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第 40卷第 3 期 2001 年 9 月 石 油 物 质 GEOPHYSICAL PROSPECT ING FOR PET ROLEUM Vol. 40, No. 3 Sept. 2001 应用三维高分辨率地震技术进行 剩余油预测的方法探讨 杨懋新 庞跃武 卢春阳 彭碧群 大庆石油管理局物探公司研究所, 大庆 163357 杨懋新, 庞跃武, 卢春阳等. 应用三维高分辨率地震技术进行剩余油预测的方法探讨. 石油物探, 2001, 403 68 75 摘要 剩余油分布的预测与描述是油田开发中后期油藏描述的首要任务。如何应用地震技术参 与这一研究, 既是地震技术进一步向油田开发延伸的需要, 也是将来开发地震技术的一个探索方 向。我们以太 190区块为例, 提出了在地震技术精细建模基础上应用动态分析进行剩余油预测的 方法, 并在实践中取得了一定的成效。 关键词 剩余油 开发地震 Yang MaoxinXet al. Discussionson remaining oil prediction by using3 -D high resolution seismic tech - nology. GPP, 2001, 403 68 75 ABSTRACT Prediction and description of remaining oil distribution is the most important task in the mid or late stage of oilfield development. How to use seismic techniques in the researches on remaining oil prediction are both the demands for seismics to extend its application domain to oilfield development and a research direction of production seismics. Taking t190 area as an example, this paper proposes a of remaining oil prediction using fine seismic modeling based dynamic analysis. Some effects have been obtained in the application of the . Key words remaining oil, production seismics 引言 开发地震是一门正在发展的边缘学科, 是地震技术向油田开发领域延伸的产物, 近些年在 油田早期开发中发挥了重大作用。对于油田的中后期开发而言, 剩余油分布的描述和预测则 是油田地质工作者要解决的首要问题, 而如何应用三维高分辨率地震技术进行剩余油分布的 研究, 不仅是拓展地震技术应用领域的需要, 而且也是未来开发地震的主要探索方向。 1 陆相油藏剩余油分布的基本特点 剩余油的分布主要受储层非均质性、 流体非均质性及注水开发条件等的影响, 国内外学者 XYang Maoxin, Geophysical Institute of Daqing Petroleum Administration, Daqing 163357 本文于 2000 年 9 月 22 日收到, 二次修改稿于 2001 年 1 月 15 日收到。 对于剩余油的分布规律进行了大量的研究, 总结出陆相砂岩油藏注水开发后剩余油分布的一 些基本规律, 并概括了以下几种剩余油存在的一般类型。 1. 1 未动用或基本未动用的剩余油层 在开发区, 一些油层的动用很好, 但另一些油层则可能由于储层性质和开发条件的限制而 未动用或基本未动用, 这些油层属于完整的剩余油层, 是进一步挖潜的重要对象, 具体包括 a 井网控制不住的剩余油层; b 层间干扰造成的剩余油层; c 污染损害严重的油层; d 未列入原开发方案的油层。 1. 