薄互层储层预测方法

第43卷第1期2004年1月

石　油　物　探

GEOPHYSICAL PROSPECTIN G FOR PETROL EUM

Vol.43,No.1

Jan.,2004

文章编号:100021441(2004)0120033204

薄互层储层预测方法

陈守田1,2,孟宪禄2

(1.石油大学盆地与油藏研究中心,北京102249;2.大庆石油管理局物探公司,黑龙江大庆

163357)

摘要:针对松辽盆地葡萄花油层三角洲沉积薄互层储层的特点,研究不同微相的砂岩与测井特征、地震属性的关系,探讨利用沉积微相、波形特征定性预测砂岩储层发育带的技术。利用地震属性预测技术定量预测储层厚度结果表明,本区整个油层砂岩总厚度与地震属性有很高的相关度,厚砂层的预测符合率较高。

关键词:储层预测;薄互层;沉积微相;地震属性;相关度;波形特征

中图分类号:P631.4 文献标识码:A

松辽盆地中白垩统姚一段沉积时期,盆地古地势平坦,形成的沉积层角度非常低平。随着湖盆整体抬升,湖盆快速收缩,河流—三角洲快速推进,沿长垣向南及东西两侧的三肇凹陷和古龙凹陷分流,由大庆至肇州一带姚一段沉积厚度由60m减薄至不足20m,形成面积巨大的扇型三角洲储集砂体[1]。研究区位于三肇凹陷的卫星地区,处在葡萄花油层河流—三角洲沉积体三角洲平原向三角洲前缘过渡的相带区,主要针对该沉积体系的葡萄花油层开展储层预测研究工作。各井取心显示,葡萄花油层内部含钙质比较普遍。钙质生成于浅水湖湾、封闭沼泽长期蒸发浓缩的环境及枯水期的河道,是三角洲浅水环境中沉积常见矿物。含钙层泥岩形成于封闭的浅水中,含钙层砂岩形成于河道砂体沉积过程的枯水期或干旱期。中、下部泥岩颜色多为灰绿色、棕灰色夹紫红色薄层,中部紫红色多于下部,代表了由三角洲外前缘至三角洲内前缘湖退反旋回沉积过程,沉积环境水体浅,暴露时间增加,泥岩红色和浅色增多。钙质在泥岩层、砂岩层和过渡岩层普遍发育。

1　高钙质薄互层岩石电性、物理特征分析

区内探井在多数葡萄花油层有不同程度取心,为分析研究提供了详细的资料。我们采用描述详尽、资料全面的取心资料井作为“标准井”,如卫10井和卫11井,利用岩心描述、自然电位和双侧向测井曲线,分析沉积结构和岩石成分,建立岩石与电性、地球物理特征关系。

整体上看,油层表现较低的声波时差值,有别于油层顶底湖相泥岩,其原因就是油层的泥岩不纯,普遍含砂含钙质。

钙质胶结层在声波时差曲线上为低值“尖峰”(高速层,一般速度3800～4000m/s),在电阻率曲线上对立高电阻“尖峰”(大于15Ω・m),在SP 曲线上为低值异常。钙质砂岩具有低孔渗特点。

河道粉砂岩层在自然电位曲线上为较高幅度异常,幅度在8.5mV以上,通常呈钟形;电阻率曲线为高值,一般大于10Ω・m,形态有箱形、梯形和斜坡形,一般厚度3～5m;在声波时差曲线上高于平均值,低于纯泥岩层。钙质层和含钙层存在于河道砂层的顶底或者中间。

席状砂边滩砂层,一般厚度1～2m,在自然电位和电阻率曲线上呈刺刀状,因含钙泥较多,达30%～50%,分选差,孔隙低,声波时差与过渡岩性一致,整个油层中具有低声波时差和高阻值的特点。钙质胶结表现为较低的时差值。

过渡岩性是葡萄花油层的主力储层,电阻率中等偏低,为3～5Ω・m,个别高含砂层电阻率较高,但自然电位呈低幅度异常,厚度不一,1～5m均可见到。

2　砂岩储层预测的难点

2.1　葡萄花油层岩性组成

葡萄花油层是由不同速度、密度的钙质粉砂岩、过渡岩性、粉砂岩和泥岩组成,具有不同的波阻抗值,各岩性的速度大小见表1。

一个地震波形包含的属性信息是与之相对应

收稿日期:20030102;改回日期:20030405

作者简介:陈守田(1968—),男,高级工程师,博士,主要从事地震资料解释及石油地质综合研究工作。

表1　据测井资料统计的各岩性速度

岩　性速度/(m・s-1)

