储层地球物理学6碳酸盐岩储层预测课件

1、储层地球物理学6碳酸盐岩储层预测大联片三维处理高分辨率高讯噪比高保真油气预测VSP高分辨率三维地震四维地震特殊处理精细解释三维可视化岩心分析录井测井正演模型反演处理储层展布特征油藏精细描述开发地质模型储层空间属性的精细刻画建立多参数储层识别模式部署建议井位开发方案虚拟技术钻井轨迹岩溶特征储层特征油气水分布一般储层地震预测技术思路框图 碳酸盐岩储层预测研究技术方法 古地貌、古水系研究 岩溶储层性质古岩溶地貌的恢复方法 根据上覆石炭系巴楚组地层的沉积特点，双峰灰岩广泛稳定沉积，厚度在20米左右（20.521.5米），认为其下的泥岩段是古岩溶地貌基础上填平补齐的沉积过程，所以巴楚组泥岩的沉积厚度大致

2、反映了古岩溶地貌的形态；考虑泥岩地层的强压实特点，根据区域研究成果，本区取泥岩压实系数为2.0，进行压实恢复，得到巴楚组下泥岩段的沉积厚度，从而实现对海西早期岩溶地貌的恢复（图3-2）。 Hydrocarbon Trap Types塔河油田奥陶系碳酸盐岩岩溶分带特征 岩溶垂向发育模式沿层面的溶蚀现象沿裂缝的溶蚀现象钻井岩溶剖面图岩溶发育的主要控制因素原岩岩性断裂强度古地貌古气候条件 断裂、裂缝是岩溶发育最为重要的控制因素 是岩溶作用的先期通道增加了水与碳酸盐岩的接触面积增大了地表水及地下水的溶蚀范围改善了碳酸盐岩的渗流作用，使溶蚀作用增强，溶蚀速度加快。在碳酸盐岩内部形成一个可代谢的淡水溶蚀系

3、统，从根本上为空间范围内大规模的碳酸盐岩溶蚀作用提供了条件。岩溶形成机理岩溶洞穴形成机理淡咸水混合岩溶形成机理随着岩溶洞穴上覆负荷增大，而产生的洞穴塌陷，使洞穴上方碳酸盐岩形成许多塌陷断裂、裂缝，又为后期的岩溶作用重新提供了条件，使岩溶作用具有继承性。岩溶分带测井响应特征钻井响应特征地表岩溶带GR呈锯齿状，一般3060API；电阻明显降低，呈锯齿状；AC明显增加；井径扩径或略扩径。钻速加快或略加快，有时出现放空及泥浆漏失。渗流岩溶带GR呈近于平直或微齿状；电阻略降低，呈正差异；AC略增加；井径扩径或略扩径。钻速不加快或略加快，有时出现少量泥浆漏失。潜流岩溶带角砾岩GR呈锯齿状，一般3060AP

4、I；电阻明显降低，呈锯齿状；AC明显增加；井径扩径或略扩径。钻速加快或略加快，有时出现少量泥浆漏失。砂泥质充填溶洞GR高，一般40-100API；电阻明显降低，呈锯齿状；AC明显增加；井径扩径明显。钻速加快或略加快，出现少量泥浆漏失及放空。未充填溶洞GR一般较低；电阻明显降低，呈锯齿状；AC明显增加，有时出现周波跳跃；井径扩径严重。钻速明显加快，出现放空及大量泥浆漏失。渗流带岩溶发育模式及钻井地质、测井曲线特征渗流带潜流带渗流带潜流带碳酸盐岩的储层类型孔隙型洞穴型裂缝型1。裂缝的观察 通过岩性观察描述结合成像测井研究裂缝的发育层位及发育的方向裂缝型油藏的特征及识别裂缝的有关概念：裂缝的产状裂缝

