波形指示模拟在致密油水平井钻探中的应用

和 平 原 亚 相 的 分 流 河 道 砂 ，具 有 砂 岩 层 数 多 、单 层 厚
ห้องสมุดไป่ตู้
度 小 、平 面 错 叠 连 片 等 特 点 。
主 力 油 层 是 油 层 组 f I 和 F n ，合 计 厚 度 约 为 150m 。在 勘 探 研 究 中 ，扶 余 油 层 分 为 5 层 ，即 F I
分 为 F n 、F I 2 、F I 3 油 层 ，F ^ 分 为 F ^ l 、F ^ 2
关 键 词 扶余油层河道砂岩波形指示模拟分频反演有效样本数最佳截止频率
中 图 分 类 号 ：P631 文 献 标 识 码 ：A
doi：10. 138 1 0 /j. cnki. issn. 1000-7210. 2021. 03. 015
〇 引言
松 辽 盆 地 北 部 扶 余 油 层 是 致 密 油 勘 探 、开 发 的 主 战 场 ，仅 三 肇 凹 陷 致 密 油 资 源 量 可 达 2. 8 X 108t[1]。 扶 余 油 层 生 储 盖 组 合 属 于 “上 生 下 储 ”,上 覆 青 山 口 组 泥 岩 既 是 烃 源 岩 也 是 盖 层 ，储 层 为 三 角 洲 一 河 流 相 (曲 流 河 、网 状 河 及 分 流 河 道 ）砂 体 [1]。河 道 砂 垂 向 多 期 叠 置 、横 向 错 叠 连 片 . 单 砂 体 厚 度 小 ，储 量 动 用 难 度 大 。扶 余 油 层 厚 度 约 为 150m ，发 育 5 〜 1 0 个 单 砂 层 ； 砂 地 比 低 ，在 厚 度 30m 的 地 层 内 发 育 1〜2 期 主 力 河 道 沉 积 [1];单 砂 体 厚 度 为 2 〜 5m ，宽 度 达 200〜 500m ， 孔 隙 度 为 9 % 〜13%,属于典型的致密砂岩油藏。水 平井体积压裂是实现扶余油层规模效益开发的有效 技 术 ，且 只 有 水 平 井 轨 迹 在 单 砂 层 内 钻 进 ，才 能 最 大 限 度 地 提 高 产 量 。因 此 ，首 要 解 决 的 难 题 是 准 确 刻 画
第 56卷 第 3 期
谢 春 临 ，等 ：波 形 指 示 模 拟 在 致 密 油 水 平 井 钻 探 中 的 应 用
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演 173，其 中 地 质 统 计 学 反 演 是 目 前 应 用 最 广 泛 的 随 机 反 演 方 法 。地 质统计学反演在大幅提高垂向分 辨 率 的 同 时 降 低 了 横 向 分 辨 率 ，因 为 横 向 插 值 的 空 间 变 差 函 数 只 能 粗 略 表 达 空 间 变 异 程 度 ，适 合 于 沉 积 稳 定 的 地 质 条 件 和 密 井 网 开 发 区 。近年来发展的 波 形 指 示 反 演 U 8 191技 术 在 提 高 垂 向 分 辨 率 的 同 时 也 提 高 了 横 向 分 辨 率 ，适 合 预 测 横 向 变 化 较 快 的 河 流 相 及 三 角 洲 相 薄 砂 体 ，是 识 别 厚 度 为 2 〜 5m 薄砂 体 的 有 效 技 术 。地震波形指示反演和传统地质统 计 学 反 演 最 大 的 区 别 在 于 统 计 样 本 的 筛 选 [2° # 。
厚 度 为 2 〜 5m ，砂 岩 厚 度 总 体 呈 向 上 变 小 趋 势 。
1 . 2 地球物理响应特征 由 Z 4 井 地 震 记 录 （图 1)可 见 ：① 扶 余 油 层 反 射