2 已动用油层的平面剩余油滞留区 对于已动用油层, 往往由于平面矛盾或层间矛盾的存在, 油层在平面上动用情况差别较 大, 一些地区动用得很好, 但另一些地区基本未动用或动用不好, 从而形成剩余油滞留区, 一般 有以下几种情况 a 注采系统不完善造成的剩余油区; b 平面水窜造成的剩余油区; c 构造高部位的水动力/ 滞留区0; d 封闭断层附近的水动力/ 滞留区0。 1. 3 已动用油层内未动用厚度 由于油层内的非均质性和流体非均质性, 造成油层内部水洗差异, 一部分储量动用好, 一 部分储量动用则很差, 包括 a 厚油层渗透率韵律性及非均质程度差异造成的剩余油分布; b 粘度差和密度差造成的剩余油分布; c 气锥和水锥。 1. 4 水淹层中微观规模的剩余油 在水淹层, 水驱油效率及剩余油分布主要受到孔隙非均质性、 驱动力、 毛管力、 重力及润湿 性等因素的影响。有的孔隙水驱不到或部分驱替, 孔隙中仍饱含油; 有的孔隙虽被水驱替过, 但仍可保留部分残余油。 2 基本指导思想 剩余油分布研究是 2 次采油后期油田深入挖潜和制定 3 次采油方案的重要依据, 因此世 界各国均非常重视油田开发中后期剩余油分布的预测方法研究, 但目前仍没有一种行之有效、 精度较高的方法可以推广使用。 一般而言, 油田开发中后期井资料相当丰富, 但仍是一孔之见, 且井网密度不可能无限加 密, 尤其对于横向相变频繁的河流三角洲相储层, 要想通过井加密来控制储层的空间变化是很 难做到也是不太现实的。因此在油田开发中后期, 由于横向可连续追踪这一优势, 使得地震技 术在剩余油分布的预测中找到了用武之地, 关键是要充分发挥地震可连续追踪的优势, 克服自 身垂向分辨率较低的不足。在太 190 区块剩余油分布的预测工作中, 我们确定了应用三维高 分辨率地震解释技术 包括精细构造刻划和储层反演 精细刻划储层的微观特征, 然后结合动 69第 3 期 应用三维高分辨率地震技术进行剩余油预测的方法探讨 态分析对目的层 葡 油层组 进行剩余油分布研究这一指导思想 图 1 , 且主要针对前述 1. 1 和 1. 2 中各类型剩余油进行预测。 3 剩余油分布的预测方法 3. 1 太 190 工区概况 太190 区块位于大庆长垣南部的太平屯构造和葡萄花构造的鞍部, 区内各类钻井 77 口 其中开发井 73 口 , 井网密度 450 450m。主要目的层 葡萄花油层为受北部沉积体系控制 的三角洲前缘亚相沉积, 平均地层厚度为 57. 9m, 埋藏深度 1 107. 2 1 243. 9m。1998 年为了 老油田井网加密和油田扩边在该区布设了满覆盖面积 17. 62km2的三维高分辨率开发地震测 网, 采用 4 5次覆盖、 10 20m2面元、 1ms采样和 480 道施工, 在处理中使用了高精度叠加、 组合反褶积、 叠后拓展频宽等技术, 获得的剖面纵、 横分辨率均较高, 为下一步工作奠定了基 础。同时为了配合剩余油的研究工作, 在区内还布设了 3 口 C/ O 测井, 为了解当前含油饱和 度提供了有效样本。 3. 2 精细油藏描述 3. 2. 1高分辨率全三维构造解释 开发地震中精细构造解释主要是针对小断层和小幅度构造, 高分辨率三维数据体为完成 这一任务提供了必要的保障。在解释过程中利用相干数据体、 水平切片、 三维可视化技术以及 邻道时差图、 邻道振幅差值图、 沿层振幅图、 边棱检测图、 倾角图、 层方位角图等辅助手段对目 的层的顶、 底进行了全方位细致的解释, 使目的层处 3 6m 的小断层均可得到可靠的解释。 和老的成果相比, 断层由 11 条增至 47 条, 绝大多数为断距 10m 以下的小断层 图 2 ; 构造层 圈闭由 2个增至 17 个, 不仅达到了精细构造刻划之目的, 同时也为后续的地震反演提供了可 靠的低频分量。 3. 2. 2储层预测技术 1 采用旋回对比, 分级控制的对比方法, 把目的层划分为 1 个油层组、 3 个砂层组、 11 个 70 石 油 物 探 40 卷 图 2 断层解释精度分析 a 大于 1 个相位, 断距 12m; b 1 1/2 相位, 断距 6 12m; c 1/ 2 1/4 相位, 断距 3 6m; d小于 1/4 相位, 断距 3m 葡 油组 葡1 -5砂岩组 葡1 -3砂岩组 葡1油组 葡2油组 葡 1 2油组 葡 2 2油组 葡3油组 葡4 -5砂岩组 葡4小层 葡5小层 葡 1 5油组 葡 2 5油组 葡6 -8砂岩组 葡6小层 葡7小层 葡8小层 葡 1 8油组 葡 2 8油组 葡9 -11砂岩组 葡9小层 葡10小层 葡11小层 图 3 葡 I 油层组小层划分 小层和 14 个单砂体 图 3 。 