松辽盆地北部储层预测技术发展历程及岩性油藏地震识别技术

收稿日期:2004205220作者简介:陈树民(1962-),男,内蒙古赤峰人,高级工程师,大庆油田有限责任公司勘探开发研究院总工程师,从事地震资料解释与方法研究。

①　韦学锐:头台地区储层预测,石油地质研究报告集1大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,19921 文章编号:100023754(2004)0520103204松辽盆地北部储层预测技术发展历程及岩性油藏地震识别技术陈树民,于　晶(大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆　163712)摘要:从松辽盆地北部中浅层岩性油藏地质条件、地震勘探技术的发展历程出发,系统分析总结了近十年来薄互层储层预测理论、方法和应用效果,提出了基于高分辨率三维地震技术的“高精度三维地震、高分辨率层序地层学、高精度沉积相研究、高精度的储层预测、高精度的油藏描述”等“五位一体”的岩性油藏精细勘探方法,指出高精度的三维地震采集技术、高保真的三维地震处理技术、高分辨率的频谱分解技术与高效、灵活的三维可视化技术、高分辨率层序地层学、沉积微相技术结合将迎来松辽盆地岩性油藏地震勘探的新时代。

关键词:岩性油藏;储层预测;沉积微相;高分辨率层序地层学;地震反演;频谱分解中图分类号:TE13211 文献标识码:B1　引　言松辽盆地北部的勘探历程大体可分为构造油藏勘探阶段、三肇凹陷扶杨油层岩性油藏勘探阶段、齐家2古龙凹陷萨、葡、高多层位岩性油藏勘探阶段以及葡萄花、扶杨油层岩性油藏效益勘探阶段。

以大庆长垣为代表的构造油藏埋藏浅、储层厚度大、物性好,但大庆长垣外围的各类岩性油藏主要分布于河流相及三角洲前缘砂体中,单层厚度小,一般为2～4m ,孔隙度为8%～15%,渗透率为011×10-3～20×10-3μm 2,属于低渗透薄互层岩性油藏,岩性油藏勘探的关键是地震储层预测技术。

1959—1980年,大庆油田勘探的主要对象为构造油藏,但在勘探过程中发现了一批(如葡1井、杜1井、朝1井等)扶扬油层工业油气流井点,岩性油藏处于初步勘探阶段[1]。

1981—1985年,在扶杨油层总共提交了18960×104t 储量,这标志着大庆油田岩性油藏勘探的开始,其关键是地震储层横向预测技术,但低渗透薄互层的地震储层预测所面临的技术问题从一开始就是世界级难题。

松辽盆地中、上部组合岩性油藏储层厚度为2～4m (图1),远远小于地震时间可分辨的厚度(1/4λ),在这种情况下,地震反射振幅的变化不仅反映岩性、储层物性(速度和孔隙度等)以及薄层砂岩厚度的变化,同时与地震资料采集原始频宽、地震资料处理振幅保真度等因素有关,因此松辽盆地地震勘探面临的最大问题仍然是分辨率问题。

为了进一步提高地震采集处理的分辨率(突破地震1/4λ分辨率的极限),为了从地震属性中最大限度地提取到薄互层岩性油藏的信息,进而有效地预测岩性圈闭,大庆油田的地球物理工作者们立足各勘探区块的实际地震、地质条件,从强化野外地震数据采集—处理—解释系统工程抓起,经过“七五”、“八五”、“九五”乃至“十五”的不断攻关,取得多项创新性成果,形成了比较完整的薄互层岩性油藏地震预测技术系列,推动了岩性油藏勘探的不断进步。

2　“七五”期间储层预测技术“七五”期间,针对三肇凹陷扶杨油层河流相沉积砂体的岩性油藏,以常规二维地震资料为基础开展储层预测攻关,在技术上取得3项创新性成果,岩性油藏勘探处于宏观趋势描述阶段,储层预测精度以砂层组为单元预测储层发育带,及时指导勘探部署。

