劉傳奇，明 君，馬奎前，李 賓

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

1 渤中M 油田概況

渤中M 油田的主要目的層位是沙河街組二段和沙河街組三段，海拔深度為－3 500～－3 000m，儲(chǔ)層全部為砂、泥薄互層，單層厚度均不超過(guò)5m；由于沙河街組三段絕大部分是低滲儲(chǔ)層，產(chǎn)能較低，本次研究針對(duì)的是沙河街組二段儲(chǔ)層。該油田地震資料的主頻在17 Hz左右，按照沙河街組二段地層速度3 400m／s計(jì)算，可分辨的儲(chǔ)層厚度為50m，薄互層的儲(chǔ)層基本沒(méi)有對(duì)應(yīng)的地球物理響應(yīng)。因此，我們采取以大代小的思路，即用整套儲(chǔ)層的巖性、物性分布預(yù)測(cè)代替單個(gè)薄層的研究。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 地震資料極性判定

地球物理研究中井震標(biāo)定是構(gòu)造解釋和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，井震標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確與否直接決定著構(gòu)造解釋與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，可以說(shuō)標(biāo)定差之毫厘，解釋則繆之千里［1］。而在井震標(biāo)定中，地震資料極性的判斷是最基礎(chǔ)的工作，直接決定儲(chǔ)層研究的正確與否。只有準(zhǔn)確判斷地震剖面對(duì)應(yīng)子波的極性，才能把儲(chǔ)層頂面和底面與地震剖面上的波峰、波谷準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)起來(lái)，才能通過(guò)地震剖面及其屬性的研究準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層，一旦地震資料的極性識(shí)別錯(cuò)誤，必定對(duì)儲(chǔ)層的研究帶來(lái)毀滅性的打擊［2］。

常規(guī)地震資料極性判斷都是采用正極性子波和負(fù)極性子波分別制作合成地震記錄，然后對(duì)比二者與地震道的對(duì)應(yīng)關(guān)系，認(rèn)為與地震道對(duì)應(yīng)較好的合成地震記錄運(yùn)用的子波就是地震道對(duì)應(yīng)的子波。通常表述正極性子波對(duì)應(yīng)的地震剖面為正極性地震資料，負(fù)極性子波對(duì)應(yīng)的剖面為負(fù)極性地震資料［3－4］。

由于合成地震記錄與測(cè)井曲線的質(zhì)量、井周的地層組合關(guān)系、子波的頻率等關(guān)系較大，而且有時(shí)很難判斷采用正、負(fù)極性子波制作的合成地震記錄的好壞，當(dāng)然也就很難確定地震資料的極性。圖1是大套泥巖中含有相對(duì)較薄砂巖地層組合時(shí)兩種極性子波制作的合成地震記錄，通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，很難判斷這兩個(gè)合成地震記錄與地震剖面對(duì)應(yīng)的好壞。因此，通過(guò)這種做法很難準(zhǔn)確判斷該地震資料是正極性還是負(fù)極性。

我們采用合成地震記錄與地震剖面特征相結(jié)合的方法來(lái)綜合判斷地震資料是正極性還是負(fù)極性。在合成地震記錄不能確定子波極性的情況下，該方法很有實(shí)用價(jià)值。

通過(guò)已鉆井揭示的儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，我們可以很清楚地明確某一套相對(duì)獨(dú)立的巖性層的頂面和底面對(duì)應(yīng)的反射系數(shù)。根據(jù)地球物理勘探原理可知，這個(gè)相對(duì)獨(dú)立巖性層的頂面和底面應(yīng)該有一對(duì)符號(hào)相反的反射系數(shù)，由于子波具有相對(duì)穩(wěn)定性，因此該相對(duì)獨(dú)立巖性層的頂面和底面會(huì)形成一對(duì)能量較強(qiáng)的波峰和波谷［5－6］。我們可以在剖面上找到多個(gè)這樣的反射特征，上下緊緊相鄰地出現(xiàn)一對(duì)較強(qiáng)的波峰和波谷，就可以認(rèn)為這一對(duì)波峰和波谷對(duì)應(yīng)鉆井上的該套相對(duì)獨(dú)立的巖性層。通過(guò)分析可以斷定，處于上面的波峰（或波谷）對(duì)應(yīng)該套相對(duì)獨(dú)立巖性層的頂面，而處于下部的波谷（或波峰）對(duì)應(yīng)該套相對(duì)獨(dú)立巖性層的底面。通過(guò)測(cè)井聲波和密度曲線，可以準(zhǔn)確得到該套相對(duì)獨(dú)立的巖性層的波阻抗與圍巖波阻抗的關(guān)系，從而準(zhǔn)確得到該套相對(duì)獨(dú)立巖性層的頂面和底面的反射系數(shù)。

