CN107576987A - 一种碳酸盐串珠储层水平井轨迹的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碳酸盐串珠储层水平井轨迹的设计方法，所述方法包括如下步骤：(1)建立正演模型；(2)正演计算；(3)地震资料处理；(4)利用正演模型进行溶洞与串珠状反射位置对应关系的分析，从而指导水平井轨迹设计。本发明优点为针对不同三维工区，尤其在没有钻井的三维工区，能更加快捷、有效地确定储层发育位置与串珠状反射的对应关系，在此基础上准确设计钻井轨迹，避免水平井轨迹过高或过低，避免因经验指导而造成的钻探失利，从而提高钻井成功率。
Description
技术领域
本发明涉及油田的开采领域，具体的说，本发明涉及一种碳酸盐串珠储层水平井轨迹的设计方法。
背景技术
在塔里木盆地台盆区深层碳酸盐岩勘探中，其钻探目标的选择多为强串珠状反射，大量的钻探实践表明，针对强串珠状反射的钻探成功率达90％以上。
对于串珠状强地震反射，若采用直井进行钻探，只能沟通一个缝洞体，采用水平井钻探技术一井沟通多个串珠并实行分段酸压可实现勘探效益最大化。在不明确储层发育位置的情况下，盲目进行水平井轨迹设计容易导致钻探失利。轨迹过浅，酸压不能有效沟通缝洞体，轨迹过深，容易钻入洞穴导致水平井无法继续钻进或沟通下部地层水。
在现有技术中，多在钻探后根据实钻储层发育位置，利用井震标定技术进行储层发育位置的标定，并根据多井标定结果的经验指导后续钻探。针对同一块三维地震资料，这种方法较为有效，但不同三维地震资料其频谱特征差异很大，储层发育位置与串珠状反射的对应关系往往变化很大，难以在经验的指导下进行有效钻探。因此，目前亟需一种确定碳酸盐岩储层发育位置、指导水平井轨迹设计的新方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳酸盐串珠储层水平井轨迹的设计方法，解决不同三维区块储层发育位置确认的难题，指导水平井轨迹设计，提高钻探成功率。
为达上述目的，本发明提供了一种碳酸盐串珠储层水平井轨迹的设计方法，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)建立正演模型；
(2)正演计算；
(3)地震资料处理；
(4)利用正演模型进行溶洞与串珠状反射位置对应关系的分析，从而指导水平井轨迹设计。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)是根据所研究三维工区目的层的地震子波、钻探目的层及上覆和下伏地层的平均速度及密度、以及储层发育段纵波速度及密度(储层发育段的地层密度)来建立正演模型。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)是采用交互手绘方式建立波动方程正演模型，并在目的层中水平排列若干同一宽度不同高度的溶洞。
本发明中对于溶洞高度差没有具体的要求，只要使得溶洞尺度能尽量包含地下可能存在的溶洞即可。
根据本发明一些具体实施方案，其中，溶洞高度选自10m、20m、30m、40m、60m、80m、120m、160m、200m、300m和400m中的一种或多种的组合。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)是通过确定所研究三维工区的野外采集方式，明确其炮距、检波距、最大炮检距及空间采样率，通过频谱分析，来获得所研究三维工区目的层的地震子波。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)是根据垂直地震测井资料、地震层速度资料，来确定钻探目的层及上覆和下伏地层的平均速度及密度(地层密度)。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)所述地震层速度是用地震数据提取出来的初始速度反演迭代得到的地层速度。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述初始速度是用地震资料的均方根速度经Dix公式转换为初始速度。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)是根据已钻井声波测井资料，计算储层发育段纵波速度及密度。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)是针对建立的碳酸盐岩溶洞的正演模型，开展全波场波动方程正演模拟，采用弹性波波动方程进行计算。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)利用波动方程正演计算得到炮集记录，然后在步骤(3)根据步骤(2)得到的炮集记录，进行道集文件与速度谱文件的联动解释，并利用得到的叠加速度完成动校正，然后对道集进行叠加和偏移，调整梯度、偏移速度和偏移孔径，得到最终的地震记录用于分析。