1、渤海 X 油田岩性勘探中河道刻画及连通性分析 乔柱 王思权 张德龙 赵弟江 中海石油(中国)有限公司天津分公司 摘 要： 认清单一河道的分布及河道组合关系对于河流相沉积发育地区的油气勘探、开发井网部署和剩余油挖潜都十分重要。明化镇组是渤海海域油气勘探的重要目的层系, 由于河流相沉积非常发育, 多期河道相互切割叠置使砂体识别、刻画和连通性分析十分困难。以浅层河道砂体较为发育的渤海 X 油田为例, 建立了一套适合河道边界刻画追踪的高精度相干体切片技术, 得到高精度相干体切片, 精细刻画出河道展布, 同时通过子波分解、负二阶导数技术判别同时期砂体结合部位的连通性, 并利用正演模拟印证河道结合部位存在
2、不连通的可能性。经钻井证实研究结论可靠, 为研究区勘探井位部署和开发方案编制提供了重要的参考依据。关键词： 渤海海域; 渤海 X 油田; 河道精细刻画; 负二阶导数; 河道砂体连通性; 作者简介：乔柱 (1987-) , 男, 黑龙江佳木斯人, 工程师, 硕士, 主要从事石油天然气勘探、开发工作。收稿日期：2017-07-11Analysis on Channel Description and Connectivity in Lithology Exploration of Bohai Oilfield XQiao Zhu Wang Siquan Zhang Delong Zhao Diji
3、ang Tianjin Branch of CNOOC Ltd.; Abstract： Recognizing the distribution of a single channel and the relationship between channels is quite important for hydrocarbon exploration, development of well pattern deployment and tapping the potential of remaining oil in river facies development area. The M
4、inghuazhen formation is an important target layer of hydrocarbon exploration in the Bohai sea area, and the multi-period channel cut and superimposition make it difficult to identify, characterize and analyze the sand-body due to highly developed fluvial sedimentary facies. Taking the Bohai oilfield
5、 X with relatively developed sandstone in shallow channel as an example, a set of high-precision coherence slicing techniques for characterizing and tracing of river channels are established, getting the high-precision coherent slices and finely describing the channel distribution. Meanwhile, the co
6、nnectivity of combining parts of the sandstone in the same period was determined by wavelet decomposition and negative second derivative technology, and the possibility of the disconnectivity of the combining parts of sandstone by forward modeling was confirmed. It is proved that the conclusion is r
