致密油“甜点”多属性融合预测技术

2019-03-15韩飞鹏宋光建吴振坤沈玺琳韩飞程

特种油气藏 2019年1期

韩飞鹏，宋光建，吴振坤，沈玺琳，韩飞程

(1.中国石油新疆油田分公司，新疆克拉玛依 834000；2.中国石油吉林石化公司，吉林吉林 132000；3.中国石油玉门油田分公司，甘肃酒泉 735019)

0 引言

新疆准噶尔盆地J凹陷致密油资源丰富，资源潜力巨大，是新疆油田非常规低渗储层重点开发对象，但该凹陷致密油油藏相比国内外其他致密油油藏具有埋藏深，岩性复杂，纵向上地层呈薄互层状(厘米级薄互层，多为过渡性岩类)，层间存在高强度应力层，原油黏度大、密度高，天然裂缝不发育，渗透率低(0.001～0.100 mD)等诸多复杂地质与油藏特征。针对该区地质与油藏特点，采取了大规模水平井体积压裂改造技术，但在相同改造规模下，单井日均产油量相差近10倍(1.62～15.29 m3/d)。在储层钻遇率(90%以上)与改造规模基本一致的情况下，产量差异的主要原因为，单一的地质“甜点”预测存在片面性，忽略了该区致密储藏在工程改造上的“甜点”有利区[1-11]。鉴于此，经过不断探索研究，总结出一套多属性融合“甜点”预测技术。

1 多属性融合技术原理

多属性融合技术是一项新兴技术[12-14]，将表征不同储层特征的多个属性，经过一定的数学算法和显示方法融合在一起，能够同时反映多个属性对储层的影响。

此次研究采用RGB颜色融合方法，每一个优选的属性都有其特有的有利区域，每一个有利区域分配一个属性色标，然后将多个有利区域进行颜色融合，分别划分出地质“甜点”与工程“甜点”有利区。由于每一个区域敏感属性特征不同，其显示的颜色也有所差异，因此，可以直观准确地分析不同区域的属性特征，提高储层预测的精度。

多属性融合技术的基础是优选属性，即对能体现地质“甜点”与工程“甜点”发育区特征的测井、录井、地震、岩石弹性等属性参数进行分析，选择最能体现其特征的参数作为优选属性，进行多属性融合分析，划分出地质“甜点”与工程“甜点”Ⅰ、Ⅱ类有利区，然后再次进行RGB颜色融合，优选出综合“甜点”区。

2 属性优选

对能够反映“甜点”发育区特征的属性参数进行评分：一是对属性参数的准确度进行评分，直接测量得到的数据，准确度高，评分为3分，需通过相关数据进行计算才能得到的数据，准确度较高，评分为2分，其他准确度较差的数据评分为1分；二是对该属性参数对“甜点”发育区特征的表征程度进行评分，表征区域储层特征的评分为2分，表征单井储层特征的评分为1分。将2个得分的乘积作为属性优选的综合得分，综合得分最高的属性参数即为优选属性参数[15]。

2.1 地质“甜点”属性优选

储层物性好、油气富集、裂缝发育是地质“甜点”发育区的主要判断依据。

表征储层物性的主要参数为孔隙度、渗透率、含油饱和度。对能够反映储层“孔渗饱”的测井、录井、地震等相关属性参数进行评分(表1)。由表1可知，地震属性(绝对值振幅、均方根振幅)能够很好地表征储层物性。地震属性通常用于储层预测和油气藏预测，其横向变化与同一地质层位的岩石物理特征(储层物性、流体物性和沉积旋回等)的横向变化存在一定关联。此次研究在进行目的层解释过程中，该区多个剖面上目的层段可见地震振幅的强弱变化，并且均方根振幅特征与绝对值振幅特征相同，因此，在进行目的层段的优质储层特征分析时，选择地震属性中更为常用的均方根振幅参数，均方根振幅较低区域为优质储层有利区。

表1 优质储层属性参数评分

表征油气富集区的地震、测井、化学属性参数包括振幅、能量、频率、自然电位、电阻率、极化率、重力值、烃值、放射性等数据。对相关属性参数进行评分，综合得分最高的属性参数即为优选属性(表2)。由表2可知，地震属性(振幅、能量、频率)能够很好地表征储层油气富集区。其中，振幅参数已优选为表征优质储层的参数，能量参数主要对于气藏的划分比较敏感，因此，选择频率参数作为表征油气富集区的属性参数。

表征裂缝发育情况的测录井、地震、岩石力学属性参数包括CT扫描、露头观察、电阻率、成像测井、构造应力场、曲率、相干体、多分量转换波等数据。对相关属性参数进行评分，综合得分最高的属性参数即为优选属性(表3)。由表3可知，地震属性(曲率、相干值、多分量转换波)能够很好地表征裂缝发育情况。其中，相干体属性是地质分析阶段裂缝发育的主要刻画手段，因此，将相干值参数作为首选参数，相干值较低区域易发育网状裂缝，为裂缝发育有利区。

