含油储层高精度预测技术在港北地区薄油层中的应用
冯泽, 胡丰波, 桂传松, 贾国龙, 冯金双, 王臣
①中国石油大港油田分公司开发事业部
②中国石油渤海钻探第一录井公司
③中国石油大港油田公司第五采油厂

作者简介:冯泽 工程师,1990年生,2016年硕士毕业于西南石油大学地质工程专业,现在中国石油大港油田分公司开发事业部从事油藏管理工作。通信地址:300280 天津市滨海新区海滨街团结路大港油田公司。电话:(022)25928443。E-mail:dg_fengze@petrochina.com.cn

摘要

港北地区明化镇组砂体厚度薄、地震反射弱、横向变化快的特点造成了储层精细预测难度加大,为此开展了一种基于多元线性回归属性的储层预测技术研究。以该地区邻井钻遇高产含油砂体为依托,结合精细层位标定、井震结合、人工-智能解释、地震属性交会和地震属性融合技术对港北地区G 147井区NmⅡ-8小层展布进行精准刻画,总结出适合该类油藏的砂体预测方法,并在砂体低动用区域成功部署了10口产能井,取得了一定的效果,为该井区进一步滚动扩边提供了依据。

关键词: 薄油层; 弱反射; 智能解释技术; 属性交会; 属性融合; 储层预测
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Application of high precision reservoir prediction technology in thin oil layer in Gangbei area
FENG Ze, HU Fengbo, GUI Chuansong, JIA Guolong, FENG Jinshuang, WANG Chen
①Development Division,PetroChina Dagang Oilfield Company, Tianjin, 300280,China
②No.1 Mud Logging Company, BHDC, CNPC, Tianjin 300280,China
③No. 5 Oil Production Plant of PrtroChina Dagang Oilfield Company, Tianjin,300280,China
Abstract

The sand body of Minghuazhen Formation in Gangbei area has the characteristics of thin thickness, weak seismic reflection and fast lateral change, which makes it difficult to accurately predict the reservoir. Therefore, an application study of attribute prediction technology based on multiple linear regression in thinner oil reservoirs in Gangbei area was carried out. Based on the high-yield oil-bearing sand bodies encountered by the adjacent wells in this area, and combined with fine horizon calibration, well and earthquake combination, artificial intelligence interpretation technology, attribute intersection technology, seismic attribute fusion and other technologies, the distribution of G 147 well Nm Ⅱ-8 layer in Gangbei area is accurately characterized, and the sand body prediction method suitable for this type of reservoir is summarized. Ten production wells have been successfully deployed in the low production area of sand body, providing geological basis for rolling exploration in this area.

Keyword: thin oil layer; weak reflection; intelligence interpretation technology; attribute intersection; attribute fusion; reservoir prediction
0 引言

港北地区是受潜山基底控制的披覆背斜构造, 面积较大, 圈闭类型优越, 是上新近系重要的储油空间。G 147井区位于港北地区西北部, 其主力层系为明化镇组的特高孔、高渗储层, 油藏埋深1 030~1 080 m, 构造幅度较大, 储层沉积类型为曲流河沉积, 其机制复杂, 地层对比难度大, 砂体空间展布很难预测。该区储层有效厚度为1.5~5 m, 其地震波长30~35 m, 油层较薄, 造成波阻抗反射界面系数较小, 地震响应特征表现为弱反射结构, 常用的单一属性与RGB属性融合技术预测出来的砂体精度低。为此, 本文开展了储层高精度预测技术在港北地区薄油层中的应用研究, 在分析该井区油藏地质特征过程中, 通过精细层位标定、井震结合、人工-智能解释、地震属性交会和地震属性融合技术对储层进行高精度预测。

1 区域地质概况

G 147井区构造位于北大港构造带中西段, 其古近系为受北大港潜山构造带控制形成的大型断鼻构造, 新近系部分地层直接覆盖在中生界基岩隆起上, 基岩持续拱升形成披覆背斜构造, 为油气聚集提供了有利场所。该井区构造位置优越, 油气资源丰富, 发育有港西二级油源断层, 长期活动的港西断层及与之相交的次级断层组成油气运聚通道, 为油气成藏提供了条件, 主要含油层为明化镇组、馆陶组。

1975年探井G 147井在明化镇组获得工业油流, NmⅡ -7、NmⅡ -8、NmⅡ -9小层试油4 mm油嘴自喷日产油4.24 t, 日产气12 179 m³ , 累产油12.19 t, 累产气35 057 m³ , 而该井周边邻井均未钻遇该储层, 验证了该区沉积特征受曲流河沉积影响, 砂体横向变化快。

