揭开塔里木碳酸盐岩储层秘密

时间:2013-08-01 11:36 来源:《石油与装备》杂志 作者:谢会文 郑多明 万 点击:

碳酸盐岩储层在某些地区的地震 资料上表现为弱振幅背景下的“串 珠型”强振幅反射特征,“串珠型” 强振幅是目前钻井的主要目标,在 平面上只有100~250m,具有极强的 非均质性。利用地震资料可以比较 准确地定位“串珠型”强振幅所指 示储层的空间位置,但无法定量刻 画“串珠型”强振幅所指示储层及 背景反射中的低孔储层的物性,依 靠钻井和地震的信息很难对一个工 区储层的特征进行全方位的描述。 本文通过介绍中国塔里木盆地某一 区块的实例研究表明,地质统计学 反演技术在综合测井、地震、地质 统计学及地质认识等多方面信息 后,可以相当准确的刻画出其孔隙 度等物性特征,这也在一些典型井 的生产情况中得到了印证。在地质 统计学反演方法应用的过程中会存 在如实测储层样本点不足,统计学 参数较难估计等困难,本文也结合 实例中取得的认识和经验介绍了相 关的研究。

所研究区块的目的层为奥陶系中 统的一间房组和鹰山组灰岩地层, 埋深约为6500~7000m,储层主要为 大型洞穴、溶蚀孔洞和裂缝三类。 钻、测井分析表明目的层物性具有 极强的非均质性,已经有大量钻井 放空、漏失证实的大型溶洞型储层 的存在(其中一口井最大放空距离 甚至达到11.34m),也有低于地震 分辨率、孔隙度在1.8%~4.5%的孔洞 型储层,也有表现为高电阻、高阻 抗的致密层段,单就储层来说,一 般认为大型溶洞储层表现为“串珠 型”强振幅反射,纵向上厚度可从几 米到几十米,横向上在100~250m范 围内即可发生突变,如图1所示。 目前钻井已经证实,地震的“串 珠型”强反射和大型溶洞型储层有 关,而地震无法定量评价洞穴型储 层的储集空间,也无法识别孔隙度 相对较低的孔洞型、裂缝-孔洞型储 层,而低孔隙度储层的空间展布则 决定了缝洞系统的规模,对钻井的 设计方案,改造措施和后期的生产 能力更是有直接的影响。

研究方法及参数

地质统计学反演技术是目前解决 横向非均质性很强的岩性油气藏描 述问题的最佳方案。地质统计学反 演主要包括以下几个方面:

确定性反演。在统计学反演开 始之前,能有一个高质量的确定性 反演结果是十分关键的。对于如塔 里木地区的碳酸盐岩储层来说,钻 井井底进入目的层段深度一般小于 150m,尚不足以形成一个周期的反射 波形,难以与地震标定;由于灰岩 地层“串珠型”强振幅和背景反射 能量差异太大,个别较深的井也不 利于子波的提取,另外在储层段常 伴有放空、漏失等影响声波、密度 测井曲线的真实性。

储层类型划分。本地区目的层 为岩性主要为亮晶砂屑灰岩和亮晶 生屑灰岩,泥质含量一般低于5%, 岩芯孔隙度变化在1.13%~3.88%, 平均值2.73%,测井孔隙度由于部 分井存在漏失、放空,变化范围是 0.117%~72.395%,平均值为2.42%, 孔隙类型包括大型洞穴、溶蚀孔 洞和裂缝。地质统计学反演中的储 层类型以测井计算总孔隙度按下列 标准划分:Ⅰ类储层:总孔隙度大 于4.5%;Ⅱ类储层:总孔隙度介于 1.8%~4.5%;基质:总孔隙度小于 1.8%。

储层概率密度分布函数。概率密 度分布函数描述的是特定岩性对应 的岩石弹性参数分布的可能性,在 岩石物理分析的认识基础之上,结 合研究工区地质特点,利用分类型 的储层概率密度函数约束反演弹性 参数数值分布特征。

通过对测井资料的分析,可以 帮助确定研究工区的各储层类型概 率密度函数,但由于目前研究认为 工区油藏在目的层顶部,钻井偏深 往往引起快速水淹,且钻井钻遇灰 岩优质储层时常常会发生漏失和放 空,所以一般选择此时即完井。工 区内大部分井缺少储层主体部分的 真实测井资料,直接从测井资料统计 的数据不能适用于工区的研究。通过 优选分析工区部分钻进较深且资料相 对可信的井,在完成基础的测井资料 处理和岩石物理分析认为,本地区灰 岩储层的总孔隙度和纵波阻抗有很好 的相关性,致密灰岩的极限阻抗值为 1.685e7kg/m3*m/s。

