樂東22-1氣田“少井高效”勘探關鍵技術

摘要

摘　要：海上油氣勘探開發(fā)由于海上作業(yè)條件的特殊性，具有“高投入、高風險、高經濟門檻”的特點，所以“少井高效”是海上經濟有效評價油氣田的主要策略，既要

摘　要：海上油氣勘探開發(fā)由于海上作業(yè)條件的特殊性，具有“高投入、高風險、高經濟門檻”的特點，所以“少井高效”是海上經濟有效評價油氣田的主要策略，既要少鉆井，又要達到滿足探明儲量計算的地質認識程度。為此，基于高分辨率地震資料制定了樂東22-1氣田整體勘探部署計劃，并根據鉆探情況進行適時優(yōu)化調整；同時采用疊前深度偏移剖面、f-K濾波、陣列感應及核磁共振測井等技術和方法，有效地解決了地震資料“模糊區(qū)”的地質認識和構造成圖、含氣面積落實以及薄層和低阻氣層的識別與解釋等制約評價和儲量研究的關鍵問題。樂東22-1整個氣田鉆探井僅6口，落實氣田探明含氣面積約160km²，從發(fā)現(xiàn)到鉆探評價結束用了不到1年的時間，再到儲量評價工作完成，累計僅用了l5個月，是海上油氣田“少井高效”評價的典型代表之一，可為海上類似油氣田的勘探部署和技術合理應用提供借鑒。

關鍵詞：少井高效氣田評價模糊區(qū) 高分辨率測井技術樂東22-1氣田鶯歌海盆地

Core technologies of“fewer-wells but high-efficiency”exph}ration in the Ledong 22-1 Gas Field,Yinggehai Basin

Abstract：Due to the particularity of operations under the sea environment，offshore exploration and development is challenged by high investment，high risk，and high economy threshold．In this aspect，the exploration of fewer wells with high efficiency will be the main tactic of assessing an offshore oil／gas field in terms of benefit analysis and economical evaluation．Although with fewer wells drilled，the geological understanding will be achieved to such a degree that the explored reserves can be calculated．In view of this,an overall exploration scheme was made based on the high resolution seismic data and would be duly optimized and adjusted according to the real-time status of exploratory drilling．At the same time，by means of pre-stack depth migration profile，f-K filtering，high definition induction logging(HDIL)，nuclear magnetic resonance(NMR)logging，etc．，many key issues restricting reservoir evaluation and reserves assessment were effectively solved，as a result，a structure map and a better geological understanding of such“fuzzy regions”in the seismic data were obtained；a gas-bearing area was clearly determined；and thin layers and low resistivity gas reservoirs were successfully identified and interpreted．In the case history of the Ledong 22-l Gas Field，Yinggehai Basin，no more than one year has been spent there experiencing from field discovery to the fulfillment of reservoir evaluation(the explored gas bearing area was about l60km²)with only 6 exploratory wells in total：and altogether only l5 months have been taken until the reserves assessment was completed．This is one of the typical cases of“few-wells but high efficiency”exploration tactic in offshore oil／gas fields，which provides a reference for decision makers and engineers to make such similar schemes in the future．

Key words：fewer wells with high efficiency，gas field assessment，fuzzy region，high resolution，new logging techniques，Ledong 22-1 Gas Field，Yinggehai Basin

海上油氣勘探開發(fā)具有投資高、風險大的特點，通常鉆一口井投資是陸上的l0倍，甚至數十倍，因而在海上進行油氣勘探所能投入的鉆井工作量十分有限。因此在海上要捃明一個油氣田的儲量，既要少井高效^[1]，又要符合國家相關規(guī)定，在探井的部署、資料錄取、新技術的應用等方面有更高的要求。樂東22-1氣田^[2-3]的成功評價就是海上油氣田評價中“少井高效”的典型事例之一。

樂東22-1氣田位于鶯歌海盆地^[2-5]中央泥底辟帶，是1996年通過鉆探6口探井落實的一個平面分2塊、縱向有17層的中型氣田，含氣面積約l60km²，是當時我國海上的第三大氣田^[6-7]。該氣田實現(xiàn)了當年發(fā)現(xiàn)、完成氣田鉆探評價，在當時的地質認識程度和技術手段條件下是非常高效的。之所以能達到如此效果，與合理的評價部署思路和關鍵新技術的應用是分不開的。

