垂直地震测井_VSP_技术在薄层砂体识别中的应用.pdf

第22卷 第1期 2010年3月 岩性油气藏 LITHOLOGIC RESERVOIRS Vol 22 No 1 Mar 2010 收稿日期 2009 03 12 修回日期 2009 12 15 作者简介 李本才 1964年生 男 博士 高级工程师 现主要从事地质勘探综合研究工作 地址 138000 吉林省松原市油田公司勘探开发 研究院勘探所 E mail libenc 垂直地震测井 VSP 技术在薄层砂体识别中的应用 李本才1 曹卿荣1 李珮2 桂盼1 1 中国石油吉林油田公司勘探开发研究院 2 中国石油吉林油田公司新木采油厂地质研究所 摘要 VSP技术与常规地震观测方法相比 可减少噪声影响 提高纵向分辨率等诸多优势 通过VSP成 像 结合地面三维地震资料和岩性资料 进行精细地震属性分析 准确标定目的层 确定岩层之间的接触 关系 建立准确的地质模型 进而对地层的非均质性进行研究 该文以松辽盆地南部南山湾地区为例 利 用VSP资料 重新标定葡萄花油层的薄砂体 精细解释油层底界 在多种地震属性分析的基础上进行储层 预测 绘制出沉积相图 对该区提出了有利勘探目标 关键词 VSP 垂直地震剖面 葡萄花油层 南山湾地区 中图分类号 P315文献标识码 A 文章编号 1673 8926 2010 01 0109 05 1研究区概况 南山湾地区位于松辽盆地南 部长岭凹陷北部 T1反射层构造 形态表现为一西倾斜坡 西邻大 安油田 主要勘探目的层为黒帝 庙 葡萄花和扶余油层 本次主要 研究的是葡萄花油层 葡萄花油 层具有埋藏浅 砂体横向变化较快的特点 储层岩 性主要为粉砂岩 泥质粉砂岩 油层物性较差 以中 低孔 低渗储层为主 受扶新隆起带和大安逆断层 的影响 为应力集中释放区 裂缝较发育 裂缝改善 了储层物性 局部形成了高产区 研究区位于北部 的物源向南减薄尖灭 西部物源向东减薄尖灭的交 汇处 属三角洲前缘的最末端 为滨浅湖相沉积 砂 岩厚度小 单层厚度2 5 m 横向连通较差 主要以 滩坝 席状砂沉积为主 来自北部的沉积砂体与北 西向断层的有机配置易形成断层 岩性油气藏 1 该区于2003年在嫩303井区提交探明石油地质储 量140 104t 本区葡萄花油层只在姚家组一段中部发育一 套储层 上下围岩都是泥岩 且探井大都分布在研 究区的东南区域 在西北方基本属于无井区 单凭 已有探井和地质上的一些认识很难在西北部找到 有利的勘探目标 利用地震资料进行储层预测就成 为该区勘探的关键 2 因此 必须在地震剖面上精 确标定出葡萄花油层的位置 全区精细追踪解释 利用多属性综合分析技术及沿层切片等地震方法 刻画砂体 才能有效地确定该区的有利勘探目标 2垂直地震测井的优点 垂直地震测井 VSP Vertical Seismic Profiling 是一种地震观测方法 图1 它是在地表附近的一 些点上激发地震波 在沿井孔不同深度布置的一些 检波点上进行观测 与地面地震所不同的是由于在 垂直地震测井中 检波器通过井置于地层内部 所 以既能接收到自下而上的上行波 又能接收到自上 而下的下行波 而地面地震只能接收到前者 垂直 地震测井的优点为 3 垂直地震测井通过观测波 场在垂直方向的分布来研究地质剖面的垂向变化 因此 波的运动学和动力学特征更明显 更直接 更 灵敏 地面地震观测距介质内部有意义的界面较 远 与界面有关的波需要经过一段复杂的旅程才能 到达地表 垂直地震测井可以在介质内部紧靠界面 附近观测 也可直接记录与界面有关的较纯的地震 子波的波形 地面地震记录主要的干扰波大都来 自地层剖面上部 这些干扰往往使地震记录上波的 岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期 识别和对比发生困难 垂直地震测井由于在介质内 部点上直接观测 能够避开和减弱剖面上部低速带 的干扰 易于识别波的性质 地面地震观测时 由 于地面上部的影响 地震噪声能量较高 仪器有效 灵敏度受到限制 很难记录和识别强度低的弱波 垂直地震测井在介质内部的点上观测 地震噪声水 平随深度迅速衰减 可以大大提高仪器的有效灵敏 度 并使弱波的观测成为可能 地面地震观测时 不同界面的波到达地表测线上各点的方向都是来 自下方 且彼此差别不大 垂直剖面观测时 不同界 面的波到达井内测线上各点的方向可以是来自上 方 也可以是下方 而且在界面附近发生突变 所以 垂直地震测井可以有效地利用波的到达方向这一 特点 地面地震观测时 由于低速带和地层剖面 上部的影响 造成波的质点运动方向畸变 垂直地 震测井可以避开地层剖面上部和低速带的干扰 