微构造识别技术在×油田的应用_林伟强.pdf

第 33 卷第 1 期广东石油化工学院学报Vol 33No 12023 年 2 月Journal of Guangdong University of Petrochemical TechnologyFebruary 2023微构造识别技术在 油田的应用林伟强，李永钢，廖凯，许鹏飞，张锋，鲁琳(中国石油冀东油田公司西部勘探开发项目部，陕西 榆阳 719000)摘要:油田微构造广泛发育，对微构造的认识精度在一定程度上影响着该油田的开发水平。该油田为复杂断块油藏，断层多期发育，精细刻画微构造的难度较大。为解决上述问题，通过研究形成了以精细地震构造解释为基础、以井控变速构造成图为关键的微构造精细表征技术。研究成果提高了对该油田微构造的认识和刻画精度，促进该油田取得良好的生产效果，提高了该油田的产量。关键词:油田;微构造;精细构造解释;井控变速构造成图中图分类号:TE155文献标识码:A文章编号:2095 2562(2023)01 0014 04随着对 油田开发的不断深入，储层的非均质性逐渐显露出来，剩余油在平面上和纵向上的分布越来越复杂，也越来越零散，使得油田的产量下降。对于 油田而言，微构造特征在一定程度上控制了剩余油的富集规律，原有的构造精度(10 m 以上的储层构造)无法满足该油田现阶段的开发需求，必须进一步精细刻画储层内部的细微差异，将构造精度提升至5 m 甚至2 m 以内。提高微构造的认识精度，对于预测剩余油的分布意义重大1，是提高采收率的关键因素之一，是油田开发工作中不可或缺的环节。李兴国2，3 从油层微构造的类型、成因、控油机理等方面做了一定的研究。此后，丁白涛、姜秀清、宋洁等4 6 在已有研究成果的基础上，做了进一步深入的研究。总的来看，常用的微构造刻画方法有精细地质分层分析、高精度三维地震资料分析、三维地质建模分析、钻井资料分析等，这几种方法各有利弊，适用条件也各有不同。油田断块复杂、开发程度高、微构造发育比较广泛，识别难度较大。本文综合运用地震、地质、油藏等多学科综合知识，进行微构造识别和刻画，在一定程度上提高了该油田微构造的识别精度。根据微构造的研究成果指导实际生产，对于该油田的稳产增产具有重要意义。1微构造的概念微构造是指在总的油田构造背景上，油层顶面细微起伏变化所显示的构造特征，其幅度范围均很小，面积小于 0 3 km2，幅度不超过 20 m7。它具有幅度小、面积小、分布广等特点。微构造主要分为正向微构造、负向微构造和斜向微构造三类;正向微构造包括小高点、鼻状构造和小断鼻，由于正向微构造的油层基本都处于局部高点处，所以绝大部分水驱方向为向上驱油(图 1);负向微构造包括小低点、小图 1正向微构造类型及水驱油方向沟槽和小断沟，斜向微构造包括小阶地和小斜坡8。正向微构造发育区往往是油气聚集的主要场所之一，因此是研究和识别的重点目标。油田的主力开发单元发育于沙垒田凸起北部斜坡带上，是一个被断层复杂化的潜山披覆背斜构造，收稿日期:2022 07 18;修回日期:2022 09 10作者简介:林伟强(1986)，男，山东东营人，硕士，工程师，主要从事开发地质研究。属于典型的复杂断块油藏。该油田的正向微构造广泛发育，受断层影响，小断鼻分布范围最广，小高点和鼻状构造也在不同区块各有一定规模发育，总体识别难度较大。2微构造识别技术2 1地震精细构造解释技术2 1 1精确层位标定合成地震记录是标定地震反射层位的重要方法，也是井震结合、时间深度结合的重要纽带，需要综合运用地质、测井、地震等资料，并结合研究区的构造特征、地层组合、沉积环境等因素，在纵横向上对井进行统一的标定，做到真正的井震结合。子波的提取是进行合成记录制作的基础，也是关键所在。在实际操作中，在确定子波主频的前提下，选取分时窗提取子波方法，使合成记录的频率与地震剖面的频率相匹配。再通过相关性分析，调整子波的频率、长度、极性与相位等参数，对层位标定做进一步的修改和优化，从而最大限度地提高层位标定的精度，来满足微构造研究的需求。2 1 2精确断层解释在油田开发中，断层解释的准确性和合理性直接影响构造成图的精度。油田发育断块多、断块小，且断块的内部小断层广泛发育。小断层的地震反射特征不明显，平面相变快，储层相变与小断层的地震响应相似，难以直接在地震剖面上识别9。在研究区的断层解释过程中，建立了“断层成像处理 断层属性拾取 生产动态验证”的解释流程来提高断层的识别精度，其中包括断层成像处理、水平切片识别断层、地震属性识别断层等技术。断层成像处理:在地震解释前，对地震资料进行导向滤波处理和分频成像处理。由于地震数据中包含大量干扰信息，降低了地震资料的信噪比和分辨率。通过导向滤波处理，能够提高信噪比，最大限度地保护构造信息和小断层的成像能力，使地震同相轴的连续性和间断特征更明显，有助于提高低级序断层的识别能力10。