沉积相分析中“井震不一致”的解决办法_石东义.pdf

收稿日期:2 0 2 2-1 1-1 3作者简介:石东义(1 9 6 6-),男,黑龙江省大庆人,本科,高级工程师,1 9 8 9年毕业于长春地质学院地质学专业,主要研究方向:油藏工程。沉积相分析中“井震不一致”的解决办法石东义,王金影,王东明(中国石油 大庆油田有限责任公司 大庆钻探工程公司,黑龙江 大庆 1 6 3 0 0 0)摘要:地震属性分析方法和测井分析方法,分属于沉积相分析的两个不同领域。通过时深标定,形成能反映沉积特征的地震属性切片,将之与沉积相带图、地层系数等势图、测井剖面等测井资料综合对比,分析“井震不一致”的原因,最终形成井震沉积相图。造成“井震不一致”的原因,往往存在于地震资料和测井资料两方面。毫无疑问,将地震资料的横向优势与测井资料的纵向优势结合起来,会使沉积相描述的整体水平大幅度提高。关键词:井震结合沉积相分析;地震属性切片;砂体判相;多点地质统计学沉积相建模中图分类号:P 6 3 1.4 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 3)0 4-0 1 0 1-0 41 引言井震结合沉积相描述技术是随计算机技术发展起来的石油地质分析技术,2 0 0 5年以后,该技术逐渐受到国内外石油地质界的重视,并逐步形成了一系列理论方法。但是,绝大多数相关的研究成果,目前仍停留在理论阶段,要走入生产一线,仍有许多实际问题没有解决。在国内的各大油田,油藏储层沉积相研究仍处于测井分析与地震属性分析相分裂的状态。在地 质 研 究 领 域,地 质 研 究 人 员 普 遍 认 识到 沉积相分析受到井网密度的限制,无法准确描述井间砂体和窄小河道。赵翰清、刘波1在 井网密度对河流三角洲砂体控制程度的研究 一文中,裴占松2在 对不同井网密度下砂体控制程度的研究 一文中,分析了井网密度对沉积砂体的控制程度和井间预测的多解性。在地震属性分析领域,地震研究人员普遍认识到 地震资料容易受到外来因素的干扰,纵向分辨率较低,不能做为砂体判相的硬数据。凌云3等人在 地震数据采集、处理、解释一体化实践与探索 一书中,杜世通5等人在 地震储层解释技术 一书中,阐述了单纯依赖地震资料分析沉积相时,遇到的各种难题。毫无疑问,将地震资料的横向优势与测井资料的纵向优势结合起来,相互弥补,能够有效的解决上述问题。赵政璋在大庆油田井震结合“3 1 5”工程检查期间,熊翥在 我国物探技术的进步及展望4一文中,均提出将地震等资料与测井资料结合起来,扬长避短,提高我国石油地质分析技术的水平。“井震不一致”是井震结合沉积相研究中普遍存在的问题。当砂体相别与地震属性切片相矛盾时,应如何分析矛盾,应如何找到最佳的“井震对应关系”,是井震结合沉积相研究在投入生产时,必须先解决的实际问题。2 问题提出由于测井资料和地震资料的信息来源不同、分析方法不同,应用测井资料和地震资料分析沉积相,在局部细节上往往存在很多矛盾。2.1 井、震对井间砂体描述能力不同井间沉积趋势是测井分析的盲点,所预测的窄小河道和井间砂体存在多解性9,往往与地震属性分析相矛盾。以S I I I 1为例,“河道1”是一条宽度为4 06 0 m的窄小河道,在沉积相带图上,无法直接判断河流的走势。2.2 砂体判相与地震响应不一致一是沉积相带图不代表岩性组成,与地震属性切片不一致。绘制沉积相带图遵守“优势相原则”,当一口井在同一个沉积单元内,钻遇到物性不同、分属不同相别的多个砂体时,过井点的相别仅由优势相决定,忽略其它相别的砂体,即沉积相带图只展示优势相,不代表岩性组成。因此,沉积相带图往往与地震属性矛盾。二是湖浪改造作用使砂体判相结果偏离实际101 2 0 2 3年第4期内蒙古石油化工情况。水下河道经湖浪反复改造后,河道砂的主体变薄,测井曲线的韵律发生变化,很难与表内相和表外相席状砂区别开。但是,在地震属性上,水下河道的残余部分仍然保留着河道相特征,与砂体判相矛盾。2.3 沉积信息被强信号湮灭地震同向轴是不同频率简谐波的复合体,在地震体中,能量弱的信号往往被占统治地位的强能量信号所掩盖5。当沉积相变化信息被强信号所掩盖时,在地震属性切片上无法识别出沉积特征。2.4 不同相别对应的地震属性是交集地震属性值和砂体相别之间,不是简单的一一对应关系5。每类砂体相别所对应的地震属性都是较宽的频段,不同相别的地震属性频段之间,相互重叠,形成交集。因此,单纯依赖地震属性值,不能确定砂体相别。进一步研究发现:每类相别的一阶导数属性均符合正态分布。