埕岛油田东南部馆上段河道砂体储层预测技术

2019-03-15武群虎高喜龙杨启浩李琳艳刘少斌

特种油气藏 2019年1期

武群虎，高喜龙，杨启浩，李琳艳，刘少斌

(中国石化胜利油田分公司，山东东营 257237)

0 引言

埕岛油田是20世纪80年代在胜利浅海海域发现的一个大型油田，区域构造上位于渤海湾盆地济阳坳陷、渤中凹陷及埕宁隆起带三者交汇处的埕北低凸起东南端，埕北低凸起分别被4个新生界生油凹陷所包围，具有优越的油气成藏条件，有利勘探面积约为650 km2[1]。自埕岛油田发现以来，历经近30 a的勘探开发，探明形成了从太古界到新生界明化镇组深、中、浅3个构造层，4套岩相类型，7套含油层系，7种油气藏类型，多层楼结构的典型复式油气聚集带[2]，已建成年产原油能力达300×104t，成为中国浅海海域投入开发的最大油田。近几年，围绕寻找效益储量，积极转变勘探思路，重新对馆上段河道砂油藏进行认识。该类油藏具有埋藏浅、成本低、易动用、产量高、效益好等特点。但由于其储层具有纵向多期叠置、横向变化快、单砂体薄且分布零散等制约储层预测的不利因素，在一定程度上影响了探井的成功率。因此，针对埕岛油田东南部馆上段油藏的特点，采用地球物理综合预测技术开展河道砂体储层预测，形成一套行之有效的储层预测方法，以期为油藏精细勘探开发提供依据。

1 储层基本特征

1.1 地质特征

钻井揭示馆上段(Ngs)自下而上分为7个砂层组，其中，Ngs6—Ngs1砂层组为主要含油层系，细分为30个小层。研究表明，馆上段为曲流河沉积，岩性以中砂岩、细砂岩、粉砂岩、紫红色和杂色泥岩为主，砂体为正韵律沉积，具有典型的河流相“二元结构”沉积特点，发育了主河道、河道边缘、河漫滩及泛滥平原等4种类型沉积微相。储层分布广泛，埋深约为1 170～2 000 m，含油井段约为300 m。储层物性以高孔高渗为主，孔隙度为21.0%～34.5%，平均值为29.0%，渗透率为310～1 850 mD，平均值为710 mD，具有良好的正相关性。

1.2 地球物理特征

馆上段地震资料有效频带频率约为5～55 Hz，主频约为27 Hz，主力含油层段泥岩速度为2 000～3 000 m/s，平均为2 600 m/s，砂岩速度为2 400～3 600 m/s，平均为2 800 m/s，整体上砂岩平均速度高于泥岩平均速度，但砂、泥岩速度有较大重叠范围。按λ/4计算调谐厚度，地震资料可分辨厚度下限为26.0 m，而实际单砂体厚度为5.0～15.0 m。通过井震精细标定，储层在地震剖面上呈强振幅、中强振幅、中弱振幅反射特征，连续性差，且地震同相轴可能是一个甚至多个砂泥岩薄互层叠加的反射结果,这使储层预测纵横向识别难度进一步加大。

2 地震资料高分辨率处理技术

为了提升地震资料的分辨能力，利用信号纯度谱的有色反褶积技术[3]，对目的层地震数据进行提高分辨率处理。该技术是以信号纯度谱作为反褶积的期望输出，在输出的子波频谱中，高信噪比频段得到增强，低信噪比频段被消弱，同时对输出频谱进行有色补偿，进一步提高地震资料反映薄层细节的真实能力。

对比高分辨率处理前后的地震数据，处理后的地震资料分辨率和信噪比得到了很好的兼顾，分辨率有了一定程度提高，适当拓宽了高低频范围，主频提高至35 Hz，理论上处理后的地震数据可分辨储层厚度下限为20.0 m。同时，在高分辨率处理地震成果剖面上，河道砂体地震响应特征更加清楚，波组特征更加明显，砂体横向边界更易识别，有助于准确判断砂体横向连通性以及识别薄层砂体。

3 地球物理预测技术

3.1 单属性储层预测

3.1.1 均方根振幅属性

振幅类属性在反应储层流体性质、物性参数及岩性变化等方面具有明显优势，是目前应用最为广泛的地震属性之一[4-6]。通过提取目的层11类与振幅相关的地震属性，分析不同振幅在计算方法及反映地质现象变化等方面的相关性，发现均方根振幅属性最能表现河道砂体的沉积变化关系，优选均方根振幅属性对砂体平面展布进行预测。

为了能获取更为准确的均方根振幅属性，对目的层Ngs45、Ngs54及Ngs61小层顶、底界面进行地震加密闭合精细解释。沿顶、底界面确定时窗范围，对均方根振幅属性进行了提取。图1为Ngs45小层均方根属性展布特征，图中振幅能量变化能够很好地反映河道的边界。显示为红色—黄色区域为中、高振幅值，代表主河道分布范围，平面上呈北东向条带状分布，与沉积物源输入方向基本一致。经与实钻井统计分析，吻合率达到84%以上，认为均方根振幅属性能较好地识别研究区河道砂体的展布形态。

3.1.2 分频属性技术

分频属性技术是一种以小波变换、傅立叶变换等为核心的频谱分解技术[7]，为近几年较为流行的薄互层储层特色预测技术。该技术能够充分利用地震数据的高、中、低频信息，通过分析不同沉积储集体在频率域内的变化特征，较好排除时间域内不同频率成分的相互间干扰，从而得到高于传统地震分辨率的解释结果[8]，实现对储层发育规律的有效预测。

