渤海复杂断块油田储量评价技术

2013-12-23 05:02刘维永赵春明王少鹏
石油地质与工程 2013年1期
关键词:断块油水砂体

刘维永,周 晶,赵春明,王少鹏

(中海石油(中国)天津分公司,天津塘沽300452)

油、气储量是进行油气田勘探开发、确定投资与建设规模、评估油气田资源性资产的重要依据。因此,储量计算的精确与否至关重要。近年来,随着勘探程度的提高及立体勘探工作的全面展开,在渤海海域陆续发现了一大批油气田。2003年以来,渤海海域新评价的油田有27 个,新增石油探明储量约7.3×108m3,天然气探明储量约247×108m3,这些油田多以复杂断块型为主。笔者认真分析总结了复杂断块油田储量评价的技术难点,从提高储量计算精度的角度出发,总结出一套科学的储量评价思路、方法和技术系列,为海上类似油气田的储量评价工作积累了宝贵的经验。

1 储量评价难点

受渤海油气藏生、储、盖的形成演化以及新构造运动导致晚期快速成藏等作用的影响[1],渤海油田以断块型油气藏为主,油田范围内断层多、油气水系统复杂、储层横向变化快。该类油田在用容积法计算储量时,参数的选取存在一定的困难:

(1)油藏样本的局限性:油藏样本是勘探阶段所获取的包括地震、钻井、测井、取心和压力测试等资料。受海上作业的影响,海上油田在勘探阶段的资料录取与陆地油田不同,钻完井成本高,资料录取昂贵,导致钻井、测试、取心资料较少。这给有效厚度下限的研究,以及油藏地质特征的认识带来一定的困难。

(2)油藏边界的不确定性:新颁布的油气储量规范[2]明确引入了油藏边界概念,主要包括油水界面、岩性边界和断层边界等。在渤海海域,断块油藏一般具有多油水系统层状油藏的特点,不仅在不同断块之间没有统一的油水界面,即使同一砂层组内的不同砂体之间也存在没有共同油水界面的情况。在评价阶段,断块内通常只有一口井控制,且又多位于断块的高部位,在油藏剖面上常呈现连续含油而见不到水的情况。另外,对于埋藏深度大的复杂断块油田,在地震资料的品质难以保证的情况下,构造成像和断层准确归位存在多解性。因此,如何科学合理地确定油藏边界,对储量评估具有十分重要的意义。

(3)有效厚度的不确定性:有效厚度选取主要受下限标准、单元划分、储层展布等因素的影响。渤海海域已发现油田,主要含油层位以明下段、馆陶组、东营组为主[3]。其中新近系(明化镇组、馆陶组)河流相砂岩油藏,探明石油地质储量占总探明石油地质储量的59.4%。受沉积环境的影响,砂体在平面上多呈弯曲的长条状、带状、树枝状等。储层横向变化快、纵向上叠置、连通性差,表现为“一砂一藏”的特点,油气藏类型以断块岩性、岩性-构造油气藏为主。因此,如何准确把握主要含油砂体的空间展布、合理划分计算单元,对圈定含油面积和选取有效厚度意义重大。

2 储量评价思路与对策

在我国,油气藏探明储量计算方法多以容积法为主。影响容积法储量计算结果精度的主要参数是含油面积和有效厚度,其次是含油饱和度和孔隙度[4-8]。显然,没有对构造、储层及流体系统的正确认识,对地质储量参数的合理确定就无从谈起。要提高地质储量的评估精度,必须加强对构造特征、储层分布及流体系统三方面的研究。因此,在构造解释工作中,充分利用地震解释的先进手段,采用相干切片、三维可视化等技术与常规的地震剖面解释技术相结合,开辟了构造解释的新思路;借助高质量的三维地震资料,积极创新地球物理技术和完善分析手段,搞清砂体空间展布规律,对主要含油砂体进行精细描述,细化到以单砂体作为储量研究和评价的对象;运用新的测井技术和电缆地层测试压力资料为准确发现和精确评价这些复杂油气藏起到了重要的作用,在有效厚度下限、油气藏类型、流体界面及储层连通性等方面都起到了很好的应用效果。

