螞蟻追蹤技術在裂縫檢測中的應用

陳兆明，秦成崗，周江江 (中海石油(中國)有限公司深圳分公司研究院，廣東 廣州 510240)

螞蟻追蹤技術在裂縫檢測中的應用

陳兆明，秦成崗，周江江 (中海石油(中國)有限公司深圳分公司研究院，廣東 廣州 510240)

惠州A油田古近系文昌組地層超覆體，地質儲量大。由于該油田為深層低滲油藏，產能效果不好，油田一直處于未開發生產階段。鑒于裂縫對低滲油藏的產能具有改造作用，因而對裂縫的識別非常重要。以惠州A油田古近系文昌組為例，闡述了螞蟻追蹤技術在裂縫檢測中的應用。在地震資料重新處理后，去除多次波干擾，應用螞蟻追蹤技術，能消除地層傾角和采集腳印的影響，根據裂縫尺度大小，結合地層微電阻率掃描成像(FMI)測井，自動計算識別裂縫。實際應用表明，利用螞蟻追蹤技術能夠檢測出裂縫發育帶及勘探有利區，且新井鉆探獲得了好的產能，因而能夠對惠州油田古近系勘探開發提供幫助。

螞蟻追蹤技術；裂縫檢測；低滲油藏

惠州凹陷是珠江口盆地已經證實的富生烴凹陷，其古近系文昌組廣泛發育巨厚的中深湖相泥巖，是下構造層各類砂體的區域性蓋層，為盆地內油氣的“黃金組合”，是惠州凹陷主要油氣來源。A油田位于惠州凹陷的惠西半地塹兩條控凹斷層之間所形成的轉換帶上，油氣沿構造鼻狀突起軸線的上傾方向，進入文昌組地層超覆體辮狀河三角洲和中淺湖等有利儲層，地質儲量超過3×107m3。由于儲層埋深大，滲透率低，產能測試效果不好，文昌組的儲量一直得不到有效開采。

螞蟻追蹤裂縫檢測技術基于蟻群利用分泌物盡快找到食物源的原理，在地震數據體中尋找裂縫痕跡，直到完成斷層的追蹤和識別[1-4]。在勘探階段，可用消極的螞蟻設置來檢測大型構造斷層[1]；在儲層評價以及開發生產階段，可用積極的螞蟻設置來檢測影響油氣最終采收率的局部小斷層和微裂縫[2]。下面，筆者對螞蟻追蹤技術在惠州A油田古近系文昌組裂縫檢測中的應用進行了探討。

1 螞蟻追蹤技術

螞蟻追蹤技術用于裂縫檢測的步驟如下[4]：①地震資料重新處理，去除海底多次波和層間多次波干擾；②利用邊緣檢測技術生成方差體或嘈雜體，增強邊界特征，突出地層的不連續性，然后，把方差體作為螞蟻追蹤的數據輸入以得到螞蟻體；③針對研究區地質特點，消除采集腳印和地層陡傾角的影響，更新螞蟻體；④通過人工交互操作，確認、校驗斷層、按照裂縫尺度，提取裂縫。

2 應 用

2.1地震資料重新處理

由于文昌組地層超覆體地層傾角較大，上覆地層較平，差異性較大。受海底鳴震和層間多次波的影響，文昌組地層地震剖面上會出現一些平層(見圖1)，掩蓋了地層真實信息，將誤導螞蟻追蹤的效果。進行重新處理之后(見圖2)，消除了去除海底多次波和層間多次波，這樣文昌組地層中的小斷層和裂縫信息更明顯。

2.2邊緣檢測生成螞蟻體

對地震進行濾波和構造平滑后，增強反射軸連續性，突出斷點反射，然后生成方差體(見圖3)，據此增強邊界特征，并突出地層橫向上的不連續性。然后，把方差體作為螞蟻追蹤的數據輸入，得到螞蟻體(見圖4)。對比圖3和圖4可知，螞蟻體比方差體識別斷層更明顯，且螞蟻體對小斷層更敏感。

圖1 處理前地震剖面圖 圖2 處理后地震剖面圖

2.3消除采集腳印和地層陡傾角的影響

圖3 地震方差體切片(2580ms) 圖4 螞蟻體切片(2580ms)

圖5 螞蟻追蹤方位角與傾角屏蔽圖

由于海上油田地震“采集腳印”的影響，在垂直地震采集方向上能量不一致，在地震數據沿時間切片上可以看到與采集方向平行、有規律出現的“條帶”，這嚴重影響螞蟻體的分辨率和對斷層的判斷。圖5所示為螞蟻追蹤方位角與傾角屏蔽圖，其中，半球體的順時針方向代表螞蟻追蹤的方位，半球體的正北方向代表采集方向，是螞蟻追蹤方位的0°起始方位，把半球體順時針方向0～360°范圍內分為24個方位區，每個方位區為15°。半球體的半徑代表螞蟻追蹤的角度，半球體的正中心位置代表螞蟻追蹤角度的0°起始角度，按照半球體的半徑大小，由里向外把半球體0～90°分為6個角度區，每個角度區為15°。圖中深色部分為螞蟻追蹤的屏蔽方位和屏蔽角度，通過設置螞蟻追蹤方位，屏蔽沿采集方向和垂直采集方向夾角為0～15°范圍內的螞蟻體，能夠有效地去除采集腳印對裂縫的影響。由于文昌組地層是超覆在基底上，而基底地層起伏變化大，地層傾角大，且基底地層比文昌組地層能量強，橫向能量差異大，因而基底地層嚴重影響螞蟻體對于斷層的判斷。通過設置螞蟻追蹤角度，屏蔽與地層夾角為0～75°范圍內的螞蟻體，只留下文昌組地層75～90°范圍內近似于垂直的傾角度裂縫，能夠有效地去除基底地層陡傾角的影響。這樣，通過設置螞蟻追蹤的屏蔽方位和屏蔽角度，更新螞蟻體，從而有效消除采集腳印和地層陡傾角的影響。

