基于相控地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演的開發(fā)可動用儲量品質(zhì)評價(jià)
——以珠江口盆地B油田為例

王秀玲，鄧大飛，孫潤平，管 耀，唐 輝.

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東深圳 518054)

B油田位于珠江口盆地東沙隆起北緣，發(fā)育新近系中新統(tǒng)珠江組生物礁、灘型碳酸鹽巖低滲油藏。1井在構(gòu)造高部位鉆遇37 m灰?guī)r并發(fā)現(xiàn)了14 m灰?guī)r油層，評價(jià)井在構(gòu)造東北部鉆遇約23 m油層。由于受地貌、成巖等地質(zhì)因素的影響，礁灘沉積復(fù)雜，儲層縱、橫向上非均質(zhì)性強(qiáng)，且研究區(qū)內(nèi)僅有兩口鉆井，控制點(diǎn)少，常規(guī)確定性反演方法受限于地震頻帶而難以準(zhǔn)確識別；如何精細(xì)刻畫碳酸鹽巖儲層展布，對有效儲層進(jìn)行開發(fā)可動用品質(zhì)評價(jià)，提高開發(fā)方案決策的可靠性，一直是碳酸鹽巖低滲油氣藏開發(fā)的難點(diǎn)[1-3]。

珠江口盆地B油田目前開發(fā)可動用評價(jià)有以下兩大難點(diǎn)：①儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，油層厚度薄、變化快，受限于地震資料頻帶，傳統(tǒng)確定性反演技術(shù)難以對碳酸鹽巖儲層進(jìn)行精細(xì)描述。②儲層垂向及平面上連通性差異大，儲層開發(fā)動用綜合品質(zhì)有差別，開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)相對較大。

地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演是目前針對非均質(zhì)性強(qiáng)、厚度薄、橫向變化大的儲層預(yù)測較為有效的方法之一，最早由Haas等[4]提出，并被一系列學(xué)者加以發(fā)展[5-7]和提出新的算法[8-10]，將確定性反演和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)模擬相結(jié)合，吸收了地震橫向覆蓋面廣、測井采樣密集、縱向分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，以概率密度和變差函數(shù)描述儲層的空間展布特征，相較常規(guī)的反演優(yōu)勢明顯[11-13]?；诔练e相和儲層分布特征研究，將沉積微相模型和巖石物性分布特征引入反演之中的相控地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演技術(shù)，能在垂向上以更小尺度描述儲層物性的變化，為分析油層連通性、油藏參數(shù)的分布及儲量評價(jià)奠定了可細(xì)化的研究基礎(chǔ)，在油田強(qiáng)非均質(zhì)性薄儲層預(yù)測和應(yīng)用方面取得了良好效果[11,14]。海上油藏儲層開發(fā)可動用儲量影響因素復(fù)雜多樣，為規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，在開發(fā)階段已逐漸重視對地質(zhì)儲量的品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)。胡廣義等[15]針對渤海海域明化鎮(zhèn)組下段油藏“小而多”的特點(diǎn)提出的海上油田開發(fā)前期研究階段儲量品質(zhì)評估方法，即采用合理的技術(shù)流程將儲量品質(zhì)評估的主要指標(biāo)(包括儲量規(guī)模、儲量豐度、儲量集中度等定量指標(biāo)和儲層巖性、物性、韻律性、斷裂復(fù)雜程度、原油黏度和油藏類型等定性指標(biāo))進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而在對油田儲量品質(zhì)進(jìn)行全面評估的基礎(chǔ)上指導(dǎo)油田開發(fā)方案的編制，使得新油田開發(fā)前期研究項(xiàng)目決策更加理性和有依據(jù)。

針對珠江口盆地B油田碳酸鹽巖低滲油藏存在的地質(zhì)難點(diǎn)，研究從微觀巖心薄片入手，結(jié)合成像測井、錄井等資料，系統(tǒng)分析不同儲層巖性、物性等品質(zhì)差異；在此基礎(chǔ)之上，通過測井尺度上彈性參數(shù)表征沉積微相并作為硬約束，采用相控地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演預(yù)測地震尺度不同沉積微相的儲層空間分布；同時(shí)，采用多點(diǎn)相建模和相控地震約束的建模方法，建立油田的地質(zhì)模型，實(shí)現(xiàn)儲層精細(xì)描述[16]；并最終結(jié)合儲層物性、儲量規(guī)模、豐度等多因素綜合品質(zhì)分析，確定可靠的開發(fā)可動用范圍，指導(dǎo)油田開發(fā)方案的編制。

