埕島油田東南部館上段河道砂體儲層預測技術

武群虎，高喜龍，楊啟浩，李琳艷，劉少斌

(中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257237)

0 引 言

埕島油田是20世紀80年代在勝利淺海海域發現的一個大型油田，區域構造上位于渤海灣盆地濟陽坳陷、渤中凹陷及埕寧隆起帶三者交匯處的埕北低凸起東南端，埕北低凸起分別被4個新生界生油凹陷所包圍，具有優越的油氣成藏條件，有利勘探面積約為650 km2[1]。自埕島油田發現以來，歷經近30 a的勘探開發，探明形成了從太古界到新生界明化鎮組深、中、淺3個構造層，4套巖相類型，7套含油層系，7種油氣藏類型，多層樓結構的典型復式油氣聚集帶[2]，已建成年產原油能力達300×104t，成為中國淺海海域投入開發的最大油田。近幾年，圍繞尋找效益儲量，積極轉變勘探思路，重新對館上段河道砂油藏進行認識。該類油藏具有埋藏淺、成本低、易動用、產量高、效益好等特點。但由于其儲層具有縱向多期疊置、橫向變化快、單砂體薄且分布零散等制約儲層預測的不利因素，在一定程度上影響了探井的成功率。因此，針對埕島油田東南部館上段油藏的特點，采用地球物理綜合預測技術開展河道砂體儲層預測，形成一套行之有效的儲層預測方法，以期為油藏精細勘探開發提供依據。

1 儲層基本特征

1.1 地質特征

鉆井揭示館上段(Ngs)自下而上分為7個砂層組，其中，Ngs6—Ngs1砂層組為主要含油層系，細分為30個小層。研究表明，館上段為曲流河沉積，巖性以中砂巖、細砂巖、粉砂巖、紫紅色和雜色泥巖為主，砂體為正韻律沉積，具有典型的河流相“二元結構”沉積特點，發育了主河道、河道邊緣、河漫灘及泛濫平原等4種類型沉積微相。儲層分布廣泛，埋深約為1 170～2 000 m，含油井段約為300 m。儲層物性以高孔高滲為主，孔隙度為21.0%～34.5%，平均值為29.0%，滲透率為310～1 850 mD，平均值為710 mD，具有良好的正相關性。

1.2 地球物理特征

館上段地震資料有效頻帶頻率約為5～55 Hz，主頻約為27 Hz，主力含油層段泥巖速度為2 000～3 000 m/s，平均為2 600 m/s，砂巖速度為2 400～3 600 m/s，平均為2 800 m/s，整體上砂巖平均速度高于泥巖平均速度，但砂、泥巖速度有較大重疊范圍。按λ/4計算調諧厚度，地震資料可分辨厚度下限為26.0 m，而實際單砂體厚度為5.0～15.0 m。通過井震精細標定，儲層在地震剖面上呈強振幅、中強振幅、中弱振幅反射特征，連續性差，且地震同相軸可能是一個甚至多個砂泥巖薄互層疊加的反射結果,這使儲層預測縱橫向識別難度進一步加大。

2 地震資料高分辨率處理技術

為了提升地震資料的分辨能力，利用信號純度譜的有色反褶積技術[3]，對目的層地震數據進行提高分辨率處理。該技術是以信號純度譜作為反褶積的期望輸出，在輸出的子波頻譜中，高信噪比頻段得到增強，低信噪比頻段被消弱，同時對輸出頻譜進行有色補償，進一步提高地震資料反映薄層細節的真實能力。

對比高分辨率處理前后的地震數據，處理后的地震資料分辨率和信噪比得到了很好的兼顧，分辨率有了一定程度提高，適當拓寬了高低頻范圍，主頻提高至35 Hz，理論上處理后的地震數據可分辨儲層厚度下限為20.0 m。同時，在高分辨率處理地震成果剖面上，河道砂體地震響應特征更加清楚，波組特征更加明顯，砂體橫向邊界更易識別，有助于準確判斷砂體橫向連通性以及識別薄層砂體。