3 储量评价技术

3.1 地震资料重新处理、精细解释技术

渤海海域因断层发育而形成复杂的地质构造。以往采用叠后偏移技术因不能实现地震共反射点同相叠加,故而对地震资料的准确成像产生不利影响。近几年为使复杂构造能够成像,采用叠前时间偏移技术,针对目的层段进行地震资料重新处理。重新处理后的地震资料与叠后偏移处理资料相比,剖面信噪比高,断层、断面归位准确,反射层次及各种地质现象清晰,易于进行层系的划分和追踪解释(图1)。

图1 XX26区块inline18新老地震剖面对比

三维地震资料解释技术发展到今天,突出的表现为数据体解释。根据解释目的的不同,可将数据体分为剖面数据体、切片数据体;对这些数据体的解释技术可分为:三维可视化、剖面解释、立体解释、相干(方差)数据体分析、地震属性分析等交互解释技术,充分利用整个图像数据体中的旅行时和振幅信息。构造解释采取由区域到区带,整体到目标的研究思路;结合区域地质情况,利用三维可视化分析,从整体把握到局部精细刻画。同时对于井间地层厚度变化大的油田,为了更好的刻画油层顶面的构造形态,采用细化层位解释的方法,保证了断层和层位解释的合理性。

地震资料重新处理使地震资料的成像和断层的归位更加精确,同时地震资料精细解释技术,大大提高了识别小断层、古河道和透镜体砂岩等小型储集岩体的空间展布能力。这一技术已在开发油田中得到充分验证,为提高储量计算的精度和指导油田的勘探开发奠定了坚实的基础。

3.2 储层精细描述技术

截止2007年底,渤海已有22个河流相砂岩油田在储量评价过程中应用了油藏描述技术,已开发油田证实效果较好。储层预测精度依赖于地震资料品质,海上地震资料品质较好,尤其在浅层明化镇组,地震资料的主频基本在40 Hz以上,具有可提供无井区以及井间地质信息的优势。在勘探评价阶段,把纵向分辨率高的钻井资料和横向覆盖广的地震资料相结合,利用地震资料的振幅、频率、波阻抗等属性和速度、密度等测井资料预测储层的空间变化,应用比较多的是拟波阻抗反演技术。

在渤海地区明下段因为声波测井曲线区分砂、泥岩没有密度测井曲线效果好,因此我们以密度为主进行拟波阻抗反演,可以得到代表储层(砂体)的地震属性数据体。储层横向追踪首先要了解河流相沉积的地质规律,在获得工区内砂体的发育特征和岩性组合特征与相对波阻抗关系的认识后,以相对波阻抗资料为主,绝对波阻抗资料为辅,对砂体(组)进行追踪解释。解释工作在工作站上进行,根据反射强度调出渐变颜色,使代表储层(砂体)的地震相符合或接近井点储层厚度,这样追踪的砂体比较可靠。对比追踪砂体的砂体顶面形态,进而获得各砂体顶面、底面几何形态,为储量计算提供可靠的依据。采用此方法对可以描述的油气层进行追踪解释,为圈定含油面积和选取有效厚度提供了可靠的依据,同时也为ODP方案编制和实施奠定了坚实基础,保证了油田的经济效益。

3.3 流体系统精细分析技术

(1)随着测井技术的发展,一些新的测井技术在储层评价及流体识别方面具有明显的优势,也取得了很好的应用效果,这为合理确定油藏模式,提高储量计算精度奠定了基础。例如,XX26-3-1井1-NmⅡ-1551砂体,储层自下而上为粒度逐渐变细的正韵律沉积特征,顶部岩性细、泥质含量高、电阻率低,中子-密度交会气层特征不明显。利用多极子阵列声波测井提取了地层的纵波及横波时差,结合密度测井进行了地层岩石弹性力学参数的解释,发现该层顶部纵横波速度比低、泊松比低、体积压缩系数高(图2),为气层特征。后该层经DST 测试为油气层,证实顶部为一低电阻率气层,从而正确认识了该油藏的模式,也为开发井的合理部署奠定了基础。