5、产状是裂缝最主要的基本参数，包括：裂缝的走向（方位）裂缝的倾向倾角特征 裂缝产状的估计方法直接观察岩芯成像测井(FMI)地震保幅数据体的不同方向的振幅方差分析振幅属性和相干体估计裂缝的有关概念：裂缝密度和开度 裂缝密度是衡量裂缝发育程度的重要裂缝参数，它与裂缝的孔隙度和渗透率直接相关。通常根据测量参照系的不同，可有三种类型的表达方式，即：裂缝线密度指与一条直线相交的裂缝条数与该直线长度的比值。裂缝面密度指流动横截面上裂缝累计长度与该横截面积的比值。裂缝体密度指裂缝总表面积与岩石总体积的比值。 裂缝开度即裂缝的张开程度，一般用裂缝壁之间的距离来定量描述，它与裂缝孔隙度和渗透率，特别是渗透率的关系

6、极为密切。裂缝参数的估计方法 可通过岩心和FMI资料可以获得裂缝线密度参数和裂缝的张开度。 实用的观察统计方法：观察岩芯裂缝观察，并进行统计获取裂缝参数裂缝密度：每米井段所见到的裂缝总条数；裂缝开度或裂缝宽度：裂缝轨迹中宽度的平均值。 （1）三维相干体处理技术 （2）地震振幅分析技术 （3）波阻抗反演技术 （4）烃类直接检测技术（HDI, AVO） （5）多参数综合评价技术 （6）古地貌、古水系可视化分析研究技术 （7）模式识别、稳健频率油气检测技术 碳酸盐岩储层预测主要地球物理方法技术 首先利用钻井取心、录井、测井、试油测试以及分析化验资料，进行单井储层特征描述评价分析，然后结合地震资料预测

7、储集性能平面变化特征。 岩溶发育带预测主要应用振幅提取技术，对于研究区内要预测岩溶发育带的奥陶系地层来说，振幅的变化主要决定于地层中裂缝、溶孔、溶洞的发育程度。因此，利用敏感的振幅变化可以快速、直观地预测岩溶发育带。 奥陶系圈闭储层含油气检测：含油气性检测法主要应用人工神经网络技术、多参数判别分析法。碳酸岩储集特征评价及岩溶发育带预测碳酸盐岩储层预测的基本流程 准备数据体解释判断标志层 数据体拉平及古地貌恢复 多种数据体分析研究(振幅、相干、波阻抗、测井) 碳酸盐岩储层预测 基本流程准备数据体 基本数据需有三维地震保幅数据体、偏移数据体、地质层位解释数据体。利用地震处理解释软件从三维地震保幅数

8、据体中提取相干参数数据体，并进行波阻抗反演，得到三维波阻抗数据体。 基本流程解释判断标志层 结合区域地质、钻井地质分析上述几种数据体，了解掌握区域构造格架、地层沉积特征、断裂展布方向及主要活动时期，从而确定用于古地貌、古水系研究的区域标志层及解释层位。 基本流程数据体拉平及古地貌恢复利用层拉平技术将选择的标志层沿某一深度（或时间）值拉平，然后将三维地震保幅数据体、偏移数据体、相干参数数据体沿标志层顶面拉平，此时标志层为一平面。在拉平后的标志层基础上加上目的层顶面与标志层之间的深度（或时间）差值，得到新的解释层位即为近似的古地貌。 基本流程多种数据体分析研究利用地震技术（包括三维可视化技术分析、

9、直方图分析、二维和三维交会图分析技术等）分析多种地震数据体（包括振幅、频率、波阻抗特征参数），认识了解工区碳酸盐岩储层的地震特征，初步建立碳酸盐岩储层的基本特征，然后进行古地貌、古水系研究，划分储层的有利发育带，了解其分布情况。 基本流程碳酸盐岩储层预测将储层分析包括溶洞检测成果与工区所有探井、开发井的钻进施工情况、油气获得及投产产量情况进行二维和三维交会图比较分析，进一步修正得到准确的碳酸盐岩储层预测。 常规测井成像测井岩心分析录井资料多参数流体识别模式储层参数单井储层测井响应模式提高常规测井应用范围测试层位储量计算缝洞发育指标储层测井评价技术思路框图 缝洞型储层的测井响应特征 岩心实验分析