圖1 M1井正極性（a）和負(fù)極性（b）子波合成地震記錄

圖2是M 油田M2 和M23兩口井的測(cè)井曲線及連井地震剖面。從M23井的聲波時(shí)差和密度曲線可以很清楚地看到，圖中綠色框內(nèi)這套相對(duì)獨(dú)立巖性層為速度較低、密度較小的砂巖儲(chǔ)層，其波阻抗較小，因此，可以判斷其頂面為負(fù)反射系數(shù)、底面為正反射系數(shù)；從地震剖面上可以看到，箭頭處存在一對(duì)振幅較強(qiáng)的波峰和波谷，且波谷在上、波峰在下，因?yàn)樵撎變?chǔ)層相對(duì)獨(dú)立，可以準(zhǔn)確地判斷這一峰一谷的地震反射為該套砂巖的地震響應(yīng)。通過(guò)反射系數(shù)與地震剖面的對(duì)比可以看出，砂巖頂面的負(fù)反射系數(shù)對(duì)應(yīng)的為波谷，砂巖底面的正反射系數(shù)對(duì)應(yīng)的為波峰。根據(jù)褶積原理，負(fù)反射系數(shù)與正極性子波褶積的結(jié)果為波谷，而正反射系數(shù)與正極性子波褶積的結(jié)果為波峰。因此，可以初步判斷該地震剖面為正極性地震剖面。再通過(guò)采用正、負(fù)極性子波制作合成地震記錄來(lái)對(duì)比驗(yàn)證地震剖面子波的極性。圖3是M23井用正極性雷克子波制作的合成地震記錄，可以看出，該合成地震記錄與井旁地震道對(duì)應(yīng)很好。

通過(guò)綜合運(yùn)用地震剖面特征和合成地震記錄，準(zhǔn)確確定了該油田地震資料的子波為正極性子波。相對(duì)圍巖來(lái)說(shuō)，低阻抗砂巖頂面在地震剖面上對(duì)應(yīng)為波谷。

2.2 地震道積分

道積分技術(shù)是一項(xiàng)利用相對(duì)波阻抗來(lái)進(jìn)行地震數(shù)據(jù)分析的技術(shù)，主要用于地震巖性解釋［7］。地震道積分的公式為

圖2 地震剖面上M2井和M23井的儲(chǔ)層響應(yīng)特征

圖3 正極性雷克子波制作的M23井合成地震記錄

式中：bi為地震子波；zi為波阻抗；xj為地震記錄。（1）式表明，積分地震道近似等于標(biāo)定對(duì)數(shù)波阻抗濾波。地震道積分技術(shù)是一個(gè)極好的地層研究工具，能夠勾畫出波阻抗的相對(duì)變化［8］。

由于M 油田的儲(chǔ)層是非常薄的砂泥互層（約1m），而地震資料的頻率不足以分辨這么薄的儲(chǔ)層，因此采取以大代小的研究思路，把相對(duì)大套的儲(chǔ)層段作為研究對(duì)象，通過(guò)道積分技術(shù)把地震道轉(zhuǎn)換成具有巖性信息的擬波阻抗數(shù)據(jù)。通過(guò)道積分?jǐn)?shù)據(jù)體進(jìn)一步研究?jī)?chǔ)層段的巖性和物性，進(jìn)而研究?jī)?chǔ)層的平面分布特征。

M 油田的儲(chǔ)層和非儲(chǔ)層的波阻抗有較大的差異（淺層砂巖儲(chǔ)層相對(duì)泥巖為低波阻抗，深層砂巖儲(chǔ)層相對(duì)泥巖為高波阻抗），因此可以通過(guò)地震道積分來(lái)識(shí)別儲(chǔ)層。其在地震道積分剖面上深層和淺層的砂巖儲(chǔ)層分別對(duì)應(yīng)波峰（波阻抗較大）和波谷（波阻抗較?。?，雖然深層和淺層的砂巖儲(chǔ)層在剖面上的特征不同，但是都可以通過(guò)道積分?jǐn)?shù)據(jù)體的研究來(lái)統(tǒng)一識(shí)別深層和淺層的砂體（圖4）。