1.1 地层特征

G 147井区新近系为河流相沉积, 岩性是砂岩与泥岩的互层组合, 储层发育, 分布广, 厚度大。其中馆陶组属辫状河沉积, 纵向上形成“ 砂包泥” 沉积剖面, 碎屑层尤为发育, 一般大于剖面厚度的40%, 砂岩单层厚度平均大于20 m; 明化镇组属于曲流河沉积, 纵向上形成“ 泥包砂” 沉积剖面, 碎屑层一般占剖面厚度的30%左右, 单砂层厚度平均10 m左右, 河道砂体发育, 为油气富集提供了良好的储集空间。

1.2 构造特征

G 147井区明化镇组受控于X 1-13西断层和G 196东断层, 构造幅度达50 m, 埋深1 030~1 080 m。圈闭含油面积0.46 km2。G 147井区南部靠近港西断层, 北部为港西北坡的一部分, 构造整体上为南高北低。该井区内部被南北向断层所切割, 分为X 34-14井区和X 36-12井区。其中X 34-14井区NmⅡ -8小层顶界高点埋深1 040 m, 闭合幅度20 m, 北部受控于岩性下倾尖灭, 圈闭面积0.15 km2, 圈闭落实可靠。G 147井区NmⅡ -8小层顶界高点埋深1 030 m, 闭合幅度50 m, 圈闭面积0.31 km2, 圈闭落实可靠(图1)。

图1 G 147井区NmⅡ -8小层含油面积图

2 砂体预测难点
2.1 地层对比难

G 147井区油藏类型为构造-岩性油藏, 曲流河是河流成熟期发育的地貌特征, 以侧向侵蚀和加积作用为主, 其成因类型多、砂体横向变化快及空间展布复杂[1]。该区块构造幅度为50 m, 产状较陡, 邻井之间的高低关系变化大, 造成地层对比难。

2.2 常用地震属性预测砂体难

该井区NmⅡ -8小层有效厚度为1.5~5 m, 而地震波长为30~35 m, 油层薄造成波阻抗反射界面系数较小, 地震响应特征表现为弱反射结构。常用的地震单一属性只对某些地质特征敏感, 利用单一属性来预测有效储层在精度上存在着不足; RGB属性融合技术对图像进行融合, 更全面、准确地说明了目标信息, 但也相对增加了一些储层干扰信息, 在“ 好” 属性中容易出现假储层。两者在精度以及多解性的问题上都存在不足, 给储层预测带来多解性和局限性, 已不适用于该井区。

3 含油储层高精度预测技术

含油储层高精度预测技术的基本思路是以高产井钻遇的高产储层为依托, 结合精细层位标定、井震结合、人工-智能解释、地震属性交会和地震属性融合等技术对港北地区G 147井区NmⅡ -8小层展布进行精准预测, 找出该井区的高产潜力层位。

3.1 精细层位标定

精细层位标定是把地震波同相轴赋予具体地质意义的关键方法, 是油气藏综合解释过程中的关键步骤, 也是确定各目的层及出油点地震反射特征, 并进行储层沿层属性提取和横向预测的基础[2, 3, 4]。例如:以G 147井NmⅡ -8小层日产油1.13 t的含油砂体为依据, 在合成地震记录上进行标定(图2)。在明化镇组中, 地震波在泥岩中的波阻抗大于砂岩中的波阻抗, 造成反射系数小于0, 储层的地震波波形响应为波谷形态, 同时, 通过卡住地震解释与该井钻遇层位NmⅠ 底, 最终确定NmⅡ -8小层在地震剖面中的位置。以G 147井NmⅡ -8小层为依据, 夹在上下两套泥岩之间的砂体含油后, 地震波的传播速度降低, 由地震剖面上表现为上下对称的两个相对较弱的反射波峰, 从而建立储层响应特征模型。由地震剖面得知, 地震波在NmⅡ -8小层的传播时间为1 016 ms, 深度为1 043 m, 因此可以计算出地震波在储层中的传播速度υ =2× 1 043/1 016=2.05 m/ms。

图2 G 147井地震合成记录标定

3.2 井震结合地层精细对比

在港北地区完钻层位较浅, 浅层各层段保留地层较全, 基于该区这一构造特征开展井震结合确定各地震层位反射特征及构造格架, 由单井标定到多井联合标定进行地层精细划分和对比, 统一地质地震层位, 即建立井之间的横向特征对比桥梁模型, 能够解决较小幅度构造、砂泥岩薄互层等复杂的地质问题[5, 6, 7, 8]。如图3所示, 橙色区域为目的层NmⅡ -8, 通过井震结合精细地层对比, 精准地完成了G 147井-X 36-11-4井的对比, 解决了由于构造幅度较大造成地层对比难的问题。通过开展井震结合精细地层对比, 统一地质地震层位, 将目的层段拉平, 剔除构造因素的影响, 对沉积现象进行逐层的解释, 进而勾绘出各种地质体和岩性变化。