2.4裂縫提取

更新螞蟻體后，可以根據裂縫長度的大小來選擇不同的裂縫尺度。選取合適參數(螞蟻步長3，非法步長2，合法步長2，偏差10%)提取斷層。根據文昌組地層超覆體的頂底，可以得到文昌組平均裂縫分布圖(見圖6)。

2.5應用效果分析

圖6 文昌組平均裂縫分布圖

結合研究區FMI測井綜合圖可知，1井文昌組裂縫走向主要是北東-南西向(見圖7)，2井文昌組裂縫走向主要是北西-南東向(見圖8)，與文昌組平均裂縫分布圖符合。

過1井-2井聯井螞蟻追蹤剖面圖如圖9所示。由圖9可知，1井N56段垂直裂縫發育；2井N56段垂直裂縫不發育。從鉆探結果看，1井在文昌組鉆遇了約270m砂巖儲層，電測解釋有10層有效厚度共41.5m的油層，均未鉆遇油水界面,其中最厚的N56層有效厚度達18.9m，孔隙度達11%。發現油氣顯示110m，鉆遇5個油層并取到油樣，其中N56為最厚一個油層，有效厚度為35.3m。油樣(3748m處)分析結果表明，原油氣油比高(160m3/m3左右)，密度小(脫氣原油密度為0.85g/cm3)，屬輕質油。2井在文昌組鉆遇了約490m砂巖儲層，電測解釋有10個油層，2個油水同層，累計有效厚度達52m，其中主力油層N56A層有效厚度達33.8m，未鉆遇油水界面，有效孔隙度平均達12.7%。該井在3737.2、3760.2、3779、3806.1m均取到油樣。同時，在N56A油層的3747.8～3766.4m井段分別進行了常規測試和壓裂測試，測試效果不理想。常規測試結果在三開井下4.76mm油嘴自噴油量達13.7m3/d；壓裂測試結果表明，在連續油管氣舉方式下，31.75mm油嘴累計返排174.4h，累計排出原油89.57m3，產能遞減較快，壓裂效果不明顯。

圖7 1井FMI文昌組裂縫走向圖 圖8 2井FMI文昌組裂縫走向圖

3井于文昌組3688.9～3767.8m鉆遇78.9m的厚層湖相泥巖后，又鉆遇約120m的三角洲砂體，測井解釋3767.8～3786.4m為油層，砂巖孔隙度達到12%～14%，但由于油層太薄，未能進行產能測試，沒有產能資料。總體來說，上述3口井的垂直裂縫不發育，從而導致求產比較困難，這表明產能與裂縫有一定對應關系。

根據文昌組平均裂縫分布情況，在3井西北方向垂直裂縫發育帶里選擇了4井井位，由螞蟻追蹤剖面圖(見圖10)可知，4井的井軌跡盡量靠近裂縫，設計為斜井，井段盡量長，這樣可增大泄油面積。實際鉆探結果表明，該井文昌組共發現6個油層，儲層總厚度達到156m，鉆遇油層有效厚度31.91m，且在垂深3778.79m(N28層)、3679.53m(N22層)和3638.39m(N20層)處都取到油樣。從目前生產情況看，在控制壓差的情況下，該井日產原油700桶，取得了很好的開發效果。

圖9 過1井-2井聯井螞蟻追蹤剖面圖

圖10 過3井-4井聯井螞蟻追蹤剖面圖

3 結 語

針對惠州A油田鉆井數量少、研究區常規測井和測試等直接識別裂縫的資料少、井控范圍存在局限等情況，通過地震資料重新處理以去除多次波干擾，應用螞蟻追蹤技術來有效消除地層傾角和采集腳印的影響，根據裂縫尺度大小，并結合 FMI測井，最終在常規剖面上難以識別的小斷層和裂縫發育帶得以較好的顯示，且新井鉆探獲得了好的產能。因此，在惠州A油田古近系文昌組裂縫檢測運用螞蟻追蹤技術是可行的，對惠州油田的勘探開發具有一定參考作用。

[1]史軍.螞蟻追蹤技術在低級序斷層解釋中的應用[J].石油天然氣學報(江漢石油學院學報),2009,31(2):257-258.

[2]郭強,梁若渺.螞蟻追蹤在雁木西油田白堊系構造中的應用[J].吐哈油氣,2008,13(1):39-41.

[3]張欣.螞蟻追蹤在斷層自動解釋中的應用——以平湖油田放鶴亭構造為例[J].石油地球物理勘探,2010,45(2):278-281.

[4]張淑娟,王延斌,梁星如,等.螞蟻追蹤技術在潛山油藏裂縫預測中的應用.斷塊油氣田,2011,18(1):51-54.

2013-06-13

陳兆明(1981-)，男，碩士，工程師，現主要從事油氣勘探方面的研究工作。

P631.4

A

1673-1409(2013)26-0071-04

[編輯] 李啟棟