儲層預測技術向“小尺度”方向躍進
時間:2015-10-13 11:26
來源:
作者:劉海軍
地震資料中豐富的測井、物性等信息對油田開發起到了很好的促進作用。但是,在使用這些信息進行油田開發的過程中,發現由于對很多信息認識的不足,導致了個別的失敗案例常有發生。因此,需要從油田開發的角度,也就是從提取小尺度地質體變化信息的角度,對一些典型油藏區,開展地震信息的深入分析和量化研究,建立地質體微小變化與地震信息變化之間的關系,進而建立相應的特征信息庫。分析并建立地質——地震——巖石物理模型,同時研究特定區塊地震屬性與含油氣性之間的關系,為油田開發的深化打下基礎。應用地震資料進行開發井部署的地區中選取一個典型的地震區塊并選取若干已知含油氣性的測井,分析其含油氣性特征及相應地震屬性特征,尋找它們之間的關聯性和規律;同時確立小尺度地質模型,開展正演模擬,結合地震資料,研究地震與地質變化、測井與地震以及巖石物性與地震的關系,并開發基于小尺度地質體的地震——測井——地質反演軟件。
多學科技術綜合應用
通過總結油藏開發與地震、測井等地球物理變化間的規律,可以更好地指導油氣開采過程。油氣開采過程可分為預探階段、評價階段、產能建設階段及油氣開發階段。在預探階段,儲層預測可以查明沉積體系平面分布關系及地層縱向總體情況,同時可結合鉆井資料建立當前研究區塊儲層含油氣性的宏觀概念;在評價階段,儲層預測可用來預測巖性、巖相、含油氣性、儲集層物性,為形成開發設計方案提供依據;在產能建設階段,預測儲層的空間變化可以快速、高效地發現油氣田,提高勘探效益;在油氣開發階段儲層預測可以幫助制定出更合理的開發方案。
隨著儲層預測技術及相關學科的不斷完善和發展,油氣開采活動逐漸脫離了單純依靠地質學家主觀經驗進行開采的階段,進而轉向依靠地質學、地球物理學、模式識別、計算機科學等相關學科的科學開采階段。油氣開采活動需要投入大量鉆井設備、勘探設備、運輸管道及開發人員等,因此有效的儲層預測在減少不必要的人力、物力、財力浪費的同時,可以提高油氣資源的開采效率及利用效率。
儲層預測相關方法包括巖石物理學方法、模型正演方法、分頻解釋法、波阻抗反演法、儲層巖性反演法、三維可視化技術、地震屬性分析法、地震屬性反演法等。隨著計算機科學的發展,三維可視化技術及地震屬性分析技術成為國內外科研機構的研究熱點。隨著油氣勘探開發對象復雜程度的增加和三維地震技術的日趨成熟,地震資料解釋已從單純的構造解釋向精確的構造解釋指導下的儲層預測、油藏描述和監測等范疇發展。在這個過程中,地震屬性技術扮演了重要的角色。
尋找敏感地震屬性
地震屬性技術的主要研究內容包括:地震屬性的提取及解釋,包括地震速度分析、疊前振幅隨偏移距變化分析、波阻抗反演、疊后屬性提取等;地震屬性分析、模擬及標定,利用測井特性對地震屬性進行標定。通常采用地質統計、神經網絡、多次回歸等多種方法;單屬性解釋,即將地震屬性轉換為儲層特性,如屬性與空隙率之間的轉換、屬性與滲透率之間的轉換;多屬性解釋,即按屬性對研究目標敏感程度進行區分,選擇那些對儲層物性變化具有敏感性的屬性制作流體分布圖或進行儲層預測。
當前可供提取的地震屬性達上百種之多,包括振幅、頻率、相位、能量、波形、衰減、相關性、比率等八個大類,但是屬性的無限增加也會給儲層預測帶來很多不利影響,如維數災難及干擾噪聲等。由于地下介質情況的復雜變化會導致不同研究對象、不同區塊、不同層位具有不同的地質特征,使得沒有任何一種屬性適合所有研究區塊,所以需要結合一定的算法尋找對當前區塊較敏感的地震屬性,即地震屬性優選。常用的屬性優選方法包括儲層物性差異選取法和測井信息統計分析法。
由于不同地震屬性之間往往存在一定程度的冗余,進而對后續儲層預測帶來不必要的操作復雜度,因此需要對優選的地震屬性進行優化。當前地震屬性優化方法主要包括綜合參數法、主成分分析法、K-L變換法、屬性貢獻量法、搜索法、關聯度分析法、聚類法、交匯分析法、模擬退火優化法、正演模擬法、優選地震屬性法等。屬性優化后需要結合已知測井信息利用預測外推工具對所研究區塊的含油氣性進行預測。常用的外推方法包括BP神經網絡法、PNN神經網絡(概率神經網絡)、克里金儲層預測技術、統計預測方法、SVM方法、核Fisher法等。