CN101408624B - 三维地震最佳时窗河道砂体储层预测评价技术 - Google Patents

Abstract

三维地震最佳时窗河道砂体储层预测评价技术。技术领域：三维地震储层预测及评价。技术问题：传统方法河道预测分辨率不足。技术方案：沿层每1-2ms间隔三维可视化扫描，以有目标河道显示的范围确定最佳时窗，切出相应子体，对均方根振幅、波阻抗等时窗属性透视扫描，自动追踪，提取顶底面，计算时间等厚图，换算为砂体等厚图，时深转换出顶面构造图，曲线重构储层物性评价，从而实现河道砂体平面形态、纵向厚度、储层物性的预测和评价。本方法以最佳时窗有效压制干扰，适用于各种数据体，能够在砂泥岩频繁互层条件下有效预测评价厚度远小于1/4波长的薄河道单砂体，包括不对应于波峰或波谷的河道单砂体，在石油勘探开发中应用效果良好。

Description

三维地震最佳时窗河道砂体储层预测评价技术

技术领域一种三维地震储层预测及评价技术，尤其是能对砂泥岩频繁互层，纵横向变化复杂的河道砂体的空间展布、储层特征、含油气性、生产能力等进行预测和评价。

背景技术现有的河道砂体三维地震储层预测技术很多，包括递推反演、模型反演、多参数反演等，主要是以已知地质规律和钻井、测井资料、地质模型为约束，对地下岩层空间结构和物理性质进行成像，如井约束波阻抗反演、模型控制波阻抗反演、随机模拟波阻抗反演、曲线重构波阻抗反演、有色反演、分频反演等波阻抗反演，还有各种三维地震属性反演。三维地震反演一类是基于地球物理理论的方法，即用井点声波时差曲线合成地震记录、敏感曲线重构拟声波曲线合成地震记录约束地震资料，或者用地质模型等约束地震资料，反演出波阻抗体或剖面；另一类是基于地质统计学的方法，即以一种或多种属性反映河道砂体。河道砂体特别适合用三维地震属性进行可视化解释。三维可视化解释主要是快速扫描、透视、雕刻波谷或者波峰，基本以地震剖面上的能量减弱点、波形变化点及极性反转点作为砂体的边界，其优点是快速、直观，缺点是种子点自动追踪容易串层，同时厚度预测精度偏低。

现有储层预测及评价技术存在的问题和缺点：

河道砂体在三维空间频繁变化，常表现为一系列河道薄砂体与泥岩频繁互层，因此，对于河道砂体预测，模型反演、随机反演、属性反演、多属性反演各有利弊，共同弱点是对砂泥岩薄互层不够理想。

基于地球物理理论的方法中，模型反演难以建立有效的模型；随机反演难以确定约束砂体方向等边界条件，井控波阻抗反演受地震分辨率限制，不能有效反映厚度小于三维地震纵向分辨率的单砂体；

基于地质统计学的方法中，种子点自动追踪容易窜层，且反映的厚度通常大于实际厚度；平面属性不能反映砂体厚度变化；子体反演难以控制合理区间，区间过小则信息不全，显示的砂体展布特征不稳定，区间过大则非本目的砂体以外的干扰信息多，相邻的砂体会叠置；多属性反演仍不足以解决单砂体厚度薄、邻层影响大、地震分辨率不够的矛盾。

发明的目的针对现有储层预测及评价技术对河道砂体平面复杂多变，单层厚度小于1/4波长，纵向频繁叠置，地震分辨率难以满足预测评价需要，利用河流相砂体特征的边界，建立一种有效的三维地震河道砂体储层预测及评价技术，预测和评价小于三维地震纵向分辨率的薄砂体。新方法实现了河道薄砂体的准确预测和评价，在油藏评价和产能建设中广范应用，目前设计的目的砂体均钻遇，证实出油的预测油层砂体的厚度已经小于4米。