10、 测井曲线标准化 地层对比及岩溶带划分 裂缝 及溶孔、洞的纵横向分析 储层划分标准常规测井曲线响应特征井径：有增大现象自然伽玛：反映铀含量、泥质电阻率：降低，幅度差中子：可能增大声波时差：有所升高，有时出现“摆动”密度：降低 只有在少数典型缝、洞处上述现象才能同时出现，一般只能观察到其中的几个。成象测井响应特征声成象测井资料以灰度或颜色显示回波幅度和传播时间，亮度大（浅颜色）的表示较大的回波幅度、长的传播时间。缝、洞处因回波幅度小、传播时间长而在幅度和时间图上分别表现为深色和浅色异常。高导缝（可能的开口缝）在FMI图像上表现为深色（黑色）的正弦曲线；溶洞在FMI图像上颜色发黑的，形状象小砾石，

11、多为分散的星点状或串珠状。异常面积表征缝、洞的尺寸，裂缝正弦线的参数表征裂缝的产状。T401井CAST裂缝处理图像全波测井响应特征由于岩石中裂缝对声波信号的衰减作用，全波资料首先表现为幅度减小，由于裂缝的干扰，后续波形常发生畸变；纵、横波时差可出现增大现象。5431m处一个巨洞的显示射孔酸压5416-5420m5428-5433m产油：220t/d产气：2600m3/dTK404井5524.8-5527.5米处全波幅度降低，纵、横波时差增大T401井5404-5408m CAST幅度和时间图象上显示的不同倾向的裂缝，从图象上可以看出裂缝部分被充填。T401井沙47井测井成果与岩芯对比，5364

12、m成象测井显示一斜交缝；5365.9m双侧向电阻率显示较高值及正幅差,岩芯照片显示为砂砾屑灰岩,有溶解现象。T302井测井曲线、岩芯及声波成象的裂缝显示对比T401井5376m测井资料与岩芯照片对比5367-5384m生产测井结果：油163.68m3/d，气3764.68 m3/d沙67井5590m常规、成象测井与岩芯照片对比(高角度裂缝)沙67井5653m 常规、成象测井与岩芯照片对比。沙67井 5664m常规测井曲线、成象测井和岩芯照片对比T402井 5365-5394m常规测井曲线、成象测井和岩芯照片对比TK408井FMI显示的溶孔特征（多为星点状和串珠状）密度面孔率孔径沙67井由FMI

13、显示的裂缝和溶洞图象沙66井由FMI数据处理得到的溶洞图象沙75井高导缝：斜交缝/网状缝15段，厚13.0m。斜交缝斜交/网状缝、溶洞沙74井直劈缝3段，厚3.4 m。钻井诱导缝：雁状缝8段，厚38.0m。沙73井溶蚀孔、洞：41段，厚10.4m.沙74井FMI图象与BHTV图象裂缝对比图声波幅度传播时间TK311井FMI图象与CAST图象裂缝对比图声波幅度传播时间渗透性好 主要内容 测井解释工作量及成果 缝洞型储层的测井响应特征 岩心实验分析 测井曲线标准化 地层对比及岩溶带划分 裂缝及溶孔、洞的纵横向分析 储层划分标准 井眼稳定性分析及地层破裂压力高度预测 现今水平主应力分析 生产测井应用

14、效果与MDT测试 十五规划与结论岩心实验分析由于岩心孔隙度比较小，所以选取直径为45mm的岩心，这样做的目的是为了减少系统误差.高温高压实验：在60Mpa/126进行。常温常压实验结果：a=3.00, m=1.34 b=1.09 ，n=3.63高温高压实验结果：a=2.8264， m=1.3879 b=1.0244 ，n=1.3879地层因素（F）与孔隙度(）电阻增大率(I)与含水饱和度(Sw)高温高压地层因素(F)与孔隙度()高温高压电阻增大率(I)与含水饱和度(Sw)常温常压孔隙度与纵波、横波(T)饱和样干样纵波横波高温高压孔隙度()与纵波、横波(T)饱和样干样纵波横波曲线标准化1、各井选

