河流相儲層橫向預測技術研究

渤海灣區河流儲層的垂直和水平巖性變化較大。廣泛分布于砂泥混合相和砂泥交叉層，連續性較差。受目前技術水平和方法的限制,河流相儲集層橫向預測難度很大,尤其是圈定儲集層邊界和通過井間內插外推來定量解釋儲集層分布困難更大。河流相儲集層分布預測是我國東部各油田增儲上產的重要基礎工作之一,預測精度直接影響著井位部署以及滾動勘探開發工作的成敗。本文對適用于渤海灣地區河流相儲集層橫向預測的方法進行探索。標準儲層的測量和跟蹤1地震剖面對比準確識別所研究儲集層在地震剖面上的反射層位,是儲集層橫向預測的前提與基礎。采用自然伽馬曲線、電阻率曲線、密度曲線、聲波時差曲線、層速度曲線、巖性剖面、地震合成記錄和地震剖面,進行綜合對比(見圖1),可大大提高儲集層標定精度。但在河流相儲集層的砂巖集中段,砂層與砂層之間往往被薄的泥巖層所分割,某一同相軸常常不能代表某一砂層組的反射,因此在標定大套儲集層后,還需使用去砂實驗法來檢驗同相軸與砂層組的對應關系。2儲層跟蹤(1)反射剖面波阻抗反演方法用常規地震剖面解釋儲集層,不能完全反映砂層厚度、范圍的變化。應用綜合反演技術,使用巖心、測井等資料來標定常規界面型地震反射剖面,將其轉換成巖層型測井剖面,可以將地震資料與鉆井資料直接連接,達到追蹤儲集層、解釋巖性的目的。目前的波阻抗反演方法可分為疊前反演和疊后反演兩大類。三維測井約束反演是疊后反演方法之一,是適合油田研究儲集層分布的一種有效手段。(2)層替換效果的評價在進行測井約束反演之前,必須對井資料進行環境、井徑等一系列校正。筆者采用層替換(電阻率測井替換聲波測井)的技術進行測井曲線校正。對于河流相地層,采用統計法(主要有交會圖法和多元回歸法)將聲波替換為電阻率的效果較好。例如,根據老爺廟油田M28-6井的地層對比結果,2057～2061m井段應為砂層,圖2中的自然伽馬和電阻率的曲線特征都表明這一點。未進行層替換處理時,聲波時差和密度測井曲線對該砂層的響應不明顯(見圖2a);采用多元回歸方法,用自然伽馬與電阻率對聲波時差和密度進行層替換處理后,聲波時差和密度測井曲線對該砂層有了明顯響應(見圖2b)。(3)儲集層厚度計算利用反演資料確定儲集層厚度有3種方法:①當儲集層厚度大于1/4波長時,直接解釋其厚度;②當儲集層厚度小于1/4波長時,用反射波特征點法或色標法解釋其厚度;③對于薄互層,借助于地質統計學模擬方法,將鉆井、地震相結合,綜合確定其邊界和厚度。存儲層的特征參數提取1厚度估算常用波阻抗剖面來確定河流相儲集層的厚度。在解釋追蹤儲集層的平面分布、厚度變化時,變速成圖、色標解釋校正是兩項重要的關鍵技術。(1)頂、眼底構造在解釋平臺上,利用三維空間變速度場進行時深轉換,就可追蹤儲集層的頂、底面,獲得儲集層頂、底面構造圖。這種方法提高了預測儲集層分布形態的精度。(2)砂體厚度校正河流相儲集層厚度較薄,用鉆井標定色標方法解釋常會產生系統誤差,加之時深轉換中的速度影響使解釋厚度與鉆井厚度之間有一定差異,因此要進行厚度校正。用上述方法預測廟北地區館陶組Ⅱ砂層組砂體厚度分布(見圖3)的結果,該地區西北部和廟7井南側的砂體薄,東北角和西部的砂體厚。鉆探證實,該預測結果不但揭示了該區館陶組砂巖整體分布規律,而且圈定了古河道展布范圍,確定了古河道的擺動方向。2間隙度預測對于碎屑巖地層的孔隙度估算,目前特別強調綜合研究,極其注重泥質含量和壓實程度的影響。本文用以下兩種方法預測河流相儲集層孔隙度。(1)儲層參數的確定波阻抗估算孔隙度既使用了時差(層速度)信息,又使用了密度信息,比單獨用時差或密度估算孔隙度更為精確。用波阻抗估算孔隙度的方程為:ρv=?ρf+(1???M)ρm+Mρsh?Δtf+(1???M)Δtm+MΔtshρv=?ρf+(1-?-Μ)ρm+Μρsh?Δtf+(1-?-Μ)Δtm+ΜΔtsh對該方程進行變換,得到的預測孔隙度方程為:?=(1?M)(ρm?ρvΔtm)+M(ρsh?ρvΔtsh)ρv(Δtf?Δts)?(ρf?ρs)?