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(3)采用共中心点叠加方式进行叠加，并采用叠后克希霍夫偏移方式进行偏移，调整梯度、偏移速度和偏移孔径等参数，得到最终的地震记录用于分析。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(3)是得到炮集记录后，进行合并并切除初至波，将共炮点道集抽取为共中心点道集，在此基础上生成速度谱，进行道集文件与速度谱文件的联动解释，并利用得到的叠加速度完成动校正。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(4)是利用正演模型将叠后偏移记录与溶洞模型进行叠合，在此基础上，进行溶洞与串珠状反射位置对应关系的分析，明确特定三维区溶洞储层位于串珠状反射的波谷还是波峰位置，从而指导水平井轨迹设计。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(4)是利用正演模型已有的速度信息直接生成平均速度，在此基础上进行时深转换，并将叠后偏移记录与溶洞模型进行叠合，在此基础上，进行溶洞与串珠状反射位置对应关系的分析，明确特定三维区溶洞储层位于串珠状反射的波谷还是波峰位置，从而指导水平井轨迹设计。
具体而言，本发明的方法包括：
(1)建立正演模型
确定所研究三维工区的野外采集方式，明确其炮距、检波距、最大炮检距及空间采样率，通过频谱分析，获得所研究三维工区目的层的地震子波；
根据垂直地震测井资料、地震层速度等资料，确定钻探目的层及上覆和下伏地层的平均速度及密度；根据已钻井声波测井资料，计算储层发育段纵波速度及密度；
在此基础上，采用交互手绘方式建立波动方程正演模型，并在目的层中水平排列若干同一宽度不同高度的溶洞；
(2)正演计算
针对建立的碳酸盐岩溶洞模型，开展全波场波动方程正演模拟，采用弹性波波动方程进行计算。
(3)地震资料处理
得到炮集记录后，进行合并并切除初至波；因模型中地层界面均为水平方式，所以将共炮点道集抽取为共中心点道集；在此基础上生成速度谱，进行道集文件与速度谱文件的联动解释，并利用得到的叠加速度完成动校正；采用共中心点叠加方式进行叠加，并采用叠后克希霍夫偏移方式进行偏移，适当调整梯度、偏移速度和偏移孔径等参数，得到最终的地震记录用于分析。
(4)利用正演模型已有的速度信息直接生成平均速度，在此基础上进行时深转换，并将叠后偏移记录与溶洞模型进行叠合。在此基础上，进行溶洞与串珠状反射位置对应关系的分析，即可明确特定三维区溶洞储层位于串珠状反射的波谷还是波峰位置，从而指导水平井轨迹设计。
综上所述，本发明提供了一种碳酸盐串珠储层水平井轨迹的设计方法。本发明的方法具有如下优点：
本发明优点为针对不同三维工区，尤其在没有钻井的三维工区，能更加快捷、有效地确定储层发育位置与串珠状反射的对应关系，在此基础上准确设计钻井轨迹，避免水平井轨迹过高或过低，避免因经验指导而造成的钻探失利，从而提高钻井成功率。在塔里木盆地塔中地区的勘探研究中，采用该方法进行水平井轨迹设计，钻井成功率达85％以上。
附图说明
图1为本发明实施例1的流程图；
图2为本发明实施例1的模型1的溶洞模型；
图3为本发明实施例1的模型2的溶洞模型；
图4为本发明实施例1的模型1叠后偏移剖面经时深转换后与模型叠合图；
图5为本发明实施例1的模型2叠后偏移剖面经时深转换后与模型叠合图。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
塔里木盆地古生界碳酸盐岩是我国重要的勘探领域之一，其钻探目标多为强串珠状反射。关于强串珠的形成机制目前已达成共识，认为碳酸盐岩溶洞与地层的强波阻抗界面会形成多次绕射，对这些多次波进行偏移成像，即可在垂直方向形成多个强能量团，即“串珠”。但溶洞与串珠状反射的位置对应关系仍不能有效明确，导致钻井轨迹设计缺乏有效依据，容易导致钻探失利。
本方法采用波动方程正演模拟技术针对上述问题予以解决。正演模拟就是假设地下地质情况为已知，应用地震波的运动学和动力学的基本原理，计算出所给地质模型的地震响应。采用弹性波波动方程理论模拟地震波的传播，这样不仅能保持地震波的运动学特征，还能保持地震波的动力学特征，并采用有限差分法求解波动方程。
该发明方法的流体具体如下(附图1)：
(1)建立正演模型
采用交互手绘多边形的方式建立模型。为保证研究更具有针对性，建立模型时尽量参考塔中实际地震资料条件来确定各主要参数。统计8口井垂直地震测井资料，确定上奥陶统碳酸盐岩地层平均速度为5695～6221m/s，模型目的层平均速度定为6000m/s；上覆桑塔木组泥岩盖层平均速度为4500m/s。统计多井声波、密度测井资料，确定溶洞纵波速度为3000m/s，密度为2200kg/m3。
采用点式震源进行激发，参考塔中深层碳酸盐岩实际地震资料，主频定为25Hz。采用中间放炮，两侧接收方式进行数据采集。参考野外实际采集方式，炮距定为50m，检波距25m。最大炮检距1000m，基本满足动校正拉伸畸变限量要求和速度分析精度的要求。空间采样率定为4ms。
