三維地震最佳時窗河道砂體儲層預測評價技術的製作方法

2023-10-31 12:19:47 2

專利名稱：三維地震最佳時窗河道砂體儲層預測評價技術的製作方法
技術領域：
一種三維地震儲層預測及評價技術，尤其是能對砂泥巖頻繁互層，縱橫向變化複雜的河道砂體的空間展布、儲層特徵、含油氣性、生產能力等進行預測和評價。

背景技術：
現有的河道砂體三維地震儲層預測技術很多，包括遞推反演、模型反演、多參數反演等，主要是以已知地質規律和鑽井、測井資料、地質模型為約束，對地下巖層空間結構和物理性質進行成像，如井約束波阻抗反演、模型控制波阻抗反演、隨機模擬波阻抗反演、曲線重構波阻抗反演、有色反演、分頻反演等波阻抗反演，還有各種三維地震屬性反演。三維地震反演一類是基於地球物理理論的方法，即用井點聲波時差曲線合成地震記錄、敏感曲線重構擬聲波曲線合成地震記錄約束地震資料，或者用地質模型等約束地震資料，反演出波阻抗體或剖面；另一類是基於地質統計學的方法，即以一種或多種屬性反映河道砂體。河道砂體特別適合用三維地震屬性進行可視化解釋。三維可視化解釋主要是快速掃描、透視、雕刻波谷或者波峰，基本以地震剖面上的能量減弱點、波形變化點及極性反轉點作為砂體的邊界，其優點是快速、直觀，缺點是種子點自動追蹤容易串層，同時厚度預測精度偏低。
現有儲層預測及評價技術存在的問題和缺點 河道砂體在三維空間頻繁變化，常表現為一系列河道薄砂體與泥巖頻繁互層，因此，對於河道砂體預測，模型反演、隨機反演、屬性反演、多屬性反演各有利弊，共同弱點是對砂泥巖薄互層不夠理想。
基於地球物理理論的方法中，模型反演難以建立有效的模型；隨機反演難以確定約束砂體方向等邊界條件，井控波阻抗反演受地震解析度限制，不能有效反映厚度小於三維地震縱向解析度的單砂體； 基於地質統計學的方法中，種子點自動追蹤容易竄層，且反映的厚度通常大於實際厚度；平面屬性不能反映砂體厚度變化；子體反演難以控制合理區間，區間過小則信息不全，顯示的砂體展布特徵不穩定，區間過大則非本目的砂體以外的幹擾信息多，相鄰的砂體會疊置；多屬性反演仍不足以解決單砂體厚度薄、鄰層影響大、地震解析度不夠的矛盾。
發明的目的針對現有儲層預測及評價技術對河道砂體平面複雜多變，單層厚度小於1/4波長，縱向頻繁疊置，地震解析度難以滿足預測評價需要，利用河流相砂體特徵的邊界，建立一種有效的三維地震河道砂體儲層預測及評價技術，預測和評價小於三維地震縱向解析度的薄砂體。新方法實現了河道薄砂體的準確預測和評價，在油藏評價和產能建設中廣範應用，目前設計的目的砂體均鑽遇，證實出油的預測油層砂體的厚度已經小於4米。