一是通过相似性理论进行模式判别①直接将地震波形转化为储层信息的“SEIWAV E ”技术。

该方法在识别过程中依据能够最完整地反映地质信息的波形变化特征进行储层预测,并且从井出发,利用井旁地震道直接建立岩性与波形的关系,克服了通过正演方・301・第23卷 第5期 大庆石油地质与开发　P 1G 1O 1D 1D 1 2004年10月法研究岩性变化的复杂性,快捷方便,有效地适应了勘探部署的快节奏。

十多年来,该技术在松辽盆地北部中浅层岩性油藏勘探中发挥了重要作用,已经发展成为完整的拥有自主版权的地震应用软件系统。

二是从波场分析出发,用最大似然反褶积法确定反射界面的位置和强度,通过卡尔幔滤波实现了子波与反射系数的分离,研制出拥有大庆油田自主版权的人工合成声波测井技术———DELO G,其最大贡献是通过系统优化使计算速度提高了1027倍,使该方法应用于实际生产成为可能[2]。

该技术于1991年研制成功,在三肇地区的圈闭识别和油藏描述中发挥了重要作用,为储层参数预测由定性到定量的转变奠定了基础。

三是重点发展了地质统计储层参数预测方法,实现了储层参数的定量预测。

由于地震频带宽度的限制,地震信息在储层预测中存在多解性,致使在不同地质背景下的预测结果和精度存在差异。

充分利用已知井信息建立不同井点处地震与地质的空间相关关系,实现地质统计井点内插和地震信息的结合,这项技术的优点是井点处预测是无偏差的,井间预测的精度取决于地震属性与地质参数的相关程度,可用等值线表示储层参数的空间变化,因此该方法容易被地质专家接受,在以二维地震为主的勘探阶段被广泛应用。

1993年由孙树海提出的广义协克里格储层预测方法被推广应用②之后,于晶又提出了“贝叶斯储层预测方法[3],马尔可夫2贝叶斯储层预测技术[4]进一步完善了地震、地质统计储层预测方法,使储层预测符合率达到70%～75%。

但是,由于受二维地震资料的限制,虽然当时的高分辨率地震能够提高垂向分辨率,但因储层横向描述精度低限制了储层预测技术的发展。

3　“八五”后期到“九五”期间地震反演技术 在此期间,岩性油藏勘探的重点由三肇凹陷扶扬油层转移到齐家—古龙凹陷萨、葡、高、扶扬多层位岩性油藏勘探,以二维高分辨率地震资料为主,地震储层预测的核心是宽带约束地震反演技术,预测精度逐步由反映储层宏观规律的参数描述向描述岩性圈闭的几何形态和属性变化方向转变。

经过“八五”地震采集技术的攻关,大庆探区形成了“五高、二小、两措施”的高分辨率地震采集技术。

“五高”是高时间采样率(1ms)、高空间采样率(1215 m)、高覆盖次数(40～60次)、高自然频率检波器(40～60Hz)、高仪器动态范围(24位SN338、SN388地震仪器);“二小”是小偏移距(50m)、小组合基距(单点或5m・41・大庆石油地质与开发　P1G1O1D1D1 第23卷　第5期②　孙树海:葡西地区葡萄花油层物性参数预测方法研究,石油地质研究报告集1大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,19931③　刘　勇:地震随机反演技术,石油地质研究报告集1大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,19931④　于　晶:薄互层岩性圈闭识别技术,石油地质研究报告集1大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,20001⑤　吴海波:泰康—齐家北地区精细解释方法及勘探目标优选,石油地质研究报告集1大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,20031左右);“两措施”是检波器井下接收、大于三级风不施工。

该技术使得原始地震记录采集频档为70～140Hz 时可见到清晰的地震反射同相轴,有效频宽比“七五”期间提高了一倍,为提高岩性圈闭预测精度奠定了基础。

在这种资料条件下,岩性圈闭的地震勘探工开始由宏观上储层参数的等值线变化描述向岩性圈闭的几何形态及属性变化方向转变。

20世纪90年代初,地震振幅信息只是地层界面的反映,还不能区分是储层单元的岩性变化还是围岩的变化,而地震反演技术能够将反映地层界面信息的地震资料转换为反映层间信息的波阻抗等储层参数剖面。

