李昌，潘立銀，曹全斌，劉江麗，呂學(xué)菊，徐美茹

技術(shù)·方法

油氣開發(fā)階段基于Petrel軟件的碳酸鹽巖儲(chǔ)層白云石含量平面預(yù)測(cè)方法
——以川東北C地區(qū)應(yīng)用為例

李昌，潘立銀，曹全斌，劉江麗，呂學(xué)菊，徐美茹

（中國石油杭州地質(zhì)研究院）

將地震與測(cè)井技術(shù)相結(jié)合，對(duì)已經(jīng)進(jìn)入油氣開發(fā)階段、有一定測(cè)井資料的地區(qū)，提出了地震屬性約束測(cè)井插值預(yù)測(cè)碳酸鹽巖儲(chǔ)層白云石體積含量平面分布的方法。方法分三個(gè)步驟：（1）利用多礦物模型測(cè)井解釋技術(shù)，計(jì)算得到單井白云石含量；（2）利用地震屬性與測(cè)井白云石含量曲線進(jìn)行相關(guān)分析，找出相關(guān)性最好的地震屬性；（3）利用Petrel軟件的Convergent插值算法，在相關(guān)性最好的地震屬性約束下，進(jìn)行井間測(cè)井插值。該方法在川東北C地區(qū)進(jìn)行了預(yù)測(cè)應(yīng)用，效果較好。準(zhǔn)確計(jì)算單井白云石含量和優(yōu)選最相關(guān)地震屬性，是該方法的關(guān)鍵。

碳酸鹽巖儲(chǔ)層；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；儲(chǔ)層參數(shù)；插值算法；Petrel軟件

碳酸鹽巖儲(chǔ)層參數(shù)主要包括孔隙度、滲透率、飽和度、方解石含量及白云石含量等，其中孔隙度與白云石含量密切相關(guān)。儲(chǔ)層參數(shù)平面分布預(yù)測(cè)能夠指示有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，對(duì)于勘探和開發(fā)具有指導(dǎo)意義。碳酸鹽巖儲(chǔ)層具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，用于碎屑巖儲(chǔ)層參數(shù)平面預(yù)測(cè)的測(cè)井插值方法［1］已經(jīng)不再適用。針對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層參數(shù)平面分布預(yù)測(cè)，目前的主流技術(shù)為多種地震屬性綜合分析技術(shù)［2-3］、地震屬性融合技術(shù)［4］、波形聚類技術(shù)［5-6］以及測(cè)井約束地震反演技術(shù)［7-9］等等。地震數(shù)據(jù)具有較好的橫向連續(xù)性，因而能夠反映井間信息，而測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)縱向分辨率高，單井信息精確，故測(cè)井與地震技術(shù)的結(jié)合是解決復(fù)雜碳酸鹽巖儲(chǔ)層參數(shù)平面預(yù)測(cè)的一種必然。

本文提出了利用測(cè)井和地震信息的新方法，在已進(jìn)入開發(fā)階段的地區(qū)嘗試?yán)玫卣饘傩约s束進(jìn)行測(cè)井參數(shù)插值來預(yù)測(cè)碳酸鹽巖儲(chǔ)層白云石含量的平面分布。本方法應(yīng)用了Petrel軟件，在川東北C地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組的應(yīng)用表明，預(yù)測(cè)結(jié)果與現(xiàn)階段開發(fā)情況基本相符。本方法能在已進(jìn)入開發(fā)階段的地區(qū)指明白云石含量的分布特征,由此可用于指導(dǎo)進(jìn)一步打開發(fā)井。

1 步驟及基本原理

地震屬性約束測(cè)井插值儲(chǔ)層白云石含量平面分布預(yù)測(cè)方法主要分三個(gè)步驟：

（1）利用多礦物模型測(cè)井解釋技術(shù)計(jì)算得到單井白云石含量；

（2）利用地震屬性與測(cè)井白云石含量曲線進(jìn)行相關(guān)分析，找出相關(guān)性最好的地震屬性；

（3）利用Petrel軟件的Convergent插值算法，在相關(guān)性最好的地震屬性約束下，進(jìn)行井間測(cè)井插值，從而獲得儲(chǔ)層白云石含量平面分布。

Convergent插值算法相對(duì)于克里金、最小曲率、移動(dòng)平均插值等算法能夠獲得更好的地質(zhì)效果，它適合于各種數(shù)據(jù)類型。該算法包括網(wǎng)格化和平滑，通常用在構(gòu)造建模中，通過迭代和收斂，快速構(gòu)建模型，從初始解得到最終解。

