四维地震在AAA油田油藏描述及剩余油分布预测中的应用

【摘要】四维地震是对在产油气田进行监测及推动深入开发的重要工具。四维地震使平面上大范围地监测油藏参数的变化,并将观测到的结果与从开发井中获得的实际数据进行对比成为可能。未衰竭／未水淹的含油区、压力隔夹层、注水超出范围等这些开发中发生的现象都可以通过对四维地震数据体的解释揭示出来。从四维地震上获得的这些信息对于进行油藏模型的更新、部署新的井位,最终提高油田的采收率都具有极其重要的价值。本文重点对四维地震在油藏描述及剩余油分布预测的实际应用方法进行研究。为了清楚地解释所做的研究,本文试图回答与此相关的5个问题：(1)什么是四维地震技术,它的发展历史及发展趋势是什么样的?(2)哪些类型的油藏适合采用四维地震技术?(3)四维地震在油藏描述及剩余油分布预测中应用的岩石地球物理的理论基础有哪些?(4)四维地震在油藏描述及剩余油分布预测上有哪些理论及经验方法?(5)在实际应用过程中,如何使用这些方法?本文分四个方面对第一个问题进行解答。首先,本文给出了四维地震技术的定义,并总结了该技术以下四个方面的价值：●提高油藏地质模型的合理性·监测油藏开发过程中的动态变化·对开发计划进行调整●HSSE监测本文对四维地震的发展历史进行的简要总结。其发展历程可以归纳为以下三个阶段：·阶段一,1983～1990年,这一阶段为四维地震技术的萌芽和起步阶段·阶段二,1990～2000年,这一阶段为四维地震技术的快速成长与发展阶段·阶段三,2000年～现今,这一阶段为四维地震技术的广泛应用与发展成熟阶段本文对主要的四维地震采集、处理技术进行了介绍。介绍的采集技术包括：·海上电缆采集·海底永久节点采集·海底电缆采集·陆地采集本文从全球各大地球物理公司中选择了一些最具代表性的采集技术进行了介绍。同时对各种类型的采集技术进行了一个比较。对于四维地震处理技术,本文主要介绍了四维地震资料处理响一股原则m主要的处埋流程,及四维地震资料处理区别与常规三维地震资料处理的独特处理环节。本文展示了BGP与CGG两家公司的四维地震处理流程。其中CGG的Fast-track与Parallel两种处理流程也是本文研究的AAA油田四维地震资料处理所使用的处理流程。本文也特别介绍了四维地震处理以下四个独特环节：·静校正及去条带噪音·规则化●4D面元划分●一致性处理本文对四维地震技术的发展趋势进行了预测,并总结归纳为以下五点：·维地震技术将会应用在更多类型的油田·海上应用前景好于陆上应用前景·四维地震采集将融合更多技术,从而获得更丰富的地下信息●海底、井下的永久、固定性的检波器将是下一代四维地震发展的趋势●使用四维地震对于油藏变化的预测将会更加准确和定量化第二个问题的实质是关于四维地震可行性的问题。可行性研究是四维地震技术的主要技术之一,也是油田开发生命周期过程中的地震采集部署设计的关键环：肖。四维地震可行性研究可以分为两个层次,第一个层次是以关键技术参数风险评估表为依据的评分筛选。这种评比打分方法的实质是利用地震响应最敏感的油藏参数进行定性评价的方法。本文列举了一些前人研究后总结的一些评价表格。另一种可行性研究的方法是使用地震正演模拟油藏参数变化进行定量评价的方法。使用正演的方法,我们可以得出四维地震的响应强度、可解释性,还可以帮助我们优化四维地震采集时间节点。正演模拟可以使用单井测井资料进行模拟,也可以使用油藏模型进行模拟。通过正演的可行性研究工作可以提高四维地震采集的效果,将技术原因造成的四维地震采集,失利风险降到最低,使我们清楚四维地震在目标油藏中是否有效,如何进行采集设计。本文以AAA油田为实例,使用模拟的方法进行了可行性的研究。通过AAA油田的可行性研究的实践,本文得出了以下儿点结论：●本地区四维地震在近道产生的变化比远道产生的变化更加明显●在理想情况下,本地区四维地震可以检测到的波阻抗变化最小值约为什1.5%·不理想的情况下(如噪声干扰、处理较差),波阻抗变化大约要增加到2.5%左右才能被四维地震有效地检测到·远道资料在理想情况下可以检测到2.5%的波阻抗变化(非理想条件下约为4%)有关第三个问题,本文对开发过程中四维地震检测到的油藏参数变化导致的岩石杠弹性变化的岩性物理学基础进行了阐述。