图1 Ngs45小层均方根振幅属性平面分布

将重新处理后的地震数据体分解为多个单频地震数据体，相对于原始地震剖面，分频处理后的地震剖面，振幅能量强度稍微变弱、同相轴变细，但同相轴之间的接触关系更加清晰，纵横向视觉分辨率明显提高。图2为以Ngs45小层顶、底界面为时窗，提取15～40 Hz不同分频数据体的均方根振幅属性。

图2 Ngs45小层均方根振幅分频属性

由图2可知，较宽河道在较低频率图像的成像较好，窄河道在较高频率图像中的成像较好。在35、40 Hz分频属性平面图上，相对中—高值均方根振幅区域(红—黄色)储层和相对低均方根振幅区域(蓝色)非储层的分界线较为清晰，砂体完整的形态和边界也最为清楚，尤其是与测井解释油井和试油试采井的标定结果吻合程度高，证实了35、40Hz频率数据体更有利于对薄层砂体的识别。

3.2 地层切片技术

地层切片技术是地震沉积学研究的主要技术手段之一[9-10]，其是通过在具有等时对比意义的地震同相轴之间进行等比例内插来生成的系列切片，其本质上是一种变时窗的属性分析技术，考虑了沉积速率平面位置的变化，具有比时间切片和沿层切片更好的等时性[11-12]。因此，地层切片的属性分析更能反映同一沉积时期的地质信息。

以T1、Ngs4、Ngs5和Ngs6顶面等4个等时界面作为参考层，以2 ms为采样间隔，等比例提取30个地层切片。在地层切片“甜点”属性图上(“甜点”属性为振幅与频率之比)，红—黄色代表强“甜点”，指示砂岩，蓝色代表空白反射，指示泥岩。由图3可知，馆上段从早期到晚期沉积时，沉积类型由辫状河沉积演变为曲流河沉积，砂体发育规模和分布由大变小、由集中变分散、由厚变薄；由于河道流向的改变，带状砂体的展布方向也由南西北东向变为南东北西向，每个砂层组发育期又包含1～3个次级周期，砂体发育规模和展布均有相应的变化。

图3 馆上段地层切片“甜点”属性

3.3 地震波形指示反演薄层预测技术

地震波形指示反演是在传统地质统计学基础上发展起来的高精度反演方法，它是在等时地层格架约束下，利用地震波形的横向变化代替变差函数来表征储层的空间变异性，在贝叶斯框架下，优选高相似、空间距离近的井作为有效统计样本建立初始模型，进行高分辨率井震联合模拟，实现地震波形约束下的井间储层预测，使反演的纵横向精度同时提高，克服了传统反演技术对密度和速度的过多依赖，可满足薄层砂体定量预测的要求[13-15]。

采用地震波形指示反演技术。对馆上段储层进行了预测(图4)。由图4可知：纵向上，充分利用了测井样本信息，分辨率远高于地震，有效地反映了目的层段3.0 m以上的薄储层；横向上，砂体条带状、土豆状分布的边界更加清晰，油水关系更加合理。从参与反演井和检验井的相互验证情况来看，实钻与预测油层厚度符合程度高，预测油层平均总厚度为28.8 m，实钻油层平均总厚度为26.3 m，51口完钻井砂体厚度预测吻合程度达91.3%，说明波形指示反演技术可以有效地提高砂体预测精度。

图4 地震波形指示反演连井剖面

3.4 三维可视化技术

三维可视化技术充分利用三维地震数据体信息，可以直观、快速地进行地震属性体的雕刻和综合分析，通过调节透明度和颜色，可以更加清晰地显示出不同时期河道砂体等的空间展布特征[16-19]，进而达到对层位和砂体解释结果实现质量监控的目的。

应用三维可视化技术对均方根振幅、分频和地层切片等进行了三维可视化雕刻，通过平面与空间相结合，追踪出砂体的空间分布形态和规模。如图5所示，河道砂体的三维可视化显示特征清晰明了，地震均方根振幅、分频和地层切片等属性能够精细雕刻出馆上段河道砂体的的轮廓。CB37、CB371在地震剖面上显示相互连通，在三维空间显示为2个独立砂体，实钻结果也证实了2个砂体具有不同的油水界面，这可通过储层预测结果进行解释，可以较好地在空间上展现多期河道砂体的分布规律。

图5 馆上段Ngs45小层砂体三维立体显示

4 储层预测效果

综合利用上述技术，对埕岛油田东南部馆上段河道砂体展布进行了精细预测。主力河道Ngs45、Ngs54、Ngs61小层砂体在平面上呈北东向条带展布，结合油气成藏控制因素分析，以含油高度40 m为限，有利含油面积为15 km2。依据预测结果，2016至2018年相继部署了CB376、ZH111等12口探井。截至目前，完钻探井4口，且全部钻遇储层，其中，3口井钻遇油层，均获高产工业油气流，探井成功率达75%，新增控制石油地质储量为310×104t。实钻结果与钻前预测对比表明，目的层砂体深度预测准确，砂体厚度5.0 m以上单砂体钻遇率达到了90%，3.0～5.0 m单砂体的描述精度也得到了相应提高，预测误差普遍在控制范围之内。