2 通过细致的单井微相分析, 依沉积环境和沉积相特点把目的层进一步划分为 3 种亚相 和11 种微相 图 4 , 可以看出亚相在纵向上的演替规律 三角洲内前缘亚相、 三角洲分流 平原亚相、 三角洲内前缘亚相和三角洲外前缘亚相。 3 充分利用研究区钻井资料丰富的优势, 进行井约束的三维高精度储层多参数地震反 演, 使反演结果的分辨率达到能识别单砂层的水平, 进而在反演基础上进行砂岩预测, 从表 1 71第 3 期 应用三维高分辨率地震技术进行剩余油预测的方法探讨 图 4 葡 I 油层组单井微相分析 表 1 砂岩预测精度分析 砂岩 砂岩厚度 范 围 统计井数 先验井预测 符合率 后验井预测 符合率 1 5层 3m43100100 6 8层 3m3997100 9 11 层 3m2796100 1 5层 2m548977 6 11 层 2m699190 11 个单层 平均值 2m149190 72 石 油 物 探 40 卷 来看, 2m 以上砂体预测具有很高的符合率。然后应用速度资料对储层的孔渗性进行预测, 以 建立起完整的油藏模型。 通过以上工作得知, 太 190 区块各油砂体的空间分布状况与大庆油田层状油藏特征基本 一致, 即纵向砂体都是近于相互平行展布的, 它们之间有泥岩相隔使之上下之间不连通或很少 连通。除此之外, 目的层顶面断层极为发育, 将区块切割成许多小断块, 造成各断块在构造上 高低不齐, 也使得全区油水界面不统一。综合分析认为, 太 190 区块油藏类型为断层复杂化的 层状砂岩油藏 图 5 。 图 5 葡 I 油层组自然电位反演数据体模型 3. 3 剩余油分布的动态分析方法 前面已指出, 太 190 区块的原始油藏类型为断层复杂化的层状砂岩油藏, 其非均质性及水 驱过程中的油水关系十分复杂, 给高含水期剩余油分布规律的认识带来很大困难, 为此制定了 以下思路 1 在平面上依据较大断层的平面展布及油水界面的匹配关系, 把研究区划分为 4 个断 块, 对每个断块的油水界面重新进行了细致标定。 2 在每一个断块内, 把储层反演划分的单砂体在纵向上看作一个流动单元作为基本研究 对象。 3 对每个单砂体而言, 首先判断其是否位于油水界面之上, 如果是则分析该砂体在生产 中是否被射开, 射开后是采油还是注水。若是采油且作过 C/ O 放射性能谱测井, 则可以通过 目前含水饱和度直接了解该砂体的剩余油饱和度。 4 由于研究区内只有 3 口井作了 C/ O 测井, 没有 C/ O 测井的区域则是通过吸水剖面来 定性判断砂体的剩余油分布状态。如某一砂体在吸水剖面上显示较少吸水或不吸水, 则表明 此砂体动用较差或未动用, 因而存在剩余油。 5 根据砂体的空间连通关系, 由点及面, 则可以在平面上圈定每一小层剩余油的平面分 布情况。 3. 4 太 190 区块剩余油分布规律认识 综合前面剩余油预测的结果及陆相砂岩水驱油藏剩余油分布的基本特点, 认为太 190 区 73第 3 期 应用三维高分辨率地震技术进行剩余油预测的方法探讨 块的剩余油分布存在以下规律 1 断层下盘反向掀斜断块的/ 脊部0可以形成较大规模的剩余油分布。这类构造是本区 的主要局部构造样式, 构造高点发育在/ 脊部0, 由于葡 油层组上覆为大套泥岩, 断层可以形 成有效的封闭, 而在构造/ 脊部0造成水动力滞留而形成剩余油分布。 2 小幅度或微幅度穹隆构造的高点部位大多存在剩余油。由于注入水常向低处绕流, 如 果构造高部位无井控制则可造成水动力滞留区而驱替不到形成剩余油分布。 3 注水尚未波及的分流河道砂岩上部, 分流河道边滩砂、 分流间薄层低渗透砂及三角洲 外前缘席状砂、 透镜砂, 这些砂体中原油动用较差或尚未动用, 因而存在剩余油而成为挖潜的 对象。 根据上述认识, 在太 190 区块划分了剩余油分布的有利区。按照这一成果新布署了 34 口 加密井, 除 2 口地质报废井外, 其余全获成功, 地质报废率由原来的 14. 28 下降为 5. 88 。 表 2 和表 3 为加密前后的开发指标预测, 从预测结果来看, 由于加密调整, 开发效果得到改善, 10 年后采出程度将由 11. 56 提高到 15. 