实测资料样本点的不足需要借鉴 岩石物理分析和其它相似地区的研 究经验。基质定义为均值1.635e7kg/ m3*m/s,标准偏差3.3e5kg/m3*m/s的 高斯型概率密度函数;Ⅱ类储层定 义为均值1.485e7kg/m3*m/s,标准偏 差8.2e5kg/m3*m/s,最大值1.685e7kg/ m3*m/s的对数高斯型概率密度函数; Ⅰ类储层定义为均值1.4e7kg/m3*m/s, 标准偏差1.0e6kg/m3*m/s,最大值 1.55e7kg/m3*m/s的对数高斯型概率密 度函数。

岩性比例和地震信噪比估计。岩 性比例建立在对本地区的地质认识 之上,对地质统计学反演起到软约 束的作用,使得结果融入更多的地 质信息。传统方法可以统计井上划 分的岩性估算工区各岩性比例,但 由于本工区井上Ⅰ类储层样本点不 足,无法通过井上资料统计其所占 比例。针对研究工区的这种情况, 可以利用确定性反演进行Ⅰ类储层 的比例估算。从确定性反演的纵波 阻抗体中雕刻出和“串珠型”强振 幅相关的低阻洞穴型储层,计算其 体积为8.1×108m3,目的层段整个 地层体积为560×108m3,即洞穴型储 层占整个地层比例为1.44%。考虑到 钻井中Ⅱ类储层和基质的钻遇情况 并经过一系列的测试,最终确定Ⅰ 类储层、Ⅱ类储层和基质的比例为 1.5:5:93.5。

地震信噪比参数建立在对地震 资料品质的评价基础之上,信噪比 愈高,表明地震有效信号所占比重 愈大。

孔隙度协模拟。孔隙度协模拟采 用“云变换”的方法,“云变换” 是基于实际数据的统计,以概率密 度函数的方法描述储层纵波阻抗和 孔隙度之间关系的,用非线性的表 变换对非高斯分布概型的数据进行 描述和模拟,而不是传统方法中的 线性变换,充分考虑了在单一纵波 阻抗值对应的孔隙度范围存在一定 标准偏差的事实。

纵波阻抗反演结果可靠性分析。 地质统计学反演首先得到的是三维 工区的纵波阻抗体,纵波阻抗反演 的的质量直接决定整个研究流程的 质量。地质统计学反演的特点是分 辨率比较高,但是要保证分辨率是 在确定性反演的基础上得到提高 的,因为确定性反演能忠实的反映 地震的信息,所以地质统计学反演 的纵波阻抗的结果应该与A、B两口井 参与约束后的纵波阻抗整体特征没 变,但增加了细节上的变化,说明 井的约束有效提高了地质统计学反 演的分辨率。确定性反演的纵波阻 抗的结果在整体地质规律上有较好 的可比性,才能保证地质统计学在 融入测井、统计学等多种高频信息 后是符合地震约束的。

另外需要额外注意的是井约束在 地质统计学反演中的作用。地质统 计学反演中地震频带范围内的信息 来自地震数据,高于地震频带范围 的信息则来自于井,所以地质统计 学反演中井参与或不参与约束时的 变化应该是高频部分细节的变化, 如若不然,我们则需要结合研究工 区的特点考虑井震差异大的原因, 如测井资料是否可信,地震资料振 幅是否真实,地震振幅空间归位是 否准确等。

成果与应用

一般来说,反演的结果不仅保 留了地震中的有效信息,融入了测 井、统计学、地质等多方面信息, 而且对于地层变薄引起的调谐效 应,子波旁瓣干涉等地震资料中影 响振幅解释的现象,在反演后能够 得到有效地消除或改善。

地质统计学反演得到一个三维的 纵波阻抗数据体,在岩石物理分析 的基础之上通过协模拟可以得到三 维的等效孔隙度数据体。等效孔隙 度是通过地震的方法研究储层物性 的一个重要概念,它可以代表微裂 缝、溶孔和溶洞等不同类型孔隙在 地震尺度的综合效应,所以对等效 孔隙度体的解释也需要紧密结合钻 井资料。

等效孔隙度体能准确描述储层的 储集性能。研究工区中有一口井认 识相对明确,投产情况稳定,生产 过程中压力随生产油量稳定下降, 目前一致认为钻遇典型的定容型储 层。利用物质平衡法计算井区缝洞 系统的储积能力为22.7万吨,等效 孔隙度体计算石油储积量约为21.9万 吨,地质统计学方法计算所得成果 与物质平衡法计算十分接近。其它 多口井两种方法所得井区可能的石 油储积量也都较为接近。

壳储层、灰岩致密层,然后再到 深部潜流带储层这一岩溶体系,十分 利于研究各缝洞单元的空间组合配置 和连通性,充分支持和拓展了地质人 员对本研究区的认识。通过三维空间 数据体雕刻,对储层的空间展布和规 模十分直观,在井位设计和跟踪时也 得到了充分的应用。

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