基于储层反演定量预测技术对沉积相应用的研究

杨怀宇

(中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院,山东 东营 257015)

基于钻井砂岩统计的传统单因素沉积相分析法对于勘探程度较高的地区适用性较好[1]。东营凹陷南坡乐安油田是勘探开发近50年的老油田[2],在石村断层储量集中区的北部斜坡带油气发现少、勘探程度较低,今年该区完钻的王955、王956等井在沙四上首次发现了滩坝砂油藏,但该区钻遇此种类型探井极少,传统的沉积相研究方法难以准确刻画砂体展布。因此如何精细刻画滩坝砂展布范围成为制约本区勘探的关键地质问题。笔者旨在利用地震反演技术实现井间和无井区砂岩进行定量预测。

1 区域沉积特征

草桥北坡沙四上早期主要发育来自广饶凸起的扇三角洲沉积,与前期的沙四下红扇沉积物相对应地称为“蓝扇”沉积,岩性组合以蓝灰色、浅灰色含砾砂岩、粉细砂岩为主,砂体单层厚度较大,一般3～10 m左右,垂向上表现为弱正旋回序列。近期,在草桥东坡完钻的王955、王956等井在沙四上纯下3砂组钻遇多套油层,岩性组合以灰色、浅灰色粉砂岩、白云质砂岩、泥岩及薄层泥灰岩沉积为主,垂向上以细—粗的反旋回或细—粗—细的复合旋回为主。结合邻井王73井区该套砂体的岩心资料来看,岩心上具有浪成砂纹交错层理(图1(a))、脉状层理,层面上发育垂直生物潜穴等沉积构造(图1(b))。同时,在显微镜下发现碎屑岩中发育薄皮灰质鲕粒、灰质内碎屑等特征(图1(c))。这些沉积特征具有滨浅湖岸边砂体被沿岸流改造的浅滩环境的特点[3-6],结合岩心薄片的累积粒度曲线特征,王73-斜1曲线表现为2段跳跃组分特征,反应岸边冲刷回流的水动力特征[6],由此认为王955-王73一带为扇三角洲侧翼的滩坝砂沉积相类型。自王955井滩坝砂成功之后,该井区向南抬高的高部位草36、草38等井储层基本不发育,随之亟需解决的关键问题在于滩坝砂周缘是如何展布,与周围“蓝扇”的扇三角洲砂体之间的关系一直难以认清,因此需对测井约束地震资料进行反演,确定该套砂体的展布范围。

图1 草桥北坡王955井区沙四上沉积特征

2 储层反演定量预测技术

分析研究区地震资料发现,地震主频和有效频段为19 Hz和5～60 Hz,若主频换成最大频率,H(厚度)=V(平均速率)/4×f(主频)=3 000/240≈12.5 m,而目的层段储层比较薄,储层厚度一般在10 m以下,甚至小于5 m,因此单纯靠地震资料无法准确刻画储层的分布。波阻抗反演是利用地震资料反演地震波阻抗处理技术,是以钻井、测井资料为约束对地下空间结构和物理界面识别并成像,主要应用于储层展布的预测,为油田的勘探和开发提供技术依据[7-9]。

2.1 曲线重构技术

常规波阻抗反演是采用测井曲线(主要为声波曲线)进行钻井约束,应用地震资料进行波阻抗反演,但在实际工作中声波资料不能较好地反映地下岩性的变化规律,因此应结合其他测井信息进行曲线重构研究[9-10]。

首先,针对研究区测井资料分析研究,发现测井曲线需要进行异常点消除、深度校正和基线偏移等。在此基础上,由于测试仪器及围岩环境的不同造成测井响应值会相差较大,即同一套储层邻井之间波阻抗值会存在较大差异。因此,需进一步对曲线进行测井标准化处理,使泥岩层在各井中的响应值一致,标准化后的声波曲线及其他应用的曲线泥岩响应值处理为一致的区间。

其次,通过草桥北坡沙四上亚段的测井资料分析认为,目的层段井声波曲线对岩性反映不敏感,而自然伽马曲线(GR)却能很好的反映岩性变化,能较好地区分储层与非储层(图2),因此本研究将采用拟声波阻抗反演,即声波时差与自然伽马拟合进行储层精细刻画。其原理主要考虑结合声波曲线低频信息(地层背景速度)与自然伽马曲线高频信息(对地层岩性变化敏感),重构拟声波曲线,该构建技术更合理,更能准确地预测储层。

图2 拟声波敏感曲线交汇图

2.2 储层反演定量预测

在全区井震标定基础上,按照层位标定结果开展严格精细的层位解释,通过不同频率储层预测对比来看,随频率的提高,其反演结果对储层的刻画能力有所提高,但整体仍是分辨率低,储层刻画效果不理想。针对此问题,对地震初始模型进行建模,利用分形建模的值在横向上对地震振幅的变异进行调整,结果更为合理。此外,针对采样率尝试发现,2 ms采样率基本满足反演需求,能较好地识别砂体横向连续性及纵向展布,1 ms采样率反演结果的纵横向分辨率相对高些。根据实际需要,可以结合2 ms采样率和1 ms采样率反演结果。以草桥北坡过王955井的近北东向反演剖面可以看出,纯下3砂组目的层王955-王732储层均较发育,向南北至草38、王92井储层发育均较差,可见储层反演预测整体较为准确。

3 反演效果

3.1 基于反演结果修正沉积相

本次储层反演定量预测采取正演与反演相结合、无井约束属性与井约束反演相结合、常规阻抗反演与特色阻抗反演相结合,最终达到降低储层识别多解性、提高储层分辨率的目的(图3)。同时,通过色标调整,提取纯下3顶至底时窗内的均方根振幅、变差函数等地震属性,并与井点统计的砂体厚度进行叠合修正(图4),达到无井区的储层定量预测的目的。从图4可以看出,草桥北坡整体“蓝扇”发育在西坡的草328-通20-官115一带,平面上呈北西走向,东边的王955井区呈近东西展布的滩坝砂,与西部“蓝扇”主体是分开的,由此修正了草桥北坡的沉积相展布图(图5)。

图4 王955井区纯下3砂组反演砂体与钻井厚度叠合图

图5 草桥北坡纯下3砂组沉积相平面图

3.2 应用效果

从应用效果上看,基于上述认识在王955井区滩坝砂岩性油藏的高部位部署了王956(油层4.2 m/2层)、王955-斜1(油层12.7 m/3层)、王955-斜2(油层13.5 m/8层)分别钻遇多套滩坝砂油藏,表明沉积相相边界刻画的准确性,储层厚度与反演预测结果基本一致。因此在无井区沉积相的精细刻画应用储层反演预测技术具有较好的勘探效果,可推广应用。