钙质粉砂岩3770～4500

粉砂岩3330～4440

过渡岩性3077～4167

纯泥岩2850～3570

的岩性信息,当包含的岩性较多时,求解不具有唯一性,因此,许多研究都是简化成二元介质。二元介质是2种速度和密度完全不同的岩性,与波形属性具有唯一关系,但实际情况是复杂的,并不存在简单的二元介质组成的地层。我们研究的葡萄花油层是由四元介质组成,不同岩性的波阻抗、地震响应和地震属性可能相同,给利用属性区分岩性的差异带来了困难。

2.2　砂岩速度特征

砂岩声波时差有大、中、小3类,即高钙质砂层的速度大于围岩,低钙质砂层的速度小于围岩和接近围岩3种情况,因此砂层组的波阻抗增大、减小或无影响,反射波增强、减弱或无变化,与砂层厚度无关。

当引起砂层组的速度变化主要是砂层厚度的变化时,属性预测砂层厚度精度较高,反之,精度就较低。

2.3　薄层的分辨

组成薄互层单层岩性的厚度均不足1/8波长,约为8.0m。前人研究成果表明,薄互层中厚度小于1/8波长的单层用直接的时差或振幅方法是无法分辨的[2]。本区葡萄花油层实际情况亦是如此,其原因是每个单层顶底反射系数是相反的,产生的反射信号时差很小,近似于反向叠加,信号叠加干涉结果是相互削弱。因此,地震反射波是一组薄互层的整体地震响应,不论砂层的波阻抗差与围岩相比是大,是小或接近,都不能分辨出单层界面的反射波,而反射波中包含了单层反射能量的贡献量。

3　预测方法研究

3.1　测井标准

作为葡萄花油层的储层砂岩,有一定孔渗系数,是油田开发的主要储层。随着开发技术的发展,砂岩储层的标准也在发生着变化,低孔隙的砂岩储层也成为人们开发的目标,区内早期目标主要是中高渗透的厚层砂岩层,后期则中低渗透的薄砂岩层增多。早期的探井一般只划分3～5个砂层,而后期钻井测井划分多达10～13个砂层,出现了砂层划分标准的变化。

为了利用地震属性预测砂岩,需要统一划分砂岩层的测井标准。为此,依据测井资料重新划分了砂岩层并确定各层厚度。依据深侧向、自然电位和微电极曲线,按照测井数据表提供的真电阻率值进行划分。真电阻率值8Ω・m以上,自然电位幅度差9mV以上,解释为储层砂岩,该标准解释的砂岩总孔隙度在15%以上。

3.2　地震属性预测

统计区内所有钻井,将葡萄花油层的砂层厚度与声波时差绘制成散点图(图1),可以发现厚度小于3m的单砂层声波时差变化范围很宽,为65～96μs/ft。而厚度大于3m的单砂层声波时差具有稳定的一致性,变化范围很窄。据32个样点的统计

,其中24个样点的声波时差值基本一致,为87～89μs/ft。厚砂层这种特性,使其可以用地震属性预测。

图1　砂岩厚度声波时差关系图

在葡萄花油层,厚层砂层表现为相对较低的速度,速度高于纯泥岩,而低于过渡岩性和钙质粉砂岩。高速的钙质层和低速的纯泥岩层均较薄,单层厚度0.2～1.0m,总厚度不足油层厚度的10%,对整个油层的平均速度影响不明显,因此厚层粉砂岩的速度贡献显得很有意义。当引起砂层组的速度变化主要是砂层厚度的变化时,用地震属性预测砂层厚度精度较高,反之预测的砂层厚度精度就较低。

研究表明,葡萄花油层每一个砂层组包含多个单砂层和其它岩性层,地震波的振幅、频率和相位特性是每个单层相互干涉叠加的结果,因此,砂岩厚度通过地震波形间接反映出来,地震反射波包含着各种岩性的厚度、速度和波阻抗信息。波形的变化反映了这些信息的变化,近年来发展的属性技术,能定量地描述这些岩性信息所反映出的波形变化,为薄互层的岩性预测提出了新的方法。

3.3　沉积微相预测砂岩

因沉积微相不同和沉积环境水动力条件不同,影响了砂层与地震属性相关度,决定了砂岩的可预测或不可预测。

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