0 引言

剩余油是油田开发的目标之一，油气分布规律复杂是老油田挖潜面临的主要难题^[1]。通常研究剩余油宏观、微观分布的主要技术有生产动态分析^[2]、油藏精细地质建模及数值模拟^[3]和四维地震监测^[4-5]等。

凌云等^[6]、孙德胜等^[7]提出的3.5维地震勘探技术，主要是在油田开发后期结合高精度三维地震与油田开发动态信息的综合地震勘探方法。利用3.5维地震勘探技术可以建立储层地质与油藏开发动态信息之间的联系。周家雄等^[8]利用时移地震研究气藏剩余气分布，效果较好。

南海惠州A油田处于“双特高”(特高含水、特高采出程度)开发阶段，剩余油分布高度分散。为此，利用两批不同时间(1996年、2015年)采集的三维地震资料，运用3.5维地震资料处理解释技术及时移地震的振幅差异信息，结合油井生产动态分析剩余油分布。

1 油田概况

惠州A油田位于珠江口盆地惠州凹陷西南部，所在的构造为基底隆起上发育的低幅度披覆背斜。珠江组上段为三角洲前缘相—三角洲平原相沉积，发育良好的储集层。勘探阶段钻探A1井，确定了油田砂体的储层特征，储层孔隙度一般为16%~28%，渗透率为100~3000mD。砂体展布具有北东—南西向条带状分布的特征(图 1红、黄色振幅高值区)。油藏为构造—岩性类型，为天然边水驱动。地层压力充足，没有明显下降现象。

惠州A油田K08油藏于1999年2月投入生产，至2017年共有2口主力生产井A2和A3。油田整体进入“双特高”开发期，采出程度达到55.7%，含水率达到94%。剩余油分散、贫瘠，制约了油田的进一步开发生产。

2 3.5维地震技术及效果

惠州A油田于1996年(一期)和2015年(二期)均采集了全三维覆盖地震资料，因此可以利用两批资料的地震差异研究剩余油分布。针对实际地震资料及油田开发特点，建立基于叠前地震的剩余油研究流程(图 2)。首先，以岩石物理正演为基础，研究时移地震可行性；其次，在三维地震资料重新处理的基础上，利用两期地震资料的振幅差异，结合油井生产动态分析，建立其与含油饱和度的关系，分析剩余油分布规律；最终提出挖潜目标。

2.1 岩石物理正演

随着油田开发程度的提高，含油饱和度逐渐降低，含水饱和度上升。惠州A油田油井少，水驱油前缘的变化难以监测，因此利用地震横向分辨率高的优势监测油田开发动态。其中，1996年采集地震资料时，油藏处于未开采状态，2015年新采集的三维地震资料则包含了水驱油所带来的地震差异信息。

一般油水密度差异小于气水密度差异，地震响应较弱，因此需要利用钻井信息正演分析是否满足时移地震的要求。

A1井是油田开采前探井，揭示了油田原状地层的特征，根据A1钻井资料统计的储层岩石物理参数(表 1)建立均质模型，开展地震正演模拟。

从表 1可见，油藏流体初始含油饱和度为54%，通过流体替换含油饱和度降至11%，含油饱和度的下降幅度越大，波阻抗及振幅变化率越大。由原始含油饱和度降低到最大含水饱和度，波阻抗变化率为4.40%，地震振幅变化率为34.20%。井点处参数统计表明该区具备时移地震研究可行性。

通过井点处流体替换可以分析本区水驱油之后地震振幅变化幅度。结合K08油藏的边水驱替特征，利用井点实测参数建立一套层状模型研究水驱前缘的地震响应的变化，这也是时移地震水驱油研究的重点之一。

首先，统计测井资料得到模型的原状油层、已开采油层、水层、泥岩的参数如表 2所示。

然后，根据岩石物理参数建立模型。在油田开采后期，油水界面逐渐上升，水驱油前缘的变化更类似于“活塞式”驱油。通过模型正演可以分析实际水驱前缘的地震响应变化特征(图 3)。

正演结果表明，随着油藏的开采，低部位的油被水替代，已开采油层与围岩的阻抗差低于原状油层与围岩的阻抗差，地震反射表现出明显减弱的特征。水侵后横向剖面上代表油层的强地震反射区域变小，变化的部位即为水驱油前缘。模型正演显示水驱油前缘特征清晰，可以识别，因而具备时移地震研究可行性。

2.2 基于叠前道集的时移地震资料处理 2.2.1 面临的主要问题

本文时移地震资料为1996年及2015年采集、处理的偏移成果道集。1996年三维地震资料观测方向为南东，2015年三维地震资料观测方向为北西，两批数据观测方向近于垂直。1996年采集地震资料覆盖次数为40，缆间距为200m；2015年采集地震资料覆盖次数为54，缆间距为100m。在前期处理中，虽然对两批数据使用了一致的处理流程，但这不足以解决由于不同时间、采集仪器、采集方位导致的电缆、震源、频谱、采集脚印、AVO特征的系统性差别，因而面临的主要问题如下：

(1) 两个年度采集地震资料的道集炮检距、共反射点及覆盖次数存在差异，残差噪声明显，原始地震剖面残差值与期望四维时移地震残差特征存在极大差别，不可直接“作减”；

(2) 两个年度采集地震资料存在明显振幅差异，主要是由于地震采集、处理参数不同引起的系统偏差，表现在非开采层段、基底等位置存在全局性、强振幅残差，水驱油引起的弱振幅差异在强系统差异背景下无法有效提取；

(3) 地震数据为双方位采集，存在严重的采集脚印干扰，区内砂体多以北东—南西向展布，1996年采集方向近似平行于砂体，而2015年采集方向近似垂直于砂体(图 1)，采集脚印的影响非常明显；

