渤海Q 32-6北地区稠油层预测

田立新 周东红 明 君 李心宁 唐光华

(1.中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室; 2.中海石油(中国)有限公司天津分公司;3.阿派斯油藏技术(北京)有限公司)

渤海Q 32-6北地区稠油层预测

田立新1,2周东红2明 君2李心宁3唐光华3

(1.中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室; 2.中海石油(中国)有限公司天津分公司;3.阿派斯油藏技术(北京)有限公司)

在精细岩石物理分析及AVO地震响应特征分析基础上,充分利用研究区测井、地震及各种钻井资料,并采用叠前弹性反演多属性交会分析方法对渤海Q32-6北地区稠油层分布进行了预测,预测结果已被钻探证实是含油区。

稠油层 预测 弹性反演 岩石物理 AVO 渤海Q32-6北地区

稠油层的地震响应特征与水层有较强的相似性,因此,应用常规地震含油性预测方法难以识别与预测稠油层。笔者针对渤海Q32-6北地区稠油层特点,提出了一套弹性反演识别稠油层的方法,即基于稠油层岩石物理分析及AVO地震响应分析,先找出稠油层的弹性敏感参数,再结合叠前地震资料反演处理结果预测稠油层的分布。应用结果表明,在渤海Q32-6北地区利用叠前地震资料进行弹性反演识别出的6套稠油层与实钻井吻合,预测的新区已被钻探证实是含油区。

1 弹性反演识别稠油层的方法

根据稠油层的特征,从稠油层岩石物理性质出发,进行流体替换等处理,使得测井属性更能反映原状地层响应特征;分析岩石的弹性参数特征[1],确定可识别稠油层的参数;在AVO地震响应特征分析基础上约束叠前不同入射角度的地震资料进行AVA弹性反演处理[2,3],并对反演得到的弹性属性体进行交会分析,识别稠油层并预测稠油层的分布。

1.1 稠油层弹性敏感参数确定

针对Q32-6北地区稠油层高孔隙度特点,利用交会图分析对稠油层相对敏感的弹性参数。

1.1.1 稠油层的波阻抗

渤海Q32-6北地区波阻抗与含油性、孔隙度、含水饱和度交会分析结果表明,稠油层的波阻抗为3700～4500 g/cm3·(m/s),水层的波阻抗为4000～5000 g/cm3·(m/s),致密砂岩的波阻抗为4500～6000 g/cm3·(m/s),可见波阻抗对油层、水层及致密砂岩的区分能力较差,特别是稠油层与水层的波阻抗有较大部分的重叠,这说明利用波阻抗不能识别稠油层和水层。

1.1.2 稠油密度对纵波时差、体积密度和 vP/vS的影响

原油密度对纵波时差、体积密度、vP/vS(纵横波速度比)等储层弹性特征参数有影响(图 1)。如Q32-6北地区埋深1200 m处储层孔隙度为33%,含油饱和度为80%,当原油密度为0.78 g/cm3时,纵波时差值与背景值的差值为23μs/ft,体积密度与背景值的差值为0.062 g/cm3,vP/vS值与背景值的差值为0.22;当原油密度为0.86 g/cm3时,纵波时差值与背景值的差值为18μs/ft,体积密度与背景值的差值为0.039 g/cm3,vP/vS值与背景值的差值为0.15;当原油密度为0.95 g/cm3时,纵波时差值与背景值的差值为8μs/ft,体积密度与背景值的差值为0.014 g/cm3,vP/vS值与背景值的差值为0.12。可见,在储层岩性、物性特征不变的情况下,随着原油密度的增大,纵波时差、体积密度、vP/vS与背景值的差别变小,而且 vP/vS对稠油的识别能力比体积密度、纵波时差要强。