准 确观测波的质点运动方向 因而 可以利用波的 空 间偏振 或极化 这一特别灵敏的参数来研究波的 性质和地层岩性 3 垂直地震测井 VSP 与常规地震观测方法相比 具有明显的优势 减少了噪声的影响 提高了 地震资料纵向的分辨率 因此 垂直地震测井在油 气勘探中得到日益广泛的应用 3应用实例效果分析 3 1利用垂直地震测井 VSP 时深关系精细标定 薄层砂体 准确的层位标定及精细解释是储层预测的前 提条件 4 所谓标定就是将时深曲线的时深对与子 波作褶积 模拟井旁道的地震记录 使之与原始地 震道吻合 传统的方法是利用声波时差曲线进行标 定 这样标定的结果对一些厚度大的标志层较为准 确 但是具体到一些层间薄储层时的标定就很难准 确标定 而VSP资料所得的时深关系对可以准确标 定这些层间储层 长期以来吉林油田100多口井的VSP资料都 未得到充分利用 主要原因是由于上交的所有VSP 资料中 数据体的道头格式与传统的Landmark标准 格式不符 造成研究人员不能将VSP的有用信息加 载到工作站Landmark中 本次通过深入研究 运用 多种软件 如EPT 相结合的方法 成功地将VSP所 得的时深关系 时深对 及VSP数据体 SEGY 加载 到工作站Landmark中 图 2 是利用常规方法声波 时差标定塔13井与利用VSP时深对标定塔13井 结果对比 将加载到Landmark中的塔13井VSP时深关 系 结合声波时差曲线 分析认为 拐点处基本与地 层界面对应 最大速度拐点在嫩江组底界 对应深 度约为1 633 m 其原因是1 633 m上部为大套泥岩 下部为姚家组泥岩 粉砂岩互层 速度拐点反映了 该井地层的岩性变化 同时将加载到Landmark中 的塔13井VSP的SEGY资料与原始三维地震资料 联结起来进行综合桥式对比 图3 完成了地质资 料与地震资料的相互标定 特别是对T06 T1 T1p T2 反射层的准确标定 在进行VSP LOG剖面与三维 地震剖面及岩电剖面的层位标定时发现 T06反射层 与原标定层位有所不同 VSP标定的T06层应在原 三维地震认定的T06强反射轴下部约16 ms处 同 时传统的常规标定方法 图3左 总是存在全井段 上下不能兼顾的问题 而利用VSP时深对其标定 图1常规地面观测 a 与VSP观测 b 的比较 Fig 1Comparison between ordinary surface receiving system a and VSP receiving system b 图2常规标定 左 与利用VSP时深对标定 右 对比 Fig 2Comparison between ordinary calibration left and VSP time depth calibration right 左右 地震响应 地表 反射界面反射界面 震源震源 时间 地震响应 时间 井 a b 油层底面 油层底面 姚二 三 段底 姚一段底 姚二 三段底 姚一段底 姚二 三 段底 姚一段底 姚二 三 段底 姚一段底 110 2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年李本才等 垂直地震测井 VSP 技术在薄层砂体识别中的应用 图3右 却很好地解决了这个问题 不仅一些厚度 大的标志层对应较好 而且葡萄花油层内部层间的 标定也极为准确 前者将葡萄花油层标定在了一套 正相位中间 而后者将其标定在一套正负相位之间 的零相位上 对应到井上岩性反映的是一套砂岩的 底 其上部的正相位则对应一套砂岩 而这套砂岩 就是该区主力产油层 利用VSP时深对制作合成记录 计算出井旁速 度 将时间域剖面转换成深度域剖面 与同一比例 的岩性综合录井剖面进行直接对比 直观地反映出 某个反射同相轴所反映的砂组顶底面反射 并且可 以确定是多大厚度地层的综合响应 为井震对比提 供了一种准确 直观的技术手段 可建立目的层段 地震与地质之间对应关系 给地震反射同相轴赋予 一定的地质和岩性意义 为下一步的地震属性分析 及储层预测提供可靠依据 3 2葡萄花油层岩性组合及沉积演变分析 通过VSP准确标定 结合地层岩性综合录井 确 定姚家组 1 827 0 1 632 0 m 地层厚度为185 0 m 下部姚一段地层为紫红色泥岩夹灰色泥岩及少量 泥质粉砂岩和粉砂质泥岩 上部姚二 三段地层为灰 色泥岩与紫红色泥岩互层组合 结合塔13井过井 主测线反演剖面 图4 分析认为 下部湖岸线以上 以陆相泥岩为主 上部以滨浅湖沉积为主 5 姚一段三角洲河流相不发育 推测塔13井储层 砂体为滩坝沉积 3 3储层预测及有利目标优选 