【系列专题】页岩油气隐形手:储层表征破解油藏密码(1)

08-15 17:37 首页 石油圈


眼见为实。当地下的油藏密码被技术破解时,也就没那么神秘莫测了。


来自 | E&P

编译 | 二丫 张德凯

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众所周知,油价下跌迫使页岩开发商提高效率,其中包括钻井方案和完井设计优化。在往常的作业中,开发商通常会放弃使用地震勘探工具,因为他们觉得已经对油藏有了足够的认识。然而事实并非如此,在实际的钻井作业中,通常发生无法准确钻遇油气甜点的情况,分支井以及射孔作业的设计难度极大。


迫于低油价的压力,结合作业经验,勘探工具在当今页岩开发中的应用得到了前所未有的普及。在墨西哥湾的作业中,勘探工具能够准确分析盐丘以下页岩油藏的复杂组成。地震勘探数据内容非常丰富,对于油藏性质解析能够起到关键作用。例如,地震勘探数据能够预测钻井风险多发地层,并能识别高裂缝密度地层。将地层性质与岩土力学性质结合,即可获得更准确的地层压力信息,更准确地预测其对产量的影响。

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新型模型提高复杂油藏模拟准确性


RockMod模型分辨率更高,上图为Powder River盆地地层的砂层(黄色)和非常规砂层(橘色)分布


CGG GeoSoftware公司在多种类型油藏(包括复杂的非常规油藏)模拟方面都有先进的技术。其中,Jason Rock-Mod地统计学反演法模拟技术已经得到了现场应用的验证,在复杂油藏的应用中非常有效,建立的油藏模型分辨率极高,对于钻完井设计及生产预测都起到了非常重要的指导作用。地统计学反演法根据不同的计算原则将不同油藏的地质信息整合,包括岩石物理测井数据、地震勘探数据以及地质概念等,模型对于岩相/油藏岩石性质的预测更准确,而且模拟结果同时包括井筒及井间数据。我们都知道,非常规油藏的地层性质波动极大,包括垂直/水平方向的岩相/岩层机械性质等,所以上述模型数据就显得格外重要。


新型模拟软件的强大功能得益于RockMod对输入数据的精准处理以及优秀的分析功能,模拟结果与岩相及岩层性质的分析/预测都非常准确。RockMod的一大特色是采用了Markov Chain Monte Carlo随机反演功能,通过岩石物性模型,同时实现了地层弹性数据、油藏的岩相分析,这对于复杂油藏岩相的分析、解译非常有效。此外,模拟结果可通过角点网格方式显示,有常规和放大两种模式,可直接用于静态模型集成和井筒作业设计。

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新方案识别非常规油藏



通常来讲,非常规油藏的润湿情况复杂,同时存在亲水/疏水组分。岩心性质分析一直作为油藏润湿性质分析的主要手段,然而,在当前测井工具的基础上,还没有一款适合的岩石物理技术能够将岩心按照润湿性质分类。在2016年拉斯维加斯举行的美国石油地质学家会议中,Digital Formation公司根据多种非常规油藏数据,利用三重测井技术,提出了一种孔隙分类方案,可将岩石孔隙组分分为水润湿和油润湿型。


其中,油润湿型孔隙基本为有机孔隙,是地层热演化过程中总有机碳变化产生的。而在该技术出现之前,利用常规的岩石物理分析还无法得到油基孔隙的具体数据,利用Digital Formation提出的方法,非常规油藏的流动性质研究会取得更加准确的成果,实现油润湿型/水润湿型孔隙的层级量化。由于每种组分的流动性能都不同,根据孔隙量化结果,即可得到整体油藏的流动性质结果。

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叠前稀疏脉冲AVO反演技术


Marcellus区块两个油气甜点的水平方向各向异性分布图,结果由期望最大化算法得出


Geokinetics公司的AVOz反演能够进行油藏放大/补偿各向异性的模型独立表征,对油田人工智能、放大定量解析及油气甜点识别都具有重要意义。该分析流程源自方位角AVO反演数据驱动模式,利用人工智能对甜点属性进行分析,之后对甜点地层结构进行解析。由于地层属性与模型是相互独立的,分类与聚类不会受限,使模型(如Ruger)的假设条件和模糊点更少,准确度更高。稀疏Bayesian(贝叶斯)参数的应用能够防止叠前区块的过度评估。此外,在该模型中还采用了一种新型的Euclidean参数,以保持模拟过程中方位角自由度的旋转不变性。目前,由于Bayesian模型只对地层稀疏参数低反射面的光滑度进行假设,应用简单,应用非常普遍。

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页岩油藏地震勘探数据价值最大化



在北美的陆地页岩油藏开发中,井筒数据非常丰富,基于此,地质学家可进行分层数据、水平井段数据与性质分布的关联,之后建立模型。尽管井筒数据已非常丰富,地震勘探数据必不可少,那么有哪些信息是其他井筒信息无法提供的呢?地震勘探数据对故障预测极其重要,故障包括定向钻井中的相关风险、高缝隙密度区块等,还设计提高采收率问题。当前又出现了一种新的故障网络理解方式---全面认知解读。认知解读是通过控制思维中的认知能力和现代阐释技术的计算能力,对地层信息进行快速、准确的解译。


通过结合不同断层性质数据,地质学家可得到断层类型等信息,进而对地层属性就可得到更全面的认识。配色方案对于识别一幅图表中不同数据源中的新型非常有效,将三种地层缺陷属性分别以青色、品红、黄色(CMY)表示,根据颜色变化可快速获得断层属性和差异信息。在CMY减色法识别断层信息中,如果三种颜色断层信息都检测为错误,则会显示为黑色。

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非常规油藏表征分辨率提高八个数量级



Zeiss Microscopy Business Group的高分辨率显微镜可提供多种规格的图像分析表征,将油气工程师的岩心分析带入了纳米水平。此外,通过在单一分析平台配置不同工具,在放大分析的同时还可进行2D/3D光学、XRD及电子显微镜分析。获得这些数据后,与高级可视化、量化、模拟工具结合,即可得到孔隙率、孔隙结构、孔隙连通性、矿物学、矿物分布、裂缝分布及其他对碳氢化合物流动产生影响的地层岩石物理性质;然后进一步将这些信息用于油田或是整个油藏区块的模型建立,指导油藏的勘探开发及后期开采工作的进行。岩层矿物成分/组合的分析对于研究水力压裂影响也非常重要,利用这些数据,开发商和作业人员就能优化井间距,最小化完井失误率。


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