許勝利 李炳穎 王中華 王臘梅 劉傳川

二維地震模型正演在東海某氣田開發(fā)中的應(yīng)用

許勝利1李炳穎2王中華1王臘梅1劉傳川1

（1.中海石油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司2.中海石油（中國）有限公司上海分公司）

東海某油氣田群的部分主力儲層厚度薄且橫向變化快，故其常規(guī)地震儲層預測精度低，不能滿足開發(fā)井的部署要求。為提高對鉆井地質(zhì)的精確預測，采用多地震模型正演，并結(jié)合實際地震剖面進行模型優(yōu)選，局部開發(fā)井的部署和鉆井預測起到了較好的預測和指導作用。圖5參9

地震模型虛擬井正演優(yōu)選

東海某油氣田群包含多個含油氣構(gòu)造，主力油氣層分布在花港及平湖組，地層巖性以砂、泥巖為特點。儲層以三角洲和潮坪沉積為主，薄儲層發(fā)育，儲層厚度和物性具有橫向變化快的特點。

1 儲層精細預測存在的難點及對策

1.1 地震資料品質(zhì)較差

地震資料受噪音的影響，品質(zhì)較差。疊前道集上主要表現(xiàn)為遠近道地震頻帶不一致、信噪比不一致、地震反射軸存在劃弧現(xiàn)象（圖1），近、遠道集地震振幅變化趨勢與基于測井地質(zhì)模型進行的疊前正演道集振幅變化趨勢不一致（圖2）；疊后純波數(shù)據(jù)體信噪比低，且不同處理版本存在較大的差異。

圖1 具有劃弧現(xiàn)象的疊前道集

圖2 道集振幅變化趨勢圖

1.2 儲層預測方法及存在的不足

（1）定性儲層預測

利用地震屬性[1]對儲層平面展布進行快速定性預測，是儲層預測的常用方法之一，但由于縱向上受薄層或鄰近薄層分布的影響，當儲層較薄或薄互層發(fā)育時，利用地震屬性進行定性預測往往存在地震屬性變化規(guī)律與已鉆井儲層變化不一致的現(xiàn)象，影響預測的可靠性。

（2）定量儲層預測

定量儲層預測包括確定性反演和地質(zhì)統(tǒng)計學反演，其反演結(jié)果都受到初始地質(zhì)模型的制約，而地質(zhì)統(tǒng)計學反演（包括疊前地質(zhì)統(tǒng)計學反演和疊后地質(zhì)統(tǒng)計學反演）在利用已鉆井作為硬數(shù)據(jù)提高縱向分辨率外，其橫向反演結(jié)果嚴重受到變程大小的影響。

確定性反演（模型約束的波阻抗反演［2］）和地質(zhì)統(tǒng)計學反演［3-4］，若在初始模型中沒有體現(xiàn)客觀存在的一些地質(zhì)現(xiàn)象（地層尖滅、上超、下超等），則在反演結(jié)果中難以獲得以上客觀存在的地質(zhì)現(xiàn)象。地震反演中建立地質(zhì)模型就是利用地震層位進行模型約束。而地震層位解釋是在地震層序指導下進行的空間閉合的等時界面追蹤，在局部很多地方，并不能反映地層巖性界面的變化趨勢，造成反演精度有限。

1.3 對策

在常規(guī)地震儲層反演的基礎(chǔ)上，針對油氣開發(fā)井部署的局部區(qū)域，以地震剖面為基礎(chǔ)，在目的層分布段上依據(jù)剖面中局部地震同相軸的變化，加密構(gòu)建地質(zhì)模型的控制層，并附以不同的巖性變化組合，優(yōu)選出正演地震特征最接近實際地震剖面的巖性剖面作為結(jié)果。

2 地震模型正演[5-9]

2.1 地震模型正演必要性的確定

在利用構(gòu)造、儲層、含油氣分布等資料確定開發(fā)井位的基礎(chǔ)上，利用過目標井及已鉆井的地震剖面，進行兩井點地震特征對比及觀察地震同相軸變化，若地震同相軸出現(xiàn)增加、減少、胖瘦變化較大而反演地震剖面中沒有刻畫時需要進行精細的局部地震模型正演（圖3）。

圖3 設(shè)計井點B處出現(xiàn)地震同相軸增加的現(xiàn)象

2.2 構(gòu)建合理的構(gòu)造模型

精細的地震層位解釋和進行必要的地震層位加密，是構(gòu)造合理的構(gòu)造模型的基礎(chǔ)；其次，要設(shè)置合理層間的接觸關(guān)系，為了增加與實際地震剖面的可對比性，在時間域進行地震建模和正演。

2.3 利用虛擬井控制模型屬性

（1）二維模型剖面的選取

模型剖面的選取以已鉆井為出發(fā)點，經(jīng)過設(shè)計井點（或水平段），并終止于與已鉆井點（直井）地震特征具有較高相似性的點（如終止點A與已鉆井），見圖3。

