摘　要：地震資料泊松比反演氣水預(yù)測(cè)方法在砂巖儲(chǔ)層中的應(yīng)用效果穩(wěn)定，但在碳酸鹽巖儲(chǔ)層中的預(yù)測(cè)效果還有待確認(rèn)。為此，在四川盆地龍崗構(gòu)造三疊系、塔里木盆地奧陶系、土庫曼斯坦阿姆河右岸區(qū)塊侏羅系等8個(gè)層系的碳酸鹽巖儲(chǔ)層中開展了應(yīng)用研究。對(duì)測(cè)井資料的泊松比分析結(jié)果表明，碳酸鹽巖儲(chǔ)層含流體后，其泊松比由低到高依次對(duì)應(yīng)于含氣、同含氣水、含水、致密層?；谠摿己靡?guī)律，可獲得碳酸鹽巖儲(chǔ)層泊松比氣水預(yù)測(cè)模型，隨后制作合成地震記錄，準(zhǔn)確標(biāo)定儲(chǔ)層所在位置，進(jìn)而可建立起測(cè)井泊松比與地震資料的關(guān)系，采用泊松比測(cè)井曲線約束地震資料進(jìn)行反演的方法，并通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法予以實(shí)現(xiàn)，從而得到泊松比反演剖面，能夠較為清晰地反映儲(chǔ)層含氣、含水情況，由此獲得的平面分布預(yù)測(cè)圖可有效分析氣水分布與構(gòu)造、斷層等的關(guān)系。在不同碳酸鹽巖儲(chǔ)層類型(如孔隙型、裂縫型、裂縫孔隙型、縫洞型)中的應(yīng)用效果表明，該方法能有效識(shí)別碳酸鹽巖儲(chǔ)層的含氣性和含水性，可作為氣水預(yù)測(cè)的一種新手段。

關(guān)鍵詞：碳酸鹽巖  儲(chǔ)集層  泊松比  天然氣  水  預(yù)測(cè)效果  四川I盆地  塔里木盆地  阿姆河盆地

A gas-water forecasting model based on Poisson¢s ratio values and its application in carbonate reservoirs

Abstract：It is effective to predict gas-water through Poisson¢s ratio inversion of seismic data in sandstone reservoirs．However，the effectiveness of this method in carbonate reservoirs has not been well proved．Therefore，eight carbonate sequences，including the Triassic in the Longgang structure of the Sichuan Basin，the Ordovician in the Tarim Basin and the Jurassic in the Amu Darya Right Bank Basin of Turkmenistan，were selected for verifying the effectiveness of this method．The analysis of Poisson¢s ratio of logging data reveals that the Poisson¢s ratio values of carbonate reservoirs containing fluids correspond，from low to high，to gas layer，gas-water layer，water layer and tight layer respectively．This pattern is clear．Thus，a gas-water forecasting model based on Poisson¢s ratio values was built for carbonate reservoirs．Synthetic seismograms were generated to accurately calibrate the horizons of reservoirs．Poisson inversion profiles were obtained based on neural network algorithm and used to recognize gas water layers．The plane maps generated based on these profiles effectively revealed the relationship between gas—water distribution with structures and faults．Application in different types of carbonate reservoirs(such as porous type，fractured type，fractured-porous type and fractured-vuggy type)shows that this method is effective in the identification of gas and water distribution in carbonate reservoirs．It can be used as a new means of gas-water prediction．

Keywords：carbonates，reservoir，Poisson¢s ratio，natural gas，water，prediction effect，Sichuan Basin，Tarim Basin，Amu Darya River Basin

1　氣水預(yù)測(cè)模型的建立

氣水預(yù)測(cè)模型是根據(jù)預(yù)測(cè)區(qū)域的泊松比曲線結(jié)合試油情況建立的，基中泊松比曲線由陣列聲波測(cè)井曲線，即縱波、橫波時(shí)差轉(zhuǎn)換而來，即

其中

式中dts為橫波時(shí)差；dtc為縱波時(shí)差；g為縱橫波速度比。

將泊松比曲線結(jié)合試油結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、統(tǒng)計(jì)分析，即得到泊松比值與氣水的對(duì)應(yīng)關(guān)系。目前，筆者已在8個(gè)不同儲(chǔ)層中獲得了與圖1類似的關(guān)系。它們的基本規(guī)律是相同的，即泊松比值含氣層低，含水層較高，致密層或非儲(chǔ)層最高，只是在不同地區(qū)(含國(guó)內(nèi)外)泊松比值略有差別。

由此建立的氣水預(yù)測(cè)模型具有普適性(圖2)。圖2表示含氣層、氣水層、水層、巖石(碳酸鹽巖)的泊松比分布范圍，是依次升高的，具體到某個(gè)儲(chǔ)層時(shí)，其值略有不同。依據(jù)此模型，即可對(duì)預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行氣水預(yù)測(cè)解釋。

2　泊松比氣水預(yù)測(cè)的處理解釋流程

1)制作合成記錄，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，并在地震剖面上進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)比。

2)泊松比測(cè)井資料分析，建立儲(chǔ)層泊松比氣水預(yù)測(cè)模型。

3)建立測(cè)井泊松比—地震資料的關(guān)系，并將關(guān)系用于氣水預(yù)測(cè)，形成平面預(yù)測(cè)成果。

4)進(jìn)行解釋，其方法已在本文參考文獻(xiàn)[1-2]中介紹，此不贅述。

3　應(yīng)用效果分析

3．1　四川盆地某構(gòu)造下二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組生物礁儲(chǔ)層