发明内容最佳时窗法基于对三维地震分辨率的不同认识、本层地震响应对地震剖面贡献最大和河道砂体特有的形态特征三个出发点。通常所谓的三维地震纵向分辨率和横向分辨率，以地震子波波长为基础，不是真正的三维地震分辨率，实际远小于通常所谓的三维地震纵向分辨率和横向分辨率的地质体的内部、边缘和外部均有不同的地震响应，事实上在三维可视化中经常可以看到极其狭窄的薄河道砂体在某种属性中的清晰显示。研究表明本层地震响应对地震剖面的贡献最大，邻层影响在平面上只是随机干扰。河流相包括辫状河、曲流河、网状河，其共同特点是绝大多数砂体局限于河道之内，本专利称之为“河道砂体”，仅决口扇脱离河道，但外形特征，极易识别；河道砂体以河道外形成带状分布；河道砂体与河漫泥岩突变接触，岩性、物性、电性、含油性和与其相应的地球物理性质系统突变。因此，有条件用三维地震的横向分辨率和河道砂体外形特征弥补纵向分辨率的不足。

最佳时窗法使用最多的是时窗属性。就是利用三维可视化，根据最佳时窗的均方根振幅等时窗属性与地质信息的关系推测河道砂体储层平面形态、纵向厚度、储层物性等地质信息。

时窗小容易损失本层信息，属性不稳定，时窗大则邻层干扰重，容易有假象。最佳时窗是指包含了目的层主要属性特征，围岩干扰最小的时窗。

研究表明，在准确解释目的层层位基础上，沿层每1-2ms间隔扫描，以有目标河道显示的范围确定的时窗为最佳时窗。最佳时窗的范围略大于目的砂体对应的时间厚度。

具体方法如下：

1、精细层位标定，确定目的砂体在地震剖面中的准确位置，目的砂体可以对应于地震轴的任何位置，而不只是对应于波峰或波谷。对于不对应波峰或波谷的砂体，可以调整适当相位后进行预测。

2、井震结合的相控精细地层对比。以测井相、地震相、沉积相综合控制，结合油藏，进行井震结合的精细油层对比。

3、在目的层附近解释一个或几个标准层。河流相地震同相轴不稳定，要以一组同相轴的基本趋势而不是以同相轴解释标准层。

4、沿层扫描确定最佳时窗。以标准层为基础上(下)推目的层，以1-2ms间隔沿层扫描，确定目标河道有显示的时窗为最佳时窗。

5、按照最佳时窗范围从三维数据体中沿层切出一个子体。

6、对目的层子体进行透视扫描。对目的层子体通过调节透明度进行透视，调节振幅区间或者频率区间和显示贡献进行扫描，看子体中的砂体反映在空间的分布特征的变化情况是否符合区域沉积特征，本区是是否有曲流河特征，再看与该层位其他井的关系是否协调，直到比较满意。对于厚度差异大的河道砂体可以进行分频扫描。

7、对透视出的地质体进行追踪。给定目的层种子点，根据透视时选定的振幅值区间，利用自动追踪功能进行追踪，形成一个满足条件的点集。该点集反映了砂体在平面的变化情况，同时它在时间方向上也是多值的(有一定的延续时间)，反映了该砂体的时间厚度变化。

8、对透视出的砂体做可视化检查。以任意方向连井线与透视数据体结合，检查砂体追踪是否合理，油藏关系是否合理，必要时对标准层、时窗、参数进行调整。

9、计算河道砂体时间等厚图。分别提取追踪出的砂体点集的顶面和底面，它们分别对应于砂体的顶面和底面，将砂体顶面和砂体底面相减，得到砂体的时间等厚图。

10、计算地质体砂体等厚图。用层速度换算为砂体等厚图。用井点渗透砂岩厚度控制，用外漂克里金插值技术转换为渗透砂岩等厚图。

11、转换砂体顶、底面构造图。将砂体顶、底面进行时深转换，得到砂体顶、底面构造图。

12、储层物性评价。采用分频反演等技术可以由测井重构约束确定砂体的泥质含量、孔隙度等参数。

主要优点：本发明克服了现有储层预测评价技术针对河道砂体的不足，具有以下优点：

1、能够用于常规三维数据体和提高分辨率、分频反演等特殊处理数据体，而不依赖于各种特殊处理和反演软件；

2、能够在砂泥岩频繁互层条件下有效预测河道单砂体形态；

3、显著提高了预测分辨率范围，可以有效预测和评价厚度远小于1/4波长的薄河道砂体，例如港西油田北坡由预测厚度14米提高到4米；

4、能够有效预测河道单砂体厚度；

5、能够预测河道砂体的泥质含量、孔隙度等参数；

6、能预测不对应于波峰或波谷的河道单砂体；

应用效果：

1、在港东油田、港西油田、唐家河油田等目前预测砂体的钻遇率达到100％；

2、储层评价效果逐步得到一系列常规井和水平井验证。如水平井西46-20井钻遇预测的明二5小层单层厚度6米油层和明二6小层单层厚度4米油层，其中明二6小层已经正常生产。

