石油勘探開發(fā)綜合技術(shù)的應(yīng)用―――以蘇北油田沙埝塊斷為例章志英，居春榮，婁國泉，王炬（中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，江蘇揚(yáng)州225009）術(shù)。重點(diǎn)介紹了三維地震處理解釋一體化技術(shù)、儲(chǔ)層橫向預(yù)測技術(shù)、油藏工程研究技術(shù)的應(yīng)用及取得良好的效果和顯著經(jīng)濟(jì)效益的情況。說明多學(xué)科相互滲透的綜合技術(shù)是油田發(fā)展的重要途徑。
3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A沙埝油田位于蘇北盆地高郵凹陷北斜坡，是由勘探發(fā)現(xiàn)，通過滾動(dòng)開發(fā)當(dāng)年建成產(chǎn)能的一個(gè)新油田。含油層系為古近系（原下第三系）阜寧組一、二、三段，屬復(fù)雜斷塊低滲透砂巖油藏。構(gòu)造特征為在斜坡背景下由各反向斷層組成的斷鼻、斷塊。主要有沙19、沙20、沙23、發(fā)2等斷塊（圖1）。其中沙20塊，主控?cái)鄬訓(xùn)|西長達(dá)20km呈波狀展布，形成多個(gè)局部高點(diǎn)。該區(qū)地下地面地質(zhì)條件復(fù)雜。其特點(diǎn)是：①火成巖發(fā)育②構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜③多次波干擾嚴(yán)重④儲(chǔ)層物性橫向變化大⑤含油帶窄。針對(duì)上述情況，在產(chǎn)能建設(shè)中，采取多學(xué)科、多專業(yè)協(xié)作配合，互相滲透，既靈活又針對(duì)性地應(yīng)用了石油勘探開發(fā)綜合技術(shù)（圖2），從而達(dá)到了預(yù)期效果。
反射層構(gòu)造圖1處理解釋一體化技術(shù)該技術(shù)包括交互式解釋處理和精細(xì)構(gòu)造解釋二個(gè)方面。
1 .1交互式解釋處理在交互式解釋處理中突出了三維地震資料處理過程中的處理和解釋二部分人員之間交互式解釋處理的過程。突出了速度、偏移歸位和能量補(bǔ)償三個(gè)方面的研究。
建立迭加速度場：利用本區(qū)現(xiàn)有的鉆井分層和聲波測井、VSP資料得到層速度場，經(jīng)速度轉(zhuǎn)換得到預(yù)測速度場，利用該速度對(duì)迭加速度進(jìn)行宏觀控制。
在交互式迭加速度分析中，特別重要的是加強(qiáng)了對(duì)如圖3所示的由微弱多次波產(chǎn)生假速度能量團(tuán)的識(shí)別。通過分析不斷修改速度模型，反復(fù)交替直到得到較準(zhǔn)確的速度場和信噪比較高的迭加剖面。同時(shí)，對(duì)斷塊破碎、速度橫向變化大的地區(qū)，加強(qiáng)速度譜分析點(diǎn)，減少速度平均效應(yīng)，使斷點(diǎn)更加清晰。
偏移歸位：根據(jù)沙埝地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)及迭加速度場確定偏移速度。由于火成巖厚度平布上分布不均衡，造成局部速度場高，如沙20東塊沙21井鉆遇了研究院主任工程師，高級(jí)工程師。
提高圈閉落實(shí)程度儲(chǔ)層分布預(yù)測、三維地質(zhì)建模實(shí)現(xiàn)新油田產(chǎn)能建設(shè)的高速高效整體優(yōu)化射孔方案設(shè)計(jì)井網(wǎng)部署優(yōu)化油水井布局結(jié)構(gòu)優(yōu)化開發(fā)技術(shù)政策研究整體優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)油藏工程研究技術(shù)精細(xì)三維地震油頂構(gòu)造圖偏移歸位處理解釋一體化技術(shù)精細(xì)構(gòu)造解釋交互式解釋處理迭加速度場能量補(bǔ)償火成巖分布規(guī)律高頻層序地層學(xué)測井神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測無井技術(shù)地球物理研究地質(zhì)研究儲(chǔ)層橫向預(yù)測技術(shù)沙埝油田勘探開發(fā)綜合技術(shù)巖的速度高出3 000m/s左右，在偏移處理時(shí)重視了局部高速度場。根據(jù)偏移速度場得到的偏移剖面再次進(jìn)行解釋、反復(fù)交替修改，直到地震資料與鉆、測井資料吻合，確定出最佳偏移速度場。