图2 XX26-3油田运用阵列声波测井技术确定油藏模式综合图

(2)目前,试油法、测井解释法是确定油水界面的主要方法[9],而对于探井位于断块的高部位,井点连续含油见不到水的情况,合理利用FMT/MDT测压资料制作压力梯度剖面,是快速、直观确定流体界面的重要手段。例如,XX34-1油田7-1528砂体在储量评价阶段探井处于油藏高部位,没有钻遇油水界面,揭示油层底为-1 518.1 m,利用压力资料回归得到地层原油密度0.790 g/cm3,实测的地层原油密度为0.785 g/cm3,结果相近,压力资料预测油水界面为-1 542.3 m,在其砂层顶面形态图上,根据预测油水界面圈定含油面积1.2 km2。在开发阶段低部位钻探开发井B4 井,揭示油水界面为-1 542.0m,与预测结果一致(图3)。需要注意的是对于稠油油藏利用压力资料预测流体界面应谨慎,稠油油藏地下油水密度差小,利用压力资料确定的油水界面往往误差较大,但这并不妨碍我们利用测压资料研究流体系统。例如,在XX1-1油田6井区的东三段,JX1-1-6井位于构造偏高部位,井点连续含油,油柱高度86.7 m,中间没有水层,通过油层的测压资料回归,可以明显判断出东三段为具多套油水系统的层状构造油藏(图4),为此划分了三个储量计算单元,避免了把油层集中段作为一个油水系统圈定含油面积带来的风险。

图3 XX34-1油田7-1528砂体压力回归图

4 结论

(1)渤海油田以断块型油气藏为主,油田范围内断层多、油气水系统复杂、储层横向变化快。因此,加强对构造特征、储层分布及流体系统三方面的研究,对提高地质储量的评估精度具有十分重要的意义。

(2)地震资料重新处理、精细解释技术,使构造成像、断层归位更加精确,大大提高了断层的识别能力,另外充分利用海上高品质的地震资料,通过储层描述工作,明确了主力含油砂体的空间展布情况,为圈定含油面积、选取有效厚度奠定了坚实的基础。

图4 JX1-1-6井东三段压力分析图

(3)海上油田钻完井成本高,资料录取昂贵,导致钻井、测试、取心资料较少。在流体系统的研究过程中,系统的FMT/MDT 测压资料是快速、直观确定流体界面的重要手段,能较准确地确定含油面积,也解决了海上油田井控程度低的问题。在应用压力资料确定流体界面时不同的区块、不同的油藏类型应区别对待,另外油田水线的确定和油线的合理性要进行分析,这直接影响着油水界面的确定精度,从而影响含油面积。

[1] 龚再升,王国纯.渤海新构造运动控制晚期油气成藏[J].石油学报,2001,22(2):1-7.

[2] 国家标准局.DZ/T0217-2005《石油天然气储量计算规范》[M].北京:中国标准出版社,2005.

[3] 彭文绪,周心怀.渤海海域油气藏特征统计分析[J].中国海上油气,2008,20(1):18-21.

[4] 杨通佑.石油及天然气储量计算方法[M].北京:石油工业出版社,1990.

[5] 李爽.气井动储量计算方法在苏10区块的应用[J].石油地质与工程,2009,23(2):55-57.

[6] 宫利忠,殷艳芳,刘亚军.储量评估中经济极限产量的计算方法与影响因素分析[J].石油地质与工程,2010,24(6):47-49.

[7] 易枫,胡常忠,陈华娟,等.河坝1井区飞三气藏地质储量及水侵量计算[J].石油地质与工程,2010,24(6):53-55.

[8] 刘吉余,孙福鑫,李辉.三角网储量计算方法在岩性油气藏中的应用[J].石油地质与工程,2011,25(3):82-84.

[9] 孙风涛,田晓平,张越.压力资料预测油水界面精度分析[J].石油地质与工程,2010,24(2):73-78.

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