鄂尔多斯盆地中的苏里格气田,主力储集层为上古生界下石盒子组的盒8段砂岩。沉积相为三角洲平原亚相上发育的辫状分流河道沉积。受沉积相带的控制,盒8段储集体在含气后,其含气砂岩的速度与围岩速度接近。而且盒8段的砂岩厚度较薄,纵向、横向上非均质性强,纵波勘探难以解决该地区的储层及有效储层的展布[10,11]。因此,在该区开展多波多分量地震勘探试验是解决该区储层的一项关键技术。
针对苏里格气田地震勘探现状,长庆油田勘探开发研究院在总结2003年度的二维多分量地震勘探经验的基础上,进一步研究三维多波多分量勘探处理和解释的关键性技术,总结出一套适合鄂尔多斯盆地的三维多波多分量勘探技术的处理和解释技术系列。通过研究苏里格气田中的储层及有效储层(含气砂岩)的展布,为区内沉积相的研究提供了重要依据。同时优选出该区的天然气相对富集区,为气田下一步有效、经济的开发奠定了基础。
下面的内容是根据长庆油田勘探开发研究院的研究报告编写的。
7.3.3.1 多波地震试验区
研究区位于苏里格气田的北部苏5井—桃5井之间,南部与苏6井块相接,北部与苏5井块相邻。面积约185km2,地震满覆盖次数(大于120次)的面积为100km2。2003~2004年在苏16井区完成二维多波12条测线324km及苏5井区多波三维采集100km2。该区的表层地貌条件为明沙地(占25%)、沙草地(占20%)、黑梁带(占15%)、碱滩(占40%)。
该区目前共有4口完钻井,其中桃5井和苏13井两口井为1999~2000年完钻的探井,试气获工业气流。另外两口井,苏31-13井和苏31-16井,为2002年完钻的开发评价井,两口井盒8段为薄互层砂岩沉积,试气均未达到工业气流。苏里格庙地区盒8段储层为石英砂岩,盒8含气砂岩主要电性特征表现为“三低、两高、一大”,即低自然伽马、低密度、低补偿中子;高电阻率、高时差;大幅度自然电位异常。
7.3.3.2 试验区三维多波资料解释
(1)盒8段沉积相解释
苏里格气田的沉积背景为辫状河沉积,沉积物源来自于盆地的北部,河流为近南北向展布。利用地震资料进行沉积相研究,主要研究技术包括以下几个方面:
1)相干体、方差体地震相研究:相干体技术最早是用来研究储层裂缝系统的。但是,在河流沉积过程中,由于主河道与河岸的水动力环境不同,常会造成河道与河岸的相干性或方差不同。因此可以通过计算储层段的地震道之间的差异性来检测河道。
2)频谱分解技术研究沉积相:在砂泥岩地区,低频段的频率主要反映厚砂岩的变化,而高频段的频率成分主要反映薄砂岩的变化。砂体的厚度可以利用频率的倒数来确定。为了更好地研究该区河道沉积的沉积特征,对纵波和转换波计算的调谐体数据和离散能量体地震数据分别进行了叠加显示和沿层不等时切片。叠加显示的主要目的是为了消除背景的影响,突出河道的沉积特征。
3)盒8段沉积演化特征分析:在静态沉积相研究的基础上,为了进一步研究苏里格气田盒8段在沉积期河道的迁移变化情况,划分盒8段内部的层序变化特征,在频谱分解、相干体、主差体等数据体上,采用沿层的不等时切片,进行盒8段内小层沉积相层序演化分析。
在对盒8段层序的沉积演化的研究过程中,对纵波为20Hz的地震数据体进行了20套切片;对于相同地层厚度的转换波数据,进行了40套的切片。主要原因是,针对相同的地层厚度,根据转换波的传播理论可知[12][13],纵波的速度大约是横波速度的1.5~1.8倍左右。从纵波与转换波各自对应的时间域所代表的地层厚度相比较,相同的时差,转换波反应的地层厚度约为纵波的一半。也就是说,纵波的一张切片所代表的地层厚度约等于转换波两张切片所表示的地层厚度。通过这种方式,可以较好地把纵波与转换波的层序研究结果进行对比。
(2)储层岩性及厚度预测
三维研究区的岩性及储层厚度预测
通过对苏里格气田盒8段的岩石物性与多波多分量地震参数的关系分析认为,针对苏里格气田盒8段砂岩储层,在岩性及厚度预测方面,应该主要考虑利用纵波阻抗或伽马反演进行岩性及厚度预测和利用横波速度(横波阻抗)进行岩性及厚度预测。
对纵波阻抗进行初步解释,对全区岩性进行初步的识别,然后利用伽马数据体把小于80API的伽马区域解释为砂岩。把纵波阻抗的解释结果与伽马阻抗的结果交汇,即可得到该区的砂体厚度。
图7.12是INLINE70线的纵波阻抗与横波阻抗剖面对比。在纵波阻抗剖面上显示出桃5井盒8上、下两段砂岩(1815~1840ms,蓝色和绿色)都很发育,与实际情况不相符合。而在横波阻抗剖面上,盒8上段按其阻抗值的大小可以解释为泥岩,与实际钻井结果相吻合。这也进一步表明,横波阻抗或速度更有利于在该区进行岩性的识别。
图7.13是盒8段横波平均阻抗沿层切片。砂岩在横波阻抗上表现为大值。图中显示的桃5井以东地区盒8段砂岩发育;桃5井与苏31-13井中间也存在有一个砂体发育区;在苏31-13井以西地区显示出该区砂体非常发育。该图与沉积相研究的分频属性图具有非常相似的特征。从砂岩的发育程度来看,研究区内主要存在有南北向的三条主河道,其中苏31-13井与桃5井附近存在有两条主要的河道,而苏31-13井西存在一条河道。
