凡 睿,劉力輝,石文斌,張國(guó)常,曾 韜

(1.中國(guó)石油化工股份有限公司勘探分公司,四川成都610041；2.成都晶石石油科技有限公司,四川成都610041)

元壩西部地區(qū)須二下亞段致密砂巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究

凡 睿1,劉力輝2,石文斌1,張國(guó)常1,曾 韜1

(1.中國(guó)石油化工股份有限公司勘探分公司,四川成都610041；2.成都晶石石油科技有限公司,四川成都610041)

川北元壩西部地區(qū)須家河組二段下亞段主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積,水下分流河道砂體發(fā)育,但由于埋深大,壓實(shí)強(qiáng)烈,巖石致密,有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難度大。針對(duì)上述難點(diǎn),采用了“相控儲(chǔ)層預(yù)測(cè)”研究思路:首先通過(guò)巖石物理分析優(yōu)選出預(yù)測(cè)巖性的敏感地震屬性,應(yīng)用地震沉積學(xué)研究方法獲得疊前S屬性表征的目的層地震地貌圖,預(yù)測(cè)河道砂巖分布；然后借助地震物相研究方法,通過(guò)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)由疊前近、遠(yuǎn)角度射線彈性阻抗反演結(jié)果得到地震物相體,預(yù)測(cè)須二下亞段致密砂巖有效儲(chǔ)層分布。建議井位的鉆探結(jié)果表明,儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度高,預(yù)測(cè)方法行之有效。

元壩西部；須二下亞段；致密砂巖；地震物相；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

隨著勘探程度的不斷深入,致密砂巖氣藏在現(xiàn)今的油氣勘探開(kāi)發(fā)中受到越來(lái)越多的關(guān)注。近幾年來(lái),在鄂爾多斯盆地[1-3]蘇里格、大牛地和四川盆地[4-5]中部廣安、安岳等地相繼取得重要發(fā)現(xiàn)。近期,我們通過(guò)加強(qiáng)老井復(fù)查研究,在四川盆地元壩西部發(fā)現(xiàn)須家河組二段致密砂巖氣藏,儲(chǔ)層具有大面積疊合連片特征,評(píng)價(jià)天然氣資源量超千億方,是近期有望實(shí)現(xiàn)規(guī)模增儲(chǔ)的重點(diǎn)目標(biāo)。

元壩西部在構(gòu)造上位于四川盆地川北坳陷九龍山構(gòu)造西南傾末端,須家河組二段下亞段砂巖主要發(fā)育于辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積微相,砂體厚度較大且橫向上疊合連片,砂體間多為薄層泥巖,俗稱“砂包泥”,砂巖分布特征不清楚。埋藏深(4km以上)導(dǎo)致成巖期壓實(shí)作用改造強(qiáng)烈,巖石致密,儲(chǔ)層具低孔、低滲和強(qiáng)非均質(zhì)性特征,為典型的致密砂巖氣藏[6-9],有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)缺乏有效的技術(shù)手段。

研究區(qū)采用12L×48S×240R×6T×72F(中間放炮)束狀觀測(cè)系統(tǒng)完成了三維地震資料采集,經(jīng)疊前時(shí)間偏移處理后,主要目的層上三疊統(tǒng)須家河組地震資料信噪比較高,有效波頻帶約5～70Hz,主頻45Hz左右,地震資料品質(zhì)較好。由于致密砂巖儲(chǔ)層與圍巖物性差異小,巖石物理特征復(fù)雜,勘探初期采用疊后地震屬性方法預(yù)測(cè)巖性,但其誤差過(guò)大,預(yù)測(cè)精度不能滿足勘探需求；而僅靠地震反演的一個(gè)波阻抗參數(shù),也難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)儲(chǔ)層物性以確定有效儲(chǔ)層分布,由此導(dǎo)致鉆探成功率不高,制約了該區(qū)的油氣勘探進(jìn)程。為此,需要探索致密砂巖儲(chǔ)層的有效預(yù)測(cè)方法,提高預(yù)測(cè)精度,支撐勘探部署。

針對(duì)上述難點(diǎn),本文采用了“相控儲(chǔ)層預(yù)測(cè)”研究思路:首先通過(guò)巖石物理分析,優(yōu)選敏感地震屬性預(yù)測(cè)巖性,從而排除泥巖在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的干擾,預(yù)測(cè)出河道砂巖分布范圍；然后在有利沉積相帶內(nèi)通過(guò)地震物相研究,排除干層,預(yù)測(cè)有效儲(chǔ)層分布,從而為下一步勘探提供部署目標(biāo)。