四维地震响应的岩石物理学基础同样也是进行四维地震正演的理论基础。通常我们认为在油藏开发过程中,产生变化的主要有四个方面的参数,分别是流体饱和度、压力、压实性、温度。本文岩石物理学的角度出发解释了这儿项油藏参数变化所引起的四维地震响应。第四个问题包含了两个方面。第一个方面是四维地震在定性的油藏描述中的应用方法。本文介绍了一些利用四维地震属性解释油藏变化的方法,这些地震属性包括振幅、时差、阻抗、AVO、扩展弹性波阻抗。在四维地震定性解释方法的探索方面,结合AAA油田的实践,本研究提出了“色标指数”解释模版这样一种基于岩石物理及地区经验相结合的方法,可以非常有效地识别生产过程中油藏产生的不同的现象,这些现象包括：·压实·水驱油·孔隙压力降低●水驱油气·油驱气●孔隙压力增加●注气·溶解气分离●气驱油本文在四维地震应用探索的另一个方面,是研究其在定量描述油藏动态参数变化中的应用。已经有一些研究者介绍过一些利用四维地震属性的方法估算孔隙压力及饱和度的方法,不同方法中使用了不同的地震属性。Tura和Lumley(1999)提出了利用纵、横波阻抗定量计算孔隙压力及流体饱和度的方法Landro(2001)提出了利用AV0属性变化求取压力及饱和度变化的方法；Rojas(2008)提出了在砂岩气藏中使用纵横、波速度比指示岩性、流体饱和度、压力变化的方法等。本文提出了利用扩展弹性波阻抗(EEI)来预测油藏中流体饱和度及压力变化的这样一种方法。扩展弹性波阻抗实际是由Whitcombe等人在2002年才提出的一种概念,最初扩展弹性波阻抗(EEI)主要用于替代弹性波阻抗(EI)进行储层预测及流体检测。扩展弹性波阻抗(EEI)除包含了大量与岩石、流体等相关的叠前信息外,还可以进行多角度分析,从而拟合出与研究的目标油藏参数相关性最好的理论入射角；此外,由于扩展弹性波阻抗(EEI)提高了弹性波阻抗(EI)的稳定性,从而有利于使用该属性在四维地震中的变化更准确地求取流体饱和度及压力的变化。从理论层面来讲,扩展弹性波阻抗(EEI)具有成为四维地震定量解释属性的天然优势。虽然扩展弹性波阻抗(EEI)已经被提出了10余年,但是主要还是应用在勘探阶段更多。前人利用时移扩展弹性波阻抗(EEI)进行油藏参数变化的定量解释的例子几乎还没有见到。本文通过在AAA油田的实际应用,利用井中的流体饱和度、压力资料与相关最好的EEIx曲线,在此基础上进行EEI反演,求取流体饱和度、压力在平面上的变化,取得了很好的效果。本文也总结出使用时移扩展弹性波阻抗(EEI)求取流体饱和度、压力变化的方法流程：步骤1：使用已有的测井资料求取EEIx曲线；步骤2：交汇分析,求取与Sw,Sg相关性最好的EEI理论入射角x；步骤3：对△Sw,△Sg,△P和△EEIx进行回归分析,求取回归方程；步骤4：进行反演,求取△EEIx数据体；步骤5：利用△Sw,△Sg,△P和△EEIx之间的回归方程,从反演△EEIx数据体计算△Sw,△Sg,△P值。关于第五个问题,本文以AAA油田实例,阐述了使用四维地震资料进行油藏描述及剩余油分布预测的具体流程。提出了迭代逼近法这样一种以油田生产历史及四维地震属性作为约束条件,不断修改完善油藏模型的,以达到最低历史拟合要求的方法。在此流程中,地质统计建模、网格粗化、数值模拟、网格细化等都融入到历史拟合的过程中。数值模拟的生产史与四维属性都与井上获得的实际数据进行进行对比,并求得最终版本的油藏模型。本文从实际应用上也归纳了四维地震在油藏建模如下方面的应用：·构造模型优化(主要是确定断层位置,井点误差)●流动分隔单元划分(通过断层的传导性,储层孔隙度、渗透率趋势划分)·油气界面、气油界面及边界带的含油区·地震结构单元及相组合(控制砂体的展布趋势,通过数值模拟的输出结果与四维地震属性异常体匹配迭代,以达到最好相似性)·隔夹层的识别(通过井上及四维地震属性上反应的异常识别)●砂体连通性(四维地震上的异常识别不同砂体的连通性)
【作者】戴小平；
【导师】梅廉夫；
【作者基本信息】中国地质大学，油气田开发工程，2014，博士
【关键词】四维地震；油藏描述；流体饱和度；孔隙压力；扩展弹性波阻抗；历史拟合；

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