1994年,应用随机逆理论将地震信息与钻井得到的声波测井信息、分层信息进行迭代求解,得到高分辨率的波阻抗反演剖面,研制出地震随机反演技术③并应用于新站等地区,合理地刻画了葡萄花油层三套油层组的空间变化,纵向分辨率达到3m 。

与此同时,应用非线性理论描述地震记录与地下波阻抗的关系,同时利用李亚普指数控制迭代过程和反演精度,应用的地震非线性反演方法[5]克服了宽带约束反演必须依赖井资料、井资料比较少时反演精度较低的缺陷,在双城地区应用时见到了比较好的效果,但因该方法受计算效率的制约,没有大规模推广应用。

2000年,充分利用地震反演技术描述储层④。

波阻抗反演使我们能够认识砂层组的分布规律、掌握储层的宏观分布特征和物源方向。

测井反演、岩性指示模拟使我们认识薄互层乃至单砂体,结合构造即可确定岩性圈闭类型,从而奠定隐蔽油气藏勘探的基础。

岩性指示模拟技术的应用很好地解释了古44井,获日产24t 的工业油流,而上倾方向的古36井却含水,可见不属于同一个砂体,说明该区具有葡萄花油层横向变化大、油藏类型复杂的特点。

4　“九五”后期到“十五”期间岩性油藏识别技术 随着效益勘探的不断深入,在大面积岩性油藏背景下优选高丰度、高产能的富集含油区块成为岩性油藏勘探的重点,传统的基于二维地震的储层预测精度已经不能准确刻画储层薄且横向变化大的松辽盆地中浅层岩性油藏,勘探要求弄清楚的不仅是砂层组和岩性发育带的概念,而且要求弄清楚单层厚度大(如河道砂)的砂体分布范围、岩性油藏的边界以及小断层的详细分布情况。

因此,需要在松辽盆地推广应用三维高分辨率地震技术。

在大面积分布的岩性油藏背景下,如何充分利用已经完成的钻井资料建立高精度等时地层格架,搞清砂体的成因类型,进而达到预测岩性圈闭的目的,高分辨率层序地层学已经在松辽盆地中浅层的应用中见到了比较好的效果。

如果把高分辨率层序地层学的成果用于地震储层反演的约束条件,在理论上一定可以提高地震储层预测的精度[6]。

2002年,已经在大庆长垣太平屯地区高台子油层三维地震数据体上通过可视化手段直接发现了河道砂体、扇体等主要储集体(图2),此后又在多个三维地震工区清晰地发现了河道的存在,这是近年来由于三维地震采集、地表一致性处理等振幅保真技术有所提高的必然结果,表明在高精度三维地震资料基础之上,岩性油藏的地震识别技术的研究方法和表现手段都发生了深刻的变化。

2003年,以层序地层学理论为指导,针对齐家北地区的葡萄花油层、高台子、扶余油层的单砂层较薄、薄互层现象十分明显、泥岩发育、地层水矿化度及孔隙度变化较大、储层声波时差(波阻抗)曲线无法准确确定地层岩性及厚度变化等难题,利用小波多分辨率分解和信息融合等技术进行拟声波曲线构建,大大提高了地震储层反演的分辨率和精度⑤。

首次在反演剖面上开展人机交互解释单砂体(或砂层组),并进行了单砂体(或砂层组)闭合,大大提高了地震储层预测的可靠性,依据预测结果部暑的古72井也证明了储层预测结果的可靠性。

但是,由于松辽盆地扶杨油层具有河道砂体普遍发育的地质背景,以二维地震为主的储层预测方法只能预测砂岩富集区,不能进一步区分主河道(单层厚度大于4m )和边滩、决口扇、河间等微相组合(薄砂层组合)的差异。