1 有利沉積相帶預(yù)測(cè)

對(duì)于研究區(qū)有利沉積相帶的預(yù)測(cè),在“相控儲(chǔ)層預(yù)測(cè)”的思路下選用地震沉積學(xué)研究方法。地震沉積學(xué)研究[10-13]主要通過(guò)地層切片[14-15]技術(shù)提取敏感地震屬性[16],從而達(dá)到預(yù)測(cè)沉積、巖性的目的。因此,首先需要確定敏感地震屬性及沉積等時(shí)面。

1.1 敏感屬性優(yōu)選

元壩西部地區(qū)須二下亞段巖石物理特征分析表明,縱波速度(vP)難以區(qū)分部分泥巖(圖1中藍(lán)色三角符號(hào))和高孔砂巖(圖1中紅色圓形符號(hào)),而橫波速度(vS)對(duì)于巖性的區(qū)分能力明顯較強(qiáng)(圖1 中紅色橫線)。因此,預(yù)測(cè)研究區(qū)目的層巖性需要選用帶有橫波速度信息的地震屬性。

圖1 研究區(qū)目的層砂巖和泥巖縱、橫波速度交會(huì)分析

目前用于巖性預(yù)測(cè)的具有橫波信息的疊前地震屬性主要有疊前AVO屬性[17]中的S屬性和疊前廣角彈性阻抗[18-19]屬性兩種,疊前AVO屬性不受模型影響,表征地震巖性有明顯的優(yōu)勢(shì)。為此,本次研究選用疊前S屬性預(yù)測(cè)研究區(qū)目的層巖性。疊前S屬性的表達(dá)式為：

(1)

1.2 地震沉積學(xué)方法預(yù)測(cè)有利相帶

通過(guò)層序地層學(xué)研究表明,元壩西部須二段底界為三級(jí)層序界面,須二段中亞段為區(qū)域最大湖泛面。以須二中亞段和須二底(圖2)為沉積等時(shí)面作地層切片,提取疊前地震S屬性,得到研究區(qū)須二下亞段地震地貌圖(圖3,其中A至F為已鉆井,Y1至Y4為建議井位),刻畫(huà)巖性平面分布。通過(guò)標(biāo)定,圖3中紅、黃色代表辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體,藍(lán)色代表分流河道間灣的泥巖沉積；由圖3可以看出,河道砂體呈近北西—南東向展布,多期河道在平面上疊置,辮狀特征顯著。通過(guò)地震沉積學(xué)方法,明確了研究區(qū)須二下亞段河道砂巖分布范圍,為有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。

圖2 研究區(qū)目的層段地震剖面展示須二下亞段地層切片位置

圖3 研究區(qū)須二下亞段2砂組疊前S屬性表征的地震地貌

2 有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

針對(duì)低孔低滲致密砂巖儲(chǔ)層物性預(yù)測(cè)的難點(diǎn),劉力輝等[20]提出地震物相的概念。地震物相是指地震物性相或儲(chǔ)集相,即與儲(chǔ)層物性相關(guān)、地震彈性參數(shù)可識(shí)別的屬性類別。在地震物相劃分時(shí)既考慮了儲(chǔ)層的微觀結(jié)構(gòu)(即影響儲(chǔ)層的主要成巖作用),又考慮地震反演的彈性參數(shù)的可識(shí)別性。

2.1 地震物相劃分及測(cè)井解釋

元壩西部須二下亞段儲(chǔ)層巖性以細(xì)粒巖屑砂巖為主,壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用是影響儲(chǔ)層物性的主要成巖作用。綜合考慮以上因素,地震物相劃分方案定義為:物相1，物相2和物相3,分別對(duì)應(yīng)于測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的氣層(φ≥8%)、含氣層(6%≤φ<8%)和非儲(chǔ)層(φ<6%),非儲(chǔ)層包括干層和泥巖隔夾層。氣層為有效儲(chǔ)層。根據(jù)自然伽馬、縱、橫波速度比和孔隙度曲線,建立須二下亞段測(cè)井物相解釋標(biāo)準(zhǔn)(圖4)。