15、相对致密的井段作孔隙度曲线直方图，得到峰值。2、取各井的峰值，再作全区直方图，即为各曲线的标准值。3、标准值与各井的峰值之差，即为校正值。TK303井标准化井段选取实例沙67井统计直方图沙66井统计直方图DENACACCNLDENCNL沙65井统计直方图DENCNLACT301井统计直方图DENCNLAC塔河3号油田三孔隙度测井曲线标准化数据表塔河3号油田三孔隙度测井曲线标准化直方图塔河3号油田三孔隙度测井曲线标准化直方图塔河4号油田三孔隙度测井曲线标准化数据表塔河4号油田三孔隙度测井曲线标准化直方图塔河6号油田三孔隙度测井曲线标准化数据表塔河6号油田三孔隙度测井曲线标准化直方图标准化的应用1

16、、储量计算 孔隙度、饱和度、有效厚度 2、区块研究 确定骨架、地层对比、 储层划分、流体识别 通过对塔河油田奥陶系碳酸盐岩各井的测井资料分析，认为目前所钻遇较深井的岩性自上而下可划分为两个岩性段，第一岩性段以灰岩为主;第二岩性段以白云质灰岩为主 第一岩性段（除岩溶体系裂缝发育段）：自然伽玛测井值普遍较低，一般为10-15API，表明岩性较纯，含泥质少;声波时差接近灰岩骨架值47.5s/ft; 中子孔隙度普遍小于1.5%;密度值大部分在灰岩骨架值2.71g/cm3左右，大于2.74g/cm3者极少。 第二岩性段：本岩性段在测井曲线上具有比较明显的对比标志,存在两段较明显的自然伽玛锯齿状尖峰区,表

17、现为上、下两个旋回。每个旋回分别包括高自然伽玛段和低自然伽玛段。高自然伽玛段的数值较第一岩性段自然伽玛值增高, 低自然伽玛段自然伽玛值与第一岩性段自然伽玛值接近，中子、密度值均比第一岩性段增大。地层对比及岩溶带划分 T416井 TK405井 沙64井 T302井 TK303井 沙62井第一岩性段第二岩性段第二水平潜流岩溶带第一水平潜流岩溶带垂直渗流岩溶带塔河3、4号油田第二岩性段测井曲线典型特征 经对所测成象测井资料的反复认识分析，发现垂直渗滤岩溶带的裂缝倾向上、下基本一致，其走向与现今最大水平地应力方向一致，（裂缝倾角一般较高，为70-90），如 TK408井：裂缝倾向北北西，走向为北东东-

18、南西西为主，与钻井诱导缝的倾向、走向一致。 沙66井：裂缝倾向以南东方向为主，走向北东-南西，钻井诱导缝的倾向分别为北西、南东向，走向为北东-南西。 沙67井：倾向南南东,走向北东东-南西西，钻井诱导缝倾向南南东（部分为北北西及南西西）走向为北东东-南西西为主。 岩溶带划分在成象测井评价结果上的依据岩溶带划分在成象测井评价结果上的依据 水平潜流岩溶带裂缝倾向一般为两组，其一组走向与地应力方向一致，另一组走向与前一组斜交，前一组裂缝倾角多集中于60-90，后一组裂缝倾角变小。 TK408井：后一组倾向近东，走向南北方向。 S66井后一组裂缝较少, 溶孔发育。 S67井后一组倾向南南西，走向为南东

19、东-北西西。 此表对比了塔河3号油田部分井的常规测井与全波列、井下电视测井在裂缝性储层的响应特征，并试图研究岩溶带、裂缝产状、裂缝是否开启与储层评价之间的关系。塔河3号油田部分井测井评价表塔河4号油田部分井测井评价表 此表对比了塔河4号油田部分井的常规测井与全波列、井下电视测井在裂缝性储层的响应特征，并试图研究岩溶带、裂缝产状、裂缝是否开启与储层评价之间的关系。 利用成象测井资料对塔河油田奥陶系裂缝及溶孔、洞的纵横向分布进行分析。裂缝及溶孔、洞的分析储层划分标准 测井储集类型分析是根据测井计算的储层总孔隙度、基质孔隙度、孔洞孔隙度和裂缝孔隙度四要素量值变化来进行的。基本思路是： (1)如果总孔