發明內容
最佳時窗法基於對三維地震解析度的不同認識、本層地震響應對地震剖面貢獻最大和河道砂體特有的形態特徵三個出發點。通常所謂的三維地震縱向解析度和橫向解析度，以地震子波波長為基礎，不是真正的三維地震解析度，實際遠小於通常所謂的三維地震縱向解析度和橫向解析度的地質體的內部、邊緣和外部均有不同的地震響應，事實上在三維可視化中經常可以看到極其狹窄的薄河道砂體在某種屬性中的清晰顯示。研究表明本層地震響應對地震剖面的貢獻最大，鄰層影響在平面上只是隨機幹擾。河流相包括辮狀河、曲流河、網狀河，其共同特點是絕大多數砂體局限於河道之內，本專利稱之為「河道砂體」，僅決口扇脫離河道，但外形特徵，極易識別；河道砂體以河道外形成帶狀分布；河道砂體與河漫泥巖突變接觸，巖性、物性、電性、含油性和與其相應的地球物理性質系統突變。因此，有條件用三維地震的橫向解析度和河道砂體外形特徵彌補縱向解析度的不足。
最佳時窗法使用最多的是時窗屬性。就是利用三維可視化，根據最佳時窗的均方根振幅等時窗屬性與地質信息的關係推測河道砂體儲層平面形態、縱向厚度、儲層物性等地質信息。
時窗小容易損失本層信息，屬性不穩定，時窗大則鄰層幹擾重，容易有假象。最佳時窗是指包含了目的層主要屬性特徵，圍巖幹擾最小的時窗。
研究表明，在準確解釋目的層層位基礎上，沿層每1-2ms間隔掃描，以有目標河道顯示的範圍確定的時窗為最佳時窗。最佳時窗的範圍略大於目的砂體對應的時間厚度。
具體方法如下 1、精細層位標定，確定目的砂體在地震剖面中的準確位置，目的砂體可以對應於地震軸的任何位置，而不只是對應于波峰或波谷。對於不對應波峰或波谷的砂體，可以調整適當相位後進行預測。
2、井震結合的相控精細地層對比。以測井相、地震相、沉積相綜合控制，結合油藏，進行井震結合的精細油層對比。
3、在目的層附近解釋一個或幾個標準層。河流相地震同相軸不穩定，要以一組同相軸的基本趨勢而不是以同相軸解釋標準層。
4、沿層掃描確定最佳時窗。以標準層為基礎上(下)推目的層，以1-2ms間隔沿層掃描，確定目標河道有顯示的時窗為最佳時窗。
5、按照最佳時窗範圍從三維數據體中沿層切出一個子體。
6、對目的層子體進行透視掃描。對目的層子體通過調節透明度進行透視，調節振幅區間或者頻率區間和顯示貢獻進行掃描，看子體中的砂體反映在空間的分布特徵的變化情況是否符合區域沉積特徵，本區是是否有曲流河特徵，再看與該層位其他井的關係是否協調，直到比較滿意。對於厚度差異大的河道砂體可以進行分頻掃描。
7、對透視出的地質體進行追蹤。給定目的層種子點，根據透視時選定的振幅值區間，利用自動追蹤功能進行追蹤，形成一個滿足條件的點集。該點集反映了砂體在平面的變化情況，同時它在時間方向上也是多值的(有一定的延續時間)，反映了該砂體的時間厚度變化。
8、對透視出的砂體做可視化檢查。以任意方向連井線與透視數據體結合，檢查砂體追蹤是否合理，油藏關係是否合理，必要時對標準層、時窗、參數進行調整。
9、計算河道砂體時間等厚圖。分別提取追蹤出的砂體點集的頂面和底面，它們分別對應於砂體的頂面和底面，將砂體頂面和砂體底面相減，得到砂體的時間等厚圖。
10、計算地質體砂體等厚圖。用層速度換算為砂體等厚圖。用井點滲透砂巖厚度控制，用外漂克裡金插值技術轉換為滲透砂巖等厚圖。
11、轉換砂體頂、底面構造圖。將砂體頂、底面進行時深轉換，得到砂體頂、底面構造圖。
12、儲層物性評價。採用分頻反演等技術可以由測井重構約束確定砂體的泥質含量、孔隙度等參數。
主要優點本發明克服了現有儲層預測評價技術針對河道砂體的不足，具有以下優點 1、能夠用於常規三維數據體和提高解析度、分頻反演等特殊處理數據體，而不依賴於各種特殊處理和反演軟體； 2、能夠在砂泥巖頻繁互層條件下有效預測河道單砂體形態； 3、顯著提高了預測解析度範圍，可以有效預測和評價厚度遠小於1/4波長的薄河道砂體，例如港西油田北坡由預測厚度14米提高到4米； 4、能夠有效預測河道單砂體厚度； 5、能夠預測河道砂體的泥質含量、孔隙度等參數； 6、能預測不對應于波峰或波谷的河道單砂體； 應用效果 1、在港東油田、港西油田、唐家河油田等目前預測砂體的鑽遇率達到100％； 2、儲層評價效果逐步得到一系列常規井和水平井驗證。如水平井西46-20井鑽遇預測的明二5小層單層厚度6米油層和明二6小層單層厚度4米油層，其中明二6小層已經正常生產。
應用實例西46-20井區從油田已知含油砂體出發，預測明二5-9小層河道8條，預測的河道砂體深度厚度已經被新鑽評價井西46-20、西41-19等新井鑽井證實，西46-20NmII5、NmII6油層的河道邊緣清晰，流向明確，決口扇形態完整，油氣檢測異常清楚，NmII6已獲工業油流。合計新增探明儲量379萬噸，可新建產能8萬噸。



圖1是西46-20井NmII5河道平面剖面位置圖。圖中可以看出平面上西46-20井NmII5、NmII6河道位於老開發區外圍，剖面上從紅10-1井來看砂泥巖頻繁間互，空間上NmII下部預測河道疊置成網狀。
圖2是西46-20井NmII5河道振幅圖。在圖中NmII5河道有清晰的顯示，河道邊緣清晰，流向明確，決口扇形態完整(西北不連續處是受斷層影響)。
圖3是西46-20井NmII5河道沿河道地震剖面圖。圖中可以看出在橫切河道的剖面中河道砂體對應的同相軸不連續，甚至表現為一個點，而沿河道地震剖面中西46-20井NmII5河道對應的同相軸連續性良好。
圖4是西46-20井NmII5河道砂體等厚圖。西46-20井預測NmII5油層砂體6.5米，實際鑽遇油層6.3米。
圖5是西46-20井NmII6河道振幅圖。西46-20實際鑽遇NmII5油層4米。
圖6是西46-20井區河道砂體立體部署示意圖。本區位於北大港水庫，只能鑽定向井，河道砂體在空間上呈網狀分布，只有根據河道砂體綜合評價，整體考慮，地面地下結合立體部署，精心設計每一口井，考慮到某一個河道砂體實際不含油的替代方案等，才能減小風險，更有效的開發河道砂體油藏。例如，西46-20井設計了兩個軌跡，原定如果第一軌跡探明NmII5紅色窄河道和NmII6綠色窄河道兩個河道砂體或者不具經濟開發價值，則取完錄井、測井資料，填眼改鑽第二軌跡NmII6綠色寬河道和NmII7蘭色寬河道兩個河道砂體。因目前完成的第一軌跡實施效果十分理想，以1.4km水平位移，1000m垂深準確鑽遇了設計的6m和4m厚度的兩個目標窄河道砂體油層，因此沒有實施第二方案。其他井也按此方式優化設計。