能量補(bǔ)償：在火成巖發(fā)育區(qū)，其周圍地層的反射波能量較弱，為此方法處理人員利用能量守恒原理，編制了氣囊法模塊，解釋人員對(duì)火成巖產(chǎn)生的地震波進(jìn)行初步識(shí)別，給出分布范圍及時(shí)間段，利用氣囊法補(bǔ)償火成巖附近的反射波能量。同時(shí)適當(dāng)縮小增益時(shí)窗，避免目的層反射波能量受到抑制。
經(jīng)交互式解釋處理后，本區(qū)資料品質(zhì)得到明顯改善，剖面具有：斷點(diǎn)清晰、偏移歸位準(zhǔn)確目的層波組特征明顯，信噪比提高火成巖下伏地層的反射能量提高等特點(diǎn)（圖4），為復(fù)雜構(gòu)造的精細(xì)解釋，增強(qiáng)了資料的可信度。
1 .2精細(xì)構(gòu)造解釋準(zhǔn)確的層位標(biāo)定是精細(xì)構(gòu)造解釋的第一步，研究中采用提取工區(qū)內(nèi)子波，利用聲波測井曲線制作合成記錄，對(duì)井旁地震道進(jìn)行標(biāo)定。如沙19塊T反射層的標(biāo)定，沙19 5井按常規(guī)速度分析T應(yīng)標(biāo)定在1 680ms ，經(jīng)準(zhǔn)確層位標(biāo)定后，T要上提一個(gè)相位。
精細(xì)構(gòu)造解釋要充分利用大量的三維數(shù)據(jù)體及先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)。如小比例地震剖面可查清主控?cái)鄬拥目v向展布特征。大比例剖面可識(shí)別出小斷層的發(fā)育情況，時(shí)間切片（面塊切片）可指導(dǎo)本區(qū)斷層的解釋。特別是應(yīng)用三維可視化技術(shù)，通過顏色的變化，任意方向切割觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)，GEOFRAM可視化軟件可直接調(diào)用IESX工區(qū)原始地震數(shù)據(jù)，鉆井分層和測井曲線，研究復(fù)雜地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和地層接觸關(guān)系。圖5是沙埝地區(qū)三維立體構(gòu)造形態(tài)圖，通過這類圖件能清楚地反映三維空間內(nèi)網(wǎng)格化層面的江蘇地質(zhì)2000年a沙埝地區(qū)地震模型正演剖面b沙埝地區(qū)地震剖面局部異常凸起或扭曲，及時(shí)進(jìn)行修改，提高構(gòu)造解釋精度。同時(shí)還要研究本區(qū)各斷塊主控?cái)鄬悠矫嬲共夹螒B(tài)、研究火成巖厚度分布規(guī)律。
本區(qū)火成巖厚度分布差異較大，嚴(yán)重干擾T反射波組的解釋，造成了T波組局部畸變，形成假斷點(diǎn)，圖6通過正演模型清楚地說明火成巖厚度分布變化所引起速度變化的差異是造成本區(qū)T波組上拉現(xiàn)象的主要原因。圖7是沙埝地區(qū)火成巖穿插在不同層位的一個(gè)立體分布圖，應(yīng)用測井約束反演技術(shù)，預(yù)測了本區(qū)火成巖平面上厚度在構(gòu)造精細(xì)解釋時(shí)，根據(jù)火成巖分布情況，進(jìn)行變速成圖，準(zhǔn)確地編制了本區(qū)各含油斷塊油層頂面構(gòu)造圖。
2儲(chǔ)層橫向預(yù)測技術(shù)在滾動(dòng)開發(fā)初期，針對(duì)沙埝地區(qū)鉆孔資料少的特點(diǎn)，采用了無井Log反演技術(shù)，在滾動(dòng)開發(fā)進(jìn)程中，通過測井資料神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測技術(shù)及高頻層序地層學(xué)研究，再次進(jìn)行儲(chǔ)層橫向預(yù)測。