1　少井高效的勘探部署

樂東22-1構造是基于1993年采集的二維地震資料解釋發(fā)現(xiàn)的，但是由于受模糊區(qū)的影響，當時所解釋的構造全區(qū)呈“U”形，“U”形范圍內地震資料有屬性異常，如該異常代表含氣，則該氣田應屬巖性圈閉氣藏。最終通過6口探井的鉆探，同時在評價期間還增加了高分辨率二維地震資料，落實該氣田主體是一相對完整的大中型穹隆背斜圈閉(圖1)。

1．1　精細部署井位，首鉆獲得突破

根據l993年采集的常規(guī)二維地震資料，確定樂東22-l構造預探井鉆探基本原則為：①地震資料可靠度較高的位置；②有自圈的位置；③縱向可能多層且能控制一定儲量的位置?；诖耍谌﹂]的東南處鉆探I井。通過鉆探，在第四系樂東組二段、三段和新近系鶯歌海組一段共發(fā)現(xiàn)6套氣藏，測試產能高(無阻流量介于23～238m³／d)，氣體組分差異大(非烴含量介于15.4％～85.7％)，證實了該區(qū)的含氣性。但要將其經濟開發(fā)還需繼續(xù)擴大儲量規(guī)模。

1．2　合理采集資料，高效評價氣田

雖然l井證實了該氣田的含氣性，但要獲得更大的突破，關鍵取決于對“模糊區(qū)”的認識。于是制訂了先落實“模糊區(qū)”，再探含氣邊界的整體評價思路。

這一評價思路慕于以下幾點認識：①“模糊區(qū)”的形成可能是由淺層氣屏蔽和熱流體造成；②“模糊區(qū)”在時間剖面上的下凹，很可能是速度陷阱造成的假象，可能是構造的高部位；③從沉積相分析，該區(qū)儲層可能是連片分布的，也就是說“模糊區(qū)”內可能存在儲層；④該區(qū)域已發(fā)現(xiàn)的東方1-1氣田和樂東l5-1氣田的含氣范圍在地震資料上都有平點或亮點等異常特征，該氣田可能也存在這一特征。

為了證實上述認識，1996年1月有針對性地采集了測網密度1km×lkm的高分辨率^[8]二維地震資料。另外，選取兩條地震測線進行疊前深度偏移處理。為后續(xù)評價井的部署和地質研究提供了有利的基礎資料。

1996年5月在模糊區(qū)邊緣鉆探評價井2井。經鉆探，1井發(fā)現(xiàn)的氣層依然存在，且在第四系樂東組一段發(fā)現(xiàn)了5層超淺氣藏，各氣藏C0：含量低，均屬正常壓力系統(tǒng)。泥底辟構造帶巾地震模糊區(qū)這個曾經被視為鉆探禁區(qū)并長期困擾人們的難題得到了滿意的答案，為泥底辟構造帶開辟了新的勘探領域。

基于新采集的高分辨率地震資料的認識，在構造主體部位的西翼、東翼、北翼相繼鉆探了評價井3、4、5井，證實了地震亮點和平點是該氣田含氣范圍，氣田范圍得以控制(圖2)。為了進一步落實“模糊區(qū)”內的儲層變化和構造特征，又在“模糊區(qū)”核心部位鉆探了評價井6井，達到了鉆探目的。這4口評價井的鉆探成果證實了2井鉆遇氣層在北區(qū)的穩(wěn)定分布，又發(fā)現(xiàn)了鶯歌海一段Ⅰ、Ⅱ氣組中低CO2含量的高產氣藏。

2井的成功鉆探，揭開了“模糊區(qū)”的神秘面紗，但也帶來了新的難題：①超淺層、淺層疏松儲層的取心和巖心化驗分析；②薄層的厚度、低電阻率氣層的識別和精細定量解釋；③“模糊區(qū)”的深度構造成圖等。為了解決這些難題，在后續(xù)4口評價井的鉆探中進行了有針對性的井筒基礎資料錄取，主要包括：①引進鋁合金內筒和冷凍保藏方法進行疏松儲層取心；②采用液氮取樣和鉛套加壓封樣，同時進行多種實驗，確定合理操作程序和實驗條件，確保疏松巖心的化驗分析成功；③引進核磁共振、陳列感應等多項測井新技術；④每口井均錄取VSP資料。這些舉措保證了地質油藏研究的深度，符合探明儲量研究和后續(xù)開發(fā)方案研究的要求。整個氣田從1996年1月l井開鉆至l997年3月完成儲量報告，前后不足15個月，共鉆6口井，落實了一個含氣面積達166km²的中型氣田，充分體現(xiàn)了海上石油勘探的“少井高效”的特點。