20、隙度高，而裂缝孔隙度和孔洞孔隙度均小，则认为总孔隙度的高值是由于基质孔隙高引起的，这样的储层物性属于孔隙型。 (2)如果总孔隙度和孔洞孔隙度都高，而裂缝孔隙度低，则认为总孔隙度的高值是由于孔洞发育引起的，这样的储层物性属于孔洞型。 (3)如果孔洞孔隙度低值，总孔隙度和裂缝孔隙度高值，或是总孔隙度和孔洞孔隙度都为低值，而裂缝孔隙度高值，这两种情况下，对储层储集性能起主导作用的将是裂缝，因此，这两种情况下的储集类型均属裂缝型。 (4)如果总孔隙度、孔洞孔隙度、裂缝孔隙度均较高，这种情况下，储层的储集性能将主要决定于孔洞和裂缝，此时，储层的储集类型我们称之为缝洞型。储层分类及常规测井响应特征表储层分

21、类及成像测井响应特征表油水界面探讨塔河油田奥陶系水层测井响应特征：裂缝发育段：Rt 10m致密灰岩段：Rt 100m三孔隙度接近灰岩骨架值沙78 井奥陶系典型水层测井响应特征。可看出致密层电阻率自5325m以下基本小于100 m，5370-5375、5390-5400m裂缝发育段电阻率小于10 m。裂缝发育段电阻率小于10 m具有第二岩性段特征沙61 井5645-5685m水层测井响应特征第二岩性段沙65 井5724-5727m裂缝发育段电阻率小于10 m，测井解释为可能水层。第二岩性段第一、二水平潜流岩溶带之间的高阻特征T601井5700-5704m、5722-5740m三孔隙度接近灰岩骨架

22、值，表明岩性致密，而电阻率低于100 m，测井解释为水层。第二岩性段 沙76井5739-5747m电阻率在孔隙度基本无变化的情况下降至100 m左右，测井解释为可能水层第二岩性段 沙81井5838.5-5844.5m电阻率在孔隙度基本无变化的情况下降至100 m左右，故测井解释为：可能水层 通过以上实例分析，推测奥陶系油水界面在进入第二岩性段顶部附近。储层预测地球物理技术原理储层横向预测技术相干分析（1）什么是相干分析通过地震波形的相似性分析，将三维地震振幅数据体转化为相关系数数据体，突出不相关的异常现象的一种分析技术。一般认为，原始地层沉积时，地层是连续的，即使在横向上有变化也是一种渐变过程

23、，即地震波在横向上沿层是基本相似的。当地层中存在断层、裂缝、礁体、盐丘、地层或岩性尖灭等地质现象时，地层的相似性将遭受破坏。通过相干分析计算出某一地层地震资料的相干系数，就可以作为描述岩性变化(缝、洞、断层)的基本依据。利用相关体资料能够识别细微的岩层横向不均一性和断裂特征。储层横向预测技术相干分析（2）基本原理设有两个离散信号序列 x(n)与y(n)， 则其时间域相干系数定义 Pxy(m) 为： 其中Rxx和Ryy分别是x(n)与y(n)的自相关，Rxy是 x(n)与y(n)的互相关m是延迟时间，K 是时窗长度储层横向预测技术相干分析（3）从定义可以看出 |Pxy(m)| 1 当地下介质横向

24、均匀时，则x(n)和y(n)完全相似，Pxy(m)接近于1；当地下有较大断层时，则x(n)和y(n)完全不相似，Pxy(m)接近于0；而处于两者之间的岩性渐变，Pxy(m)则处于前述二者之间。在所有的m中，取 = max| Pxy(m)|，作为两个道相干的相干系数。根据的变化，在三维相干数据体的沿层和等时切片中，就能够显示出三维工区内断层的平面展布和岩性变化。 塔河连片3D相干体切片（3404ms）用相干分析的等时切片研究断裂（裂隙密集发育带）、岩溶沟谷，建立断裂、缝洞体系，分析应力场、岩溶发育模式、储层分布情况相干体应用实例一相干体应用实例二 塔河油田区下奥陶统顶面以下0-20ms时窗内平均