=(1-Μ)(ρm-ρvΔtm)+Μ(ρsh-ρvΔtsh)ρv(Δtf-Δts)-(ρf-ρs)式中M——泥質含量;Δtsh——泥巖時差,μs/m;Δtf——孔隙中流體的時差,μs/m;Δtm——巖石基質時差,μs/m;Δts——純砂巖時差,μs/m;ρ——觀測密度,g/cm3;ρm——巖石基質密度,砂巖取值為2.65g/cm3;ρf——流體密度,水取值為1.07g/cm3,油取值為0.85g/cm3,氣取值為0.00072g/cm3。在提取該方法所需參數時,必須進行泥質(特別是結構泥質)含量校正、流體校正和壓實校正。用測井資料計算泥質含量仍采用時間平均方程的方法。但在生產中,為保證準確求取泥質含量,一般采用多種方法同時計算,并用巖心資料進行檢驗,取誤差最小者。(2)孔隙度計算及應用統計法估算孔隙度主要有交會圖法和多元回歸法。在勘探開發程度較高的地區,已鉆井日益增加,應用密度資料估算孔隙度已是主要方法。由于河流相地層孔隙度的變化不僅與速度(時差)的變化有關,還可能與泥質含量、儲集層厚度、顆粒的大小和分選等因素有關,因此常用多元回歸法來預測孔隙度,通過回歸分析明確主要的變量,最后擬合出主要變量與孔隙度的函數關系。3河流相儲集層滲透率滲透率不僅取決于孔隙度的大小,還與孔隙體積和孔隙結構有密切關系。根據對大量資料的統計,河流相儲集層的滲透率是孔隙度和粒度中值的函數。河流相地層中的砂巖縱、橫向分布穩定性均較差,因此必須綜合應用巖心分析資料、測井資料和地震資料,并細分層系、細分流動單元來預測滲透率。(1)井孔滲透率計算①提取粒度中值應用自然伽馬測井相對值計算粒度中值,對曲流河相地層效果較好,但對快速沉積的粗相帶(如辮狀河沉積的近源相帶)效果明顯變差。②計算井孔滲透率確定粒度中值后,利用下面公式計算井孔滲透率:lgK=D1+D2lgMd+D3lg?lgΚ=D1+D2lgΜd+D3lg?式中K——滲透率,10-3×μm2;Md——粒度中值,mm;?——孔隙度,%;D1,D2,D3——經驗系數,一般D2取值為1.7,D3取值為7.1,D1與砂巖壓實程度、膠結物含量、分選性有關,其值通常隨壓實程度增大而增大,隨膠結物含量增加和分選性變差而減小。(2)孔隙度對集層特征參數的影響在預測了井孔的孔隙度后,利用井資料建立孔隙度與滲透率的關系式。地震信息連續性較好,能很好地控制井間內插與外推,使用地震資料來估算儲集層的滲透率分布,利于預測儲集層特征參數的空間分布。根據對大量統計資料的分析,滲透率常常隨孔隙度的增大而增大。但對于河流相地層,在孔隙度高值區,孔隙度與滲透率的相關性很好,交會圖上的數據點集中分布且有規律,偏離擬合曲線較小;而在孔隙度低值區,孔隙度與滲透率相關性變差,交會圖上的數據點較分散,偏離擬合曲線較遠(見圖4)。其原因可能與泥質含量和壓實程度有關,當泥質含量增大、壓實程度加強時,雖然孔隙度和滲透率都隨之減小,但孔隙度的變化幅度小,由于孔隙連通性變差,滲透率的變化幅度大,使二者的相關關系變差。儲集層特征分區在儲集層預測中,交會圖是連接巖心、測井和地震信息的紐帶。但河流相沉積的巖性、巖相變化快,交會圖上數據點分布往往不集中,采用最小平方法回歸數據得到關系式,進行儲集層預測,勢必影響預測精度,有必要用井孔觀測數據對預測的儲集層參數進一步校正。但井孔信息與地震信息的采樣尺度處于兩個極端,如何把縱、橫向精度都極不匹配的儲集層信息結合起來,是儲集層特征參數結構重建的目標。傳統的估值方法不能解決儲集層地震特征參數與井孔觀測數據的尺度不匹配問題,因此不能正確地描述儲集層參數的空間分布規律。地質統計學利用一切可以獲得的地震、地質、鉆井和測井資料,借助于變差函數這一有力工具,采用模擬技術獲取儲集層空間分布的可靠規律。圖5就是采用序貫高斯模擬法重建的柏各莊凸起N70×1區塊孔隙度分布的實例。圖5a為結構重建前的孔隙度分布,圖5b為結構重建后的孔隙度分布,可見在儲集層的邊緣和無鉆井區,與單純用地震或測井資料估算的孔隙度值相比較,用序貫高斯模擬法得到的孔隙度估計值更接近實際,分布規律的結構性也有很好的改善,經井孔數據校正,其相對誤差可縮小6%～12%。預測工具和方法應用測井約束反演技術,在細分層系、細分流動單