石油地球物理勘探  2022, Vol. 57 Issue (s2): 154-159  DOI: 10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2022.S2.025
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胡荣强, 扈玖战, 李永义, 何艳庆, 吴杰, 张婉婷. 地震多属性融合与水平井导向技术在致密油勘探开发中的应用. 石油地球物理勘探, 2022, 57(s2): 154-159. DOI: 10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2022.S2.025.
HU Rongqiang, HU Jiuzhan, LI Yongyi, HE Yanqing, WU Jie, ZHANG Wanting. Application of seismic multi-attribute fusion and horizontal well steering technology in tight oil exploration and development. Oil Geophysical Prospecting, 2022, 57(s2): 154-159. DOI: 10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2022.S2.025.

本项研究受国家科技重大专项“重点盆地致密油资源潜力、甜点区预测与关键技术应用”(2017ZX05001-002)资助

作者简介

胡荣强  工程师,1985年生;2009年获东北石油大学资源勘查工程专业学士学位,2012年获该校油气田地质工程专业硕士学位,2017年获该校地质资源与地质工程专业博士学位;现在中国石油大庆油田勘探开发研究院从事储层预测与评价

胡荣强, 黑龙江省大庆市让胡路区科苑路中国石油大庆油田勘探开发研究院,163712。Email:hurongqiang@126.com

文章历史

本文于2022年2月14日收到,最终修改稿于同年10月28日收到
地震多属性融合与水平井导向技术在致密油勘探开发中的应用
胡荣强①,② , 扈玖战①,② , 李永义①,② , 何艳庆①,② , 吴杰①,② , 张婉婷①,②     
①. 中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆 163712;
②. 国家能源陆相砂岩老油田持续开采研发中心,黑龙江大庆 163712
摘要:随着致密油勘探逐步深入,储层“甜点”预测精度较低及水平井轨迹在时间剖面上标定误差大的问题严重地制约着勘探开发效果。文中以松辽盆地白垩系泉头组扶余油层为例,依托GeoEast系统共享平台,在精细构造解释基础上,采用小时窗提取地震属性,优选能够反映局部砂体分布的属性,开展地震多属性融合,大幅度地(10%以上)提高了砂体预测符合率;同时,建立空变速度场,开展深度域水平井随钻导向研究,避免了在时间剖面上水平井轨迹标定畸变现象,从而提高了水平井地震导向精度和砂岩钻遇率,为致密油勘探开发提供了有力的技术支持。
关键词地震多属性融合    储层预测    水平井导向    深度域剖面    致密油    
Application of seismic multi-attribute fusion and horizontal well steering technology in tight oil exploration and development
HU Rongqiang①,② , HU Jiuzhan①,② , LI Yongyi①,② , HE Yanqing①,② , WU Jie①,② , ZHANG Wanting①,②     
①. Exploration and Development Research Institute of Daqing Oilfield Company, PetroChina, Daqing, Heilongjiang 163712, China;
②. R & D Center of Sustainable Development of Continental Sandstone Mature Oilfield, Daqing, Heilongjiang 163712, China
Abstract: With the deepening tight oil exploration research, the low accuracy of "sweet spot" reservoir prediction and large calibration error of horizontal well trajectory in time profile seriously limit the exploration and development effects. Taking the Fuyu reservoir of the Cretaceous Quantou Formation in the Songliao Basin as an example, this paper employs the GeoEast system sharing platform. Based on fine structural interpretation, the paper adopts the small time-window to extract seismic attributes and select the attributes that can reflect the distribution of local sand bodies. Additionally, seismic multi-attribute fusion is conducted, and the predicted coincidence rate of sand bodies is greatly increased by more than 10%. At the same time, the space-variant velocity field is built to carry out the steering while drilling of horizontal wells in the depth domain, which avoids the calibration distortion of horizontal well trajectory in the time profile. Finally, the seismic steering accuracy of horizontal wells and the drilling rate of sandstone are improved. Thus, it provides strong technical support for the exploration and development of tight oil.
Keywords: seismic multi-attribute fusion    reservoir prediction    horizontal well steering technology    depth domain profile    tight oil    
0 引言

