海拉尔盆地复杂储层地震识别方法研究
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摘要
海拉尔盆地为经历多演化旋回的中生代陆相断陷盆地,由分隔性较强的多个次级构造单元构成,多期构造作用相互叠加,结构复杂,构造破碎;储集岩形成于多源近源快速沉积环境,成因类型多,横向相变快,具有较强的隐蔽性。经过26年的勘探,该盆地已经取得了丰硕的勘探成果,但勘探难度也与日俱增,勘探重点逐渐由寻找构造油气藏转向寻找隐蔽性强、勘探难度大的岩性油气藏,因此对储层预测精度提出了更高的要求。而目前地震资料分辨率和保真度却难以满足对诸如水道砂体等复杂储层精细预测的需求,同时该区也缺乏有效的储层精细预测和岩性油气藏勘探的配套技术及勘探实践。如何解决这一矛盾,已成为该盆地勘探工作能否持续深入开展的焦点问题。本论文拟针对这一问题,从寻找改善现有地震资料品质的有效方法入手,探索适合于工区地质特点的复杂储层精细预测配套技术,为海拉尔盆地油气勘探深入开展略尽绵薄之力。
本论文从海拉尔盆地油气勘探的实际需求出发,选取水道砂和裂缝储层为代表的复杂储层预测作为研究重点,以探索并优化适合于工区复杂储层预测的配套技术为研究主线,以拓展勘探领域、服务油田持续发展为目标。从复杂储层类型和特征分析入手,选取有代表性的地区,运用多种方法和技术分别针对水道砂岩和裂缝储层开展了储层精细预测研究,形成了适合于这两类复杂储层预测的配套技术,同时为下一步勘探部署提供了有利钻探靶区,有效地指导了该区的勘探实践。取得了如下主要成果及认识:
1.依据圈闭的成因类型和储集空间的非常规特点将海拉尔盆地复杂油气藏划分为岩性油气藏、地层油气藏、裂缝型油气藏及复合型油气藏四大类共十个亚类;通过对陡坡带、洼陷带、断阶带和缓坡带复杂油气藏的分布及组合特点的分析总结出工区复杂油气藏的四种分布模式;
2.根据储层的成因特点及储集空间类型,将海拉尔盆地复杂储层划分为砂岩储层和裂缝型储层两大类。以水下扇为例,对砂岩储层的相控特征进行了解剖。对裂缝的特征、成因和控制因素进行了分析和总结;
3.通过对裂缝地震响应正演模拟分析认为,风化壳储层以强反射为特征,其反射振幅随着偏移距的增加而减小,在裂隙储层顶部,当裂隙含气时,振幅随偏移距的递减是最快的,对应最大的AVO梯度值。当裂隙含水时,振幅随偏移距的递减比含气裂隙的振幅和裂隙的走向方向振幅递减要小;
4.针对研究区盆地结构复杂、构造破碎、储层成因类型多、横向变化快、空间分布复杂的实际情况,采用叠前传输吸收Q补偿方法对地震资料进行保真拓频处理,为水道砂识别提供了高分辨率、高保真、高信噪比的地震资料,有效提升了现有地震资料的应用价值;
5.采用地震单属性分析、分频处理及波形聚类分析等技术对水道砂岩进行了联合定性预测。预测结果表明,其分布范围边界清楚,形态符合地质规律,对该区下阶段滚动勘探具有具有重要的指导意义;
6.采用基于测井敏感属性重构的随机模拟地震反演方法识别并刻画薄砂层的分布及变化。与直接反演方法相比,其结果具有明显的高分辨率优势。采取全局寻优的反演算法,可以更好的减少反演的多解性,提高研究区储层反演纵、横向分辨率及对薄储层的分辨能力;
7.首次在研究区采用应力场数值模拟技术定性预测构造裂缝发育带,该技术与叠前反演方法和叠后属性分析相结合,形成了裂缝储层综合预测的技术系列。采用相关技术在工区的预测结果经实钻资料验证,符合率较高,证实相关技术组合的有效性;
8.形成了适合于工区地质特征的完善的裂缝储层预测思路与流程。提出裂缝预测应遵循从定性到定量、从宏观到微观的科学研究思路。在进行裂缝性储层预测的过程中,首先要按裂缝储层预测的要求,分析裂缝储层的地质特征与测井特征,有针对性开展裂缝地震响应正演模拟;在此基础上,进行叠前、叠后地震资料裂缝储层预测与方法试验,结合构造应力场分析,最终综合预测研究区裂缝发育带的发育方向和规律。
Hailar basin had experienced multiple and strong tectonic reworkings, more over, the multiple provenances, quick facies changes, complicated and variation types of reservoirs, and they are now in the relatively complicated tectonic area, so they are characterized by relatively strong concealment. Presently the major thorny problems encountered in seismic exploration includes the seismic resolution and fidelity can not meet the requirements of lithologic exploration; the precisions of identifying and predicting the channel sand bodies and other sandstone reservoirs in Hailar basin are relatively low; the geological and geophysical response characteristics of fractured reservoirs are still deficient in systematic study. The relatively effective seismic identification methods are now necessary to be studied.