采用上述模型建立方法建立模型。目的层上覆地层模拟桑塔木泥岩，纵波速度为4500m/s，横波速度为2605m/s，密度为2425kg/m3；目的层碳酸盐岩的纵波速度为6000m/s，横波速度为3510m/s，密度为2650kg/m3。模型1在水平界面下水平排列5个溶洞，宽度为25m，高度分别为10、20、30、40和60m，溶洞纵波速度为3000m/s，横波速度为1730m/s，密度为2200kg/m3(附图2)。模型2在水平界面下排列6个溶洞，宽度为25m，高度分别为80、120、160、200、300和400m，溶洞纵横波速度和密度与模型1相同(附图3)。
(2)正演计算
针对建立的碳酸盐岩溶洞模型，开展全波场波动方程正演模拟，采用弹性波波动方程进行计算。
(3)地震资料处理
得到炮集记录后，进行合并并切除初至波；因模型中地层界面均为水平方式，所以将共炮点道集抽取为共中心点道集；在此基础上生成速度谱，进行道集文件与速度谱文件的联动解释，并利用得到的叠加速度完成动校正；采用共中心点叠加方式进行叠加，并采用叠后克希霍夫偏移方式进行偏移，适当调整梯度、偏移速度和偏移孔径等参数，得到最终的地震记录用于分析。
(4)利用正演模型已有的速度信息直接生成平均速度，在此基础上进行时深转换，并将叠后偏移记录与溶洞模型进行叠合。模型1、模型2取25Hz零相位雷克子波作为震源子波时计算、处理得到叠后偏移剖面，经时深转换后与溶洞模型叠合(附图4、附图5)。
在此基础上，进行溶洞与串珠状反射位置对应关系的分析，即可明确特定三维区溶洞位于串珠状反射的波谷还是波峰位置，从而指导水平井轨迹设计。从中不难发现：横向上，溶洞位于串珠状反射的中心位置，11个溶洞均表现出相同的特点；纵向上，溶洞顶界位于波谷，具***置视溶洞的尺寸而定，溶洞高度为10米时，洞顶基本位于波谷与波峰之间的零相位附近，随着溶洞高度的增大，洞顶逐渐上移至最大波谷处，但始终没有超出最大波谷继续上移；溶洞底界似乎没有规律可寻，随溶洞高度增大，洞底逐渐下移，具***置视溶洞高度而定。
Claims (10)
1.一种碳酸盐串珠储层水平井轨迹的设计方法，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)建立正演模型；
(2)正演计算；
(3)地震资料处理；
(4)利用正演模型进行溶洞与串珠状反射位置对应关系的分析，从而指导水平井轨迹设计。
2.根据权利要求1所述的设计方法，其中，步骤(1)是根据所研究三维工区目的层的地震子波、钻探目的层及上覆和下伏地层的平均速度及密度、以及储层发育段纵波速度及密度来建立正演模型；其中优选是采用交互手绘方式建立波动方程正演模型，并在目的层中水平排列若干同一宽度不同高度的溶洞。
3.根据权利要求2所述的设计方法，其中，步骤(1)是通过确定所研究三维工区的野外采集方式，明确其炮距、检波距、最大炮检距及空间采样率，通过频谱分析，来获得所研究三维工区目的层的地震子波。
4.根据权利要求2所述的设计方法，其中，步骤(1)是根据垂直地震测井资料、地震层速度资料，来确定钻探目的层及上覆和下伏地层的平均速度及密度；优选所述地震层速度是用地震数据提取出来的初始速度反演迭代得到的地层速度；优选所述初始速度是用地震资料的均方根速度经Dix公式转换为初始速度。
5.根据权利要求2所述的设计方法，其中，步骤(1)是根据已钻井声波测井资料，计算储层发育段纵波速度及密度。
6.根据权利要求1所述的设计方法，其中，步骤(2)是针对建立的碳酸盐岩溶洞的正演模型，开展全波场波动方程正演模拟，采用弹性波波动方程进行计算。
7.根据权利要求1所述的设计方法，其中，步骤(2)利用波动方程正演计算得到炮集记录，然后在步骤(3)根据步骤(2)得到的炮集记录，进行道集文件与速度谱文件的联动解释，并利用得到的叠加速度完成动校正，然后对道集进行叠加和偏移，调整梯度、偏移速度和偏移孔径，得到最终的地震记录用于分析；其中优选采用共中心点叠加方式进行叠加，并采用叠后克希霍夫偏移方式进行偏移，调整梯度、偏移速度和偏移孔径等参数，得到最终的地震记录用于分析。
8.根据权利要求7所述的设计方法，其中，步骤(3)是得到炮集记录后，进行合并并切除初至波，将共炮点道集抽取为共中心点道集，在此基础上生成速度谱，进行道集文件与速度谱文件的联动解释，并利用得到的叠加速度完成动校正。
9.根据权利要求1所述的设计方法，其中，步骤(4)是利用正演模型将叠后偏移记录与溶洞模型进行叠合，在此基础上，进行溶洞与串珠状反射位置对应关系的分析，明确特定三维区溶洞储层位于串珠状反射的波谷还是波峰位置，从而指导水平井轨迹设计。
10.根据权利要求9所述的设计方法，其中，步骤(4)是利用正演模型已有的速度信息直接生成平均速度，在此基础上进行时深转换，并将叠后偏移记录与溶洞模型进行叠合，在此基础上，进行溶洞与串珠状反射位置对应关系的分析，明确特定三维区溶洞储层位于串珠状反射的波谷还是波峰位置，从而指导水平井轨迹设计。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180112 |
|
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