物探新技术在准噶尔盆地车排子地区浅层油气勘探中的应用.pdf

第 3 3卷第 1 期 天 然 气 勘 探 与 开 发 物探新技术在准噶尔盆地车排子地区 浅层油气勘探 中的应 用 仲伟军邢成智潘龙党玉芳 中国石油新疆油It l 公司勘探开发研究院地球物理研究所 摘要车排子地区浅层新近系沙湾组岩性油气藏的有利储集层为“ 泥包砂” 背景下的滩 一坝相砂体， 该 砂体含油后在地震上表现为是短轴状 一强振幅突然中断、 亮点特征明显 、 速度降低， 波形特征表现为强波谷 一 强波峰的组合关系。近年来， 以宽频带高分辨率处理、 高分辨率本征值相干、 正演模 型、 储层反演 、 油气综合检 测等技术， 使准噶尔盆地克拉玛依油田首次在新近系发现较大油藏 ， 也为盆地南缘前陆斜坡带新近系油气勘探 开辟了新的领域。 关键词正演模型地震属性储层反演油气检测车排子地区油气勘探 0 引言 综观世界上的各大油 田， 特别是勘探程度较高 或处于滚动勘探开发 阶段的油 田， 随着勘探程度 的 不断加深和构造圈闭的E l 益匮乏， 有 目的地寻找隐 蔽油气藏显得越来越迫切。世 界上约 5 0 ％ 的油气 赋存于隐蔽圈闭中， 目前我国找到的隐蔽油气储量 也在不断增加。进入 9 0年代后 ， 隐蔽油气藏在新增 石油地质储量所 占比例逐年上升 ， 勘探开发的难度 越来越大， 成本也越来越高。隐蔽油气藏的发现许 多是偶遇的， 在隐蔽油气藏 的勘探 中至今还没有一 种普遍的、 切实可行的方法 。因此对于这类油气藏 ， 必须采用新技术 、 新方法进行精细研究 ， 以提高勘探 开发的成功率。 1 勘探简况 车排子地区的油气勘探始 于 2 0世纪 5 O年代 ， 2 0 0 0年以前的地震勘探以白垩系以下地层为主要 目的层， 并相继发现了侏罗系、 二叠系油气藏。而浅 层新近系油气勘探一直未 获得 突破。2 0 0 1年部署 的C 2 8井西三维， 目的层是针对 白垩系、 侏罗系以 下地层， 新近系油气勘探仍没有引起高度重视。 2 0 0 5 年利用 C 2 8井西三维的地震资料精细解释发 现了一批新近系断层 一 地层圈闭， 并钻探了 5口探 井 ， 但均告失利 ， 只有 C 8 4井在新近系沙湾组见 到 了0 ． 2 5 m油浸级岩心。通过 分析发现主要原 因是 由于现有的二维、 三维地震资料 目的层是侏罗系及 以下地层， 而白垩系、 新近系的资料分辨率、 信噪比 都较低。地震 主频大致 在 1 7 H z一2 5 H z 左右 ， 无法 满足各层间小断裂精细解释、 合理组合以及精细刻 画隐蔽圈闭、 储层 的横 向预测的需要。2 0 0 6年通过 对新钻井资料的分析结合地震， 采用物探新技术、 新 方法进行精细研究在新近系钻探的 C 8 9 井， 在沙湾 组的沙三 段底部 砂层 见 良好 的油气显示 ， 油层厚 9 ． 5 m， 6 m m油嘴自喷， 产油 7 2 t ／ d ， 气1 3 0 0 m ／ d ， 取得 了车排子地区浅层新近系油气勘探 的重大突破。随 后上钻的 C 9 5井也同样获得 7 7 t ／ d的高产工业油 流， 表明了该 区浅层新 近系油气勘探具有非常 良好 的勘探前景。 2 浅层油气勘探配套技术 2 ． 1 宽频带高分辨率处理技术 宽频带高分辨率处理就是对地震资料修复、 补 偿处理。在保持地震有效成份的同时， 补偿三维地 震频带的低频 、 高频段有效信息并提高分辨率 ， 实现 真振幅恢复的高分辨率处理。事实上 ， 野外地震采 集的单炮地震记录频带较宽、 分辨率较高， 但是在地 震资料处理中， 高频和低频段都有受到损失。