致密油是现阶段较现实的接替资源,也是全球非常规油气勘探开发的热点之一[1-4]。致密油资源在中国主要盆地广泛分布,如鄂尔多斯盆地三叠系延长组长6—长7段、准噶尔盆地二叠系芦草沟组、四川盆地中—下侏罗统,以及松辽盆地白垩系青山口组—泉头组,都发育丰富的致密油资源[5-10]

以松辽盆地白垩系泉头组扶余油层为例,受河流、三角洲体系储层分布及成岩作用影响,致密油储层“甜点”预测及水平井钻井成为影响致密油勘探开发的重要因素。地震属性作为储层预测的主要方法之一,发挥着重要作用,但受扶余油层河流、三角洲体系储层规模及分布影响,常规地震属性难以满足致密油勘探开发的需求[11-12]。地震多属性融合成为致密储层“甜点”预测的重要方法[13]。同时,从储层物性及经济效益考虑,水平井成为致密油开发的主要方式,而薄层目标砂体对水平井导向技术提出了更高要求[14-18]

1 地震多属性融合储层预测

松辽盆地北部大庆长垣南部扶余油层致密油主要储层为河流、三角洲相河道砂体[10]。以长81井区为例,砂体具高波阻抗特征,地震剖面上对应波峰反射(图 1)。受砂体规模小、相变快及砂泥岩薄互层等因素影响,如何从大量地震属性中优选最佳属性,以降低储层预测的多解性,成为制约致密油勘探开发的难题[19]

图 1 长81井区砂体地震反射特征剖面图

地震属性优化方法利用人的经验或数学方法,优选对所分析问题最敏感、个数最少的地震属性或属性组合。目的在于提高地震储层预测精度,改善地震属性有关方法的效果。其中,主成分分析是地震属性降维映射较常用的方法,采用的是基于搜索算法的“增L减R”法。根据样本和属性的分布情况,从待选属性中选出若干个最有利的属性组合,通过K-L变换将多个地震属性压缩成新的混合属性,但可能无实际物理意义。

本文以GeoEast共享平台为依托,利用砂体钻遇情况建立类别样本,通过地震属性与砂岩交会分析,结合储层沉积特征优选地震属性,并将其融合成新属性,以此开展储层“甜点”预测。

以长81井区F15小层为例,依据砂体的地震反射特征,采用沿层小时窗提取振幅、频率类地震属性。通过多种地震属性与砂岩样本交会分析,得知均方根振幅、算术平均振幅属性与钻遇砂体符合率相对较高,其他属性或与砂体符合率较低,或与这两种属性相似度较高(图 2)。因此,优选均方根振幅与算术平均振幅属性以实现多属性降维。

图 2 地震属性与砂岩的交会分析

从砂体钻遇情况看,用均方根振幅、算术平均振幅属性预测与区内总共23口井符合的井数分别为14、16口,符合率分别为61%(图 3a)、70%(图 3b)。总体上,难以满足致密油储层“甜点”精细刻画需求。但结合河流、三角洲体系河道砂体条带状沉积特征,均方根振幅和算术平均振幅属性能刻画局部砂体的分布。其中,均方根振幅属性预测井区西南部和东北部砂体呈条带状展布,与砂体钻遇情况符合较好;算术平均振幅属性预测井区东南部砂体呈条带状展布,也与砂体钻遇情况相符合。即均方根振幅属性在西南部、东北部与算术平均振幅属性在东南部的砂体分布预测结果符合河道砂体沉积特征。因此,基于均方根振幅和算术平均振幅属性开展地震多属性融合。融合属性与区内23口井符合的井数为19口,砂体预测符合率达83%,比融合前(图 3b)提高13%,更准确地刻画了砂体规模和展布特征(图 3c)。

图 3 长81井区F15小层的均方根振幅属性(a)、算术平均振幅属性(b)及其融合属性(c)的平面分布

利用地震多属性融合储层预测技术,有效识别了致密油储层“甜点”的分布,限定了水平井轨迹平面展布及钻进方位,为水平井钻探目标优选、轨迹设计及导向奠定了基础。

2 水平井深度域导向技术

在致密油储层“甜点”刻画的基础上,油层富集程度决定了开发方式。其中单层“甜点”发育区,储层物性和经济效益限制了产能区块的储量动用率。采用水平井与大规模体积压裂的开发方式,增加了井筒与油层的接触面积,能显著提高单井产量和采收率。为了使水平井能达到最高钻遇率,必须充分应用和发挥地震技术横向高分辨率的特点。地震技术能够在构造解释、储层预测、目标优选、轨迹优化设计、钻井跟踪等方面提供支持。但在水平井导向过程中,2~4m的目标砂体受地震纵向分辨率的限制,水平井轨迹在时间域标定难以满足精准导向的需求[20-23]。水平井深度域导向技术可提高水平井钻探成功率及单井产量,大幅度降低钻探风险。通过建立空变速度场,进而构建深度域地质模型,并结合随钻数据及时调整模型,能有效地指导水平井钻井。