2.2 相控巖石物理分析

相控巖石物理分析采用四維交會(huì)分析方法,綜合物相類型、儲(chǔ)層物性和地震彈性參數(shù)等因素。對(duì)于地震彈性參數(shù),選擇射線彈性阻抗(REI),包括近偏移距射線彈性阻抗和遠(yuǎn)偏移距射線彈性阻抗。一方面,近偏移距射線彈性阻抗主要反映孔隙和流體,遠(yuǎn)偏移距射線彈性阻抗反映巖性,二者綜合了巖性和物性因素；另一方面,研究區(qū)儲(chǔ)層表現(xiàn)為負(fù)反射系數(shù),Ⅲ類AVO特征[21],隨著偏移距增大射線彈性阻抗減小,因此可以用近、遠(yuǎn)偏移距射線彈性阻抗區(qū)分物相?？紤]到疊前道集品質(zhì)和軟件設(shè)置條件,近角選擇7°(入射角3°～11°疊加),遠(yuǎn)角選擇31°(入射角27°～35°疊加)。

圖4 研究區(qū)目的層地震物相劃分方案及測(cè)井物相解釋標(biāo)準(zhǔn)

在常規(guī)坐標(biāo)系統(tǒng)下的巖石物理分析結(jié)果表明,遠(yuǎn)、近偏移距彈性阻抗雖然在趨勢(shì)上可以大致識(shí)別物相類型,但是任何一個(gè)參數(shù)均沒(méi)有確定的門(mén)檻值(圖5a)。分析兩個(gè)參數(shù)和地震物相類型之間有個(gè)角度關(guān)系。通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法,不斷轉(zhuǎn)換角度進(jìn)行掃描,最終發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)換角度為24.9596°時(shí),可以有效區(qū)分各種物相。采用轉(zhuǎn)換公式((2)式)將大、小角度射線彈性阻抗(IREI31°和IREI7°)線性組合為一個(gè)新的地震彈性參數(shù)CAVOIMP,由圖5b可以看出,CAVOIMP<0的樣點(diǎn)主要為氣層,因此可以用CAVOIMP作為須二下亞段儲(chǔ)層物性預(yù)測(cè)的參數(shù)。

sin24.9596°×IREI31°-7078

(2)

2.3 地震物相預(yù)測(cè)有效儲(chǔ)層

相控巖石物理分析模板得到的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式((2)式)以及CAVOIMP對(duì)儲(chǔ)層的劃分模板都是基于測(cè)井分析結(jié)果,對(duì)地震預(yù)測(cè)而言,還存在分辨率和反演誤差問(wèn)題,因此需要用地震反演數(shù)據(jù)建立地震物相解釋模板。

從地震疊前反演的井旁道抽取近、遠(yuǎn)偏移距射線彈性阻抗曲線,用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)關(guān)系計(jì)算CAVOIMP曲線,在井上識(shí)別出地震物相。在時(shí)間域內(nèi)對(duì)比測(cè)井解釋物相和地震反演物相(圖6),反演結(jié)果不僅與井點(diǎn)測(cè)井解釋物相數(shù)據(jù)吻合度高,而且反演分辨率也較高。由此則可以用疊前近、遠(yuǎn)角度彈性阻抗反演數(shù)據(jù),通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法得到地震物相體。

圖5 常規(guī)坐標(biāo)系統(tǒng)下(a)和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后新坐標(biāo)系統(tǒng)下(b)的相控巖石物理分析模板

圖7為研究區(qū)須二下亞段2砂組地震物相屬性平面圖(圖中:紅色代表氣層；綠色代表含氣層；藍(lán)色代表干層),地震物相反映出儲(chǔ)層主要發(fā)育于三角洲前緣水下分流河道,呈北西、南東向展布,為本區(qū)繼承性水下分流河道,具明顯相控特征。

圖8為研究區(qū)須二下亞段2砂組有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)厚度分布圖。從圖8中可以看出,儲(chǔ)層厚度主體大于15m,西北部近物源區(qū)多期河道疊置,有效儲(chǔ)層厚度較大,最大可達(dá)40m；往東南部?jī)?chǔ)層厚度逐漸減薄。