如处 理过程中的去面波损失了低频有效成分， 叠加、 动校 正和道集中不同偏移距的道叠加也损失了高频段的 作者简介仲伟军， 男， 1 9 6 6 年出生， 江苏赣榆县人， 工程师； 1 9 8 8年毕业于河北涿洲石油物探学校， 现从事地震勘探综合解释研究。电 话 0 9 9 1 4 2 9 9 1 5 9 o Ema i l z h o n g w j p e t r o e h i n a ． P -,O l l k c n 1 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 天 然气 勘探 与 开 发 2 0 1 0年 1 月出版 有效信号， 同时， 偏移又具有低通滤波的特性、 降低 高频有效成分， 这样造成振幅能量不保幅， 严重影响 地震反演结果的可靠性 ， 对地震属性的研究分析也 造成失真⋯。针对这些问题， 利用国外最新宽频带 高分辨率处理技术， 在保持有效频段成份的同时， 恢 复野外采集得到的但在一系列处理中损失掉的低频 段、 高频段有效成份能量 ， 实现有效振幅恢复的高分 辨率处理， 便于各种地震属性分析研究。 通过对原始资料的分析 ， 车排子地 区浅层新近 系河道砂体地震响应集 中在低频段 ， 而大于 6 0 H z 的频段主要为高频噪声 干扰。因此 ， 在保证信噪比 较高的前提下 。 对低频段河道砂 岩地震响应突出处 理 ， 更利于砂体的地震综合识别 。 2 ． 2 高分辨率相干体分析技术 高分辨率相干体分析技术就是基于本征值结构 的高分辨率相干体属性计算， 就是计算标准本征值、 高分辨率本征值、 自 适应本征值、 消除构造假象的增 强本征值、 突出地貌特征的本征值等多项相干信息。 可获得许多有关断层、 微裂缝 、 岩性和岩相变化等储 层重要特征参数， 能够更加清晰地描述地质体产状 的细微变化 ， 从而为地质学家研究构造变形及岩性 变化等提供了强有力的技术手段。传统的相干分析 技术与高分辨率相干体分析技术在准噶尔盆地西北 缘车排子地区实际地震资料的处理结果对比表明， 高分辨率相干体分析技术可用于检测断层、 裂缝等， 应用效果显著 J 。 根据宽频带高分辨率处理后 的 C 2 8井西三维 地震数据的具体情况， 利用本征值高分辨率相干体 确定了新近系沙湾组砂三段砂体的空间孔径、 时变 参数、 倾角参数等， 从而清晰准确地突出了该三维区 的断裂系统展布特征以及组合关系。 2 ． 3 正演模型分析技术 一 般情况下， 地下地质体都有相应的地震反射 特征来对应， 不同岩石物理性质和沉积特征产生地 震反射特征不同。关键是怎样去判定和认识这种对 应关系及其反射特征， 然后进一步精细研究储层本 身的特点， 这就需要佐以正演模型， 建立起正确的储 层检测标志。 在对 目的储层的研究过程中， 通过对已知的地 质、 测井等资料的分析， 利用模型软件建立地质模 型， 即目的层岩性变化、 含油气及岩石物性变化的模 型， 然后正演出模型的地震反射特征， 分析理论反射 特征和地震剖面的反射特征， 来研究储层的横向变 化及沉积变化规律 J 。 2 0 通过对中石化钻探的 P 2井、 P 8井及钻探失利 的 C 8 4井、 C 8 5井、 C 8 6井 、 C 8 7井、 C 8 8井等分析对 比认为， 该区沙湾组油藏主控 因素为断层加岩性， 成 藏有利储集层为水下 分支河道砂体 ， 此类砂体沉积 厚度不大 ， 其上为大套稳定的湖相泥岩沉积， 易于形 成“ 泥包砂” 的遮挡， 有利于形成与岩性有关 的隐蔽 油气藏。 