該儲(chǔ)層位于四川盆地某海槽，研究區(qū)自北東—南西依次出現(xiàn)海槽相、邊緣相和臺(tái)地相沉積，發(fā)育陸棚邊緣礁。工業(yè)油氣井成功率分別為42.3％和42.5％，并大量產(chǎn)水。氣水分布預(yù)測(cè)已經(jīng)成為重要課題。

對(duì)區(qū)內(nèi)多口井儲(chǔ)層段泊松比測(cè)井曲線統(tǒng)計(jì)分析，確定泊松比與氣水的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：氣層在0～0.285；氣水層在0.285～0.305；干層大于0.315。

反演得到預(yù)測(cè)區(qū)域目的層泊松比均值分布圖(圖3)，紅、黃色代表含氣，綠、藍(lán)色代表含水，灰、白色代表非儲(chǔ)層。圖3中指示框的顏色為含流體類別(氣、氣水、水)，其中的數(shù)據(jù)為產(chǎn)量?？梢钥吹剑A(yù)測(cè)的氣水分布與試油結(jié)果基本對(duì)應(yīng)，效果較明顯，26口井有21口符合，符合率81％。

圖3中矩形框上側(cè)邊線出現(xiàn)明顯的含氣條帶，為邊緣礁儲(chǔ)層，該圖同時(shí)顯示海槽內(nèi)有一定的含氣性(圖3黃色部分)。

3．2　四川盆地某構(gòu)造雷口坡組

該構(gòu)造中三疊統(tǒng)雷口坡組構(gòu)造較復(fù)雜，斷層較發(fā)育，圈閉類型有構(gòu)造、巖性圈閉、巖性一構(gòu)造復(fù)合圈閉。該區(qū)工業(yè)井成功率37.5％，獲累計(jì)測(cè)試產(chǎn)量107.35×10⁴m³／d，展示出其良好的勘探開發(fā)前景。但雷口坡組儲(chǔ)層氣水分布規(guī)律不清楚，造成開發(fā)部署困難、影響開發(fā)效果等。

預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)目的層段泊松比曲線有ll口，測(cè)試結(jié)果與泊松比曲線的關(guān)系符合一般的規(guī)律，統(tǒng)計(jì)得到的泊松比與氣水關(guān)系如圖1，含氣泊松比在0～0.275之間，含水泊松比在0.265～0.310之間。

預(yù)測(cè)得到的含氣分布如圖4所示，紅色為含氣。該區(qū)4口純產(chǎn)氣井，3口井位于或緊鄰低泊松比部位(紅色)，1口井位于不含氣部位，5口純產(chǎn)水井均位于不含氣的部位，3口氣水同產(chǎn)井都位于或靠近含氣部位，4口干井有2口井位于不含氣部位。總體看，l6口井3口井不符合(符合率為81％)。

圖5為預(yù)測(cè)的含水分布預(yù)測(cè)圖。圖5中，5口純產(chǎn)氣井和3口氣水同產(chǎn)井有7口位于預(yù)測(cè)的含氣分布區(qū)，有l口井不符合，4口純產(chǎn)氣井均不在預(yù)測(cè)的含水部位，4口干井有2口處于預(yù)測(cè)的含水部位。16口井有3口井不符合(符合率為81％)。

3．3　土庫曼斯坦阿姆河地區(qū)侏羅系njj組儲(chǔ)層

研究區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層段礁、灘型儲(chǔ)層發(fā)育。區(qū)塊大斷裂較多，油氣分割不均，水體分布規(guī)律性差，這給井位部署和開發(fā)帶來較大難度。

獲得的氣水分布預(yù)測(cè)圖如圖6所示。圖6中黑線為斷層，紅、黃色為含氣，綠、藍(lán)色為含水，從圖中看出，28口有6口與預(yù)測(cè)結(jié)果不符合，l3口含水井有2口井與預(yù)測(cè)結(jié)果不符合，總體符合率為85.36％。

此外，筆者還對(duì)四川盆地高石梯構(gòu)造震旦系燈影組二段白云巖儲(chǔ)層進(jìn)行了探索性預(yù)測(cè)，獲得了氣水界面(圖7)，該氣水界面與該區(qū)的實(shí)鉆結(jié)果符合。此外，在塔里木油田塔中區(qū)塊開展了氣水分布預(yù)測(cè)，得到了串珠狀反射對(duì)應(yīng)的溶洞儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與普通地質(zhì)模型具有一致性(圖8)。這種方法也能反映砂巖儲(chǔ)層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)^[3-5]。

4　結(jié)論與認(rèn)識(shí)

筆者對(duì)8個(gè)不同地區(qū)、類型的碳酸鹽巖儲(chǔ)層做了氣水預(yù)測(cè)探索，包括礁、礁灘、堤礁，有孔隙型、裂縫型、溶洞型，有構(gòu)造、巖性圈閉型。應(yīng)用表明，泊松比在碳酸鹽巖儲(chǔ)層氣水預(yù)測(cè)中，建立的模型具有普適性，預(yù)測(cè)效果穩(wěn)定，對(duì)氣藏的勘探開發(fā)具有較好的參考價(jià)值。

但目前大多油氣田所作陣列聲波測(cè)井較少，且對(duì)曲線的處理還不夠精細(xì)，值得引起重視，以便進(jìn)一步發(fā)揮泊松比曲線的作用，更有效解決氣水預(yù)測(cè)難題。

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本文作者：吳大奎  戴勇  李剛毅  鄭淑芬

作者單位：中國(guó)石油川慶鉆探工程公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院