18 , 综合含水由 80. 81 下降到 76. 23。 表 2 太 190 区块加密调整前指标预测 时间 年 油井数 口 水井数 口 年产油 104t 年产液 104t 年产油 104m3 采油速度 采出程度 综合含水 l31163. 439. 8716. 540. 468. 8765. 24 231163. 049. 3615. 580. 419. 2867. 48 331162. 729. 0314. 930. 369. 6569. 91 431162. 448. 7214. 330. 329. 9772. 00 531162. 208. 4212. 780. 2910. 2773. 81 631162. 008. 1312. 280. 2710. 5475. 38 731161. 827. 8511. 810. 2410. 7776. 75 831161. 677. 5811. 360. 2110. 9977. 95 931161. 537. 3110. 100. 2011. 2079. 02 1031161. 427. 069. 720. 1911. 3879. 96 1131161. 316. 829. 370. 1711. 5680. 81 表 3 太 190 区块加密调整后指标预测 时间 年 油井数 口 水井数 口 年产油 104t 年产液 104t 年产油 104m3 采油速度 采出程度 综合含水 164264. 6311. 7819. 980. 619. 0460. 67 264267. 1216. 3328. 030. 959. 9956. 37 366266. 3115. 8126. 860. 8410. 8260. 10 466265. 6215. 3725. 880. 7511. 5863. 41 566265. 0515. 0223. 280. 6712. 2566. 37 666264. 5514. 6522. 540. 6112. 8568. 92 766264. 1314. 1721. 690. 5513. 4170. 86 866263. 7713. 7120. 880. 5113. 9172. 51 966263. 4413. 2118. 510. 4614. 3773. 97 1066263. 1612. 7317. 770. 4214. 7975. 18 1166262. 9212. 2817. 080. 3915. 1876. 23 74 石 油 物 探 40 卷 4 结束语 应用地震技术参与油田开发中后期剩余油分布的预测, 在大庆油田尚属首次, 并取得了一 定的效果, 积累了经验。但这项技术毕竟处于探索阶段, 存在着这样或那样的不足, 地震垂向 分辨率的局限仍是制约这一技术发展的最主要因素, 因而只有全面提高地震的垂向分辨率, 才 能使地震技术横向可连续追踪的优势得以有效的发挥, 使地震技术向油田开发领域进一步延 伸。 参 考 文 献 1 张一伟, 熊琦华, 王志章, 等. 陆相油藏描述. 北京 石油工业出版社, 1997 上接第 67 页 利用高分辨率资料共在车西地区追踪描述砂体 31 个, 砂体展开面积 56 km2, 预测含油面积 32. 8 km2, 预测石油地质储量 2 870 104t, 部署勘探开发井位 18 口, 已完钻 9 口, 均见到了工 业油气流。 3 结束语 通过对车西地区高分辨率资料的应用分析, 不难发现高分辨率地震勘探较常规地震勘探 在解决隐蔽复杂油气藏方面具有很大的优势, 追求更高分辨率是今后地震勘探工作长期努力 的目标, 特别是提高更深层资料的分辨率将是今后研究的主要方向。 胜利探区高分辨率地震勘探是在胜利油田副总地质师杨云岭教授级高级工程师的具体组 织下完成, 此项工作得到了他的具体指导, 科技处余大祥高级工程师给予了关心和支持, 在此 表示感谢 参加本项工作的还有石好果、 牟敏、 杨玉龙、 陈秀玲等。 参 考 文 献 1 李庆忠. 走向精确勘探的道路. 北京 石油工业出版社, 1993 2 俞寿朋. 高分辨率地震勘探技术. 北京 石油工业出版社, 1993 3 韩文功. 用合成地震记录提高地质层位的解释精度. 石油物探, 1993, 32 3 21 30 75第 3 期 应用三维高分辨率地震技术进行剩余油预测的方法探讨