1.1.3 稠油层弹性参数敏感性分析

图2为Q32-6北地区25口井稠油层的各种弹性参数(纵波阻抗、横波阻抗、体积模量、杨氏模量、拉梅系数、拉梅系数×密度、纵横波速度比)及含水饱和度交会分析结果,图中低含水饱和度的红黄色点以含油为主,高含水饱和度的蓝绿色点以含水为主,而含水100%的黑色点以泥岩为主(其中包含部分致密砂岩)。从图2可以看出,纵波阻抗与纵横波速度比(近似泊松比)的交会结果对稠油层的分辨率相对最好,纵波阻抗与其他弹性参数交会的结果对油、水层及砂泥岩有一定的分辨能力。

1.1.4 vP/vS与岩性、含油性、孔隙度、含水饱和度的关系

Q32-6北地区目的层泥岩的 vP/vS较高,分布在2.2～2.6之间;砂岩的 vP/vS低于泥岩,分布在2.00～2.35之间;稠油层的 vP/vS低于水层和致密砂层,主要分布在2.05～2.20之间,比岩性、物性相同储层的 vP/vS值低(图3),其降低程度与储层的孔隙度和含水饱和度等因素有关。

1.2 稠油层的AVO地震响应特征分析

在单井岩石物理模型的基础上建立AVO正演模型,分析稠油层的AVO特征,进而确定稠油层在地震剖面上的特征。图4是渤海 Q32-6北地区Q32-6-A井AVO正演模型。图中正演道集上的红、蓝线分别对应稠油层的顶和底,其中稠油层顶位于正极性振幅(波峰),稠油层底位于负极性振幅(波谷)。正演道集下部的红、蓝曲线图为AVO模型,纵轴为反射系数,横轴为入射角度(0°～30°);模型中的红、蓝曲线分别代表正演道集中稠油层的顶和底的红、蓝线位置的AVO模型,可见随着入射角度的增大,稠油层顶的反射系数由强变弱再变强,而稠油层底的反射系数由弱变强再变弱,与右边的实际地震道集相吻合,但从实际地震道集上看AVO异常变化幅度不明显,这与本区油水密度接近相吻合。

1.3 弹性反演处理流程

Q32-6北地区稠油层的识别采用由不同偏移距对应的地震数据反演得到的弹性波阻抗计算纵、横波速度和密度的反演算法:首先对叠前道集进行限角叠加,得到小、中、大入射角的叠加数据,继而分别作子波估算、稀疏脉冲反演得到不同角度的弹性阻抗体。弹性阻抗是纵波速度、横波速度、密度及入射角的函数,所以联立求解超定方程可实现纵、横波阻抗及密度的计算。Q32-6北地区稠油层弹性反演处理主要流程如图5所示,包括:①计算每口井对应不同角度道集在储集层段的弹性阻抗;②针对稠油层,对各井作弹性阻抗交会图;③分析AVA响应特征;④对不同入射角道集(或不同偏移距)叠加数据体估算子波;⑤对不同角度道集分别进行反演;⑥分别利用不同角度道集地震数据体、提取的子波进行联合反演,得到纵波阻抗、横波阻抗、密度数据体;⑦采用交会分析确定各种弹性阻抗与稠油层属性的关系;⑧综合利用反演得到的多个弹性阻抗体作差值分析、比值分析等,将弹性阻抗信息转换成油气属性,从不同侧面来描述稠油层的空间分布特征。

图5 Q 32-6北地区稠油层弹性反演处理主要流程

Q32-6北地区稠油层弹性反演采用的是同时反演方法,该方法首先反演不同角度的弹性阻抗,然后将不同角度的弹性阻抗作权重叠加求解超定方程,最后计算出纵、横波阻抗及 vp/vs等,得到纵波阻抗、横波阻抗及vp/vs等数据体成果。

2 Q 32-6北地区稠油层识别与预测

渤海Q32-6北地区稠油特征为:①原油密度0.941～0.967 g/cm3,平均0.956 g/cm3;②粘度 163～1 358m Pa·s,平均 678m Pa·s;③胶质、沥青质含量平均37%;④含蜡量平均3.84%;⑤凝固点平均-10.9℃。随深度增加,原油密度和粘度逐渐降低[4];同时,原油密度和粘度的平面分布特征也不具有明显的规律性。由叠前反演得到的纵波阻抗、横波阻抗和纵横波速度比剖面显示,横波阻抗不受孔隙流体的影响,且变化幅度较小,局部受地震资料分辨率的限制,分辨率有所降低,但预测结果与井曲线基本一致,说明反演成果与地质原始数据吻合程度较高。