应用VSP时深对关系对该区塔13井目的层进 行精细标定 确定了葡萄花油层的底面 全区2 2 网格解释追踪该油层 向上开18 ms时窗 提取多种 属性 6 图5 及沿层切片进行综合分析 图中东南 部暖色区正好与已提交的储量面积相吻合 结合已 钻探井的测井信息 发现平均瞬时相位属性与大多 数井吻合较好 图中暖色区域中的井在该层为多套 砂泥岩薄互层 总体表现为砂多泥少 北西向断层 附近探井获得工业油流 而冷色区域中的井并不是 图3塔13井VSP LOG桥式综合对比图 Fig 3VSP LOG bridge calibration graph of Ta 13 well 图4塔13井过井主测线LINE335反演剖面 Fig 4Inversion profile of line 335 across Ta 13 well 层位嫩五段 嫩四段 嫩三段 嫩二段 嫩一段 姚段 姚一段 2 3青二段 青一段 泉四段 时间 ms 深度 m 907 1036 10431113124013131395144717571814 1890 125513671530163317521827230023842507 500 1000 1500 2000 2100 段 1447ms L300 2000 2900 3000 2800 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 1900 1900 1700 1800 1600 1500 1400 1800 1700 1600 1400 1500 1300 1200 1100 1300 1100 1200 1000 1000 900 900 800 700 600 500 500 600 700 800 VSP LOG时深尺 0 50 1 00 1 50 2 00 泉四段 1890ms 青二段 1757ms T2 1814ms Y1 Y2 3 1395ms T1 1313ms T06 1113ms 嫩二段 1240ms 嫩四段 1043ms 嫩五段 907ms 151101151201251 泉四段2507m 青一段2384m 青二段2300m 姚一段1827m 嫩一段1633m 嫩二段1530m 嫩三段1367m 嫩四段1255m 嫩五段1036m 姚二三段1752m 50 SP 40 GR 220 DT24 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Xline Well 301321341361381401421441461481 10086 9690 9294 8899 8503 8107 7712 7316 6920 6525 6129 塔13 时间 ms 时间 ms 111 岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期岩性油气藏第22卷第1期 纯泥岩 同样也是多套砂泥岩薄互层 但与暖色区 域对比 砂岩变的更薄了 泥的含量相对增加 储层 表现为偏干 探井试油效果不理想 从任意一条连 接暖色区域和冷色区域的剖面也能明显看出 图6 该目的层处地震轴确实发生了明显变化 由正相位 变成负相位 对应井的岩性特征 也反映出砂岩由 多变少的趋势 从嫩303井区的剖面可看出 目的 层属于复波反射特征 认为是砂体叠置造成同相轴 变化 砂岩较厚 泥质含量低 结合三角洲外前缘的 沉积背景 以葡萄花油层描述为重点 同时参考该 油层段内的优势相分布 通过测井相研究 岩性描 述 粒度分析等方法建立了不同沉积微相的沉积模 式 7 在平面图制作过程中 将每一口井在该目的 层的测井曲线段投影到平面上 再结合地震属性图 绘制了该区葡萄花中部沉积微相平面图 8 图7 根据剖面上目的层的形态和沉积模式分析 正相位 复波反射区属于多次水退期沉积的砂岩和多次水 进期泥岩的叠置 圈闭聚集油气的数量与储层的发 育程度有关 从该区葡萄花砂岩等厚图与试油结果 的叠合图得知 大部分地区砂岩厚度越大 单井的 产油量越高 砂岩厚度越小 单井产油量越小 由此 可见 该区砂岩发育控制了油气的富集 据此认识 在该区北西向断层切割的厚砂体处提出2口探井 4结论 1 垂直地震测井 VSP 技术具有提高地震资 料纵向分辨率的特点 可以进一步核实关键层位 特别是层间的标定 解释 尤其是对薄层的准确 识别 结合地面三维地震 AVO速度和岩性分析等 资料 通过资料的综合应用能进行精细的地震属性 分析 搞清岩层之间的接触关系及建立准确的地质 模型 进而对地层的非均质性进行研究 2 松辽盆地南部南山湾地区葡萄花油层储层 