在上述步驟（1）中，首先利用自然伽馬曲線求取地層黏土含量值，公式如下［10］：

式中：Vclay——黏土體積含量，%

GR——目的層的自然伽馬值，API；

GRmax——純泥巖層的自然伽馬值，API；

GRmin——純石灰?guī)r層的自然伽馬值，API。

然后采用多礦物模型測(cè)井解釋方法計(jì)算礦物組分，定義礦物模型為白云石、方解石和黏土，定義流體模型為水和天然氣，采用的測(cè)井曲線為補(bǔ)償中子、聲波時(shí)差及密度。根據(jù)定義建立聯(lián)合方程組［10］：

式中：DEN——測(cè)井密度值，g/cm3；

CNL——測(cè)井中子值，%；

DT——測(cè)井聲波時(shí)差值，μs/ft；

φ——孔隙度，%；

V——體積百分含量，%。

下角標(biāo)中:w，g，clay，dolo，calc分別代表地層水、天然氣、黏土、白云石、方解石。

在上述方程組中代入研究區(qū)礦物、流體的理論和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，通過求解該方程組可以得到儲(chǔ)層孔隙度φ、白云石含量Vdolo以及方解石含量Vcalc。

2 應(yīng)用舉例

川東北C地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組主要為白云巖鮞灘儲(chǔ)層，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層與白云巖密切相關(guān)，巖心分析孔隙度與儲(chǔ)層巖性概率相關(guān)性很強(qiáng)（圖1），隨著巖心孔隙度增大，儲(chǔ)層巖性為白云巖的概率增高。巖心薄片分析資料（圖2）表明，幾乎所有優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層均為白云巖儲(chǔ)層，且主要沿著臺(tái)地邊緣帶分布，而臺(tái)內(nèi)儲(chǔ)層白云石化程度很低，物性較差。從開發(fā)情況來看，見產(chǎn)能井主要分布在臺(tái)緣帶，高產(chǎn)井主要為白云巖儲(chǔ)層，所以預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的白云石含量平面分布對(duì)鉆井開發(fā)評(píng)價(jià)具有指導(dǎo)意義。

圖1 川東北C地區(qū)儲(chǔ)層孔隙度與巖性概率相關(guān)圖

圖2 川東北C地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組臺(tái)緣和臺(tái)內(nèi)儲(chǔ)層巖性特征

2.1 測(cè)井計(jì)算白云石含量

列出研究區(qū)單井白云石含量計(jì)算的輸入?yún)?shù)（表1）并代入聯(lián)合方程組（2），利用多礦物模型測(cè)井解釋技術(shù)對(duì)工區(qū)內(nèi)21口井進(jìn)行了單井計(jì)算，計(jì)算所得到的單井白云石含量與巖屑化學(xué)分析結(jié)果符合得非常好（圖3a），絕對(duì)誤差主要分布區(qū)間為－5%～5%，最大為－20%（圖3b），綜合識(shí)別準(zhǔn)確率在80%以上。

表1 川東北C地區(qū)計(jì)算單井白云石含量的輸入?yún)?shù)表

2.2 白云石含量—地震屬性相關(guān)分析

前人研究認(rèn)為在川東北C地區(qū)地震最小波阻抗屬性能夠較好地預(yù)測(cè)鮞灘體分布，本次研究也采用了地震最小波阻抗作為約束屬性。將上面所計(jì)算得到的21口井單井白云石含量平均值分布在平面圖上，并在每口井點(diǎn)的位置提取最小波阻抗數(shù)值（也是21個(gè)值），對(duì)這兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，得到相關(guān)圖（圖4），地震最小波阻抗與白云石含量的相關(guān)性較好，r2=0.68（其中r為相關(guān)系數(shù)）。隨著白云石含量增大，波阻抗具有減小的趨勢(shì)，表明儲(chǔ)層白云石含量增大，其孔隙度具有增大趨勢(shì)，該規(guī)律與在薄片鑒定中得出的規(guī)律相一致。進(jìn)行相關(guān)分析后，選擇地震最小波阻抗作為平面約束的地震屬性。

圖3 川東北C地區(qū)C2井測(cè)井計(jì)算與巖屑化學(xué)分析白云石含量對(duì)比圖

圖4 川東北C地區(qū)碳酸鹽巖儲(chǔ)層地震最小波阻抗與白云石含量相關(guān)圖

2.3 插值預(yù)測(cè)