表2 油气富集区属性参数评分

表3 表征裂缝属性分析方法估分

2.2 工程“甜点”属性优选

岩石脆性好、水平应力差小是工程“甜点”发育区的主要判断依据。

岩石脆性是工程“甜点”有利区的重要判断依据之一，脆性高的区域有利于形成复杂缝网。此次研究以石英含量作为岩石脆性的表征值。反映岩石脆性特征的属性有岩性、地震弹性、岩石力学等数据，其中，仅有地震弹性属性可以表征区域性脆性特征，因此，优选地震弹性属性为表征岩石脆性的参数。与岩石脆性相关的弹性属性参数较多，为了优选与岩石脆性相关的敏感参数，进行了脆性矿物扰动分析，以石英含量为扰动变量，当石英含量增加6%时，对与岩石脆性相关的弹性参数Z纵(纵波阻抗)、Z横(横波阻抗)、Eρ(杨氏模量与密度的乘积)、E(杨氏模量)、K(体积模量)、λ(拉梅系数)、λρ(拉梅系数与密度的乘积)、G(剪切模量)、Gρ(剪切模量与密度的乘积)、μ(泊松比)、τ(纵横波速比)等11个参数或参数组合进行了变化率分析(表4)，变化率越大，表明对石英含量越敏感，与岩石脆性相关性越高。由表4可知：λρ的变化率为33.1%，最为敏感，因此，选择λρ作为弹性属性敏感参数，高λρ值区域为脆性敏感区域。

表4 弹性属性参数随物性的变化率

岩石力学属性参数(杨氏模量、泊松比、最小水平主应力、最大水平主应力、水平应力差、断裂韧性等)对压裂改造工艺、改造规模、裂缝形态、裂缝延伸方向等影响较大。其中，水平应力差是形成网状缝的主要因素。在工程上，水平应力差越大，越易于形成单组缝，水平应力差越小，越易于形成网状缝，更利于进行缝网压裂，因此，优选水平应力差为岩石力学属性参数。为更准确体现储层水平应力特征，此次研究选用水平应力差比值表征水平应力差。水平应力差比值定义为：某点的水平应力差与该区域最大水平应力的比值。

通过上述分析，确定了多属性融合方法中使用的5个属性参数：均方根振幅、地震频率、相干值、水平应力差比值。

3 多属性融合“甜点”预测技术

3.1 地质“甜点”有利区优选

优质储层、富油区、裂缝发育区是地质“甜点”的3个要素特征，相关优选参数为均方根振幅、地震频率、相干值，其中，均方根振幅为主要属性参数。因此，将地质“甜点”的主要影响因素与其他2个影响因素分别进行RGB颜色融合，即均方根振幅与地震频率相融合、均方根振幅与相干体切片相融合(图1、2)。图1、2中红色和绿色圈定区域为2个属性参数显示良好的区域(融合区)。分别将图1和图2中融合区提取出来，并再次进行RGB颜色融合(图3)。图3中红色和绿色叠合区域为Ⅰ类地质“甜点”区，主要位于研究区中部、东北部与南部；非叠合区域为Ⅱ类地质“甜点”区。Ⅰ类地质“甜点”区域具有较高的含油饱和度、孔隙度以及渗透率。

图1 均方根振幅与频率异常融合

图2 低均方根振幅与相干体融合

3.2 工程“甜点”有利区优选

岩石脆性好、水平应力差小是工程“甜点”的2个要素特征，相关优选参数为λρ、水平应力差比值。将目的层底和顶的λρ与水平应力差比值进行RGB颜色融合(图4)，图4中红色和绿色圈定区域为2个属性参数显示良好的区域。将图4中融合区提取出来，并再次进行RGB颜色融合(图5)。图5中红色和绿色叠合区域为Ⅰ类工程“甜点”区，主要位于研究区中部、南部与北部；非叠合区域为Ⅱ类工程“甜点”区。Ⅰ类工程“甜点”区域具有脆性高、水平应力差低的特征，在储层压裂改造过程中容易形成网状缝网，获得较好的储层改造效果。

图3 地质“甜点”有利区优选

3.3 综合“甜点”有利区

将上述优选的地质、工程“甜点”区再次进行RGB颜色融合，便可优选出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类综合“甜点”区：Ⅰ类地质“甜点”区和Ⅰ类工程“甜点”区的叠合区域为Ⅰ类“甜点”区；Ⅰ类地质“甜点”区和Ⅰ类工程“甜点”区，包含其中任意一个的叠合区域为Ⅱ类综合“甜点”区：Ⅱ类地质“甜点”区和Ⅱ类工程“甜点”区的叠合区域为Ⅲ类综合“甜点”区(图6)。由图6可知：Ⅰ类综合“甜点”区主要位于研究区中部与南部。

对综合“甜点”区的水平井压裂生产效果进行了统计(表5)。由表5可知，油井压裂后的增产效果与“甜点”区的划分具有较好的吻合性，该研究结果对后期的评价井井位部署具有指导作用。

图4 目的层和水平应力差比值融合

图5 工程“甜点”区

4 应用

2017年，在储层物性好、油气富集、岩石脆性好、水平应力差小、裂缝发育的Ⅰ类综合“甜点”区部署J23、J25 水平井，2口水平井油层钻遇率均达到95%以上，压裂改造后，截至目前累计产油超过32 000 m3，单井最高日产油均超过100 m3/d(表6)，进一步验证了多属性融合“甜点”预测技术的可靠性。