(4) 对两个年度采集地震资料使用一致的处理流程，但为了后续高质量构造成像，对噪声、多次波、偏移等的处理参数在细节上有所不同，这些差异导致目前的地震偏移道集在能量上存在不匹配现象，即2015年道集相对于1996年整体表现为近道弱、远道强。

2.2.2 地震资料处理措施

时移地震资料处理的目的是：最大化降低油藏开采以外的采集、处理因素引起的差异，实现不同年度资料的“相减”。因此，本文采用措施如下：

(1) 应用基于速度信息的射线追踪方法实现面元覆盖重置，解决采集参数导致的差异；

(2) 通过精细叠后多域互均衡处理，考虑空间的横向、炮检距两个维度，时间、频率两个域的振幅、频率及相位匹配，减弱振幅、频率、相位方面的差异；

(3) 通过叠前道集互均化处理消除采集脚印和AVO方向不一致性及方位各向异性的影响，最大程度地衰减采集方向及处理过程导致的差异。

2.2.3 地震资料处理效果

如图 4所示，处理后地震资料特征整体继承性好，非时移相关部分的背景噪声得到有效压制。由于油藏的开采，振幅强度明显减弱，差异主要在水驱油程度较高的位置(红色箭头处)。

通过K08油藏开发过程中A1井正演模拟地震响应(图 5)可见，含油饱和度由原始状态54%(红线)降至11%(蓝线)，地震合成记录的波谷(10ms宽度)均方根振幅变化率为11.57%；实际地震资料显示波谷(10ms宽度)均方根振幅变化率为10.38%。表明处理后两期地震资料的变化率在实测井流体替换前、后理论模拟的变化率范围内。因此，处理后地震资料具备时移地震分析剩余油的基础。

3 剩余油分布研究 3.1 油水关系识别

据开发信息可知，主力开发井从1999年投产至2015年，含水率已经达到94%，处于特高含水期。开发井表明本区的水驱程度可能较高，油藏部分位置孔隙介质中含油流体饱和度可能已经下降到较低水平。本次研究的主要目的是确定水驱程度较高区域，为油藏后续的高效开发提供建议。

前述井点时移正演分析已经表明，储层油饱和度的变化会导致地震振幅强度的衰减，即油藏的时移振幅衰减特征可以表征含油饱和度的变化。通过提取K08油藏的时移地震振幅残差(图 6)可以看出，油藏构造具北西部弱而南东部强的差异特征，南东面较强的条带状振幅差异亦呈现北东—南西向分布于构造圈闭范围之内，与砂体展布方向基本一致(图 1)，且构造圈闭之外振幅差异小，表明了时移地震振幅差异可以反映1996年与2015年的水驱油变化，可信度高。

结合K08边水油藏水平井分布、砂体发育方向、振幅异常形态及构造圈闭特征，认为油田开采导致的水驱方向沿条带状砂体推进、上升。由时移地震振幅残差(图 6)可以看出，时移差异沿条带状砂体方向呈现较大差异，与水驱特征吻合。时移差异呈现北东向减弱而南西向逐渐增强的区别，这主要是受砂体横向物性变化的影响。结合构造形态及时移差异特征，认为研究区水驱方向主控因素为：一是构造；二是储层物性。水驱基本原则是由低部位向高部位推进(图 6蓝色箭头①、②所示)。东北部位受砂体展布方向、物性影响，水驱方向可能存在略微不同(图 6中蓝色箭头③所示)，但不违背本区基本水驱特征。因此，认为K08油藏开发的主要水驱油方向为东北和东南。

南海惠州A油田使用自然压力方式开采，开采历史经过15年，地层温压变化不大，开采过程中储层物性、岩性等物理性质基本不变，引起地层变化最大的因素是孔隙介质中油水的替代。使用前述的两批地震资料重新处理成果，剔除引起地震振幅差异的其他因素，通过统计振幅残差与饱和度的关系(图 7)，可以建立地震振幅残差与剩余油的定量识别公式。

将统计得到的定量识别公式应用于现有时移地震振幅残差数据，可以计算得到剩余油预测分布(图 8)。由图 8可见，K08油藏剩余油饱和度较高的地层主要集中在构造圈闭的西北部，即为有利布井区域。但需要注意的是，本文研究所用资料不是严格意义上的时移地震资料，预测结果存在不确定性，预测的剩余油展布需要结合油藏、地质等多方面资料综合判断。

3.2 实际钻井效果

根据本文研究成果部署的P1井(图 6)证实钻遇砂体，物性好，气测和荧光显示较好，水洗特征明显，电阻率 < 1Ω·m，未解释出残余油，与地震振幅残差(图 6)吻合。实际钻井证明振幅差异较强的区域是被水驱过的，说明利用振幅差异与油井生产动态的关系建立剩余油研究方法是可行的。剩余油分布在构造较高部位振幅差异较小的位置(图 8白色虚线圈)，即为调整挖潜方向。

4 结论

(1) 南海惠州A油田的实践证明：基于海上油田开采井少的特点，通过结合3.5维及时移地震的方法，有助于研究老油田开发后期的剩余油分布，适合储层较厚、非均质性较弱及“双特高”开发时期的油田；

(2) 基于叠前道集的时移地震资料处理，能够改善因不同时期的采集所带来的地震差异，保留水驱油的振幅变化信息，为利用此技术在南海东部具备类似条件的油田挖潜剩余油打下了基础；

(3) 通过建立地震振幅差异与含油饱和度的关系，分析剩余油分布。实际调整井验证，时移地震振幅差异能够反映“双特高”开发时期水驱油的变化，有助于调整挖潜。