面

采用该方法在研究区准确识别出下侏罗统萨济姆拜组(J1sz)上段、萨济姆拜组(J1sz)下段和基底(Pz)3套地层,解决了以前对这3套地层分辨不清的问题。以此为基础,结合地层特征、构造特征及石油地质条件分析,发现该区存在新的有利圈闭。

3 结 论

(1) 井震结合交会图法综合应用井上资料和地震资料建立井震结合交会图版,利用图版上的等时分区进行地层对比,解决了传统地层对比方法在钻遇井段较短或测井曲线形态不完整的情况下,地层对比结果不确定性大的问题。

(2) 针对萨雷布拉克油田侏罗统萨济姆拜(J1sz)上、下组和基底(Pz)的地层特征,通过综合井上资料和地震资料优选了光电吸收截面指数和深感应电阻率曲线建立井震结合交会图版,可以快速、有效地识別以往难以判断的地层,为该地区的地层对比提供了一种新的研究思路和方法。

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