在有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,通過(guò)綜合評(píng)價(jià),提出4口建議井位(Y1,Y2,Y3,Y4)并得到采納。經(jīng)鉆探,4口井均鉆遇較厚優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層,其中Y1,Y2和Y3井已測(cè)試均獲得工業(yè)氣流,Y4井待測(cè)試。表1為鉆后儲(chǔ)層預(yù)測(cè)誤差統(tǒng)計(jì)結(jié)果,可以看出,除C井因儲(chǔ)層厚度薄,厚度預(yù)測(cè)的相對(duì)誤差較大外,其余井預(yù)測(cè)厚度與實(shí)鉆結(jié)果吻合度較高,相對(duì)誤差均小于8.5%。

圖6 基于地震疊前反演的地震物相驗(yàn)證

圖7 研究區(qū)須二下亞段2砂組地震物相屬性平面分布

圖8 研究區(qū)須二下亞段2砂組有效儲(chǔ)層厚度預(yù)測(cè)結(jié)果

表1 研究區(qū)須二下亞段2砂組儲(chǔ)層厚度預(yù)測(cè)誤差統(tǒng)計(jì)

井號(hào)鉆井厚度/m預(yù)測(cè)厚度/m絕對(duì)誤差/m相對(duì)誤差，%A17．318．00．74．0B12．013．01．08．3C3．03．50．516．7D20．221．00．84．0E41．439．0-2．45．8F7．16．5-0．68．5Y113．014．01．07．7Y219．020．01．05．3Y322．521．0-1．56．7Y421．020．0-1．04．8

3 結(jié)束語(yǔ)

1) 在通過(guò)巖石物理分析確定巖性識(shí)別敏感地震屬性的基礎(chǔ)上,應(yīng)用地震沉積學(xué)研究方法獲得疊前S屬性表征的目的層地震地貌圖,預(yù)測(cè)出研究區(qū)須二下亞段辮狀河三角洲前緣水下分流河道分布規(guī)律,明確了河道砂巖分布范圍。

2) 利用地震物相研究方法,通過(guò)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)由疊前近、遠(yuǎn)角度射線彈性阻抗反演數(shù)據(jù)得到地震物相體,預(yù)測(cè)出須二下亞段有效儲(chǔ)層分布。繼承性水下分流河道為研究區(qū)有效儲(chǔ)層發(fā)育有利相帶。

3) 研究結(jié)果表明,“先巖性,后物性”的“相控儲(chǔ)層預(yù)測(cè)”研究方法在研究區(qū)致密砂巖有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中取得了良好的應(yīng)用效果,建議井位的鉆探結(jié)果證實(shí)預(yù)測(cè)方法是行之有效的。

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(編輯：顧石慶)

Tight sandstone reservoir prediction of lower subsection of Xu_2 member in western Yuanba area

Fan Rui1,Liu Lihui2,Shi Wenbin1,Zhang Guochang1,Zeng Tao1

(1.ExplorationCompany,SINOPEC,Chengdu610041,China; 2.RockstarPetroleumScienceTechnologyLimited,Chengdu610041,China)

Braided river delta front facies mainly develop in lower subsection of Xu_2 member in western Yuanba area,where sand bodies develop in subaqueous distributary channels.Deep buried depth,strong compaction and compact rocks would increase difficulty in reservoir prediction.To solve the problems mentioned above,“facies-controlled reservoir prediction” research ideas are adopted.First of all,the seismic attributes that are sensitive to lithological prediction are optimally selected by petrophysics analysis,and by utilizing seismic sedimentology research method,the seismic geomorphologic maps represented by prestackSattribute is obtained to predict the distribution of channel sands.And then the data bodies of seismic reservoir property facies are derived by coordinate rotation from prestack near,far angle elastic impedance inversion results,which is used to predict the distribution of effective reservoirs in lower subsection of Xu_2 member.Drilling results of recommended well locations show that the reservoir prediction accuracy is high and the method is effective.

western Yuanba area,lower subsection of Xu_2 member,tight sandstone,seismic reservoir property facies,reservoir prediction

2013-12-06;改回日期：2014-08-18。

凡睿(1966—),男,高級(jí)工程師,現(xiàn)主要從事石油地震地質(zhì)綜合研究工作。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“碎屑巖層系大中型油氣田富集規(guī)律與勘探關(guān)鍵技術(shù)”(2011ZX05002-004)資助。

P631

A

1000-1441(2015)01-0083-07

10.3969/j.issn.1000-1441.2015.01.012