2　勘探評價的關鍵技術

2．1　模糊區(qū)的認識與解釋

樂東22-1構造位于構造中心部位，在地震時間剖面上表現(xiàn)為同向軸下凹，形似向斜，深層出現(xiàn)地震“模糊區(qū)”，經2、4井鉆探證實和從疊前深度偏移剖面來看，“模糊區(qū)”內的深度實際比“模糊區(qū)”外要淺，是一典型的背斜構造。如何合理解釋該構造的深度構造圖呢?通過深入研究，認為建立合理的速度體非常關鍵。

2．1．1井點VSP速度分析

氣田6口井均錄取了VSP資料，經分析，“模糊區(qū)”外圍的井(1、3、4、5井)的速度均屬正常，速度變化不大，但進入“模糊區(qū)”后速度明顯變低，而且越深入“模糊區(qū)”，速度越低。由此說明，地震時間剖面出現(xiàn)的下凹是由于低速造成的，必須建立三維地震速度體，才能得到可靠的深度構造圖。

2．1．2精細速度譜分析

基于上述認識，加強了對全區(qū)的地震速度譜的解釋分析。分析發(fā)現(xiàn)“模糊區(qū)”外速度譜能量團集中，質量較好，解釋可靠；進入“模糊區(qū)”后，速度譜質量明顯降低，看不到一次波的能量團，特別是中心部位只有多次波的能量團出現(xiàn)，無法進行速度解釋(圖3)。分析認為該區(qū)淺層氣十分發(fā)育，淺層氣與其圍巖的波阻抗差別很大，從而形成很強的反射。淺氣層與淺氣層之間、淺氣層與海底之間就產牛了很強的層間多次波，致使在地震速度譜上一次波的能量被掩蓋，譜上顯示出的全是多次波的能量團。因此壓制多次波便成為精細速度分析的首要任務。經過多次試驗，f-K濾波。叫對壓制本區(qū)的多次波效果較好(圖3)。經濾波處理后，“模糊區(qū)”外正常地層的速度譜能量團更清楚；剛進入“模糊區(qū)”的速度譜也出現(xiàn)了較集中的一次波的能量團，能夠準確地進行解釋；“模糊區(qū)”中心的速度譜雖然仍有較強的多次波能量團出現(xiàn)，但一次波的能量團已清楚地出現(xiàn)在速度譜上，完全可以進行可靠的速度解釋。

2．1．3地震速度體的建立

對該區(qū)速度譜有了清晰的認識后，分兩部分進行速度分析。在“模糊區(qū)”外主要解釋了高分辨率二維地震速度譜，在“模糊區(qū)”內主要用1993年常規(guī)二維地震測線的道集和部分l996年高分辨率二維地震資料進行交互速度分析拾取。速度體的建立^[6]要經過速度解釋、數字化輸入等多個環(huán)節(jié)，難免會出現(xiàn)一些差錯，為了解決這一問題，使建立的速度體更加準確可靠，采用“INDEPTH”軟件的速度監(jiān)控功能對速度資料進行了質量控制。較好地從點、線、面上找出野值或不合規(guī)律的值，經質量控制后，消除這些野值和奇異點，使地震速度更加準確可靠，對比各井VSP速度與井旁地震速度譜速度發(fā)現(xiàn)，兩種速度非常接近，雖然仍有一定的誤差，但已完全可以滿足精度要求。把經質量控制后的速度數據進行格式轉換，用“EARTHVISION”軟件進行三維網格化(網格間距為250m×250m×20ms)，再用6口井的VSP速度進行校正，獲得了準確可靠的地震速度體^[10]。將該速度體轉換的深度構造圖與井點實鉆進行比較，其絕對誤差最大為l.8m，精度較高(表1)。

2．2　應用測井新技術提高儲層解釋精度

該氣田所揭示的氣層有3種特征：①薄氣層，最小單層厚度為0.8m；②低電阻氣層，巖性為泥質粉砂巖，氣藏厚度一般為2～5m，電阻率為1.2～2W·m，中子、密度曲線特征不明顯，在自然伽馬曲線上砂泥巖特征不明顯；③高電阻氣層，巖性以中細砂巖、粉細砂巖為主，氣層厚度一般為5～11m，電阻率為2～65W·m，中子、密度曲線呈低密度低中子的典型氣層特征，在自然伽馬曲線上砂泥巖特征明顯。這3種氣層，在當時，除高電阻率氣層外，薄層的厚度精細解釋、低阻氣層的識別和儲層參數精細解釋均需要深入研究^[11]。通過引進測井新技術和綜合研究，最終提高了對薄層和低阻氣層的認識。