分频技术可以提取离散频率对应的调谐振幅，是地震成像处理中的重要组成部分，经分频处理后的地震数据的解释分辨率能力高于常规地震数据。在实际处理中，要根据地震资料的主频信息选取合适的分频频率。水平切片识别断层:通过提取不同时窗的水平切片，可以快速识别研究区断层的整体展布特征。水平切片技术能够比较清晰地识别断距 40 m 以上的断层(图 2a)。地震属性识别断层:对于断距在20 m 以内的小断层，通过融合体、相干体、蚂蚁体、曲率体等地震属性技术辅助识别断层。相干体、蚂蚁体、曲率体有着各自的优势，要分析不同区块的断层成因机理以及断层发育特征来选取合适的方法。融合体是把两个地震属性数据体按比例关系融合在一起，使之兼具不同属性的优势，从而更好地刻画断层展布。融合体的关键是选取 2 种合适的属性，以及给定相应的融合比例参数。如图 2b 为 油田某区块相干体属性与蚂蚁体属性按一定比例融合后的结果，显然在刻画微小断层方面，比曲率体属性效果更加明显(图 2c)。在地震属性识别断层的基础上，还要结合断层周边的油水井生产情况、地层压力等测试资料，综合判断小断层是否存在，并对其展布特征进行刻画。通过上述方法对 油田某区域的断裂系统进行再认识(图 2d)，新认识对于微小断层的识别精度有了一定程度的提高。a沿层切片与断裂系统叠合b融合体切片与断裂系统叠合c曲率体切片与断裂系统叠合d新老断裂系统叠合图 2精细断层识别技术51第 1 期林伟强等:微构造识别技术在 油田的应用2 1 3精细层位追踪在地震层位追踪解释过程中，选取“半自动追踪+手工追踪解释相结合”的方法。对于微构造相对发育的地区以手动追踪解释为主，采用网格 4 4 层位解释，局部 2 2 加密解释，既保证了解释的效率，同时又保留了对微幅构造的敏感度。对于地震同相轴横向变化比较大的地区，如果目标层附近的同相轴的零相位、波峰或者波谷相对比较连续，则在分析目标层附近的构造趋势相对一致的前提下，灵活选取同相轴的零相位、波峰或者波谷进行追踪解释，然后再通过层位的平移得到目标层的解释层位。2 2井控变速构造成图技术准确的速度求取是构造成图的关键。通过速度的精准提取，时深转换之后的构造图能够真实客观地反映地下的地质情况和地层的真实形态，为开发人员提供精准的地质资料。常用的常速成图的方法是用一条时间 平均速度曲线对全区所有目标层进行时深转换，其实质是对同一反射层位、不同位置的相同时间取相同的速度值。对于速度横向变化大的地区，常速构造成图精度不足，误差较大，不能有效识别微小的精细构造。为了解决这个问题，运用地震解释软件 Geo-east，建立了“以地震趋势面为引导，变速度成图为核心”的井控变速构造成图技术(图 3)。图 3井控变速构造流程首先，对叠加速度谱进行分析。由于采集、处理和地下地质体等因素的影响，在地震速度谱资料中，不可避免存在异常速度谱点。如果选取这样的地震速度谱数据来建立速度场，将会改变全局或局部的速度变化趋势。因此，对于个别分散、与相邻谱差别大的野值，要进行剔除和修改处理。由于速度谱资料提供的速度为叠加速度，用其求取地层的平均速度会存在一定的误差，为了使叠加速度谱更加接近地层的真实速度，要对其进行系数校正。通过校正，可以避免井点处的畸变，保证整体速度变化趋势的合理性11，提高速度场对井的吻合精度。其次，利用井点速度与层速度共同约束法来研究速度的变化特征。测井资料能够在纵向上对速度有很好的控制作用(图 4a)，地震速度谱数据能够在横向上对速度变化有很好的控制作用(图 4b)。而井控速度场的建立，就是把井控速度模型和地震速度模型融合在一起，得到一个融合速度模型(图 4c)。融合速度模型既图 4各种速度模型有地震速度的整体趋势，又有钻井速度的精度，更接近地下地质体的速度变化规律。最后，以分层数据为出发点，对层速度进行校正，修正不合理的畸变点，确保速度场精准可靠。当井点处的误差基本为零时，就达到了精确校正构造图的目的。但是，如果构造完全忠实于钻井，将导致局部构造形态不符合地质规律。分析后认为，在埋深小于 3000 m 情况下，在符合地质规律，满足油气动态的前提下，表 1井控变速构造成图前后误差分析对比井名分层垂深/m校正前垂深/m校正前误差/m校正后垂深/m校正后误差/mX12403 14240710396240297017X22378 03237800003237793010X32359 0623939234862359810 75X42398 392400482092398480 09X52389 94238960034238845149X62419 652393402625241913052大部分井与构造的误差可以控制在 2 m 以内(表 1)。