特 征 清 晰 ，对 应 扶 余 油 层 段 的 地 震 频 带 为 6 〜 8 0 H z ， 主 频 约 为 4 5 H Z ;扶 余 油 层 段 （厚 度 为 152m ) 的 地 震 双 程 反 射 时 间 为 90m s ，可 见 6 个 地 震 反 射 波 峰 ，各 同 相 轴 的 振 幅 和 波 形 存 在 明 显 的 纵 横 向 变 化 ，体 现 了 不 同 厚 度 的 砂 泥 岩 互 层 的 调 谐 效 应 ；T 2 的 振 幅 最 强 ，而 扶 余 油 层 内 部 反 射 同 相 轴 的 振 幅 要 弱 得 多 ，纵 横 向 变 化 较 剧 烈 。② 由 上 而 下 ，第 一 个 油 层 发 育 在 F I 1 底 部 ，标 定 在 地 震 波 峰 的 下 沿 ，该 同 相 轴 同 时 受 上 部 干 砂 层 的 影 响 ，无 法 区 分 ; 第 二 个 油 层 发 育 在 F I 3 底 部 ，标 定 在 地 震 波 谷 内 ，同 样 受 上 部 干 砂 层 的 影 响 ，难 以 描 述 其 地 震 反 射 特 征 ；第 三 个 油 层 是 主 力 甜 点 层 ，发 育 在 F i l l 内 部 ，标 定 在 地 震 波 峰 的 下 沿 ，受 其 下 部 2 个 干 砂 层 的 影 响 ，但 影 响 较 小 ，在 地 震 剖 面 上 从 左 到 右 1 1 个 地 震 道 的 振 幅 依 次 变 强 、波 形 依 次 变 化 ，这 种 变 化 体 现 了 上 、下 组 合 砂 体 的 横 向 变 化 ；第 四 个 油 层 发 育 在 FII 2 顶 部 ，标 定 在 地 震 波 峰 的 下 沿 ，受 其 上 部 2 个 干 砂 层 、下 部 1 个 干 砂 层 的 影响。
2021年 6 月
•综合研究•
第 56卷 第 3 期 文 章 编 号 ：100.7210(2021)03-0564-10
波形指示模拟在致密油水平井钴探中的应用
谢 春 临 李 永 义 ® 陈志德® 扈玖战® 田 梦 @ 王晓杨®
①大庆油田有限责任公司勘探开发研究院. 黑龙江大庆163712;②东方地球物理公司大庆物探研究院， 黑 龙 江 大 庆 1 6 3 0 0 0 ; ③大庆油田有限责任公司第六采油厂. 黑 龙 江 大 庆 163114)
厚 度 为 2 〜 5m 的 单 砂 层 的 空 间 展 布 ，实 现 水 平 井 部 署设计及随钻地质导向。
地 震 资 料 的 频 带 有 限 （8 〜 8 0 H z ) 、垂 向 分 辨 率 不 足 ，难 以 识 别 厚 度 为 2 〜 5m 的 单 砂 层 。 多 年 来 人 们 不 断 探 索 利 用 地 震 技 术 识 别 薄 砂 层 ，经 历 了 从 叠 后 [26]到 叠 前 [^ 一 系 列 提 高 分 辨 率 的 地 震 处 理 方 法 ，可 使 地 震 频 带 拓 宽 4 0 H z ，大 大 增 强 了 薄 储 层 的 识 别 能 力 ，对 扶 余 油 层 的 单 砂 层 识 别 率 达 50 % ，但 仍 无 法 满 足 扶 余 油 层 的 水 平 井 钻 探 问 题 。频谱分解 技 术 [1°_12]是 另 一 种 薄 层 识 别 方 法 ，通 过 提 取 地 震 资 料 的 高 频 信 息 预 测 薄 砂 层 ，但 只 能 预 测 厚 度 满 足 调 谐 效 应 的 砂 层 ，且 高 频 成 分 要 在 地 震 频 带 范 围 内 ，无 法 预 测 厚 度 为 2〜5m 的 薄 层 。
F U 1 分为 FII
l-2、F [H -3 小 层 ，F D 2 分为
FII 2-1、F D 2 - 2 小 层 。 小 层 平 均 厚 度 约 为 13m 。
由 Z 4 井 岩 性 剖 面 （图 1)可 见 ：F I + F ||的地层
总 厚 度 为 152m ，共 发 育 1 3 层 砂 层 ，其 中 4 层 为 油 层
加人测井曲线高频信息的地震反演技术可大幅 度 提 高 分 辨 率 ，可 预 测 厚 度 为 2 〜5m 的 薄 砂 层 。地 震反演技术由早期的确定性反演逐渐发展到随机反
黑龙江省大庆市大庆油田勘探开发研究院地震解释一室，163712。Email: xiecl@petrochina. com. cn 本 文 于 2020年 8 月 1 3 日收到，最 终 修 改 稿 于 2 0 2 1 年 3 月 2 9 日收到。 本项研究受国家科技重大专项项目“ 松辽盆地致密油开发示范工程” (2017ZX05071)资 助 。
1 致密油储层特征
1 . 1 储层地质特征
扶 余 油 层 以 三 角 洲 分 流 平 原 、三 角 洲 前 缘 沉 积
为 主 ，发 育 分 流 河 道 、河 口 坝 、远 砂 坝 砂 体 。纵 向 上