1 儲層基本特征

通過薄片鑒定中對巖石學(xué)和古生物學(xué)特征的描述，B油田灰?guī)r劃分為三大類：緩坡臺地沉積、生物碎屑灘、生物礁[17-18]。①碳酸鹽巖緩坡臺地沉積，主要發(fā)育泥質(zhì)生屑灰?guī)r，紋層狀灰泥質(zhì)苔蘚蟲灰?guī)r，巖性致密，基本不發(fā)育孔隙。②生物碎屑灘沉積。該微相以生物碎屑灰?guī)r、骨屑灰?guī)r、顆粒灰?guī)r為主，粒間溶孔發(fā)育，孔隙間連通性好(圖1a、圖1b)。③生物礁沉積。該微相結(jié)合礁體內(nèi)部生物演變及礁結(jié)構(gòu)、儲層物性特征，進(jìn)一步可細(xì)分成礁核和礁翼。其中礁翼段發(fā)育珊瑚藻，含有孔蟲，泥質(zhì)充填，珊瑚藻大部分為結(jié)核狀的獨(dú)立個(gè)體，巖性致密，無基質(zhì)孔隙，生物孔隙不發(fā)育，連通性差。礁核以珊瑚藻為主，與有孔蟲、苔蘚蟲互相纏繞生長，粒間孔較發(fā)育，連通性好(圖1c、圖1d)。

受成巖作用影響，礁灰?guī)r儲層可明顯分為兩段(圖2a)：常規(guī)礁灰?guī)r段和低滲礁灰?guī)r段。兩段礁灰?guī)r在縱向上不等厚間互出現(xiàn)，平面上低滲礁灰?guī)r段在1井附近比較發(fā)育。這主要是由于礁體周期性暴露使部分礁體遭受到大氣淡水的淋濾作用，產(chǎn)生大量次生孔隙，儲集性能較好；而沒有經(jīng)過淡水淋濾作用的部分儲層，原生孔隙發(fā)育，但不連通，滲透率較低，儲集性能較差，形成低滲礁灰?guī)r段。礁灰?guī)r總體上為中孔、低滲透率儲集層。

生物碎屑灘儲層，儲層物性優(yōu)于礁灰?guī)r儲層。測井解釋儲層平均孔隙度為21.3%，平均滲透率為41.2 mD，屬于中孔、低—中滲透率儲集層(圖2b)。

2 相控地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演儲層預(yù)測

針對B油田儲層極強(qiáng)的非均質(zhì)性以及較少的井點(diǎn)控制，常規(guī)的井插值或地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)模擬難以有效描述儲層的空間展布，需要綜合利用地震資料實(shí)現(xiàn)地質(zhì)與地球物理結(jié)合，測井縱向高分辨率與地震資料橫向高預(yù)測性相結(jié)合，最終達(dá)到在保證分辨的同時(shí)預(yù)測復(fù)雜礁、灘灰?guī)r的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。

圖1 1井礁、灘型儲層薄片F(xiàn)ig.1 Reef and beach type reservoir thin slices of well 1a.1 861.5 m，生物礁相，微晶含砂有孔蟲藻屑灰?guī)r，粒間溶蝕孔發(fā)育；b.1 857.9 m，生物礁相，微晶—亮晶骨屑藻屑灰?guī)r，粒間及粒內(nèi)溶蝕孔發(fā)育；c.1 844.1 m，生物灘相，微晶藻鉆有孔蟲屑灰?guī)r，粒間溶蝕孔發(fā)育；d.1 836.2 m，生物灘相，粗晶方解石膠結(jié)孔隙，后被溶蝕。

圖2 B油田珠江組儲層孔滲關(guān)系Fig.2 Relationship between pore and permeability of reservoir in Zhujiang formation of B oilfield

相控地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演技術(shù)[19-23]將地震數(shù)據(jù)和測井?dāng)?shù)據(jù)視為互為約束的數(shù)據(jù)，利用變差函數(shù)在測井尺度統(tǒng)計(jì)不同沉積微相的空間變化規(guī)律，在地震尺度通過協(xié)克里金將其與彈性參數(shù)進(jìn)行融合，通過線性加權(quán)在進(jìn)行層序格架的控制下實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)離井的地方融合地震趨勢數(shù)據(jù)來校正插值數(shù)據(jù)：

(1)

式中X(uXi)——uXi處的測井?dāng)?shù)據(jù)；

Y(uYk)——uYk處的地震趨勢數(shù)據(jù)；λXi，λYk——基于變差分析的加權(quán)系數(shù)值。

圖3a為傳統(tǒng)確定性反演剖面，受限于地震頻帶，只能反演大套的儲層，難以識別有效儲層。圖3b為相控地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演的儲層剖面，縱向反演分辨率達(dá)到對最小的油層解釋單元的識別，通過變差函數(shù)的統(tǒng)計(jì)，井間儲層變化較快，儲層橫向非均質(zhì)性得到了很好的展示。結(jié)合井上沉積特征研究，2井儲層主要為生物灘沉積微相，高部位1井儲層主要為生物礁，反演結(jié)合完全符合已鉆井，說明本方法在描述碳酸鹽巖強(qiáng)非均質(zhì)性上可靠性較高。