25、相干值研究一定厚度范围内的储层发育情况，总体看来储层发育地区处于相干性相对较弱。相干分析参数的确定 相干时窗的选取由于时窗的大小由解释员根据地震反射波的视周期T而定，通常取T/23T/2。当计算的相干时窗小于T/2时，由于时窗小，不能描述一个完整的波峰或波谷，据此所计算的数据异常反映噪音的几率比反映小断层和裂隙的几率大；当计算时窗大于3T/2时，由于时窗大，可以包含多个反射波同相轴，据此计算的数据异常反映同相轴连续的几率比反映小断层的几率大。可见相干时窗取得太大与太小都会降低对裂隙的分辨率。 相干延迟时间的确定m表示反射地震信号X、Y的互相关延迟时间，最大m的选择应以相邻道之间的岩性渐变引起的

26、时间差的1.5倍左右为妥相干分析的实现（1） 相干道的选择前述的相干分析公式，只是相邻两道信号的相干，输出为一道。在实际应用中，数据是三维的，需要考虑inline 和crossline 两个方向的数据， 另外由于工区构造和岩性的复杂性，地震道数据受各种偶然因素的影响较多，因此大多采用多道相干，然后求和的方法。即对x(n)周围的若干道信号yj(n)分别求取相干系数 (j)，加权求和得到相干输出。 相干分析的实现（2）相干叠加公式Cj：加权系数N：参加相干的道数实际相干体计算参考参数相关计算方法：三道相关 对 比 时 窗： 66ms 倾 角 范 围：8ms/trace Landmark 中的相干实

27、现（1）用 Manhattan Distance 作为地震波形相似性的度量Manhattan 距离的定义Landmark 中的相干实现（2）有时候也用如下公式作为相干的度量相干技术及其应用文献Marfurt,K.J. , Kirlin, R.L., Farmer, S.L. and Bahorich,M.S. 1998, 3-D seismic attributes using a semblance-based coherency algorithm: Geophysics,63(4), 1150-1165Bahorich,M.S and Farmer, S.L. ,1995, 3-D se

28、ismic coherency for faults and stratigraphic features: The Leading Edge,1053-1058.Dalley,R.M., etc, 1989, Dip and azimuth displays for 3-D seismic interpretation. First Break,7,86-95.Rijks,E.J.H. and Jauffred, J.E.E.M.,1991, Attributes extraction: An important application in any 3-D interpretation s

29、tudy: The Leading Edge,sept.,11-19. 振幅变化率只与振幅的横向变化有关，而与振幅的绝对值无关。在碳酸盐岩中，当存在裂缝、溶洞时，振幅会发生变化，所以振幅变化率大的地方很有可能是裂缝、溶洞的发育带。振幅变化率的计算公式为：AVR=SQRT(damp/dx)2+(damp/dy)2 式中： AVR：振幅变化率 amp：为平均振幅值振幅变化率Spectral StatisticsSpectral statistics can reveal the following: areas of fracturing areas of gas absorption tunin

30、g effects wavelet characteristics as affected by overlying lithology, such as absorption and other effects. 图为S47井5364-5370米井段的声波电视图象。和井眼交的张开裂缝，在幅度图象和传播时间图象上呈正弦线型特征，在常规曲线上，电阻率为低幅度异常，并有较明显幅差，密度、孔隙度和声波时差曲线都有反映。铀含量增高。声波成象测井奥陶系储层测井响应模式 电阻率值明显降低，深浅电阻率出现正幅度差。 中子孔隙度在裂缝发育段明显增大。 声波时差幅值升高；当以溶洞为主时，增大明显；当以裂缝为主时

31、，增幅较小。 自然伽玛能谱测井曲线上，铀（U）含量值升高。 密度测井幅值有所降低。 井径有不规则增大现象。声波时差和电阻率曲线在裂缝段常出现小幅度“摆动” 奥陶系储层地球物理响应与识别模式5、建立了储层地球物理响应与识别模式 裂缝在长源距声波全波测井资料表现为幅度减小，后续波形常发生畸变；纵、横波时差出现增大现象。 裂缝在声波成象测井资料上表现为：缝洞处声脉冲回波幅度小、传播时间长；幅度图象中异常面积表征缝、洞的尺寸，正弦线参数表征裂缝的产状；高导缝（可能的开口缝）在FMI图像上表现为深色（黑色）的正弦曲线；溶洞在FMI图像上颜色发黑的，形状象小砾石，多为分散的星点状或串珠状。 在实际应用中应考虑