2．2．1薄層的精細解釋

為了提高薄氣層厚度的解釋精度，引進陣列感應測井^[12](Array Induction Tool，簡稱AIT)、方位電阻率測井^[13](Azimuthal Resistivity Imager，簡稱ARI)、綜合孔隙度測井(Integration Porosity Log，簡稱IPL)提高了薄層厚度的解釋精度。如圖4中在519.7～521.4m，氣層段由于侵入影響AO90電阻率值明顯高于常規(guī)感應電阻率值6W·m左右；而在580.0～591.0m氣層段為砂泥巖交互層段AO90電阻率曲線明顯顯示了砂泥巖薄互層的特性，薄砂層電阻率明顯高于常規(guī)感應電阻率值，而常規(guī)感應電阻率曲線只反映了薄互層的平均電阻率值，同時，AST、IPL等曲線也顯示了與之對應的砂泥巖薄互層的特性。

2．2．2低阻氣層的識別和解釋

低阻氣層^[14-16]面臨的主要問題是如何識別和提高單井儲層參數解釋的可靠性(主要是含水飽和度)。在低阻氣層的識別方面除了參考氣測錄井、綜合應用重復地層電纜測試的壓力、測試等資料外，還應用了陣列聲波測井(Array Sonic Tool，簡稱AST)，雖然低阻氣層在常規(guī)測井系列上無明顯的響應，但在陣列聲波測井上有明顯的衰減特征^[17]，為測井資料識別氣層提供了依據。另外，首次引進了核磁共振測井(Combinable Magnetic Resonance，簡稱CMR)，通過核磁資料的應用，較好地解釋了該氣田氣層含水飽和度高，結果是可靠的。特別是低阻氣層，由測井資料解釋的含水飽和度為75％～80％，但測試和MDT取樣均未見水，其結果與常規(guī)認識不符。經CMR資料證實，地層是高含束縛水的，主要原因是由巖性偏細所導致的。

2．3　含氣范圍的綜合確定

本氣田共有26個儲量計算單元，實鉆的界面只有6個單元，其他各單元均是采用多參數綜合分析確定，大大減少了評價井的數量。

由于含氣砂巖明顯的低速特征，在模糊區(qū)之外氣層的亮點或極性反轉等都非常清楚(圖5)。在南區(qū)可以看到氣層的平點特征，而薄層一般可見明顯的極性反轉現(xiàn)象。實鉆資料和壓力推算證實，這一地震信息是可以確定各氣藏的含氣范圍的。如Ql1V上氣組的氣水界面，壓力推測為-573m，亮點為-575m，實鉆為-570.8m，基本一致(表2)；另外，利用試井分析結果明確斷層位置，確定合理含氣范圍。如N2y1I氣組6井區(qū)和3、5井區(qū)兩個單元經井證實氣水界面和氣體組分均有差異，但由于模糊區(qū)的存在，兩個井區(qū)之間疑似有一條走向近南北的斷層，通過2、6井的試井解釋，均顯示有不滲透邊界的存在，證實了“模糊區(qū)”內F4斷層的存在，為合理確定這兩個計算單元的含氣范圍提供了依據。

3　結論及認識

1)合理的整體勘探部署和適時優(yōu)化調整是實現(xiàn)海上“少井高效”評價的基本保障。樂東22-1氣田從發(fā)現(xiàn)到儲量評價結束，僅用了l5個月的時間，儲量研究和評價工作同步進行，相輔相成。初探井以保證發(fā)現(xiàn)為主，評價井則基于區(qū)域地質特征，解決制約氣田評價和儲量研究的關鍵問題為目的，并考慮后續(xù)儲量評價和開發(fā)的需求制訂整體評價方案，根據評價井鉆探成果和最新研究認識，及時優(yōu)化調整評價井井位和取資料要求，多學科緊密配合，相互滲透，最終實現(xiàn)了在充分應用高分辨率地震資料和測井新技術的基礎上，用6口井探明了約l60km²含氣范圍的海上中型氣田的目的，是海上勘探“少井高效”評價策略典型事例之一。

2)廣泛采用新技術、新方法，及時解決了制約評價和儲量研究的關鍵問題：①在測井方面采用CMR、AIT等多項新技術，提高了對薄層氣層和低電阻氣層的識別和解釋精度，同時保證了結果的可靠性；②在地球物理研究方面，全面應用高分辨率地震資料，采用先進的計算機軟件，攻克了氣田中心部位地震“模糊區(qū)”的成像、速度等技術難關，同時綜合實鉆和壓力資料證實地震平點和亮點等信息代表了氣藏的含氣范圍。這些新技術新方法的應用為樂東22-1氣田的評價提供了有力的技術保障，同時也為以后油氣田的評價類似技術的合理使用提供了技術借鑒。

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