2 .1無井Log反演技術(shù)該技術(shù)是一種分布最優(yōu)化反演新技術(shù)，由模擬退火和共扼梯度反演兩部分組成。首先為模擬退火提供一個(gè)初始模型，先進(jìn)行模擬退火反演，其解作為共扼梯度反演的初始解，進(jìn)行二次反演，獲得反演的最終解，與區(qū)內(nèi)測井資料進(jìn)行對(duì)比分析，通過調(diào)整地質(zhì)模型和合適子波參數(shù)，使反演輸出成果和實(shí)際井資料保持最大程度上的一致，通過高精度反演速度再進(jìn)行儲(chǔ)層參數(shù)的分布預(yù)測。
2 .2測井資料神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測技術(shù)本技術(shù)重點(diǎn)應(yīng)用在沙19塊E 3，將該斷塊中沙19井、沙19 1井巖心歸位后，根據(jù)不同巖性對(duì)應(yīng)電性的差異，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法建立本區(qū)巖性識(shí)別模型，圖，清楚地反映了儲(chǔ)層的韻律性，巖性解釋精度高，為高頻層序地層學(xué)研究，沉積旋回基準(zhǔn)面的確定提供更直觀、更可靠的巖性剖面。
2 .3高頻層序地層學(xué)研究技術(shù)首先根據(jù)沙埝地區(qū)巖心、鉆井剖面等相標(biāo)志，識(shí)別基準(zhǔn)面旋回的沉積與地層的特征關(guān)系其次將旋回標(biāo)志與測井相建立相關(guān)關(guān)系，用以指導(dǎo)區(qū)域上非取心井測井曲線的旋回劃分，在系統(tǒng)測井相及測井剖面旋回分析的基礎(chǔ)上，對(duì)地震反射界面進(jìn)行精細(xì)層標(biāo)定，用以識(shí)別平面上較大范圍內(nèi)基準(zhǔn)面旋回特征組合及巖性變化規(guī)模。圖9是根據(jù)上述理論，在沙20斷塊的具體應(yīng)用，表示了基準(zhǔn)面旋回與沉積微相之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以解決水體迅速變化、相帶頻繁疊置而造成的儲(chǔ)層橫向?qū)Ρ却⿻r(shí)現(xiàn)象，同時(shí)判斷預(yù)測單砂體的橫向分布范圍。
在沙19斷塊，對(duì)E油藏砂巖薄儲(chǔ)層也進(jìn)行了預(yù)測，E為湖盆三角洲相三角洲前緣亞相，沉積微相屬水下分支河道、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂等，根據(jù)高頻層序地層學(xué)原理，可分為進(jìn)積水道及可容納空間較大沉積期的席狀砂、遠(yuǎn)砂壩，根據(jù)測井剖面，確定出低江蘇地質(zhì)2000年可容納空間水道砂體的削蝕現(xiàn)象，將疊置砂層細(xì)分為不同的或多期的微相單元，根據(jù)各井點(diǎn)微相進(jìn)行成圖。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用地震地質(zhì)信息預(yù)測含油井段內(nèi)砂巖百分含量、砂巖厚度、儲(chǔ)層物性等儲(chǔ)層參數(shù)，為開發(fā)前期油藏?cái)?shù)值模擬研究提供地質(zhì)模型參數(shù)。
3油藏工程研究技術(shù)應(yīng)用包括了滾動(dòng)開發(fā)初期油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)和滾動(dòng)開發(fā)中優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。
3 .1油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)包括合理開發(fā)層系劃分、合理開發(fā)方式、合理注采井距、合理采油井距、注水時(shí)機(jī)、合理注水方式、合理注采比、合理采油速度8個(gè)方面研究。以沙20塊為例，其方案特征。