具體實施例方式 見發明內容的具體方法部分。
權利要求
三維地震最佳時窗河道砂體儲層預測評價技術以對三維地震解析度的不同認識、本層地震響應對地震剖面貢獻最大和河道砂體特有的形態特徵為基礎。通常所謂的三維地震縱向解析度和橫向解析度，以地震子波波長為基礎，不是實際的三維地震解析度，實際遠小於通常所謂的三維地震縱向解析度和橫向解析度可識別的地質體的內部、邊緣和外部均有不同的地震響應。研究表明本層地震響應對地震剖明貢獻最大，在平面上鄰層影響只是隨機幹擾。河流相包括辮狀河、曲流河、網狀河，其共同特點是絕大多數砂體局限於河道之內，本專利申請稱之為河道砂體，僅決口扇脫離河道，但外形特徵，極易識別；河道砂體以河道外形成帶狀分布，河道砂體與河漫泥巖突變接觸，巖性、物性、電性、含油性和與之相應的地球物理性質系統突變，因此，有條件用三維地震的橫向解析度和外形特徵彌補縱向解析度的不足。
最佳時窗法使用最多的是時窗屬性。就是利用三維可視化，根據最佳時窗的時窗屬性與地質信息的關係推測河道砂體儲層平面形態、縱向厚度、儲層物性等地質信息。
時窗小容易損失本層信息，屬性不穩定，時窗大則鄰層幹擾重，容易有假象。最佳時窗是指包含了目的層主要屬性特徵，圍巖幹擾最小的時窗。
研究表明，在準確解釋目的層層位基礎上，沿層每1-2ms間隔掃描，以有目標河道顯示的範圍確定的時窗為最佳時窗。最佳時窗的範圍略大於目的砂體的時間厚度。
最佳時窗法本克服了現有儲層預測評價技術對於河道砂體，尤其是砂泥巖頻繁互層的河道砂體預測困難，往往邊緣不清晰、多砂體重疊、厚度預測精度低等不足，具有以下優點
1、能夠用於常規三維數據體和提高解析度、分頻反演等特殊處理數據體，而不依賴於各種特殊處理和反演軟體；
2、能夠在砂泥巖頻繁互層條件下有效預測河道單砂體形態；
3、顯著提高了預測解析度範圍，可以有效預測和評價厚度遠小於1/4波長的薄河道砂體，例如港西油田北坡由預測厚度14米提高到4米；
4、能夠有效預測河道單砂體厚度；
5、能夠預測河道砂體的泥質含量、孔隙度等參數；
6、能預測不對應于波峰或波谷的河道單砂體；
請求對最佳時窗法的以下技術進行保護
1、以河道砂體清晰特徵的外形彌補三維地震縱橫向解析度不足；
2、適當調整相位實現不對應于波峰或波谷的河道砂體的儲層預測評價；
3、以一組同相軸的基本趨勢而不是以同相軸解釋標準層，減少了屬性預測中的竄層現象；
4、以標準層為基礎上(下)推目的層，以1-2ms間隔沿層掃描，確定目標河道有顯示的時窗為最佳時窗，提取反映和道砂體的地震屬性，減小鄰層幹擾，提高砂體厚度預測和泥質含量、孔隙度等參數評價精度。
全文摘要
三維地震最佳時窗河道砂體儲層預測評價技術。技術領域三維地震儲層預測及評價。技術問題傳統方法河道預測解析度不足。技術方案沿層每1-2ms間隔三維可視化掃描，以有目標河道顯示的範圍確定最佳時窗，切出相應子體，對均方根振幅、波阻抗等時窗屬性透視掃描，自動追蹤，提取頂底面，計算時間等厚圖，換算為砂體等厚圖，時深轉換出頂面構造圖，曲線重構儲層物性評價，從而實現河道砂體平面形態、縱向厚度、儲層物性的預測和評價。本方法以最佳時窗有效壓制幹擾，適用於各種數據體，能夠在砂泥巖頻繁互層條件下有效預測評價厚度遠小於1/4波長的薄河道單砂體，包括不對應于波峰或波谷的河道單砂體，在石油勘探開發中應用效果良好。
文檔編號G01V1/28GK101408624SQ200710061369
公開日2009年4月15日 申請日期2007年10月8日 優先權日2007年10月8日
發明者陶慶學, 李東平, 朱桂娟, 娟 王, 劉永河, 白玉花, 周夢林 申請人:陶慶學, 李東平, 朱桂娟