随 着 湖 区 逐 渐 变 大 ，砂 岩 向 上 呈 现 层 数 逐 渐 减 少 、单
砂 层 厚 度 逐 渐 变 小 的 特 征 。储 层 主 要 为 三 角 洲 前 缘
拟 分 别 提 供 确 定 性 高 频 成 分 、随 机 性 高 频 成 分 ，合 理 加 入 高 频 成 分 大 幅 提 升 了 储 层 预 测 的 纵 向 分 辨 率 。 实 际 数 据 应 用 效 果 表 明 ：① 波 形 指 示 模 拟 在 提 高 纵 向 分 辨 率 的 同 时 有 效 提 高 了 横 向 分 辨 率 . 波 形 指 示 模 拟 产 生 的 自 然 伽 马 数 据 体 分 辨 率 高 . 能 够 预 测 厚 度 大 于 2. 4 m 的 单 砂 体 展 布 ，但 存 在 多 解 性 ，须 在 钻 井 数 据 指 导 下 确 定 地 质 甜 点 ，以指 导 水 平 丼 部 署 及 随 钻 导 向 。② 有 效 样 本 数 和 最 佳 截 止 频 率 是 波 形 指 示 模 拟 的 重 要 参 数 • 决 定 了 反 演 效 果 ，须 经 试 验 反 复 筛 选 。
扶 余 油 层 的 甜 点 预 测 难 点 在 于 储 层 薄 、空 间 多 期 叠 置 及 地 震 分 辨 率 不 足 、扶 余 油 层 顶 面 （T 2)强反 射 对 下 部 地 层 的 屏 蔽 作 用 。本文详尽分析了扶余油 层 的 地 质 、地 震 、测 井 特 征 ，利 用 大 量 实 际 资 料 评 价 波 形 指 示 模 拟 的 可 靠 性 ，最 后 给 出 波 形 指 示 模 拟 在 扶 余 油 层 水 平 井 设 计 、随 钻 导 向 的 应 用 效 果 。
油 层 ，油 层 平 均 厚 度 约 为 3 0 m 。在 水 平 井 部 署 中 ，需
要 将 扶 余 油 层 分 为 1 2 小 层 进 行 甜 点 预 测 ，即 F I 1
分为 F I 1-1、F I 1-2、F I 1-3 小 层 ，F I 2 分为 F I 2-
1 、F I 2-2 小 层 ，F I 3 分 为 F I 3-l 、F I 3-2 小 层 ，
( 红 色 ），由 上 至 下 厚 度 依 次 为 2. 0 、3. 6 、7. 0 、2. 2m ，
其 余 为 干 砂 层 （褐 色 ），最 大 厚 度 为 1.4m ;其 余 为 泥
岩 地 层 （灰 色 ），砂 地 比 为 7 % 。 分 析 大 量 的 钻 井 资 料 可 知 ，扶 余 油 层 中 厚 达 7 .0m 的 砂 层 很 少 见 ，一 般
谢 春 临 ，李 永 义 ，陈 志 德 ，扈 玖 战 ，田 梦 ，王 晓 杨 . 波 形 指 示 模 拟 在 致 密 油 水 平 井 钻 探 中 的 应 用 . 石 油 地 球 物 理 勘 探 ，2 0 2 1 , 5 6 ( 3 } :564-573.
摘 要 扶 余 油 层 的 地 质 、地 球 物 理 特 征 表 现 为 ：储 层 薄 、空 间 多 期 叠 置 及 地 震 分 辨 率 不 足 、扶 余 油 层 顶 面 （丁2 )强 反 射 对 下 部 地 层 具 有 屏 蔽 作 用 ；砂 岩 的 速 度 和 密 度 高 于 泥 岩 . 但 差 异 较 小 . 且 由 于 砂 泥 岩 薄 互 层 的 调 谐 效 应 ，致 使 波 阻 抗 与 砂 岩 的 对 应 关 系 不 明 显 ；由 自 然 伽 马 （( ; K ) 和 电 阻 率 曲 线 可 以 区 分 砂 岩 和 泥 岩 。 为 此 ，选 择 G R 进行 波 形 指 示 模 拟 。 地 f 波 形 指 示 模 拟 的 基 本 思 想 是 在 等 时 格 架 约 束 下 ，利 用 地 震 波 形 的 横 向 变 化 代 替 变 差 函 数 表 征 储 层 的 空 间 变 异 性 ，在 贝 叶 斯 框 架 下 有 效 结 合 地 震 、地 质 和 测 丼 信 息 ，采 用 分 频 反 演 策 略 逐 步 提 高 反 演 结 果 的 分 辨 率 . 即 ：由 测 井 资 料 插 值 求 取 低 频 成 分 ，利 用 地 震 谱 模 拟 反 演 获 得 中 频 成 分 ，由 波 形 相 控 模 拟 、隨 机 模