方案類別方案編號(hào)方案特征模擬結(jié)果開發(fā)層系分為E和E兩套層系開采一套層系開采分為E和E三套層系開采和E兩套層系開采開發(fā)方式靠天然能量開采人工注水開采注水方式邊部注水內(nèi)部點(diǎn)狀注水加邊部注水邊部注水注采井距200m注采井距250m注采井距300m注采井距采油井距200m采油井距300m采油井距400m采油井距300m采油井距注水時(shí)機(jī)同步注水，壓力水平0.9以上早期注水，壓力水平0.7左右晚期注水，壓力水平0.8左右同步注水、壓力水平0.9以上注采比有效注采比1.0有效注采比0.8有效注采比1.0采油速度采油速度2.3 左右，穩(wěn)產(chǎn)2年采油速度1.9 左右，穩(wěn)產(chǎn)3年采油速度2.5 左右，穩(wěn)產(chǎn)1年采油速度2.3，穩(wěn)產(chǎn)2年通過油藏?cái)?shù)值模擬研究結(jié)果：沙20西塊應(yīng)以兩套開發(fā)層系，人工注水方式開發(fā)，以邊部注水300m～350m注采井距，實(shí)行同步注水，有效注采比1.0為宜，以300m采油井，2.3采油速度開采為佳。
3 .2整體優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)根據(jù)沙埝油田E油層橫向變化大、縱向非均質(zhì)性嚴(yán)重等特征，開展了井網(wǎng)部署優(yōu)化、油水井結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化、整體優(yōu)化射孔方案設(shè)計(jì)技術(shù)研究。本文重點(diǎn)介紹在本區(qū)開展的整體優(yōu)化射孔方案設(shè)計(jì)技術(shù)。
首先在已滾動(dòng)區(qū)塊開展油水井全面系統(tǒng)分析，編制油水井連通關(guān)系。其次，通過統(tǒng)計(jì)對(duì)比類似油藏實(shí)際開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，在確保油井具有一定產(chǎn)能、油藏具有較高采油速度的條件下，確定本區(qū)油井射孔厚度以17m～20m為好。第三，根據(jù)油水井連通情況，最大限度保證注采井組射孔層位的一致性。第四，根據(jù)物性差異確定注水井射孔密度，對(duì)物性較好的層采用單位井段稀孔（8孔/m）射孔工藝，對(duì)物性較差的層采用單位井段密孔（16孔/m）射孔工藝，力圖減少注水井層間吸水差異，相應(yīng)節(jié)約射孔費(fèi)用。在沙20西塊對(duì)5口注水井有32.2m井段采用8孔/m射孔工藝。上述整體優(yōu)化射孔方案設(shè)計(jì)，避免了因考慮不周而引發(fā)不必要的重復(fù)射孔工作。同時(shí)對(duì)沙油藏儲(chǔ)層物性和原油性質(zhì)均較好，單井產(chǎn)能高、含油井段短、油井調(diào)整余地少的情況，投產(chǎn)射孔時(shí)采取單層射孔、逐層上返方式。發(fā)2斷塊采用一套井網(wǎng)，在保證油井一定產(chǎn)能和油藏一定采油速度需求的前提下，采用了注采同步、逐層上返優(yōu)化射孔。
4綜合效益評(píng)價(jià)在沙埝油田產(chǎn)能建設(shè)中由于應(yīng)用了勘探開發(fā)綜合技術(shù)，取得了明顯效果和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在滾動(dòng)開發(fā)中發(fā)現(xiàn)了沙23、發(fā)2等新含油斷層、新含油層系。含油面積由初期的3.6km增加至8.0km 2，探t以上，新增探明儲(chǔ)量400×10 t以上，用62口開發(fā)井（包括注水井），6口探井在6個(gè)含油斷塊建成產(chǎn)能20×10 t ，總投資2.98億元，百萬噸產(chǎn)能建設(shè)的直接投資為14.9億元，實(shí)現(xiàn)了高速高效高水平滾動(dòng)開發(fā)沙埝油田的目標(biāo)。
總之，結(jié)合本區(qū)石油地質(zhì)條件，針對(duì)性地應(yīng)用石油勘探開發(fā)綜合技術(shù)，實(shí)行油藏工程、地質(zhì)、地震、測井等多專業(yè)與多學(xué)科的相互滲透，協(xié)作攻關(guān)研究，在滾動(dòng)開發(fā)中完成探明儲(chǔ)量、產(chǎn)能建設(shè)任務(wù)，是實(shí)現(xiàn)增儲(chǔ)上產(chǎn)、加快油田發(fā)展的重要途徑。