（2）設(shè)置虛擬控制井及特征曲線

分別在剖面中設(shè)計井點和與已鉆井（直井）地震特征相近點設(shè)置虛擬井（如在B和A點設(shè)置虛擬井1、井2）：首先，拷貝已鉆直井（至少包括波阻抗曲線、分層和時深關(guān)系）并通過改變井頭坐標的方式建立虛擬井；接著，在虛擬井點處通過對時深關(guān)系的拉伸和壓縮使得地質(zhì)分層與對應(yīng)的地震解釋層位一致然后，確定目的層段儲層與非儲層的波阻抗相對高低關(guān)系，通過改變波阻抗的高低來實現(xiàn)巖性的改變。

2.4 多地質(zhì)模型構(gòu)建與優(yōu)選

（1）多地質(zhì)模型構(gòu)建

以已鉆井為基礎(chǔ)，在二維模型剖面中通過調(diào)整時深關(guān)系得到相對巖性組合固定的已鉆井（X1井）和A點虛擬井2，利用B點虛擬井1通過不同的巖性變化組合（波阻抗變化）來構(gòu)建可能的地質(zhì)模型（圖4），可以看出，A點的地震特征與已鉆井具有高度的相似性。因此，在構(gòu)建地質(zhì)模型時，A點的巖性曲線特征可以通過拷貝已鉆井并調(diào)整局部巖性厚度來獲得，而B點巖性曲線特征可以通過拷貝已鉆井并改變局部地層巖性獲得。

（2）地質(zhì)模型優(yōu)選

地震反演具有多解性，因此需構(gòu)建多個地質(zhì)模型進行篩選排除，針對地震變化的實際特征構(gòu)建了6種不同的巖性變化組合的地質(zhì)模型：

模型一：改變H3c頂面解釋方案（圖4a）。

B點處地震層位解釋下移一個同相軸，這樣的解釋方案造成H3c與H3d在平面上無法閉合。因此，H3c與H3d層位解釋合理，構(gòu)造模型沒有改變的可能性。

模型二：H3c儲層及上下儲層橫向穩(wěn)定（圖4b）。

地震模型正演結(jié)果表現(xiàn)為地震同相軸橫向連續(xù)性強，與實際地震剖面差異較大，模型不合理。

模型三：H3c儲層變厚，底部泥巖變薄（圖4）。

正演結(jié)果表現(xiàn)為影響H3d頂面地震反射，使其地震反射能量減弱，與實際地震剖面差異較大，模型不合理。

模型四：H3c儲層上部儲層穩(wěn)定，下部泥巖變純凈（圖4d）。

模型正演結(jié)果表現(xiàn)為內(nèi)部和底部出現(xiàn)弱的反射界面，與實際地震剖面差異較大，模型不合理。

模型五：H3c儲層相變?yōu)槟鄮r（圖4e）。

模型地震正演結(jié)果表現(xiàn)為H3c上、下界面清晰，與實際地震剖面差異較大，模型不合理。

模型六：H3c儲層相對穩(wěn)定，H3d頂部巖性由砂巖變?yōu)槟鄮r（圖4f）。

模型地震正演結(jié)果表現(xiàn)為影響H3d、H3c界面的地震反射特征，與實際地震反射特征具有較高的相似性，為推薦的最優(yōu)地質(zhì)模型。即在B點（虛擬井1）處H3c儲層發(fā)育，厚度變化不大，而H4d頂部泥巖發(fā)育。地層巖性厚度的變化量以時間變化量乘以層速度來獲得。

圖4 地質(zhì)模型圖

3 實鉆效果分析

虛擬井1點處的對應(yīng)設(shè)計井X1-1井于2015年9月開鉆，并于11月鉆穿H3d地層，實鉆結(jié)果顯示儲層發(fā)育情況與推薦模型六（圖4f）一致（圖5）。實鉆結(jié)果表明地層層位解釋合理，推薦模型六儲層預測準確合理。實鉆檢驗結(jié)果證實了在儲層變化復雜的地區(qū)，利用地震模型正演能更精確的預測局部儲層的復雜變化。

4 應(yīng)用前景

圖5 實鉆結(jié)果

東海油氣田主力油氣層儲層橫向變化劇烈，對于儲層的精細預測有迫切的需求；其次，薄儲層的開發(fā)也早已提上各油氣田的工作日程，薄儲層具有橫向變化快的特點，需要地震模型正演對局部儲層分布進行細化；而利用二維地震模型正演就可以快速準確地預測目標區(qū)儲層的精細變化；最后，模型地震正演在大多數(shù)地震儲層反演軟件中都能較為方便地實現(xiàn)(如Jason、HRS軟件等)。因此，地震模型正演對于薄儲層的精細預測具有重要的意義，并將得到廣泛的應(yīng)用。

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（修改回稿日期2015-12-20編輯陳玲）

許勝利，男，1972年出生，1995年畢業(yè)于石油大學綜合勘探專業(yè)，高工；現(xiàn)在中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司從事非常規(guī)油氣地球物理預測研究。地址：（300457）天津市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)洞庭一街與微山路交口泰達科技發(fā)展中心2號樓608室。電話：（022）66907022，13920717790。E-mail：xushl3@cnooc.com.cn