取 C 8 4井的实钻物性结果 ， 围绕该 区三维地震 主频， 通过不同子波的波动方程模拟， 得到一系列合 成记录模型。根据正演模型明确了含油砂体在地震 剖面上的响应特征 ①强振幅 波峰 为砂岩反射， 对应砂岩底界 ， 其横向变化反映砂层 的横向变化； ② 较强振幅 波谷 对应砂层顶界 ； ③较强振幅 波谷 与强振幅 波峰 相连为单砂层反射 ， 它们之间若存 在较强振幅 波谷 和弱振 幅 波峰 则反映有多个 砂层存在， 砂层总厚度较大。 砂层含油后 ， 波形特征表现为强波谷 一强波峰 的组合关系 图 1 。利用此特征， 对车排子凸起区 精细的地震地质解释， 使得 C 8 9 井区浅层新近系沙 湾组油气勘探取得了新的突破 。 图 1 车排子地区新近系沙湾组砂体含油气地震响 应正演模型 2 ． 4 地震属性分析技术 地震属性分析就是以 3种地震基本属性 振 幅、 频率、 相位 为载体， 从地震数据中提取隐藏的 地下地质信息， 并将这些信息转化成与岩性、 物性或 油藏参数相关的可以为地质解释或油藏工程直接服 务的信息的一项技术。 地震属性分 5大类 4 O余种。其中分频处理属 性可将地震道分解成不同的频带成分， 有助于突出 复杂的断裂体系以及储层的分布特征。常用提取的 地震属性有 倾角、 信号包络、 瞬时频率、 瞬时相位、 相对波阻抗、 分频处理等。而振幅特征是地震资料 ㈣ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 3 卷第 1 期 天 然 气 勘 探 与 开 发 岩性解释与储层预测 常用 的动 力学参数 J 。振幅 特征是岩性变化 、 物性变化 、 流体变化 、 地层调谐效 应及地层层序变化等诸因素的综合。 精细分析各 目的层地震属性 ， 规律性不强 ， 追踪 对 比C 8 4井含油层段在地震剖 面上的响应波组 ， 利 用常规地震属性包进行分析 ， 规律性也不强， 但根据 地层含油后频率降低的特点， 利用谱分解技术将地 震数据分解为 1 0 H z 、 2 0 H z 、 3 0 H z 、 4 0 H z 、 5 0 H z 、 6 0 H z 、 7 0 H z 的分频数据体， 然后沿目的层段根据 C 8 4井油 层标定结果 ， 结合砂层厚度开时窗 ， 提取了十几种地 震属| 眭， 对这些属性逐一分析、 比较发现 ， 相干属性 可以精细刻画断裂特征 ， 2 0 H z的分频数据体上沿 层振幅属性图上 图 2 ， 可见 明显的低频振 幅异常 区， 与相位追踪对 比有较好的相关性。 图 2 车 8 4井区新近 系沙湾组 N 1 s 3 3砂层振幅 属性平面图 2 ． 5 地震反演技术 随着当前勘探程度的不断深入 ， 目前 的处理方 法、 解释结果和储层分析手段已经不能很好地满足 精细储层预测的要求 。通常所说的地震反演是指叠 后反演， 尽管传统的叠后反演方法在精细储层描述 中发挥 了相当的作用 ， 但是叠后信息对地震波动力 学特性 的模糊 以及反演结果的多解性 ， 限制 了叠后 反演方法在储层预测中的作用。而叠前 A V O反演 技术虽然在一定程度上利用了地震资料中的叠前信 息， 但是其理论局限以及对地震资料品质的要求， 使 得该方法在实际应用中存在诸多“ 陷阱” ， 成功的实 例鲜有报道。特别是 目前对叠后反演技术和 A V O 技术脱离理论、 不切实际的渲染和套用， 加剧了这两 项技术在应用中的混论。 叠后反演技术很好地利用了叠后信息， 但丢失 了地震信号中的叠前信息； A V O技术利用了地震资 料的叠前振幅随炮检距变化信息 ， 但是不能很好地 利用测井信息。