According to the actual necessary of exploration in Hailar basin, this paper is targeted to the characteristics of complicated reservoirs which are difficult to predict in Hailar basin, and determining the following research ideas, i.e. to start with the basic and regional geologic analyses, fully apply the new principles, new methods and new technologies in reservoir prediction and seismic inversion, and take the seismic identification method of complicated reservoirs as the motif. The complicated reservoir characteristics are firstly analyzed, and then make a research on the high frequency and fidelity processing technologies, maximumly improving the resolution and fidelity of seismic data and laying the base for seismic identification of sandstone reservoirs; secondly make a research on the azimuthally processing technology, preparing the data for seismic pre-stack inversion; thirdly applying the seismic attribute analysis and seismic inversion methods to identify the channel sand bodies; according to the ideas from macroscopic to microscopic, from qualitative to quantitative, applying the post-stack fracture-detection and tectonic stress field analysis methods to make the quantitative prediction of the oriented fracture development belt, and summing up the method of identifying fractured reservoirs from seismic data; and finally applying the summarized seismic method of identifying the complicated reservoirs to identify and predict the channel sand bodies and fractured reservoirs in East Urig, South Tamuzag and other 3-D work areas, i.e. preparing the target areas for a further exploration deployment and favorably guiding the production . The major new ideas and achievements are as follows:
1. Put forward the pre-stack transmission and absorbing Q compensation method and fidelity-high frequency processing method, effectively expanding the frequency band, so that the major frequency can be raised to 20Hz, and improving the capability of distinguishing channel sandstones.
2. Set forth the stochastic simulation seismic inversion method based on the reconstruction of logging sensitive attributes, effectively improving both the vertical and horizontal resolutions of reservoir inversion and the resolution capability of reservoirs in the study area.
3. Put forward the comprehensive method of identifying channel sandstones. Applying seismic attribute, frequency division, inversion and waveform cluster analyses to identify the channel sandstones. The boundaries of sandstones distribution areas are clear, and the distribution morphology of channel sands meet the geologic regularity.
4. Stress field numerical modeling has firstly been made for qualitatively predicting the developmental belts of tectoclases. The results are similar to those reflected by the structural curvature, maximum principal strain and maximum principle stress, and coincide with the geologic regularity.
5. The comprehensive prediction method and processing flow have been formed, and a breakthrough has been made in predicting the fractured reservoirs in East Urig–fracture-developed belts have been identified, and the coincidence rate between the results of fracture prediction and the known wells are relatively high. The research results mentioned above have not only the novelty and creativity, but have also the practicality. This would be the theoretical basis of the further seismic identification of complicated reservoirs in Hailar basin, and would concurrently be of great and realistic significance to increasing both the reserves and production in the area.
本论文从海拉尔盆地油气勘探的实际需求出发,选取水道砂和裂缝储层为代表的复杂储层预测作为研究重点,以探索并优化适合于工区复杂储层预测的配套技术为研究主线,以拓展勘探领域、服务油田持续发展为目标。从复杂储层类型和特征分析入手,选取有代表性的地区,运用多种方法和技术分别针对水道砂岩和裂缝储层开展了储层精细预测研究,形成了适合于这两类复杂储层预测的配套技术,同时为下一步勘探部署提供了有利钻探靶区,有效地指导了该区的勘探实践。取得了如下主要成果及认识:
1.依据圈闭的成因类型和储集空间的非常规特点将海拉尔盆地复杂油气藏划分为岩性油气藏、地层油气藏、裂缝型油气藏及复合型油气藏四大类共十个亚类;通过对陡坡带、洼陷带、断阶带和缓坡带复杂油气藏的分布及组合特点的分析总结出工区复杂油气藏的四种分布模式;
2.根据储层的成因特点及储集空间类型,将海拉尔盆地复杂储层划分为砂岩储层和裂缝型储层两大类。以水下扇为例,对砂岩储层的相控特征进行了解剖。对裂缝的特征、成因和控制因素进行了分析和总结;
3.通过对裂缝地震响应正演模拟分析认为,风化壳储层以强反射为特征,其反射振幅随着偏移距的增加而减小,在裂隙储层顶部,当裂隙含气时,振幅随偏移距的递减是最快的,对应最大的AVO梯度值。当裂隙含水时,振幅随偏移距的递减比含气裂隙的振幅和裂隙的走向方向振幅递减要小;
4.针对研究区盆地结构复杂、构造破碎、储层成因类型多、横向变化快、空间分布复杂的实际情况,采用叠前传输吸收Q补偿方法对地震资料进行保真拓频处理,为水道砂识别提供了高分辨率、高保真、高信噪比的地震资料,有效提升了现有地震资料的应用价值;
5.采用地震单属性分析、分频处理及波形聚类分析等技术对水道砂岩进行了联合定性预测。预测结果表明,其分布范围边界清楚,形态符合地质规律,对该区下阶段滚动勘探具有具有重要的指导意义;
6.采用基于测井敏感属性重构的随机模拟地震反演方法识别并刻画薄砂层的分布及变化。与直接反演方法相比,其结果具有明显的高分辨率优势。采取全局寻优的反演算法,可以更好的减少反演的多解性,提高研究区储层反演纵、横向分辨率及对薄储层的分辨能力;
7.首次在研究区采用应力场数值模拟技术定性预测构造裂缝发育带,该技术与叠前反演方法和叠后属性分析相结合,形成了裂缝储层综合预测的技术系列。采用相关技术在工区的预测结果经实钻资料验证,符合率较高,证实相关技术组合的有效性;