3应用情况以精细地震构造解释为基础、以井控变速构造成图为关键的上述微构造识别和刻画方法，目前已广泛应用于 油田，在指导 油田措施实施和井位部署的工作中取得了良好效果。61广东石油化工学院学报2023 年3 1指导措施实施 油田某区域的断层发育相对简单，但构造幅度的刻画精度不足，制约着该区域井位措施实施的效率。在精细层位标定和层位追踪解释的基础上，进行井控变速构造成图，得到间距为 2 m 的精细构造平面图(图 5a)，并通过三维构造显示进行验证(图 5b)。构造图显示 NP23 X2249 井在 Ng6 小层为局图 5 油田某区域微构造部小高点，结合电测曲线显示以及邻井分析，认为该层具有补孔增油潜力。2015 年 10 月，补孔该井的 Ng6 小层，初期日产油 24 7 t，不含水，目前日产油 3 1 t，含水 95%。截至 2021 年 11 月，该层累计产油为3 06 104t，增油效果显著。3 2指导井位部署 油田某区域的 NP13 1336 井区生产状况良好，且稳产周期较长。但该井区的小断层认识不清，原构造幅度较陡(图6a)，井位部署潜力较小。通过精细的断层再认识，去掉了一条小断层(图 6b);通过井控变速构造成图，将主力目标区的构造精度由 10 m 提升至了 5 m，且认为东西向的构造幅度比较平缓图 6 油田某区域新老构造对比及井位部署(图 6b)。根据断层和构造幅度的新认识，认为该区的含油面积较原结论更大，地质储量也更大，具有一定的滚动扩边潜力。在该井区东部构造相对较高的位置部署 3 口采油井(NP13 1337、NP13 1338、NP131352)，3 口井钻遇情况良好，且主力层与 NP13 1336 井的油水界面一致，验证了构造新认识的正确性。3 口井于 2018 年 10 月逐步投产，截至 2021 年 11 月，合计累产油 1 89 104t，累产气 9 284 106m3。2020 年 5 月，把开采后期高含水且无地质潜力的 NP13 1336 井转为注水井，完善该井区注采井网，保持地层能量，有力地保障了 3 口新钻油井的长期稳定生产。4结论(1)精细的地震构造解释技术是进行微构造识别的前提，通过精准的层位标定、低级序断层刻画和层位追踪解释，落实断层的展布和储层的构造形态，为接下来的构造成图打下了坚实的基础。(2)井控变速构造成图技术可以更客观地反映地下储层的地质情况，使构造图更接近地层的真实形态。相比于常规的常速成图技术，井控变速成图技术对构造的刻画精度更高，而且对于速度横向变化大的地区适应性更强，是微构造精准识别的关键所在。参考文献 1肖鸿雁，王萍，杜启振，等 储层微型构造与剩余油分布关系研究 J 断块油气田，2003(4):8 11 2李兴国 油层微型构造影响油井生产的控制作用 J 石油勘探与开发，1987(2):53 59 3李兴国 油层微构造影响油井生产机理研究 J 成都理工学院学报，1998(2):285 288 4丁白涛，雷利婧 微构造油藏勘探实例 J 石油勘探与开发，2004(2):84 86 5姜秀清，夏斌，王千军，等 微构造的地震识别与应用效果 J 天然气工业，2006(2):57 59 6宋洁 微构造研究在双高油田中的应用 J 断块油气田，2009(5):66 68(下转第 23 页)71第 1 期林伟强等:微构造识别技术在 油田的应用 7宋海华 多级分离理论 1:精馏模拟 M 天津:天津大学出版社，2005 8林世雄 石油炼制工程 M 3 版 北京:石油工业出版社，2008Simulation and Optimization of Hydrocracker ProductFractionation ProcessXIONG Weiting(efining Segment of SINOPEC Maoming Company，Maoming 525000，China)Abstract:In order to study the product fractionation process of hydrocracking unit and increase economic and technical indicatorsand operational level，the refining process simulation software PO/is used to simulate a hydrocracking unit product fractionationprocess，studying and analyzing the process in combination with the analog devices production Firstly，the calibration data for thehydrocracking unit