叠后反演具有较好的稳定性和分辨 率， 但不能得到横波信息， A V O技术能够反演横波 和弹性模量信息， 但是稳定性和分辨率较低。 随着与角度有关 的弹性阻抗概念的提出和建 立 ， 叠前弹性阻抗反演技术很好地融合了叠后反演 和A V O反演的优点， 弹性阻抗中既有纵波信息也有 横波信息， 进而可以得到纵波阻抗、 横波阻抗和泊松 比等岩石物性参数， 这些参数是同时独立的求取。 而在叠后反演中， 横波阻抗和泊松比等参数是在求 得纵波阻抗后根据统计公式 或经验公式 计算得 到的。因此， 叠前弹性 阻抗反演方法在很大程度上 提高了利用反演技术进行储层预测和储层描述的能 力 ， 是地震反演技术新的发展方 向。 2 ． 6 浅层油气综合检测技术 众所周知 ， 不同类型的地层 、 含油气层和不含油 气地层对地震信号响应不同， 与之相应的地震信号 子波 的形状或频率也可能不同。但对同一地区 的同一层位， 我们仍可以假定同一类型的含油气层。 将这一原理应用于直接油层探测 ， 就可以根据 已知 钻井的油层资料 ， 选取与油层变化相关的子波 ， 去掉 与油层变化和分布没有直接关系的子波， 合成新的 地震道集。新合成的地震道集将最大限度地反映油 层 的变化 ， 也可以在合成 的地震道集上作进一步的 解释。它突破了许多常规的地震信号处理中的单一 地震子波的假设， 因而分解结果也更符合客观事实， 为直接油层解释提供了更为可靠的依据。 利用地震信息空间展布的优势和测井信息较准 确的垂向分辨率， 通过信息融合， 应用人员的经验知 识可以容易地应用到油藏综合评价中， 提高了储层 预测的准确性。 3 应用效 果分析 3 ． 1 宽频带高分辨率处理突出了砂体反射亮点 C 2 8 井西三维的地震数据就是进行了宽频带高 分辨率处理， 处理后突出了砂岩反射亮点特征。经 过处理后岩性信息得到明显加强， 振幅切片上亮点 更加突出， 背景更加干净， 有利于岩性解释和含油气 性分析 图3 。 利用地震剖面和沿层积分能量分布平面图以及 采用道积分剖面的方法， 对 C 8 9井含油砂体进行了 储层预测， 圈定了有利的含油砂体的分布范围， 发现 了多个 目标 ， 其中已完钻的 C 9 5井获得了高产油 流。 预测的C 8 9 井、 C 9 5 井区新近系沙湾组N 8 ； 砂 21 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 天 然 气 勘 探 与 开 发 2 0 1 0年 1 月出版 图3 C 2 8井西三维的地震数据宽频带高分辨率处理前 左 与后 右 对比图 层含油面积 3 5 ． 6 9 k in ， 平均油层厚度 7 ． 5 m 。获得 了车排子地区浅层新近系油气勘探的重大突破。 另外 ， 车排子凸起南段的 K 6井为古近系安集海 河组油藏， 北部为稠油、 沥青发育区。中部的 C 8 9 井、 C 9 5 井获得突破 ， 展示了车排子南部古近系、 新 近系近 2 0 0 0 k m 范围广阔的勘探前景。 3 ． 2 高分辨率相干体分析增强识别小断裂及裂缝 利用高分辨率本征值相干体软件 ， 一些断距较 小的断裂组合显示更加清晰， 同时对新发现的隐蔽 圈闭的边界细节的刻画也较为清楚 图4 。 图4 经过宽频带高分辨率处理后的车2 8井西三维 新近系沙湾组砂体高分辨率本征值相干平面图 3 ． 3 地震反演预测储层发育有利区 车排子地区沙湾组主要储集层为沙湾组顶部砂 层， 砂体含油后在测井曲线上具有以下 的特征 自然 电位表现为负异常， 幅度变化较大， 表现为箱形向指 2 2 形的转化， 显示 了当时沉积时很强的水动力， 所以该 段的砂质比较纯。