致密油“甜點”多屬性融合預測技術

韓飛鵬，宋光建，吳振坤，沈璽琳，韓飛程

(1.中國石油新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000；2.中國石油吉林石化公司，吉林 吉林 132000；3.中國石油玉門油田分公司，甘肅 酒泉 735019)

0 引 言

新疆準噶爾盆地J凹陷致密油資源豐富，資源潛力巨大，是新疆油田非常規低滲儲層重點開發對象，但該凹陷致密油油藏相比國內外其他致密油油藏具有埋藏深，巖性復雜，縱向上地層呈薄互層狀(厘米級薄互層，多為過渡性巖類)，層間存在高強度應力層，原油黏度大、密度高，天然裂縫不發育，滲透率低(0.001～0.100 mD)等諸多復雜地質與油藏特征。針對該區地質與油藏特點，采取了大規模水平井體積壓裂改造技術，但在相同改造規模下，單井日均產油量相差近10倍(1.62～15.29 m3/d)。在儲層鉆遇率(90%以上)與改造規?；疽恢碌那闆r下，產量差異的主要原因為，單一的地質“甜點”預測存在片面性，忽略了該區致密儲藏在工程改造上的“甜點”有利區[1-11]。鑒于此，經過不斷探索研究，總結出一套多屬性融合“甜點”預測技術。

1 多屬性融合技術原理

多屬性融合技術是一項新興技術[12-14]，將表征不同儲層特征的多個屬性，經過一定的數學算法和顯示方法融合在一起，能夠同時反映多個屬性對儲層的影響。

此次研究采用RGB顏色融合方法，每一個優選的屬性都有其特有的有利區域，每一個有利區域分配一個屬性色標，然后將多個有利區域進行顏色融合，分別劃分出地質“甜點”與工程“甜點”有利區。由于每一個區域敏感屬性特征不同，其顯示的顏色也有所差異，因此，可以直觀準確地分析不同區域的屬性特征，提高儲層預測的精度。

多屬性融合技術的基礎是優選屬性，即對能體現地質“甜點”與工程“甜點”發育區特征的測井、錄井、地震、巖石彈性等屬性參數進行分析，選擇最能體現其特征的參數作為優選屬性，進行多屬性融合分析，劃分出地質“甜點”與工程“甜點”Ⅰ、Ⅱ類有利區，然后再次進行RGB顏色融合，優選出綜合“甜點”區。

2 屬性優選

對能夠反映“甜點”發育區特征的屬性參數進行評分：一是對屬性參數的準確度進行評分，直接測量得到的數據，準確度高，評分為3分，需通過相關數據進行計算才能得到的數據，準確度較高，評分為2分，其他準確度較差的數據評分為1分；二是對該屬性參數對“甜點”發育區特征的表征程度進行評分，表征區域儲層特征的評分為2分，表征單井儲層特征的評分為1分。將2個得分的乘積作為屬性優選的綜合得分，綜合得分最高的屬性參數即為優選屬性參數[15]。

2.1 地質“甜點”屬性優選

儲層物性好、油氣富集、裂縫發育是地質“甜點”發育區的主要判斷依據。

表征儲層物性的主要參數為孔隙度、滲透率、含油飽和度。對能夠反映儲層“孔滲飽”的測井、錄井、地震等相關屬性參數進行評分(表1)。由表1可知，地震屬性(絕對值振幅、均方根振幅)能夠很好地表征儲層物性。地震屬性通常用于儲層預測和油氣藏預測，其橫向變化與同一地質層位的巖石物理特征(儲層物性、流體物性和沉積旋回等)的橫向變化存在一定關聯。此次研究在進行目的層解釋過程中，該區多個剖面上目的層段可見地震振幅的強弱變化，并且均方根振幅特征與絕對值振幅特征相同，因此，在進行目的層段的優質儲層特征分析時，選擇地震屬性中更為常用的均方根振幅參數，均方根振幅較低區域為優質儲層有利區。