product fractionation process is simulated;the fractionation process is studied and compared with the calibrationdata to verify the reliability and accuracy of the simulation;the situation fractionation tower is analyzed Then，the simulation is em-ployed to study working conditions after the transformation，which turns out to be in line with the actual operation Finally，the prod-uct fractionation conditions are studied and analyzed The factors affecting fractionation process are analyzed and optimization meth-ods are put forwardKey words:hydrocracking;fractionation;simulation;optimization(责任编辑:余雪芳)(上接第 17 页)7乐靖，蔡文涛，高云峰，等 微构造精细表征在剩余油预测中的应用 J 科学技术与工程，2016(3):143 149 8赵迎月，周红 微构造对油水运动规律的影响 J 新疆石油天然气，2006(1):41 44 9刘彦，孟小红，胡金民，等 断层识别技术及其在 MB 油气田的应用 J 地球物理学进展，2008(2):515 521 10刘爱群，郝建伟，陈殿远，等 近海复杂断块区地震成像及储层精细描述关键技术研究 J 岩性油气藏，2014(1):100104 11贾义蓉，贺振华，石兰亭，等 变速三维地震速度场的构建与应用 J 物探化探计算技术，2011(3):243 247Application of Microstructure Identification Technology to OilfieldLIN Weiqiang，LI Yonggang，LIAO Kai，XU Pengfei，ZHANG Feng，LU Lin(PetroChina Jidong Oilfield Company Western Exploration and development project department，Yuyang 719000，China)Abstract:Microstructure is widely developed in oilfield，and the understanding accuracy of microstructure affects the develop-ment level of the oilfield to a certain extent The oilfield is a complex fault block reservoir with multi stage fault development，which makes it difficult to accurately characterize the microstructure In order to solve the above problems，a fine characterizationtechnology of microstructure based on fine seismic structure interpretation and well controlled variable speed structure mapping isformed through research The technology improves the understanding and characterization accuracy of the microstructure of oil-field，promotes the good production effect of oilfield and increases the production of oilfieldKey words:oilfield;microstructure;fine structure interpretation;well control variable speed structure mapping(责任编辑:柳丰)32第 1 期熊伟庭:加氢裂化装置产品分馏过程模拟及优化