3 地球物理預測技術

3.1 單屬性儲層預測

3.1.1 均方根振幅屬性

振幅類屬性在反應儲層流體性質、物性參數及巖性變化等方面具有明顯優勢，是目前應用最為廣泛的地震屬性之一[4-6]。通過提取目的層11類與振幅相關的地震屬性，分析不同振幅在計算方法及反映地質現象變化等方面的相關性，發現均方根振幅屬性最能表現河道砂體的沉積變化關系，優選均方根振幅屬性對砂體平面展布進行預測。

為了能獲取更為準確的均方根振幅屬性，對目的層Ngs45、Ngs54及Ngs61小層頂、底界面進行地震加密閉合精細解釋。沿頂、底界面確定時窗范圍，對均方根振幅屬性進行了提取。圖1為Ngs45小層均方根屬性展布特征，圖中振幅能量變化能夠很好地反映河道的邊界。顯示為紅色—黃色區域為中、高振幅值，代表主河道分布范圍，平面上呈北東向條帶狀分布，與沉積物源輸入方向基本一致。經與實鉆井統計分析，吻合率達到84%以上，認為均方根振幅屬性能較好地識別研究區河道砂體的展布形態。

3.1.2 分頻屬性技術

分頻屬性技術是一種以小波變換、傅立葉變換等為核心的頻譜分解技術[7]，為近幾年較為流行的薄互層儲層特色預測技術。該技術能夠充分利用地震數據的高、中、低頻信息，通過分析不同沉積儲集體在頻率域內的變化特征，較好排除時間域內不同頻率成分的相互間干擾，從而得到高于傳統地震分辨率的解釋結果[8]，實現對儲層發育規律的有效預測。

圖1 Ngs45小層均方根振幅屬性平面分布

將重新處理后的地震數據體分解為多個單頻地震數據體，相對于原始地震剖面，分頻處理后的地震剖面，振幅能量強度稍微變弱、同相軸變細，但同相軸之間的接觸關系更加清晰，縱橫向視覺分辨率明顯提高。圖2為以Ngs45小層頂、底界面為時窗，提取15～40 Hz不同分頻數據體的均方根振幅屬性。

圖2 Ngs45小層均方根振幅分頻屬性

由圖2可知，較寬河道在較低頻率圖像的成像較好，窄河道在較高頻率圖像中的成像較好。在35、40 Hz分頻屬性平面圖上，相對中—高值均方根振幅區域(紅—黃色)儲層和相對低均方根振幅區域(藍色)非儲層的分界線較為清晰，砂體完整的形態和邊界也最為清楚，尤其是與測井解釋油井和試油試采井的標定結果吻合程度高，證實了35、40Hz頻率數據體更有利于對薄層砂體的識別。

3.2 地層切片技術

地層切片技術是地震沉積學研究的主要技術手段之一[9-10]，其是通過在具有等時對比意義的地震同相軸之間進行等比例內插來生成的系列切片，其本質上是一種變時窗的屬性分析技術，考慮了沉積速率平面位置的變化，具有比時間切片和沿層切片更好的等時性[11-12]。因此，地層切片的屬性分析更能反映同一沉積時期的地質信息。

以T1、Ngs4、Ngs5和Ngs6頂面等4個等時界面作為參考層，以2 ms為采樣間隔，等比例提取30個地層切片。在地層切片“甜點”屬性圖上(“甜點”屬性為振幅與頻率之比)，紅—黃色代表強“甜點”，指示砂巖，藍色代表空白反射，指示泥巖。由圖3可知，館上段從早期到晚期沉積時，沉積類型由辮狀河沉積演變為曲流河沉積，砂體發育規模和分布由大變小、由集中變分散、由厚變薄；由于河道流向的改變，帶狀砂體的展布方向也由南西北東向變為南東北西向，每個砂層組發育期又包含1～3個次級周期，砂體發育規模和展布均有相應的變化。