7、eliable by drilling and provides important reference for the exploration well deploying and development program preparation in research area.Keyword： Bohai sea area; Bohai oilfield X; Fine description of the channel; Negative second derivative; Channel sandstone connectivity; Received： 2017-07-110 前
8、言渤海 X 油田明化镇组河道非常发育, 由于河道沉积过程中的频繁迁移, 不同河道相互切割、叠置, 平面上易形成复合河道砂体, 内部表现出复杂的连通性, 因此, 认清单一河道的分布及河道组合关系对于勘探井位部署, 注水开发及剩余油挖潜都有很大影响1。河道砂体尖灭线的刻画一直是岩性勘探的难点, 常规河道砂体边界刻画包括属性、反演、分频、井震结合等方法2-6, 前人采用稀疏脉冲反演成果分析砂体的发育和分布情况, 刻画储层的展布特征7;三维多属性体显示融合技术刻画储层空间分布形态和趋势8, 但此类方法均需要较多的井数据支持。高精度相干体主要用来精细识别刻画断层, 在渤海油田也有很好的应用, 本研究将该
9、方法探索性应用到浅层河道识别刻画中, 以寻找一种快捷、准确刻画河道边界的方法。河道砂体连通性研究方法主要包括地层切片、属性提取、波形聚类和井震结合等9, 其中井震结合手段可以较准确地刻画复合砂体中河道边界和连通关系10, 但该方法需要有足够多的井数据作为前提, 在钻井数据较少的情况下, 前人也尝试通过建立正演模型判别砂体的连通性11。子波分解重构技术常被用来解决连续强反射岩体的描述刻画难题12-13, 近年来多尺度子波分解技术在层位标定和追踪、断层解释以及地震岩性解释三个方面取得了很好的应用效果14。笔者尝试通过子波分解和负二阶导数两项地球物理预处理技术, 并结合正演模拟共同判断研究区河道间连
10、通性, 以期为类似的河道连通判别提供一套系统的技术流程。1 高精度相干体切片技术识别河道相干技术主要用于描述地震数据的空间连续性, 针对油田开发中后期精细砂体刻画研究需求15-16, 进行多种滤波算法优选, 提高了地层横向连续性及河道边界的成像精度, 为后续精细落实提供保障。通过大量实验与总结, 借鉴前人高精度相干体识别断层的技术17, 建立了一套适合河道边界刻画追踪的高精度相干体切片技术, 即在带通滤波、保边滤波及数据增强的基础上, 引入倾角校正技术。该技术的核心是倾角校正技术, 它是基于考虑分析时窗内所有地震道的权重相关, 沿着地震反射面来计算不连续性, 使河道砂体尖灭边界与围岩之间的界面
11、得到突显, 得到更加干净的图像效果。利用 GF 软件自带的方差提取模块, 并利用改进后的方差技术对研究区河道发育区提取方差切片, 见图12。由图 12 可见, GF 软件做出的常规相干体切片虽然可以粗略看出河道的趋势, 但无法准确判断河道间的切割关系及沉积先后顺序;相对于常规相干体切片, 高分辨率相干体切片具有噪音干扰显著减弱, 河道边界的识别效果好等优势, 可帮助我们轻松地判别古河道的沉积形态及河道间的沉积发育史, 见图3。由图 3 可见, 几条沉积时期相近的河道从早到晚分别是 (1) 号砂体、 (2) 号砂体和 (3) 号砂体。最终利用高精度相干体切片在浅层明化镇组搜索河道砂体, 精细刻画
12、了研究区 12 个潜力河道砂体。图 1 常规相干体切片 (1 440 ms) 下载原图图 2 高精度相干体切片 (1 440 ms) 下载原图图 3 高精度相干体切片分析河道发育期次 下载原图2 河道砂体连通性分析技术序列在对本区浅层砂体的追踪过程中, 发现有多条同时期沉积河道砂体在沿层属性切片上呈现相互切割叠置的关系, 它们的连通性会影响后续井位部署及开放注采效果。本次以油组 1515 砂体为例开展砂体连通性分析, 通过对叠置点剖面特征对比, 发现河道的东部, 、号结合点, 砂体明显叠置不连通, 但号结合点从原始地震剖面难以看出砂体连通关系, 见图 4。下面重点针对号点连通性进行分析。2.1
13、 子波分解与重构技术连通性判别通过深入开展基于匹配追踪算法的地震子波分解与重构理论研究, 发现子波分解与重构技术可以通过提高剖面分辨率检测和突显目标地质体18。利用 Geo Scope 软件的子波分解与重构技术对号点砂体连通性精细分析, 通过对地震剖面进行解释性处理逐步去除受流体等因素影响的低频强振幅子波集, 由图 5-a) (INL 为主测线, CDP 为联络线) 可见, 在常规地震剖面上很难识别的储层横向变化, 随着低频、强能量的子波集被剔除, 地震信号的高频信息逐渐显现, 在图 5-b) 、c) 重构剖面上, 河道结合部位有明显的叠置现象, 地震反射同相轴由一个分成了两个, 说明两条河道
