奧陶系碳酸鹽巖縫洞刻畫淺析—以塔河十區(qū)西為例

葛星盧智慧(中國(guó)石油化工集團(tuán)公司西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆烏魯木齊830011)

1 研究區(qū)域地質(zhì)概況

十區(qū)西地表海拔高度950m 左右。地層系統(tǒng)三疊系以上為陸相碎屑巖沉積、石炭系為海陸交互相碎屑巖夾薄層灰?guī)r、奧陶系為海相碳酸鹽巖。其中奧陶系碳酸鹽巖經(jīng)風(fēng)化剝蝕而形成的眾多低幅度的風(fēng)蝕殘丘，裂縫及溶蝕孔洞發(fā)育，儲(chǔ)層的非均層性極強(qiáng)。

2 研究區(qū)域斷裂展布

2.1 研究區(qū)域主干斷裂識(shí)別

十區(qū)西主干斷裂在奧陶系發(fā)育規(guī)模較大，縱橫向連續(xù)性較好，易識(shí)別。螞蟻體，精細(xì)相干均反映主干斷裂連續(xù)性好，各期主干斷裂切割關(guān)系明顯。

2.2 研究區(qū)域次級(jí)斷裂識(shí)別

十區(qū)西次級(jí)斷裂識(shí)別，運(yùn)用多種識(shí)別技術(shù)，包含精細(xì)相干技術(shù)、頻譜分解不連續(xù)性檢測(cè)、螞蟻體。

(1)相干斷裂識(shí)別技術(shù)。計(jì)算地震相干數(shù)據(jù)體的目的主要是突出不相干的地震信息(低的相關(guān)值)，從而由縱向和橫向上的局部波形相似性得到三維地震相干性的估計(jì)值。地震相干技術(shù)的主要對(duì)象是地震反射波形，目的是確定地下儲(chǔ)層的橫向巖性變化，當(dāng)某套地層有斷裂發(fā)育時(shí)，其發(fā)育特點(diǎn)在地震剖面上應(yīng)該有反映，波形特征應(yīng)該有變化。用多道相似性準(zhǔn)則去衡量它，找出波形特征的變化與相似系數(shù)的關(guān)系，根據(jù)已知區(qū)相似系數(shù)的變化規(guī)律，預(yù)測(cè)是否有斷裂發(fā)育。

第三代相干算法與第一代、第二代相干相比更多考慮了在相干道中占主要地位的目標(biāo)道，因此，基于該算法的相干屬性體具有更高的橫向分辨率。

(2)譜分解不連續(xù)性檢測(cè)。EPoffice軟件的頻譜分解不連續(xù)檢測(cè)屬性，針對(duì)雜亂不連續(xù)性有著很好的效果，尤其是針對(duì)串珠外圍的雜亂反射，能夠很好的識(shí)別，但其特點(diǎn)是連續(xù)性相對(duì)較差，敏感性強(qiáng)，突變明顯。針對(duì)研究區(qū)的次級(jí)斷裂，相對(duì)于串珠外圍的雜亂反射，其連續(xù)性要好很多，采用頻譜分解不連續(xù)性檢測(cè)屬性，不能有效的的識(shí)別次級(jí)斷裂。

(3)螞蟻體識(shí)別技術(shù)。碳酸鹽巖非均質(zhì)性極強(qiáng)，串珠等地震異常反射對(duì)不連續(xù)性屬性造成很大影響，采用螞蟻?zhàn)R別技術(shù)，能夠很好的壓制地震異常反射。主干斷裂規(guī)模相對(duì)較大，空間連續(xù)性較強(qiáng)，圖中主干斷裂特征明顯，連續(xù)性好，能有效反映主干斷裂發(fā)育特征，同時(shí)部分伴生的次級(jí)斷裂及花狀斷裂特征，也能夠識(shí)別出，但針對(duì)次級(jí)斷裂，螞蟻體屬性連續(xù)性太強(qiáng)，反射較雜亂，在次級(jí)斷裂識(shí)別中，主要參考和輔助其他次級(jí)斷裂識(shí)別屬性。

3 奧陶系碳酸鹽巖縫洞刻畫技術(shù)進(jìn)展概況

3.1 縫洞刻畫技術(shù)研究成果概況

縫洞地質(zhì)體，是由不同尺度的洞、孔和縫組成的集合體。塔河碳酸鹽巖油藏具有地震分辨率大于實(shí)際鉆遇縫洞尺度，精細(xì)預(yù)測(cè)及量化難度大，地質(zhì)控因多且復(fù)雜，造成預(yù)測(cè)難度大的特點(diǎn)，從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā)，初步把縫洞按尺度分成三種類別：定量刻畫、半定量識(shí)別和定性預(yù)測(cè)。目前認(rèn)為地震成像的縱向分辨率為1/4波長(zhǎng)，塔河奧陶系碳酸鹽巖地層主要為灰?guī)r，速度6000m/s，目的層主頻30Hz，縱向分辨率的高度應(yīng)為50m，溶洞定量刻畫臨界值高度基本確認(rèn)為50m，即溶洞高度大于50m 時(shí)，其體積大小，外形輪廓特征，頂?shù)走吔缂翱臻g結(jié)構(gòu)特征能進(jìn)行定量描述。