图3 G 147井-X 36-11-4井地层对比

3.3 人工-智能解释技术

人工-智能解释技术是以样本点特征波形划分以及样本点层位分类标签概率化进行深度神经网络建模, 利用深度神经网络模型从样本点出发对其邻域点进行层位追踪概率预测以及样本点与追踪点层位时间差质控, 通过深度神经网络自动输出追踪遍历所有追踪点, 实现了复杂地质条件下的高精度解释, 确保后续沉积、储层、流体及成藏研究成果精度, 以降低井位实施风险。实现流程见图4a。

图4 人工-智能解释技术实现流程和目标区成果图

在给出电脑第一道解释剖面的解释样本后, 电脑会根据人工的层位解释方案、地震资料微构造的变化规律等情况, 自动推测出下一道范围内相对合理的解释方案。在这个过程中需要人工监控, 如果认为电脑解释结果不合理, 实时进行人工修正, 电脑会根据新的解释方案自动闭合确保可控性, 直至完成目标区域的层位解释。目标区成果图见图4b。

3.4 地震属性交会技术

地震属性交会技术是应用识别储层的多种敏感属性求“ 交集” , 预测储层“ 甜点” 展布图。利用地震属性交会技术将岩性分成不同的组, 提取每一组的地震属性对这些属性做分类统计, 优选出最优属性[9, 10, 11, 12]。以目标井区为例, 从上百种属性中依次选出5种属性进行交会, 每一种属性可以分为3个值域, 两两值域形成一种组合, 每种组合又对应1种颜色, 共出现243种颜色, 在这些颜色中优选出与储层展布最相关的属性, 通过分类统计可得到相应的敏感属性组合为:均方根振幅+弧长。

3.5 地震属性融合技术

基于多元线性回归的地震属性融合技术, 既结合了单一属性对某种油层的识别优势, 又利用属性融合技术相互弥补各自属性局限性的特点, 剔除无关属性的干扰, 使有效信息最大化, 从而提高储层预测的精度[13, 14, 15]

3.5.1 时窗的选取

时窗大小的确定应根据地震反射波的视周期和研究区地质体的规模而定。当计算时窗过小时, 看不到一个完整的波峰或者波谷, 提取或计算出的某些地震属性并不真实; 当计算时窗过大时, 多个地震反射同相轴同时出现, 降低了对目的层的分辨率, 将使提取的地震属性具有多解性, 或者因包含的地质体类型过多导致所代表的地质含义难以确定。为准确地提取出目标储层的地球物理信息, 本文以层序为边界, 在等时地层格架控制下进行地层对比, 对层序界面进行追踪解释, 确定时窗, 开展针对目的层小时窗的地震属性分析研究, 时窗顶底定量的确定能够较好地约束地质体, 以便反映地下储层的真实情况。

3.5.2 属性融合计算

属性融合是指将两种属性融合于一体, 并对这两种属性进行数学运算变换, 同时结合这两种属性对储层的影响因素, 利用井位计算出两种地震属性的融合比重, 从而预测出有利储层的发育位置, 实现属性融合, 得到最优化的结果, 最终输出地震属性图。

以G 147井区为例, 目的层段地震资料主频为22 Hz, 有效频带为5~40 Hz, 据此可在有效频带内, 分别提取该砂体的均方根振幅(A)属性和弧长(B)属性, 通过已知井的情况得出比例系数A为2/3, B为1/3, 进行融合, 形成新的属性图。与常规方法相比, 均方根与弧长融合的属性储层预测精度更高(图5)。

图5 G 147井区NmⅡ -8小层常规属性与融合属性对比

3.5.3 储层预测精度验证

应用储层预测成果图中所钻遇储层的完钻新井井数占目标区中新井总井数的比重来验证储层预测精度。利用含油储层高精度预测技术, 实现了G 147井区滚动扩边, 并且针对明化镇组砂体在港北地区部署10口井位, 应用均方根振幅与弧长属性预测G 147井区储层情况与10口新井钻遇储层情况匹配关系良好, 储层预测精度达到100%。新井投产后, 初期日产量达到120 t, 井区目前累产油2.2× 104 t。

4 结论

本次研究工作利用高精度储层预测技术对地震上呈弱反射响应特征的砂体分布进行预测, 并在砂体低动用区域成功部署了10口产能井, 取得了一定的效果。G 147井区新井钻遇的NmⅡ -8小层证实了含油储层高精度储层预测技术预测砂体展布效果良好, 为该井区进一步滚动扩边提供了依据。

(1)通过含油储层高精度预测技术预测砂体展布图来看, 有以下特点:砂体定性描述效果明显、砂体分布与邻井钻遇储层情况匹配程度高、砂体形态符合地质规律。

(2)以高产油井钻遇储层为出发点, 超精细与精准地刻画砂体, 能够达到快速与高效建产的目的。

(3)属性融合预测含油砂体展布的成功经验可以为同类岩性油藏勘探开发提供借鉴。

(4)常规研究方法与新技术的结合, 是取得突破的关键。

编辑 孔宪青

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