圖4 淺層（a）和深層（b）砂巖儲(chǔ)層的測(cè)井曲線特征及在道積分剖面上的特征

3 儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

通過(guò)上述研究，明確了淺層和深層道積分?jǐn)?shù)據(jù)體振幅的不同含義。在研究深層沙河街組的構(gòu)造和儲(chǔ)層時(shí)，以波峰作為砂巖儲(chǔ)層，對(duì)儲(chǔ)層頂、底面進(jìn)行解釋；而在淺層明化鎮(zhèn)組則以波谷作為砂巖儲(chǔ)層進(jìn)行研究，可以得到儲(chǔ)層構(gòu)造的相關(guān)信息［9］。為了描述平面上儲(chǔ)層的物性分布特征，對(duì)道積分?jǐn)?shù)據(jù)體的振幅屬性與儲(chǔ)層的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行精細(xì)的分析和優(yōu)選，得到在深層沙河街組正振幅之和能夠較為準(zhǔn)確地表達(dá)儲(chǔ)層的物性，而在淺層明化鎮(zhèn)組則是最小振幅屬性能夠較好地反映儲(chǔ)層物性［10］。

圖5顯示了能夠反映深層和淺層砂巖儲(chǔ)層的地震屬性沿層平面圖。圖5a是深層沙河街組二段砂巖儲(chǔ)層的正振幅之和，與已鉆井的鉆探結(jié)果非常吻合；圖5b是淺層明化鎮(zhèn)組反映河道砂體的最小振幅屬性，與已鉆井的鉆探結(jié)果一致性非常高。

圖5 深層和淺層砂巖儲(chǔ)層的地震屬性平面特征（基于道積分?jǐn)?shù)據(jù)體）

4 應(yīng)用效果分析

通過(guò)平面屬性和剖面特征的綜合研究，預(yù)測(cè)出了砂巖儲(chǔ)層的平面分布特征。以此為基礎(chǔ)，在沙河街組部署了6口調(diào)整井。實(shí)鉆儲(chǔ)層厚度及其整體物性與鉆前認(rèn)識(shí)基本一致。在預(yù)測(cè)物性較好的區(qū)域和位置上鉆井結(jié)果都很好。表1是6口調(diào)整井鉆前、鉆后的誤差對(duì)比結(jié)果，可以看出，構(gòu)造和儲(chǔ)層誤差均較小，構(gòu)造深度預(yù)測(cè)的平均相對(duì)誤差只有0.12%，油層的厚度預(yù)測(cè)誤差也只有4.58%，主要目的層位于海拔－3 300m 處，預(yù)測(cè)結(jié)果非常準(zhǔn)確。

表1 構(gòu)造與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)誤差

在完成主要目的層儲(chǔ)層分布特征預(yù)測(cè)的同時(shí)，根據(jù)該道積分?jǐn)?shù)據(jù)體并結(jié)合地層切片技術(shù)［11－12］，在淺層明化鎮(zhèn)組預(yù)測(cè)了一個(gè)河道砂體，該河道形態(tài)清晰，又與油源斷層接觸，從油氣運(yùn)移和成藏上看均有較大潛力［13］（圖5b）。經(jīng)過(guò)研究認(rèn)為，以深層為目的層的開發(fā)井，可以通過(guò)優(yōu)化井軌跡在該潛力砂體上增加控制點(diǎn)，達(dá)到兼探該潛力砂體含油性的目的。實(shí)鉆結(jié)果證實(shí)，該河道潛力砂體為油層。通過(guò)后續(xù)的調(diào)整井對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終確定新發(fā)現(xiàn)的探明儲(chǔ)量為290×104m3。采用分層系開發(fā)的思路［14］，充分利用水平井技術(shù)高效、快速地開發(fā)油田［15］，在該河道砂體上部署了5口井M24H，M25H，M26H，M28H，M27，其中水平井4口（圖6），目前已全部完鉆。實(shí)際鉆探結(jié)果非常好，水平井的水平段油層鉆遇率98%，已經(jīng)投產(chǎn)的4口生產(chǎn)井（M24H，M26H，M28H，M27）目前產(chǎn)油500m3／d，相當(dāng)于這4口井投產(chǎn)前整個(gè)渤中M 油田20口井的產(chǎn)量。該新發(fā)現(xiàn)河道砂體4口井的投產(chǎn)使M 油田的日產(chǎn)油量翻了一番，極大地提高了M 油田的產(chǎn)能。

圖6 新發(fā)現(xiàn)河道砂體上部署的開發(fā)井位置

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)M 油田的地質(zhì)特點(diǎn)，通過(guò)地震資料極性判定的新方法、地震道積分體的研究和屬性的優(yōu)選等技術(shù)手段的組合，不僅準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了構(gòu)造埋藏深度和儲(chǔ)層的分布范圍及厚度，并在油田較淺的明化鎮(zhèn)組發(fā)現(xiàn)了一個(gè)潛力較大的河道砂體。在鉆探深層沙河街組調(diào)整井的過(guò)程中，有針對(duì)性地優(yōu)化井軌跡兼探該潛力砂體，結(jié)果新發(fā)現(xiàn)了290×104m3探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量。從目前已經(jīng)投產(chǎn)的4口井的產(chǎn)能看，該新發(fā)現(xiàn)的河道砂體上鉆探的井產(chǎn)能都較高，4口井的投產(chǎn)極大地提高了M 油田的產(chǎn)能，使得日產(chǎn)油量達(dá)到原來(lái)的2倍，為M 油田的立體高效開發(fā)做出了重大貢獻(xiàn)。