14、不连通的可能性大, 另外由求取子波分解重构前后地震数据残差可见, 低频强能量的数据被有效分离出来, 从而突显了高频弱反射部分, 有效判别了河道连通性, 见图 6。子波分解与重构技术充分挖掘了地震资料的有效信息19, 较准确地刻画了储层的展布及横向变化, 减小了储层预测的多解性, 为井位部署提供了有力支撑。2.2 负二阶导数技术连通性判别另外我们尝试利用负二阶导数技术进一步探索更多判断砂体连通性的方法。对地震数据进行负二阶导数运算使高频成分得到提升20, 因此可以利用负二阶导数属性开展提高地震数据视分辨率、储层连通性等研究。负二阶导数属性的基本原理是将每道地震数据看作是振幅随时间变化的函数, 计
15、算其二阶导数, 再乘以-1。图 4 河道结合部位平剖对比 下载原图图 5 原始剖面与子波分解剖面对比 下载原图图 6 剔除前 30 分量地震数据残差 下载原图从频谱分析的角度来看, 根据傅里叶变化的质:式中:a (t) 为时间 t 时的振幅。从频谱分析的角度来看, 根据傅里叶变化的时域微分性质:f (t) F () , 则:式中: 为频率域, Hz。负二阶导数对应的频谱为:式中:A 为振幅。从式 (2) 、 (3) 可以看出, 对地震数据进行负二阶导数运算, 相当于在频率域对地震数据振幅谱乘以频率的二次方, 而对相位谱则没做任何改变。因此负二阶导数实际上对高频成分进行了提升。同样利用负二阶导数
16、剖面对号点砂体连通性进行分析, 发现负二阶导数地震剖面的频率明显增高, 在砂体结合部位明显断开, 较原始剖面对砂体似连非连的情况有更清晰的成像, 见图 7。图 7 负二阶导数解释性处理 下载原图2.3 正演模拟对连通性判别结果印证利用 Tesseral 软件建立初始模型见图 8, 设定上下两条河道结合部位厚度分别为 10 m 和 6 m, 泥岩隔层为 4 m。由于原始地震剖面中两个河道砂体地震反射都很强, 初步设定两个砂体均为含气砂体, 对已钻井的含气砂体和含水砂体进行速度分析, 设定上、下两个砂体速度、密度分别为 2 520 m/s、2.20 kg/m和 2 570 m/s、2.23 kg/
17、m, 围岩速度、密度为 3 080 m/s、2.37 kg/m。选用层爆炸的激发方式, Richer 子波主频为 45 Hz, 道间距 1 m, 采样间隔 1 ms。由图 9 正演模拟的结果可见, 在河道相交部位砂体顶面反射频率变低, 底面反射为复波特征, 这与图 10 原始地震剖面非常相似。当子波主频提高到 60 Hz 时, 正演结果可以分辨出两条河道为叠置关系, 见图 11。图 8 正演初始模型 下载原图图 9 主频为 45 Hz 的正演模拟结果 下载原图图 1 0 过河道结合部原始地震剖面 下载原图图 1 1 主频为 60 Hz 的正演模拟结果 下载原图因此我们利用正演模拟从侧面印证了两
18、种方法判断河道连通性的可靠性, 并应用同样方法对河道叠置点逐个分析, 最终完成了油组 1515 砂体的追踪, 有效指导了研究区叠置砂体的追踪解释工作及连通性判别, 且该研究方法也对其它类似的砂体连通性问题提供了很好的判别依据。3 钻井证实河道连通性分别在东、西两条河道选取叠合性好、资源规模大的区域部署了 A 4 和 A 5 两口井位, 钻后发现油组 1515 砂体的连通性与钻前预测吻合, A 4 井气、油界面为 1 6331 582 m, 而 A 5 井气、油界面为 1 595 m, 证明两条河道确实是不连通的, 见图 12。图 1 2 油组 1515 砂体连井对比图 下载原图4 结论1) 高
19、精度相干技术可以突出河道砂体边界的图像效果, 大大减低噪音干扰, 对河道展布的识别刻画有很好的指导意义, 可作为岩性勘探中潜力河道搜索、追踪的重要手段。2) 利用子波分解技术和负二阶导数技术两种预处理手段联合正演模拟技术形成一套判别河道连通性的技术序列, 对类似的浅层河道发育区的河道结合部连通性判别具有一定的推广应用意义, 为精细岩性勘探和开发井网部署奠定基础。参考文献1施尚明, 马艳平, 王雷, 等.曲流河复合砂体内单一河道的识别方法, 科学技术与工程J.2011, 11 (3) :471-475.Shi Shangming, Ma Yanping, Wang Lei, et al.Iden
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