利用岩石弹性参数识别岩性及砂岩厚度
利用岩石弹性参数识别苏里格气田盒8段砂岩的方法是近几年才兴起的一种岩性识别方法。通常,岩石弹性参数主要通过纵波叠前反演得到,也可以利用叠前弹性阻抗反演得到不同角度的EI阻抗,然后计算出横波速度从而得到岩石的弹性参数;或通过纵横波联合解释技术得到纵横波的速度,然后再进一步计算岩石弹性参数。
图7.14是过桃5井的拉梅系数、剪切模量及密度乘积的反演剖面。对于砂岩来说,拉梅系数、剪切模量及密度三者的乘积要比泥岩大。图中,桃5井东侧三者的乘积明显较高,纵向上盒8下段砂岩比盒8上段砂岩发育;在横向上,桃5井东侧盒8下砂岩发育;桃5井西侧CDP641-CDP691处盒8下砂岩不发育。从CDP641以西至苏13井(CDP487),盒8下段砂体发育。盒8上段砂体在CDP560-CDP725,CDP823-CDP892处较为发育。
图7.15是研究区内盒8段的拉梅系数、剪切模量及密度乘积的顺层切片,主要反应盒8砂体在平面上的分布规律。从整体上可以看出,研究区的北部地区砂体横向变化较南部地区大,东部地区砂体的变化比西部地区的变化复杂。
(3)含油(气)性检测
多波多分量联合进行含气性检测主要包括三种方法[14]:纵横波振幅比、纵横波速度比、纵横波联合计算泊松比。
在苏里格气田盒8砂岩气藏中,经过分析认为,当储层含有流体时,会引起储层段纵波振幅的少许降低,而储层段的横波振幅不变。根据这一特点,分别求取纵波和转换波的目标层位的均方根振幅,然后进行纵横波振幅比或横纵波的振幅比。如果采用纵横波的振幅比,则振幅比值小表明含气性好。对于纵横波的速度来讲,储层含气后引起纵波速度降低。因此,纵横波速度比的低值区代表含气性好的地区。并且当砂岩含流体后,速度比的降低也会引起泊松比的降低,因此,低泊松比也能指示好的含气性。
图7.12 INLINE70线(桃5井)纵波阻抗(上)与横波阻抗(下)对比
图7.13 横波盒8段平均阻抗切片
图7.14 过桃5井INLINE方向的拉梅系数、剪切模量及密度乘积的反演剖面
图7.15 盒8段平均拉梅系数、剪切模量及密度乘积的顺层切片
图7.16为纵横波速度比的平面分布特征。图中除苏13井基本符合外,高产井——桃5井的纵横波速度比低,而两口干井——苏31-13井和苏31-16井的速度比较高,解释结果与实钻井结果一致。另外,从全区来看,苏31-13井的东部含气性要好于西部,这与振幅比的分析结果吻合。
图7.16 纵横波速度比含气性检测结果
(4)储层厚度及含气性综合评价
砂岩厚度的综合评价
在对研究区内的储层特征综合分析时,面对纵波、转换波地震资料厚度预测的差异以及多种方法进行厚度预测的差异,为使预测的砂体较为可靠,必须进行砂体厚度的综合评价。在综合评价时要充分考虑沉积相的特征;以纵波的分频处理成果为主要依据,并将成果转换为转换波的分频成果,同时考虑其多属性的分类结果;对于多种反演之间的矛盾,采取最大原则而不是采用交汇的方法,其主要目的是确保能够预测到盒8段全部砂岩。
图7.17为盒8段上部的砂体厚度分布图,图7.18为盒8段下部的砂体厚度分布。对比来看,该区盒8下段砂岩比上段砂岩发育。盒8下段砂岩厚度一般在10~30m,而盒8上段砂岩厚度一般在10~15m。综合沉积相的研究结果可以看出,盒8下段主要发育有4条近南北向的主河道,分别为苏13井、苏31-13井西、苏31-13井东和桃5井4条主河道,其中以桃5井的主河道最为发育。河流整体表现为网状交汇,形成了较强的非均质性。
图7.17 多波三维区盒8段上砂岩厚度图
图7.18 多波三维区盒8段下砂岩厚度图
储层含气性综合评价
在对三维多波研究区进行含气性综合评价时,采取加权系数的方法进行综合评价。包括河道砂体预测及其他含气性检测的结果,均给予不同的权系数,然后进行加权。如果权系数大于7,则划分为Ⅰ类储层;权系数在5~7之间,则为Ⅱ类储层;权系数小于5,则为Ⅲ类储层。地震有效储层厚度与地震检测结果统计结果表明,地震的含气性检测结果与其有效储层厚度的对应关系为:Ⅰ类储层,相对集中的有效储层厚度一般大于5m;Ⅱ类有效储层为3~5m;Ⅲ类有效储层则小于3m。然后,选择了10个参数进行评价,每个参数的权系数为1。
选用的10个参数为:纵横波分频主河道预测;纵波弹性阻抗反演结果;λμρ弹性反演;AVO的P∗G属性;纵波拟泊松比;AFI反演的碳氢聚合物的可能性分布;AFI反演的油气水分布的可能性;小波变换烃类检测;纵横波振幅比;纵横波速度比(或泊松比)。
图7.19是区内含气性综合评价的结果。该区Ⅰ类有利含气区面积为17.003km2,占整个地区面积的10.08%;Ⅱ类含气有利区面积为64.47km2,占整个地区面积的38.23%;Ⅲ类含气有利区面积为9.49km2,占整个地区面积的5.62%。
图7.19 三维多波区储层综合评价结果