8.形成了适合于工区地质特征的完善的裂缝储层预测思路与流程。提出裂缝预测应遵循从定性到定量、从宏观到微观的科学研究思路。在进行裂缝性储层预测的过程中,首先要按裂缝储层预测的要求,分析裂缝储层的地质特征与测井特征,有针对性开展裂缝地震响应正演模拟;在此基础上,进行叠前、叠后地震资料裂缝储层预测与方法试验,结合构造应力场分析,最终综合预测研究区裂缝发育带的发育方向和规律。
Hailar basin had experienced multiple and strong tectonic reworkings, more over, the multiple provenances, quick facies changes, complicated and variation types of reservoirs, and they are now in the relatively complicated tectonic area, so they are characterized by relatively strong concealment. Presently the major thorny problems encountered in seismic exploration includes the seismic resolution and fidelity can not meet the requirements of lithologic exploration; the precisions of identifying and predicting the channel sand bodies and other sandstone reservoirs in Hailar basin are relatively low; the geological and geophysical response characteristics of fractured reservoirs are still deficient in systematic study. The relatively effective seismic identification methods are now necessary to be studied.
According to the actual necessary of exploration in Hailar basin, this paper is targeted to the characteristics of complicated reservoirs which are difficult to predict in Hailar basin, and determining the following research ideas, i.e. to start with the basic and regional geologic analyses, fully apply the new principles, new methods and new technologies in reservoir prediction and seismic inversion, and take the seismic identification method of complicated reservoirs as the motif. The complicated reservoir characteristics are firstly analyzed, and then make a research on the high frequency and fidelity processing technologies, maximumly improving the resolution and fidelity of seismic data and laying the base for seismic identification of sandstone reservoirs; secondly make a research on the azimuthally processing technology, preparing the data for seismic pre-stack inversion; thirdly applying the seismic attribute analysis and seismic inversion methods to identify the channel sand bodies; according to the ideas from macroscopic to microscopic, from qualitative to quantitative, applying the post-stack fracture-detection and tectonic stress field analysis methods to make the quantitative prediction of the oriented fracture development belt, and summing up the method of identifying fractured reservoirs from seismic data; and finally applying the summarized seismic method of identifying the complicated reservoirs to identify and predict the channel sand bodies and fractured reservoirs in East Urig, South Tamuzag and other 3-D work areas, i.e. preparing the target areas for a further exploration deployment and favorably guiding the production . The major new ideas and achievements are as follows:
1. Put forward the pre-stack transmission and absorbing Q compensation method and fidelity-high frequency processing method, effectively expanding the frequency band, so that the major frequency can be raised to 20Hz, and improving the capability of distinguishing channel sandstones.
2. Set forth the stochastic simulation seismic inversion method based on the reconstruction of logging sensitive attributes, effectively improving both the vertical and horizontal resolutions of reservoir inversion and the resolution capability of reservoirs in the study area.
3. Put forward the comprehensive method of identifying channel sandstones. Applying seismic attribute, frequency division, inversion and waveform cluster analyses to identify the channel sandstones. The boundaries of sandstones distribution areas are clear, and the distribution morphology of channel sands meet the geologic regularity.
4. Stress field numerical modeling has firstly been made for qualitatively predicting the developmental belts of tectoclases. The results are similar to those reflected by the structural curvature, maximum principal strain and maximum principle stress, and coincide with the geologic regularity.
5. The comprehensive prediction method and processing flow have been formed, and a breakthrough has been made in predicting the fractured reservoirs in East Urig–fracture-developed belts have been identified, and the coincidence rate between the results of fracture prediction and the known wells are relatively high. The research results mentioned above have not only the novelty and creativity, but have also the practicality. This would be the theoretical basis of the further seismic identification of complicated reservoirs in Hailar basin, and would concurrently be of great and realistic significance to increasing both the reserves and production in the area.
引文
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