但正态分布的重心不同,其重心值随着砂岩含量的增加而上升。以S I I I 2为例,河道相的重 心 值 为2 3 7.63 7 7.1,表 内 相 为5 3.51 0 6.7,表外相为-5 1.61 6.3,尖灭相为-1 5 5-5 5(图1、图2)。图1 S I I I 2河道相一阶导数属性概率分布图2 S I I I 2表外相一阶导数属性概率分布 综上所述,地震属性切片与沉积相带图由于成图机理不同,在细节上有很大差异。所以要绘制井震结合沉积相图,不仅需要更新技术方法,也需要更新思想理念。3 技术方法3.1 理论依据根据G a s s m a n n方程,岩石孔隙度与岩层弹性模量直接相关。而岩石孔隙度与渗透率、地层系数等物性参数密切相关,是决定砂体相别的物性依据(公式1、2)。K=Kd+(1-KdKm)2Kf+1-Km-KdKm2 (1)=d (2)岩 石 孔 隙 度;K 岩 石 体 积 模 量;Kd 岩石骨架体积模量;Kf 孔隙流体体积模量;Km 岩石基质体积模量;岩石剪切模量;d 岩石骨架剪切模量。在地层压力差异和温度差异很小的情况下,M u r p h y.W6给出关于岩石骨架体积模量与孔隙度的经验公式。当岩石孔隙度小于等于3 5%时,岩石骨架体积模量与孔隙度的关系符合公式3、4。当岩石孔隙度大于3 5%时,岩石骨架体积模量与孔隙度的关系如公式5、6。Kd=3 8.1 8(1-3.3 9+1.9 52)(3)d=4 2.6 5(1-3.4 8+2.1 92)(4)Kd=e x p(-6 2.6+2 2.5 82)(5)d=e x p(-6 2.6 9+2 2.7 3)(6)大庆某油田为河湖三角洲内前缘相沉积,受湖浪改造作用较强,当研究区的范围较小(1 0平方公里以内),且含水饱和度差异小时(特高含水期储层特点),Km、Kf可以看成常数,即岩层弹性模量是岩石孔隙度的单变量函数。统计该区块2 1个沉积单元20 2 8口井的地层系数、孔隙度与一阶导数属性的散点分布关系发现 岩石的孔渗物性与地震一阶导数近似于线性关系(图3、图4)。瞬时振幅(e n v e l o p e)、瞬时频率、瞬时相位、瞬时带宽、相位余弦、s w e e t n e s s、方差体、3 D曲率体、相对波阻抗、一阶导数等是可用于沉积相分析的地震属性。通常由希尔伯特变换来求取(见公式7、8、9),sh(t)是s(t)经希尔伯特变换所得到正交分量,x(t)是所对应的复地震道。201 内蒙古石油化工2 0 2 3年第4期 图3 S I I 1 0-S I I I 1 0单元一阶导数与孔隙度图4 S I I 1 0-S I I I 1 0单元一阶导数与渗透率 s(t)=(t)c o s(t)(7)x(t)=s(t)+j sh(t)=A(t)e x p(t)(8)(t)=a r c t a n(sh(t)s(t)(9)t 地震波反射时;(t)幅值信息;(t)瞬时相位;(t)相位信息;s(t)实际地震道。可用于沉积相分析的测井资料主要有 渗透率等势图、孔隙度等势图、地层系数等势图。3.2 技术要领3.2.1 井震结合确定沉积走势河道是河湖三角洲内前缘相沉积的主体,是“主要矛盾”,表内相、表外相和尖灭相均围绕着河道相展开。将河道相分层点投影到地震属性切片上,能快速确定地震属性与河道相砂体的对应关系,从而确定表内相、表外相和尖灭相的沉积趋势。3.2.2 井震结合分析“井震不一致”地层系数、渗透率等势图与沉积相带图相比,所显示的沉积趋势,更加接近地下的真实情况。当沉积相带图与地震属性切片相矛盾时,可借用地层系数等势图、渗透率等势图、孔隙度等势图等测井资料,进一步确定导致“井震不一致”的原因。3.2.3 井震结合寻找最佳地震响应沿层切片上的地震属性值,是所打开时窗内的地震属性的累积效应。当地震属性切片与砂体相别吻合不佳时,可通过微调地震属性切片的深度和时窗大小,寻找井震的最佳吻合状态。仍以S I I 1 2单元为例,该单元平均沉积厚度3.5 m,平均单程地震反射时2.5 8毫秒。根据该工区的时深关系,将沿层切片整体下移1.1 1毫秒,并根据S I I 1 2与S I I 1 3之间的单程反射时程,将沿层切片的时窗,沿切片向上、向下各开设1.5毫秒。经微调形成的一阶导数切片,与 地 层 系 数 等 势 图、渗 透 率 等 势 图 基 本吻合。3.2.4 分频调谐加强沉积相信息瞬时频率随着砂体物性、几何形态等因素变化而改变,能够反映沉积单元的岩性变化。在同一沉积单元内,不同相别的瞬时频率符合正态分布规律,但正态分布的重心不同。