表1 優質儲層屬性參數評分

表征油氣富集區的地震、測井、化學屬性參數包括振幅、能量、頻率、自然電位、電阻率、極化率、重力值、烴值、放射性等數據。對相關屬性參數進行評分，綜合得分最高的屬性參數即為優選屬性(表2)。由表2可知，地震屬性(振幅、能量、頻率)能夠很好地表征儲層油氣富集區。其中，振幅參數已優選為表征優質儲層的參數，能量參數主要對于氣藏的劃分比較敏感，因此，選擇頻率參數作為表征油氣富集區的屬性參數。

表征裂縫發育情況的測錄井、地震、巖石力學屬性參數包括CT掃描、露頭觀察、電阻率、成像測井、構造應力場、曲率、相干體、多分量轉換波等數據。對相關屬性參數進行評分，綜合得分最高的屬性參數即為優選屬性(表3)。由表3可知，地震屬性(曲率、相干值、多分量轉換波)能夠很好地表征裂縫發育情況。其中，相干體屬性是地質分析階段裂縫發育的主要刻畫手段，因此，將相干值參數作為首選參數，相干值較低區域易發育網狀裂縫，為裂縫發育有利區。

表2 油氣富集區屬性參數評分

表3 表征裂縫屬性分析方法估分

2.2 工程“甜點”屬性優選

巖石脆性好、水平應力差小是工程“甜點”發育區的主要判斷依據。

巖石脆性是工程“甜點”有利區的重要判斷依據之一，脆性高的區域有利于形成復雜縫網。此次研究以石英含量作為巖石脆性的表征值。反映巖石脆性特征的屬性有巖性、地震彈性、巖石力學等數據，其中，僅有地震彈性屬性可以表征區域性脆性特征，因此，優選地震彈性屬性為表征巖石脆性的參數。與巖石脆性相關的彈性屬性參數較多，為了優選與巖石脆性相關的敏感參數，進行了脆性礦物擾動分析，以石英含量為擾動變量，當石英含量增加6%時，對與巖石脆性相關的彈性參數Z縱(縱波阻抗)、Z橫(橫波阻抗)、Eρ(楊氏模量與密度的乘積)、E(楊氏模量)、K(體積模量)、λ(拉梅系數)、λρ(拉梅系數與密度的乘積)、G(剪切模量)、Gρ(剪切模量與密度的乘積)、μ(泊松比)、τ(縱橫波速比)等11個參數或參數組合進行了變化率分析(表4)，變化率越大，表明對石英含量越敏感，與巖石脆性相關性越高。由表4可知：λρ的變化率為33.1%，最為敏感，因此，選擇λρ作為彈性屬性敏感參數，高λρ值區域為脆性敏感區域。

表4 彈性屬性參數隨物性的變化率

巖石力學屬性參數(楊氏模量、泊松比、最小水平主應力、最大水平主應力、水平應力差、斷裂韌性等)對壓裂改造工藝、改造規模、裂縫形態、裂縫延伸方向等影響較大。其中，水平應力差是形成網狀縫的主要因素。在工程上，水平應力差越大，越易于形成單組縫，水平應力差越小，越易于形成網狀縫，更利于進行縫網壓裂，因此，優選水平應力差為巖石力學屬性參數。為更準確體現儲層水平應力特征，此次研究選用水平應力差比值表征水平應力差。水平應力差比值定義為：某點的水平應力差與該區域最大水平應力的比值。

通過上述分析，確定了多屬性融合方法中使用的5個屬性參數：均方根振幅、地震頻率、相干值、水平應力差比值。

3 多屬性融合“甜點”預測技術

3.1 地質“甜點”有利區優選

優質儲層、富油區、裂縫發育區是地質“甜點”的3個要素特征，相關優選參數為均方根振幅、地震頻率、相干值，其中，均方根振幅為主要屬性參數。因此，將地質“甜點”的主要影響因素與其他2個影響因素分別進行RGB顏色融合，即均方根振幅與地震頻率相融合、均方根振幅與相干體切片相融合(圖1、2)。圖1、2中紅色和綠色圈定區域為2個屬性參數顯示良好的區域(融合區)。分別將圖1和圖2中融合區提取出來，并再次進行RGB顏色融合(圖3)。圖3中紅色和綠色疊合區域為Ⅰ類地質“甜點”區，主要位于研究區中部、東北部與南部；非疊合區域為Ⅱ類地質“甜點”區。Ⅰ類地質“甜點”區域具有較高的含油飽和度、孔隙度以及滲透率。