自然伽玛曲线也略有变小， 井径 曲线变化不明显 ， 电阻率突然变大 ， 从泥岩段的 1 Q r n一2 Q m跃至异 常段 的 6 1 m一1 0 Q n a ， 密 度不大， 约2 ． 1 g ／ e m 左右， 声波时差也有所变大， 明 显高于上下围岩的声波时差， 即砂体含油后具有低 阻抗、 高电阻率特征。 根据以上特征 ， 建立起一个神经网络的反演流 程， 将前面反演得到的纵波阻抗 、 2 0 。 和 4 0 。 的弹性阻 抗做为输入， 结合测井曲线分析结果， 砂层含油后电 阻率突然变大 的异常特征 ， 进行 了神经网络电阻率 反演， 获得电阻率数据体 ， 建立起声阻抗和弹性阻抗 与岩性之间的联系。其油层发育区与波阻抗反演与 弹性参数反演得到的有利储层发育区相关性很高。 另外 ， 完成了研究 区内的波阻抗反演数据体及 神经网络测井曲线反演一R t 反演数据体。经目的 层储层精细标定， 沙湾组N 。 s ； 段砂层顶界标定在地 震剖面的强波谷上， 砂体追踪对 比后， 沿油层给上 4 m s 一 下 8 m s 时窗段内提取阻抗值、 电阻率值， 其结 果显示出油井 C 8 9井北部有四处与 C 8 9井具有相同 的高电阻、 低阻抗的异常特征。选择其最北部异常 处， 结合振幅属性分析结果及油气检测结果上钻 C 9 5井 ， 同样获得了高产工业油流 ， 证实 了地震储层 预测 的可靠性 图 5 。 从图 5可以看到 ， 出油井 C 8 9井、 C 9 5井位于深 色的低阻抗区域 ， 在两井之间有两处与 C 8 9井 、 C 9 5 井具有相同低阻抗的异常区， 在与之相类似的异常 区域 ， 又设计了 2口评 价 井 C 8 0 1 井 、 C 9 0 1 井， 在连 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 3卷第 1 期 天 然 气 勘 探 与 开 发 图5 车排子地区新近系沙阻抗反演【 右 与 R t 神经网络反演 左 结果 井剖面上也显示了同样 的异常特征 。由前面的分析 可以看到， 对于油层的低阻抗、 高电阻率响应特征， 除了设计的 C 8 0 1 井、 C 9 0 1井两处外， 像 C 8 7井南 部、 C 9 4井东边和 C 6 5井南边 的三处高电阻率 、 低阻 抗的分布区域 ， 均为有利储层区带 ， 为下一步油气勘 探的重点 目标区。 3 ． 4 综合油气检测降低钻探风险 根据油气检测结果及储层反演、 振幅属性分析 结果结合 区域构造背景 ， 利用油气富集程度、 油气存 储空间和油气渗流能力等动力学含油气属性， 可以 检测油田开发状态， 查明剩余油分布， 辅助制定合理 的开发方案。然后， 利用神经网络算法对地震道波 形进行分类， 并把地震信号形状分类形成离散的“ 地 震相” ， 根据“ 拟合度 ” 准则对实际地震道进行对 比、 分类， 细致地刻画出地震信号的横向变化， 得出地震 波形分类， 并与钻井测井曲线对比， 对地震资料做出 综合性的地质解释， 用于储层预测和含油性判别。 油气检测与综合反演利用不同的信息、 采用不同的 方法来描述油气、 储集层的特征 ， 彼此之间既有联系 又可互补， 可进一步减少油气、 储层预测的多解性。 选择 C 8 9井、 C 9 5 井为油井样本， C 9 6井为干井 样本， 进行油气检测 ， 其结果与属性分析、 储层反演 结果具有较高 的相识性 ， 并且与 已钻探结果 的吻合 率较高 图5 。