［1］杜斌山，曹正林，石蘭亭.多信息融合高精度的井震標(biāo)定方法研究［J］.西北油氣勘探，2005，17（3）：51－56 Du B S，Cao Z L，Shi L T.Multi information fusion precision well－seismic method research［J］.Northwest Oil ＆Gas Exploration，2005，17（3）：51－56

［2］吳俊剛，吳奎，孫書濱，等.地震資料極性判別技術(shù)在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用［J］.海洋石油，2011，31（4）：15－19 Wu J G，Wu K，Sun S B，et al.Application of seismic polarity differentiation in reservoir prediction［J］.Offshore Oil，2011，31（4）：15－19

［3］賴仲康.如何判別地震資料極性做好井約束反演［J］.新疆石油地質(zhì)，1999，20（4）：302－306 Lai Z K.How to distinguish seismic polarity do well constraint inversion［J］.Xinjiang Petroleum Geology，1999，20（4）：302－306

［4］Landrum R A，Brook R A，Sallas J J.Polarity convention for vibratory source／recording system［J］.Geophysics，1994，59（2）：315－322

［5］朱偉，馬朋善，譚承軍，等.渤東凹陷蓬二號(hào)構(gòu)造地震資料測(cè)井約束反演［J］.石油與天然氣地質(zhì)，1990，26（1）：120－124 Zhu W，Ma P S，Tan C J，et al.Logging constrained inversion of seismic data in Peng No.3structure in Bodong Sag［J］.Oil ＆ Gas Geology，1990，26（1）：120－124

［6］王永剛.地震資料綜合解釋方法［M］.東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2007：1－7 Wang Y G.Comprehensive seismic interpretation method［M］.Dongying：China University of Petroleum Press，2007：1－7

［7］龔隱賢，李解民.用道積分法進(jìn)行砂層及油氣砂層預(yù)測(cè)［J］.海洋石油，2000，20（4）：15－22 Gong Y X，Li J M.Forecasting for sandy stratum and its petroleum bearing using seismic channel integral［J］.Offshore Oil，2000，20（4）：15－22

［8］姚建陽(yáng).用地震道積分法提高地層的識(shí)別能力［J］.石油物探，1990，29（1）：40－49 Yao J Y.Enhancement of the discernibility on formation by seismic trace intergration［J］.Geophysical Prospecting for Petroleum，1990，29（1）：40－49

［9］靖輝，張曉武，趙銘海.新近系館陶組上段儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2007，28（3）：401－406 Jing H，Zhang X W，Zhao M H.Reservoir prediction of the Upper Guantao Formation in the Neogene［J］.Oil ＆Gas Geology，2007，28（3）：401－406

［10］于建國(guó)，姜秀清.地震屬性優(yōu)化在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2003，24（3）：291－295 Yu J G，Jiang X Q.Application of seismic attribute optimization in reservoir prediction［J］.Oil ＆ Gas Geology，2003，24（3）：291－295

［11］劉傳奇，呂丁友，侯冬梅.渤海A 油田砂體連通性研究［J］.石油物探，2008，47（3）：251－255 Liu C Q，Lv D Y，Hou D M.Sandbody connectivity research in Bohai A oil field［J］.Geophysical Prospecting for Petroleum，2008，47（3）：251－255

［12］Zeng H L，Backus M M，Kenneth T B，et al.Strata slicing，Patr I：realistic 3Dseismic model［J］.Geophysics，1998，63（2）：502－513

［13］周霞，李海濤.斷裂系統(tǒng)與油氣成藏關(guān)系研究［J］.石油物探，2011，50（4）：417－424 Zhou X，Li H T.Fracture system and hydrocarbon accumulation relations research［J］.Geophysical Prospecting for Petroleum，2011，50（4）：417－424

［14］趙衛(wèi)華，常劍，杜燕，等.深層低滲難采油藏的注水開發(fā)［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2011，22（3）：245－248 Zhao W H，Chang J，Du Y，et al.Water flood development of deep seated low permeable reservoir［J］.Oil ＆Gas Geology，2011，22（3）：245－248

［15］陳志海.底水油藏的水平井開發(fā)［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2000，21（3）：214－219 Chen Z H.Developing bottom water pools with horizontal well［J］.Oil ＆ Gas Geology，2000，21（3）：214－219