圖1 均方根振幅與頻率異常融合

圖2 低均方根振幅與相干體融合

3.2 工程“甜點”有利區優選

巖石脆性好、水平應力差小是工程“甜點”的2個要素特征，相關優選參數為λρ、水平應力差比值。將目的層底和頂的λρ與水平應力差比值進行RGB顏色融合(圖4)，圖4中紅色和綠色圈定區域為2個屬性參數顯示良好的區域。將圖4中融合區提取出來，并再次進行RGB顏色融合(圖5)。圖5中紅色和綠色疊合區域為Ⅰ類工程“甜點”區，主要位于研究區中部、南部與北部；非疊合區域為Ⅱ類工程“甜點”區。Ⅰ類工程“甜點”區域具有脆性高、水平應力差低的特征，在儲層壓裂改造過程中容易形成網狀縫網，獲得較好的儲層改造效果。

圖3 地質“甜點”有利區優選

3.3 綜合“甜點”有利區

將上述優選的地質、工程“甜點”區再次進行RGB顏色融合，便可優選出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類綜合“甜點”區：Ⅰ類地質“甜點”區和Ⅰ類工程“甜點”區的疊合區域為Ⅰ類“甜點”區；Ⅰ類地質“甜點”區和Ⅰ類工程“甜點”區，包含其中任意一個的疊合區域為Ⅱ類綜合“甜點”區：Ⅱ類地質“甜點”區和Ⅱ類工程“甜點”區的疊合區域為Ⅲ類綜合“甜點”區(圖6)。由圖6可知：Ⅰ類綜合“甜點”區主要位于研究區中部與南部。

對綜合“甜點”區的水平井壓裂生產效果進行了統計(表5)。由表5可知，油井壓裂后的增產效果與“甜點”區的劃分具有較好的吻合性，該研究結果對后期的評價井井位部署具有指導作用。

圖4 目的層和水平應力差比值融合

圖5 工程“甜點”區

4 應 用

2017年，在儲層物性好、油氣富集、巖石脆性好、水平應力差小、裂縫發育的Ⅰ類綜合“甜點”區部署J23、J25 水平井，2口水平井油層鉆遇率均達到95%以上，壓裂改造后，截至目前累計產油超過32 000 m3，單井最高日產油均超過100 m3/d(表6)，進一步驗證了多屬性融合“甜點”預測技術的可靠性。

圖6 綜合“甜點”區

5 結 論

(1) 針對J區致密油埋藏深，巖性復雜，縱向上地層呈薄互層狀，層間存在高強度應力層，原油黏度大、密度高，天然裂縫不發育，滲透率低等諸多復雜地質與油藏等特征，總結以往壓裂改造、儲層認識中存在的問題，基于地震和測井數據，形成了“甜點”多屬性融合預測技術。

(2) 優選了表征地質“甜點”區和工程“甜點”區發育特征的5個屬性參數，即均方根振幅、地震頻率、相干值、λρ、水平應力差比值，對其進行RGB顏色融合，得到地質“甜點”和工程“甜點”，進一步融合，得到綜合“甜點”區，其中，Ⅰ類綜合“甜點”區主要位于研究區中部與南部。

(3) 綜合“甜點”區的的油井以及Ⅰ類綜合“甜點”區新鉆井的生產效果均表明，綜合“甜點”區的劃分是準確的，說明“甜點”多屬性融合預測技術準確可靠，對該區域開發評價及產能建設井位部署具有很強的指導作用。

表5 J區前期致密油水平井壓裂生產效果

表6 J區后期致密油試油情況