圖3 反演過井剖面Fig.3 Cross well profiles

根據(jù)相控地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演儲層的預(yù)測結(jié)果(圖3b)，礁灰?guī)r有效儲層縱向上呈“三段式條帶式層狀”分布特征：以“礁核”沉積相態(tài)為中心，頂部有效儲層分布呈離散特征、下部礁基由于白云巖化作用，有效層呈現(xiàn)連續(xù)變化；上部灰?guī)r與下部碎屑巖呈“非連續(xù)縱向連通特征”。儲層縱向的“團(tuán)塊狀”“條帶式層狀”特征有效預(yù)測了常規(guī)礁灰?guī)r、低滲礁灰?guī)r以及灘灰?guī)r的分布規(guī)律。同時(shí)，儲層預(yù)測結(jié)果表明，在平面上油田的有效儲層主要分布在油田的高部位，油田東南、西南部的灰?guī)r儲層物性較差(圖4)。

3 開發(fā)可動用儲量品質(zhì)評價(jià)

開發(fā)可動用儲量品質(zhì)分析是針對油田自身特點(diǎn)，綜合分析影響開發(fā)效果的主要因素(儲層物性、連通性，儲量規(guī)模，儲量豐度……)，以降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，保障開發(fā)可動用方案的可靠性。

基于儲層反演預(yù)測結(jié)果(圖5)，灘灰?guī)r儲層物性明顯好于礁灰?guī)r，礁灰?guī)r滲透率變化快、連續(xù)性差，上部灰?guī)r數(shù)模小層物性較差；靠近斷層帶的儲層滲透率極低，2井附近滲透率明顯好于1井。

圖4 相控地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演波阻抗平面Fig.4 Impedance plane plot by facies controlled geo-statistical inversion

圖5 各數(shù)模小層滲透率分布Fig.5 Permeability distribution maps of different numerical simulationsa.數(shù)模1～4層；b.數(shù)模5～12層；c.數(shù)模13～17層；d.數(shù)模18～21層；e.數(shù)模22～28層。

結(jié)合儲量豐度、開發(fā)可行性等多因素對B油田灰?guī)r油藏進(jìn)行開發(fā)可動用儲量品質(zhì)分析，30 m的灰?guī)r儲層可進(jìn)一步細(xì)分成五類品質(zhì)的儲層(表1)。不同類品質(zhì)儲層采用不同的開發(fā)方案：頂部1至4個(gè)小層，儲層物性差，儲量規(guī)模小，不宜部署井位，儲量難以動用；第5至12小層，儲層平均寬度為500～600 m，在油田南部連通性變差，適合采用分支井或短的水平井開發(fā)；第13至17數(shù)模小層，儲層連通性好，儲量規(guī)模適中，儲層物性較好，應(yīng)考慮長水平井來動用儲量；第18至21數(shù)模小層，儲量規(guī)模大，但儲層寬度較小，應(yīng)考慮短水平井來動用儲量；第22至28數(shù)模小層，“甜點(diǎn)”儲層寬度規(guī)模最大可達(dá)2 800 m，儲層物性好，滲透率可達(dá)200 mD，應(yīng)考慮長水平井來動用。

表1 開發(fā)可動用品質(zhì)分類Table 1 Development available reserves and quality evaluation classification

綜合上述研究，圈定了碳酸鹽巖油藏最終的開發(fā)可動用儲量范圍(圖4)：主要?jiǎng)佑闷焚|(zhì)相對較好的“甜點(diǎn)儲層SL5～28層”(表1)，平面上動用范圍主要位于內(nèi)含油邊界以內(nèi)(斷層附近儲層由于物性差、構(gòu)造風(fēng)險(xiǎn)大，不考慮動用)。經(jīng)計(jì)算，B油田灰?guī)r油藏的探明可動用儲量約為1 000×104m3，動用儲量占全探明儲量的89.8%。

4 結(jié)論

(1)受成巖作用影響，B油田儲層非均質(zhì)性極強(qiáng)，發(fā)育常規(guī)礁灰?guī)r段、低滲礁灰?guī)r、灘灰?guī)r。其中，礁灰?guī)r總體上為中孔、低滲透率儲集層；生物碎屑灘儲層，儲層物性優(yōu)于礁灰?guī)r儲層，屬于中孔、低—中滲透率儲集層。

(2)基于相控地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演的碳酸鹽巖儲層精細(xì)描述，縱向上，灘礁灰?guī)r有效儲層縱向上呈“三段式條帶式層狀”“團(tuán)塊狀”分布特征；平面上，油田有效儲層主要分布在高部位，油田東南、西南部的灰?guī)r儲層物性較差。

(3)結(jié)合儲量豐度、開發(fā)可行性等多因素對B油田灰?guī)r油藏進(jìn)行開發(fā)可動用品質(zhì)分析，30 m的灰?guī)r儲層進(jìn)一步細(xì)分成五類品質(zhì)的儲層。綜合兼顧采收率和儲量風(fēng)險(xiǎn)兩個(gè)因素，不同類品質(zhì)儲層采用不同的開發(fā)方案。確保優(yōu)先動用縱向品質(zhì)高的區(qū)域，圈定了B油田灰?guī)r油藏的探明可動用儲量為1 000余萬立方米，動用儲量占全探明儲量的89.8%。