利用油气检测结果及储层反演、 振 幅属性分析结果结合区域构造背景， 提出了对 C 8 9 井、 C 9 5井之间的另外两处异常区钻探 C 9 0 1井、 C 8 0 1 井的评价部署建议， 并通过了油田公司专家组 审查， 同意实施上钻 图6 。 4 结论 车排子凸起是一个多层系含油的复式油气聚集 带， 其斜坡区多是一些与地层、 岩性有关的隐蔽油 藏， 通过物探新技术的应用， 取得了较好的效果。同 时总结出一整套准噶尔盆地进行岩性圈闭识别与描 述的方法和流程， 为今后进一步开展岩性圈闭研究 打下了基础。对隐蔽油气藏的识别也有了成熟的研 究思路和适用 的配套技术、 方法 ， 可指导全盆地浅层 油气勘探。 图6 C 8 9 、 C 9 5井的评价井完钻后落实的含油分布图 岩性圈闭识别与描述在车排子地区沙湾组取得 了一定的进展， 是一次有益的尝试。但是岩性圈闭识 别与描述对原始地震资料要求较高， 要求地震资料是 保幅处理， 地震资料的分辨率和信噪比对岩性圈闭识 别与描述起到关键作用， 建议在保证信噪比的条件下 尽可能提高分辨率。通过物探新技术在车排子地区 浅层油气勘探中的应用 ， 得出以下几点认识 t 1 运用宽频带高分辨率处理突出了砂体反射 亮点， 结合正演模型， 建立储层的地球物理响应模 式， 寻找了有利目标。 2 利用地震属性分析技术， 对储层物性进行 地震反演 ， 更好地预测 了研究 区内沙湾组油层 的展 23 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m I l I _ 一 天 然 气 勘 探 -7 开 发 2 0 1 0 年 1 月 出 版 上接第 6页 研究[ J ] ． 石油物探 ， 2 0 0 7 ， 4 6 1 3 64 1 ． 2 潘建国， 郝芳， 张虎权， 等． 花岗岩和火山岩油气藏的形成 及其勘探潜力[ J ] ． 天然气地球科学， 2 0 0 7 ， 1 8 3 3 8 0 3 8 4 ． 3 张小莉， 冯乔， 查明， 等． 惠民凹陷岩浆作用对碎屑岩储层 的影响[ J ] ． 地质学报， 2 0 0 8 ， 8 2 5 6 5 5 6 5 1 ． 4 刘小平， 杨晓兰， 曾忠玉， 等． 多参数联合反演在火成岩储 集体预测中的应用 [ J ] ． 石油地球物理勘探 ， 2 0 0 7 ， 4 2 1 4 4 4 9 ． 5 毕全福， 胡广军， 陈朝安． 二区石炭系火山岩油藏试井特 征分析 [ J ] ． 石油天然气学报 ， 2 0 0 7 ， 2 9 2 l 1 4 1 1 6 ． 6 林隆栋． 准噶尔盆地油气勘探新思路[ J ] ． 新疆石油地质， 2 0 0 7 ， 2 8 6 6 6 1 6 6 6 ． 7 夏林圻， 李向民， 夏祖春 ， 等． 天山石炭 一二叠纪大火成岩 省裂谷火山作用与地幔柱 [ J ] ． 西北地质， 2 0 0 6 ， 3 9 1 1 4 4 ． 8 刘之的， 戴诗华， 王洪亮 ， 等． 火成岩裂缝有效性测井评价 2 4 [ J ] ． 西南石油大学学报， 2 0 0 8 ， 3 0 2 6 6 6 8 ． 9 胡冬亮， 吴时国， 潘玉国， 等． 东营凹陷纯化油田西部侵入 岩裂缝系统研究 [ J ] ． 油气地质与采收率， 2 0 0 8 ， 1 5 2 6 7 6 9 ． 1 O 刘娟霞， 汤军， 白晶． 火成岩储层的岩性特征及岩相划分 研究 [ J ] ． 内蒙古石油化工， 2 0 0 8 ， 9 1 1 51 1 6 ． 1 1 潘赞， 蒋智格 ， 潘懋， 等． 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