當(dāng)溶洞高度小于50m，巖溶縫洞在地震剖面上最典型的特征是“串珠”反射，雖然不能分辨其外形輪廓，但其空間位置、中心點(diǎn)的識(shí)別和描述比較可靠，能進(jìn)行半定量識(shí)別。若儲(chǔ)層以洞和縫的形式表現(xiàn)，鉆井揭示洞穴高度1～10m 最為常見，通過正演模擬2～8m 的孔洞地震反射以雜亂反射為主，當(dāng)縫洞高度小于10m 時(shí)，僅能在地震剖面上描述其雜亂反射特征，這個(gè)尺度為定性描述。

大尺度縫洞可以精細(xì)刻畫外形輪廓特征，頂部邊界及空間結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行定量描述；中小尺度溶洞只能識(shí)別空間位置、縫洞中心點(diǎn)，體積計(jì)算不確定性大，僅能半定量描述；孔縫尺度儲(chǔ)集體僅能在平面上大致預(yù)測(cè)其分布范圍，多為定性描述。

刻畫技術(shù)由“十二五”及前期的異常體輪廓刻畫發(fā)展到現(xiàn)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)及定量刻畫，鉆井放空漏失率顯著提高，由30%提高到58%。縫洞刻畫技術(shù)由前期大致外形輪廓向空間位置、內(nèi)部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，定量刻畫逐步落實(shí)(見表1)。

3.2 中尺度“三定”技術(shù)

中尺度“三定”技術(shù)既應(yīng)用三種技術(shù)方法確定中尺度縫洞中心點(diǎn)位置，具體為疊前深度偏移定方向、分頻定橫向、反演定縱向。“三定”技術(shù)在開發(fā)措施上報(bào)中起到了重要作用。

3.2.1 解決成像問題，提高縫洞體平面位置精度

疊前深度偏移主要解決成像問題，提高縫洞體平面位置精度。奧陶系由于油藏埋深大，實(shí)際情況比較復(fù)雜，時(shí)間偏無(wú)法適應(yīng)地層傾角大(構(gòu)造劇烈)，橫向速度變化快情況，深度偏與時(shí)間偏相比，速度模型不同、精度有提升，成像方法有改進(jìn)，2015年1月開始應(yīng)用深度偏資料共計(jì)部署開發(fā)井65口(含調(diào)整)，完鉆55口，放空漏失35口，放空漏失概率63.6%，酸壓完井29口，酸壓率53%，比前期67%降低14個(gè)百分點(diǎn)；

表1縫洞刻畫技術(shù)研究進(jìn)展

3.2.2 分頻可提高橫向分辨率

不同地質(zhì)體的響應(yīng)信號(hào)頻率不同，通常地震信號(hào)是多個(gè)地質(zhì)體不同頻率的復(fù)合信號(hào)，通過分頻技術(shù)對(duì)復(fù)合信號(hào)進(jìn)行分解，頻率反推地質(zhì)體。縫洞分頻能量能刻畫中尺度縫洞體橫向邊界、逼近實(shí)際寬度，有效區(qū)分相鄰縫洞，高頻可刻畫小串珠。目前單頻體常用方法有小波變換、廣義S變換。

3.2.3 反演相對(duì)振幅能量可提高振幅縫洞縱向分辨率

通過正演論證，反射波與繞射波在特征上一致，反演對(duì)于提高縫洞刻畫精度仍然有效，以暗河、串珠為對(duì)象開展了多種反演效果對(duì)比，基本一致。反演有利于提高縫洞體的縱向分辨率，確定頂、底面，刻畫縱向尺度，分辨縱向多套縫洞結(jié)構(gòu)，目前常用的疊后反演技術(shù)有稀疏脈沖反演、隨機(jī)模擬反演。

3.2.4 “三定”技術(shù)應(yīng)用效果

“三定”技術(shù)用于縫洞儲(chǔ)集體的空間精準(zhǔn)定位，靶點(diǎn)設(shè)計(jì)、措施排查，落實(shí)了井-洞錯(cuò)位動(dòng)用，提出并實(shí)現(xiàn)了井-洞錯(cuò)位的小井距側(cè)鉆動(dòng)用8口，100%放空漏失，平均側(cè)鉆距離152m；支撐措施24 井次，有效18井次，增油4.8萬(wàn)噸。

4 結(jié)語(yǔ)

為提高塔河油田采收率，開展奧陶系碳酸鹽巖縫洞刻畫技術(shù)研究取得進(jìn)展。目標(biāo)刻畫技術(shù)由前期的異常體輪廓刻畫發(fā)展到現(xiàn)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)及定量刻畫，鉆井放空漏失率由30%提高到58%。