根据瞬时频率的正态分布规律,加强目标相别的重心频段,减弱其它频段,可以使湮灭在强轴中的沉积相信息显现出来。f(t)瞬时频率。(t)=12 d(t)d t (1 0)以S I 3 b单元为例,该单元共有河道相过井分层点1 0 9个,瞬时频率的平均值为4 6.5 H z,且符合正态分布。按照正态分布趋势,以4 6.5 H z为基准线,加强4 6.5 H z 4 9 H z频段的能量,同时,弱化其它频段能量,使河道相信息更加突出。所得到的地震属性切片,与地层系数等势图基本一致。3.3 建立多点地质统计学沉积相模型多点地质统计学方法与传统的两点分析方法(克里金变差分析、序贯指示模拟、高斯随机模拟等)相比,更容易掌握错综复杂的辫状河网,其模拟结果的连续性更好,适用于注采系统分析7。绘制训练图像是多点地质统计学沉积相模拟的难点。基于井震结合的多点地质统计学分析方法,以井震结合沉积相带图为基础,绘制多点地质统计学训练图像。4 应用效果分析Z 2 3 2-S E甲、Z 2 4 0-E乙、Z 2 5 2-E丙、Z 2 4 2-S E丁、Z 2 5 2-S E戊、Z 4 2-S E己、Z 5 1-E庚、Z 6 0-S P辛井(以下简称甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛)是新投产的聚合物上返井。在措施治理以前,这八口井的产能偏低,平均日产液1 7 t,平均日产油1.1 t,平均沉没度低于1 5 1.7 m。从地震属性切片看,造成这八口井产能低的主要原因是 这八口井的主力单元位于河道边部301 2 0 2 3年第4期石东义等 沉积相分析中“井震不一致”的解决办法或较薄的席壮砂内,接受供液的能力偏差,应采取压裂措施疏导注采压力场。2 0 1 5年,该区开展“井震结合措施治理”,重新认识上述八口井的沉积环境,并设计出针对潜力层段的压裂措施。压裂后,上述八口井的平均日产液3 1 t,平均日产油3.7 t,平均沉没度达到3 1 1 m。截至目前,累计增油1 18 1 7 t,产液能力得了到明显提升。5 结论地震属性与测井资料相比,在描述井间窄小砂体和把握沉积趋势方面,有较强的优势。但是,地震属性不仅受到砂体自身物性和形状的影响,也受到邻层和地面干扰的影响,只能作为砂体判相的参考,而不能做为“硬数据”。测井数据是砂体判相的“硬数据”,但是在预测错综复杂的辫状河沉积体系时,可靠性较差。井震结合能有效提高沉积相描述的精度,但是,在井震结合前,一定要处理好“井震不一致”问题。(1)沉积相和地震相在细节上,往往有很多矛盾。产生矛盾的原因是多方面的,绝不能简单地归咎为地震分辨率低。而应从沉积单元内部的砂体构成、地震属性切片的深度和时窗大小等环节寻找原因。(2)地震属性多种多样,每种地震属性各有侧重点,能从不同的角度反映沉积特征。当某一种地震属性切片与砂体判相互相矛盾时,应综合分析多种地震属性,以避免误判。(3)与沉积相带图相比,地层系数等势图、渗透率等势图、孔隙度等势图能更加真实地反映出沉积单元的岩性构成。当沉积相带图与地震属性切片相矛盾时,可借用地层系数等势图、渗透率等势图、孔隙度等势图分析原因。(4)沉积相带图所描述的沉积特征是离散的,是突变过程,不符合地质沉积的真实过程。与之相比,地震属性切片所描述的沉积特征是地震属性值的强弱变化趋势,是渐变过程。井震结合一定要充分发挥地震属性的描述优势。总之,沉积相描述技术的关键是 需要同时从测井、地震两方面同时入手,借助多种手段,分析差异,“求同存异,去伪存真”,寻找地震属性和砂体相别之间的联系,使地震优势和测井优势充分地结合起来。参考文献1 赵翰卿 刘波.井网密度对河流三角洲砂体控制程度的研究J.石油勘探与开发,1 9 9 1,1 8(5):1 3-1 5.2 裴占松.对不同井网密度下砂体控制程度的研究J.大庆石油地质开发,2 0 1 0,2 9(1):4 7-5 0.3 凌云.地震数据采集、处理、解释一体化实践与探索M.北京:石油工业出版社,2 0 0 7.4 熊翥.我国物探技术的进步及展望J.石油地球物理勘探,2 0 0 4,3 9(5):6 1 8-6 2 3.5 杜世通,宋建国,孙夕平.地震储层解释技术M.北京:石油工业出版社,2 0 1 0.6 M u r p h y W,R e i s c h e rA,H s uK.M o d u l u sd e c o m p o s i t i o no fc o m p r 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