由于稠油层地震资料AVO响应特征不明显,会造成纵横波速度比对油气的敏感性有一定误差,如果只依据纵横波速度比直接检测油气,可能会有陷阱。如图6所示,Q 32-6-B井Nm23层在纵横波速度比剖面中显示油气特征明显,但实际上该井Nm23层为水层。油气检测剖面是纵波阻抗与纵横波速度比两者的交集得到的稠油数据体剖面,该剖面反映Nm23层为水层,与Q32-6-B井吻合。根据这一预测结果,稠油数据体中红黄色区域存在油气的可能性大于50%,这些区域有油气的可能性大;绿蓝色区域存在油气的可能性小于50%,这些区域有存在油气的可能;而白色区域存在油气的可能性很小。通过与单井含水饱和度曲线对比,这一预测结果与含水饱和度曲线基本吻合。

在油气检测数据体上沿层提取信息,预测各个层的油气分布,在平面上各个小层的油气分布各有特点。如图7所示,Nm13小层油气平面分布预测图中的实线圈闭区域是通过钻井证实的油气分布区,虚线圈闭区域是油气检测的预测区,可以看到,在研究区南部这两个区域是基本重合的,在研究区北部和东部反映的含油气信息与南部已知油气区相似,预测是油气检测有利区;预测Nm13小层油气主要沿2个条带分布,一个是北东向条带,另一个是过Q 32-6-A井近东西向条带,与本时期河流相砂体的分布基本一致(图7)。

图6 Q 32-6北地区纵横波速度比剖面(a)与稠油检测剖面(b)的对比

图7 Nm13小层油气平面分布预测结果与实钻结果的对比

3 结论

(1)渤海Q32-6北地区稠油层岩石物理特征分析结果表明,纵横波速度比对该地区稠油层敏感程度高。

(2)渤海Q32-6北地区稠油层的AVO异常变化幅度不明显,利用通过弹性反演得到的各种数据体可以预测该区储层的分布,但直接识别稠油层存在一定误差,须将弹性反演成果与纵波阻抗成果结合识别和预测稠油层。

[1] GARYM.The rock physics handdook[M].London:Cambridge University,2008.

[2] GRA Y FD.Inversion for fundamental rock p roperties[J].SEG Summer Research Workshop on Geo Inuerxion,1999:34.

[3] CONNOLLY P.Elastic impedance[J].The Leading Edge,1999,18(4):438-452.

[4] 朱伟林,米立军,高阳东,等.中国近海近几年油气勘探特点及今后勘探方向[J].中国海上油气,2009,21(1):1-8.

A prediction of heavy-oil beds in North Q 32-6 area,Bohai sea

Tian Lixin1,2Zhou Donghong2M ing Jun2Li Xinning3Tang Guanghua3
(1.Petroleum Resource and Survey Laboratory of China University of Petroleum,Beijing,102249;2.Tianjin B ranch of CNOOC L td.,Tianjin,300452;3.A PEX Reservoir Service(Beijing)L td.,Beijing,100733)

Based on a fine analysis of rock geophysics and an analysis of AVO seismic response,the distribution of heavy oil beds are p redicted in North Q32-6 area,Bohai sea,in which the logging,seismic and various drilling data are fully utilized,and a crossp lot method of multip le attributes of p re-stack elastic inversion is app lied.The p redicted results have been p roved to be oil bearing by drilling.

heavy-oil bed;p rediction;elastic inversion;rock geophysics;AVO;North Q32-6 area in Bohai sea

田立新,男,高级工程师,现任中海石油(中国)有限公司天津分公司勘探开发研究院院长,长期从事地震资料解释和勘探目标评价工作。地址:天津市塘沽区闸北路1号609信箱(邮编:300452)。

2009-07-06改回日期:2009-08-20

(编辑:周雯雯)