厚度薄 利用垂直地震测井可以精确标定油层 结 合油气富集规律研究 在本区部署2口探井 为下 步勘探指明方向 参考文献 1 王永春 康伟力 毛超林 吉林探区油气勘探理论与实践 M 北 京 石油工业出版社 2007 2 宋立忠 李本才 王芳 松辽盆地南部扶余油层低渗透油藏形成 机制 J 岩性油气藏 2007 19 2 57 61 3 朱光明 垂直地震剖面方法 M 北京 石油工业出版社 1988 1 5 4 李庆忠 岩性油气藏地震勘探若干问题的讨论 关于垂 向分辨率的认识 J 岩性油气藏 2008 20 3 1 5 5 唐振兴 杨光 黄铭志 等 海坨子 大布苏地区青三段砂体沉 积机制与岩性油藏 J 岩性油气藏 2007 19 2 50 52 6 曹辉 关于地震属性应用的几点认识 J 勘探地球物理进展 2002 25 5 18 22 7 王建功 王天琦 卫平生 大型坳陷湖盆浅水三角洲沉积模式 J 岩性油气藏 2007 19 2 28 35 8 陈树民 于晶 松辽盆地北部储层预测技术发展及岩性油藏地 震识别技术 J 大庆石油地质与开发 2004 23 5 104 106 图5葡萄花油层平均瞬时相位属性 Fig 5Average instantaneous phase of Putaohua oil layer 图6嫩303井提交储量区联井剖面图 Fig 6Average instant phase attribute of Putaohua oil layer 图7葡萄花中部油层沉积微相图 Fig 7Sedimentary microfacies of middle Putaohua oil layer Ta10 Ta4 Ta6 Ta13 Nen303 6 Nen303 3 Nen304 Nen306 Nen303 Nen305 Nen702 Nen5 嫩305嫩303嫩306嫩304嫩303 6 塔13 嫩303 7 嫩303 6嫩304 嫩303 3 嫩303 4 嫩303 2 嫩5 嫩301 嫩302 嫩306 嫩3 嫩303 嫩305 嫩702 嫩7塔10 塔4 塔6 嫩309 滩坝 席状砂 泥滩 姚二 三段底 油层位置 姚一段底 姚二 三段底 姚二 三段底 油层位置 油层位置 姚一段底 姚一段底 姚一段底姚一段底 姚二 三段底 姚二 三段底 复波 复波 112 2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年2010年 编辑杨琦 Application of VSP to the identification of thin sand LI Ben cai1 CAO Qing rong1 LI Pei2 GUI Pan1 1 Research Institute of Exploration and Development Jilin Oilfield Company PetroChina Songyuan 138000 China 2 Geological Institute of Xinmu Oil Production Plant Jilin Oilfield Company PetroChina Songyuan 138000 China Abstract Compared with general seismic techniques VSP can remove noise effect more effectively and improve vertical resolution Combining 3D seismic profile and core the key layers are calibrated their relations can be made definitely and fine seismic attributes analyses is processed Amore accurate geological model is set up and the reservoir heterogeneous can be made clearly by using VSP image Taking Nanshanwan area for example the thin sand of Putaohua oil layer can be recalibrated using VSP time depth table and its bottom can be interpreted accurately The reservoir is predicte