圖3 館上段地層切片“甜點”屬性

3.3 地震波形指示反演薄層預測技術

地震波形指示反演是在傳統地質統計學基礎上發展起來的高精度反演方法，它是在等時地層格架約束下，利用地震波形的橫向變化代替變差函數來表征儲層的空間變異性，在貝葉斯框架下，優選高相似、空間距離近的井作為有效統計樣本建立初始模型，進行高分辨率井震聯合模擬，實現地震波形約束下的井間儲層預測，使反演的縱橫向精度同時提高，克服了傳統反演技術對密度和速度的過多依賴，可滿足薄層砂體定量預測的要求[13-15]。

采用地震波形指示反演技術。對館上段儲層進行了預測(圖4)。由圖4可知：縱向上，充分利用了測井樣本信息，分辨率遠高于地震，有效地反映了目的層段3.0 m以上的薄儲層；橫向上，砂體條帶狀、土豆狀分布的邊界更加清晰，油水關系更加合理。從參與反演井和檢驗井的相互驗證情況來看，實鉆與預測油層厚度符合程度高，預測油層平均總厚度為28.8 m，實鉆油層平均總厚度為26.3 m，51口完鉆井砂體厚度預測吻合程度達91.3%，說明波形指示反演技術可以有效地提高砂體預測精度。

圖4 地震波形指示反演連井剖面

3.4 三維可視化技術

三維可視化技術充分利用三維地震數據體信息，可以直觀、快速地進行地震屬性體的雕刻和綜合分析，通過調節透明度和顏色，可以更加清晰地顯示出不同時期河道砂體等的空間展布特征[16-19]，進而達到對層位和砂體解釋結果實現質量監控的目的。

應用三維可視化技術對均方根振幅、分頻和地層切片等進行了三維可視化雕刻，通過平面與空間相結合，追蹤出砂體的空間分布形態和規模。如圖5所示，河道砂體的三維可視化顯示特征清晰明了，地震均方根振幅、分頻和地層切片等屬性能夠精細雕刻出館上段河道砂體的的輪廓。CB37、CB371在地震剖面上顯示相互連通，在三維空間顯示為2個獨立砂體，實鉆結果也證實了2個砂體具有不同的油水界面，這可通過儲層預測結果進行解釋，可以較好地在空間上展現多期河道砂體的分布規律。

圖5 館上段Ngs45小層砂體三維立體顯示

4 儲層預測效果

綜合利用上述技術，對埕島油田東南部館上段河道砂體展布進行了精細預測。主力河道Ngs45、Ngs54、Ngs61小層砂體在平面上呈北東向條帶展布，結合油氣成藏控制因素分析，以含油高度40 m為限，有利含油面積為15 km2。依據預測結果，2016至2018年相繼部署了CB376、ZH111等12口探井。截至目前，完鉆探井4口，且全部鉆遇儲層，其中，3口井鉆遇油層，均獲高產工業油氣流，探井成功率達75%，新增控制石油地質儲量為310×104t。實鉆結果與鉆前預測對比表明，目的層砂體深度預測準確，砂體厚度5.0 m以上單砂體鉆遇率達到了90%，3.0～5.0 m單砂體的描述精度也得到了相應提高，預測誤差普遍在控制范圍之內。

5 結 論

(1) 地震均方根振幅、分頻屬性、地層切片等單屬性，對儲層反映較好，可對儲層進行定性預測，能較好地識別研究區河道砂體的平面分布范圍。

(2) 地震波形指示反演是儲層縱橫向精細預測的有效方法，實現了對薄互層的定量表征與預測，驗證結果證實了該方法的預測效果，為后續井位部署提供可靠依據。

(3) 利用三維可視化技術進行屬性、砂體等雕刻，可更加清楚顯示出不同時期河道的空間展布特征，可快速直觀地對屬性和砂體等進行合理地質解釋。