在合成记录精细标定、井震联合统层与构造精细解释的基础上,通过时深关系逐井质控,剔除异常井。因地层速度受岩性影响,利用地震层位控制速度场格架模型,建立空变速度场。受控于地层层序及多井横向变化的空变速度场,能更准确地预测地层速度。在此基础上,地震与反演数据经时深转换,开展深度域水平井随钻导向(图 4)。在导向过程中,利用随钻测井数据、录井数据与地震预测的深度、岩性、物性等参数开展对比,再对地层深度、倾角、物性等变化做实时跟踪分析,并根据分析结果不断更新地质模型。在靠近水平段靶点时,通过开展小层精细对比,厘清储层横向和纵向分布特征,并利用地震成果分析储层顶、底距离;进入水平段后,要实时将地震预测的地层倾角、伽马等数据与随钻测井数据比较;当地层深度、倾角及油藏位置出现差异时,修正地质模型,及时对钻头钻进轨迹做动态调整,确保取得最高钻遇率。

图 4 水平井时间域导向与深度域导向转化流程

以Z平1井为例,水平井轨迹应用单井时深标定,远离参照井时,在时间剖面上出现轨迹畸变:地震剖面显示,水平井轨迹从同相轴波峰下部零相位逐渐推移至同相轴上部零相位(图 5a);反演剖面显示,水平井从砂体顶部出层(图 5c),与实钻情形不符。对此,利用空变速度场建立深度域地质模型,开展深度域水平井随钻导向。深度域地震剖面显示水平井轨迹稳定在地震同相轴波峰下部(图 5b),深度域反演剖面显示水平井轨迹在砂体内部(图 5d),符合实钻情形,水平井轨迹标定无畸变现象。可见,解决了水平井轨迹在时间域剖面上单井时深标定误差大的问题,提高了水平井地震导向精度和砂岩钻遇率。

图 5 Z平1井水平井轨迹投影所处的时间域(a、c)、深度域(b、d)的地震剖面(a、b)和反演剖面(c、d)

通过综合利用地震多属性融合储层预测技术与水平井深度域导向技术,完成了致密油储层“甜点”预测,并分别从平面与剖面两个方面为水平井钻探目标优选、轨迹设计及导向提供了技术支持。

3 应用效果

充分发挥GeoEast共享平台优势,将地震多属性融合技术广泛应用于松辽盆地中浅层致密油勘探与开发。以长81井区为例,依据构造解释结果,结合测井综合解释得到的砂岩及其有效厚度信息,应用地震多属性融合技术开展致密油储层“甜点”预测,从3个主力层共识别“甜点”17个,累计面积为4.69km2,有效地刻画了致密油储层“甜点”。同时,基于GeoEast系统形成了致密油储层“甜点”地震刻画及水平井深度域导向等配套技术,指导勘探部署水平井21口,平均砂岩钻遇率达87%、油层钻遇率超81%。

4 结论

(1) 以GeoEast共享平台为依托,在精细构造解释的基础上,采用小时窗提取地震属性,综合交会分析等方法实现多属性降维,以测井解释、沉积相等信息为指导,优选对储层敏感的属性,开展属性融合,使储层预测精度提高10%以上。

(2) 建立空变速度场,开展深度域水平井随钻导向。在深度域剖面上水平井轨迹标定无畸变现象,解决了水平井轨迹在时间剖面上单井时深标定误差大的问题,从而提高了水平井地震导向精度和砂岩钻遇率。

(3) 以多属性融合为主的致密油储层“甜点”精细刻画与深度域水平井随钻导向在致密油勘探开发中呈现出技术优势,取得了较好效果,有效支撑了松辽盆地致密油勘探与开发。

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