用Petrel軟件，輸入測(cè)井白云石含量和地震最小波阻抗屬性，選擇Convergent插值算法，測(cè)井插值的整個(gè)工作就由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，最后得到整個(gè)研究區(qū)飛仙關(guān)組儲(chǔ)層白云石含量的平面預(yù)測(cè)結(jié)果（圖5）。

從圖5可以看出：高白云石含量區(qū)主要沿臺(tái)緣帶分布；從臺(tái)緣向臺(tái)內(nèi)，白云石含量呈逐漸減小趨勢(shì)；臺(tái)緣外帶白云石含量一般在70%～100%區(qū)間，臺(tái)緣內(nèi)帶白云石含量在40%～70%，臺(tái)內(nèi)白云石含量小于40%。這些預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際地質(zhì)認(rèn)識(shí)基本相符。

從油氣開發(fā)情況來看，高產(chǎn)能井主要在臺(tái)緣外帶，臺(tái)緣內(nèi)帶為低產(chǎn)井或干井，臺(tái)內(nèi)除少量低產(chǎn)能石灰?guī)r儲(chǔ)層井，幾乎都為干井。例如臺(tái)緣外帶C6井白云巖儲(chǔ)層（5 966～6 036 m），日產(chǎn)氣112 m3；臺(tái)內(nèi)C20井該儲(chǔ)層（5 821～5 888 m）測(cè)試為干層。圖5預(yù)測(cè)的情況也與這一開發(fā)情況基本相符。

白云巖儲(chǔ)層具有較好基質(zhì)孔，因此推斷，白云石含量大于70%的區(qū)域內(nèi)，各井之間的儲(chǔ)層在橫向上應(yīng)該是基本連通的，如C5井和C6井試采折算壓力分別為60.96 MPa和60.75 MPa，兩者基本相等，且高于其他井，開發(fā)證實(shí)了它們屬于同一壓力系統(tǒng)。

圖5 川東北C區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組儲(chǔ)層白云石含量平面分布預(yù)測(cè)圖

3 結(jié)論

（1）在測(cè)井資料比較多的情況下，采用地震屬性約束下測(cè)井插值方法也能預(yù)測(cè)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的白云石含量平面分布。

（2）地震屬性約束測(cè)井插值儲(chǔ)層白云石含量平面分布預(yù)測(cè)方法對(duì)川東北C地區(qū)應(yīng)用效果較好，因此這是一種值得推廣的方法。

（3）準(zhǔn)確計(jì)算單井白云石含量和優(yōu)選最相關(guān)地震屬性，是該方法的關(guān)鍵。

［1］杜銘，郭康良.沙15塊油藏儲(chǔ)層相控建模研究［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2006，28(6)，46-47.

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［10］雍世和，張超謨.測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與綜合資料解釋［M］.北京:石油大學(xué)出版社，1996.

編輯：吳厚松

A PETREL-based Plane Prediction Method of Dolomite Volume Percentage in Carbonate Reservoirs during Petroleum Development—A Case of Application in Area C,Northeastern Sichuan Basin

Li Chang,Pan Liyin,Cao Quanbin,Liu Jiangli，LüXueju，Xu Meiru

For an oil field that are during petroleum development and some relative logging data are available in the field area,a new method of using seismic attribute constraint and logging interpolation between wells can be applied to predict the plane distribution of dolomite volume(%)in the reservoir.It includes three steps：(1)Using the multi-mineral model logging interpretation technique to calculate the volume percentage of dolomite in a single well;(2)Analyzing the relativity of seismic attribute with dolomite V(%)curve from logging calculation to find out the best relevant attribute;(3)Using the"Convergent"interpolation method in the PETREL software to interpolate the volume percentage of dolomite between wells under the constraint of the chosen seismic attribute.The application of this method shows good results at Area C in northeastern Sichuan Basin.An accurate calculation of volume percentage of dolomite in a single well and the choice of the best relevant seismic attribute are the two key factors for this method.

Carbonate reservoir；Reservoir prediction；Reservoir prediction；Reservoir parameter；dolomite content；A"Convergent"interpolation method；PETREL software

TE112.23；TE19

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2012.02.011

1672-9854(2012)-02-0075-04

2012-02-17；改回日期：2012-03-24

李昌：1978年生，工程師。2000年本科畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，2003年碩士畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）?，F(xiàn)從事測(cè)井資料解釋及地質(zhì)評(píng)價(jià)工作。通訊地址：310023杭州市西溪路920號(hào)；電話：(0571)85221097

LiChang：male,Master,Engineer.Add:PetroChina Hangzhou Institute of Geology,920 Xixi Rd.,Hangzhou,Zhejiang, 310023,China