应用实例：西46-20井区从油田已知含油砂体出发，预测明二5-9小层河道8条，预测的河道砂体深度厚度已经被新钻评价井西46-20、西41-19等新井钻井证实，西46-20NmII5、NmII6油层的河道边缘清晰，流向明确，决口扇形态完整，油气检测异常清楚，NmII6已获工业油流。合计新增探明储量379万吨，可新建产能8万吨。

附图说明

图1是西46-20井NmII5河道平面剖面位置图。图中可以看出平面上西46-20井NmII5、NmII6河道位于老开发区外围，剖面上从红10-1井来看砂泥岩频繁间互，空间上NmII下部预测河道叠置成网状。

图2是西46-20井NmII5河道振幅图。在图中NmII5河道有清晰的显示，河道边缘清晰，流向明确，决口扇形态完整(西北不连续处是受断层影响)。

图3是西46-20井NmII5河道沿河道地震剖面图。图中可以看出在横切河道的剖面中河道砂体对应的同相轴不连续，甚至表现为一个点，而沿河道地震剖面中西46-20井NmII5河道对应的同相轴连续性良好。

图4是西46-20井NmII5河道砂体等厚图。西46-20井预测NmII5油层砂体6.5米，实际钻遇油层6.3米。

图5是西46-20井NmII6河道振幅图。西46-20实际钻遇NmII5油层4米。

图6是西46-20井区河道砂体立体部署示意图。本区位于北大港水库，只能钻定向井，河道砂体在空间上呈网状分布，只有根据河道砂体综合评价，整体考虑，地面地下结合立体部署，精心设计每一口井，考虑到某一个河道砂体实际不含油的替代方案等，才能减小风险，更有效的开发河道砂体油藏。例如，西46-20井设计了两个轨迹，原定如果第一轨迹探明NmII5红色窄河道和NmII6绿色窄河道两个河道砂体或者不具经济开发价值，则取完录井、测井资料，填眼改钻第二轨迹NmII6绿色宽河道和NmII7兰色宽河道两个河道砂体。因目前完成的第一轨迹实施效果十分理想，以1.4km水平位移，1000m垂深准确钻遇了设计的6m和4m厚度的两个目标窄河道砂体油层，因此没有实施第二方案。其他井也按此方式优化设计。

具体实施方式见发明内容的具体方法部分。

Claims (2)

1.三维地震最佳时窗河道砂体储层可视化预测评价方法，其特征在于包括以下步骤：

1)精细层位标定确定目的砂体在地震剖面中的准确位置，

2)井震结合的相控精细地层对比，

3)以一组同相轴的基本趋势而不是以同相轴在目的层附近解释标准层，

4)以标准层为基础上或下推目的层，以1-2ms间隔沿层扫描确定目标河道有显示的时窗为最佳时窗，

5)按照最佳时窗范围从三维数据体中沿层切出一个子体，

6)对目的层子体进行透视扫描，

7)给定目的层种子点，根据透视时选定的振幅值区间，利用自动追踪功能对透视出的地质体进行追踪，形成一个满足条件的点集，

8)对透视出的砂体做可视化检查，

9)分别提取追踪出的砂体点集的顶面和底面，它们分别对应于砂体的顶面和底面，

10)将砂体顶面和砂体底面相减，得到砂体的时间等厚图，用层速度换算为砂体等厚图，

11)以井点渗透砂岩厚度控制，用外漂克里金插值技术转换为渗透砂岩等厚图，

12)将砂体顶、底面进行时深转换得到砂体顶、底面构造图，

13)采用分频反演技术由测井重构约束确定砂体的泥质含量、孔隙度参数。

2.如权利要求1所述的三维地震最佳时窗河道砂体储层可视化预测评价方法，其特征是：对于不对应波峰或波谷的砂体，调整适当相位后进行预测。

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