劉海濤 何志勇 林 琳 肖 偉

（中國石化勘探分公司）

元壩東地區(qū)須四段長(zhǎng)石巖屑砂巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法研究*

劉海濤 何志勇 林 琳 肖 偉

（中國石化勘探分公司）

元壩東地區(qū)須四段長(zhǎng)石巖屑砂巖儲(chǔ)層橫向非均質(zhì)性強(qiáng)，導(dǎo)致沉積相帶邊界刻畫困難、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度低等問題。通過儲(chǔ)層精細(xì)標(biāo)定，明確了儲(chǔ)集層的測(cè)井及地震響應(yīng)特征；利用波形分類、均方根振幅屬性，明確了儲(chǔ)層的宏觀展布范圍；在儲(chǔ)層宏觀分布范圍內(nèi)分析儲(chǔ)層敏感參數(shù)，開展聲波曲線重構(gòu)進(jìn)行擬聲波波阻抗反演，對(duì)有利儲(chǔ)層分布區(qū)及厚度進(jìn)行精細(xì)預(yù)測(cè)。研究區(qū)須四段通過運(yùn)用地震地質(zhì)綜合儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)所得的儲(chǔ)層厚度與實(shí)鉆吻合，證實(shí)該技術(shù)可有效提高長(zhǎng)石巖屑砂巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的精度。圖7參12

元壩東須家河組四段長(zhǎng)石巖屑砂巖儲(chǔ)層儲(chǔ)層預(yù)測(cè)特征曲線重構(gòu)

0 引言

隨著油氣勘探程度的不斷提高,巖性油氣藏已成為川東北元壩東地區(qū)油氣勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域。巖性氣藏的預(yù)測(cè)由于受到鉆井資料少，構(gòu)造復(fù)雜，地層巖性非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，常規(guī)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法存在多解性和精度低等相關(guān)問題[1-2]。本文在總結(jié)前人儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用了地震地質(zhì)綜合預(yù)測(cè)技術(shù)對(duì)長(zhǎng)石巖屑砂巖儲(chǔ)層的發(fā)育范圍及厚度進(jìn)行預(yù)測(cè)。首先，通過巖心、薄片、分析化驗(yàn)、成像測(cè)井資料對(duì)儲(chǔ)層的地質(zhì)特征進(jìn)行分析，通過合成記錄對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)標(biāo)定，明確儲(chǔ)層的地震和測(cè)井響應(yīng)特征；其次，以沉積時(shí)期的物源分析、沉積相分析，結(jié)合波形分類、均方根振幅屬性，明確儲(chǔ)層的宏觀展布范圍；最后，對(duì)儲(chǔ)層敏感參數(shù)進(jìn)行分析，在儲(chǔ)層宏觀分布范圍內(nèi)開展聲波曲線重構(gòu)進(jìn)行擬聲波反演，對(duì)有利儲(chǔ)層分布區(qū)和儲(chǔ)層厚度進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果為該區(qū)下一步的油氣勘探提供了重要的指導(dǎo)作用，同時(shí)也形成了一套川東北地區(qū)長(zhǎng)石巖屑砂巖儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)技術(shù)方法。

1 研究區(qū)概況

川東北元壩東地區(qū)總體位于四川盆地東北部（圖1），川北低緩褶皺帶北緣，北鄰米倉前陸沖斷帶，南接川中平緩帶，西鄰川西坳陷帶，東接大巴山弧形沖斷構(gòu)造帶[3-4]。通過對(duì)前人的研究成果以及該區(qū)完鉆井的分析認(rèn)為，須四段主要發(fā)育辮狀河三角洲平原、前緣沉積體系，平面上連片展布，縱向上多期疊置[5-6]。元壩地區(qū)須四段存在西北、北部和東北三個(gè)方向的物源，西北的龍門山物源體系以富鈣屑砂巖為主，北面的米倉山物源體系以富石英、富巖屑砂巖為主，而東北方向的大巴山物源體系以富長(zhǎng)石砂巖為主[7]。元壩東物源主要來自大巴山，以水下分流河道微相為主。該區(qū)部署的元陸17井、元陸171、元陸173井須四段試獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，證實(shí)了其巨大勘探潛力。為了對(duì)下一步部署提供依據(jù)和支撐，必須開展儲(chǔ)層圈閉評(píng)價(jià)和有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)研究。

圖1 研究區(qū)地理位置圖

2 儲(chǔ)層特征分析

2.1 物性特征

元壩東地區(qū)須四段可分為上下兩套砂體，其中上部以細(xì)—中粒長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，發(fā)育低角度交錯(cuò)層理；下部以細(xì)、中粒巖屑砂巖為主，發(fā)育塊狀層理，儲(chǔ)層發(fā)育于上部長(zhǎng)石巖屑砂巖中（圖2）。本文對(duì)元陸17井、元陸171井等重點(diǎn)探井須四段巖心樣品進(jìn)行了物性分析，孔隙度主要分布在0.76%～9.59%之間，平均為4.23%；滲透率主要分布在0.003～16.484 mD，平均為0.146 mD，具低孔、低滲特征。儲(chǔ)集空間以長(zhǎng)石、巖屑的粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、雜基微孔和鑄?？诪橹鳎瑢儆诹芽p-孔隙型儲(chǔ)層。

2.2 測(cè)井響應(yīng)特征

對(duì)研究區(qū)須四段長(zhǎng)石巖屑砂巖、巖屑砂巖、泥巖的測(cè)井響應(yīng)特征分析可知，儲(chǔ)層段自然伽馬曲線主要以微齒化箱型為主，表現(xiàn)為河道沉積特征，在局部夾薄層泥巖處，伽馬值增大；聲波和密度曲線值小于下部非儲(chǔ)層段巖屑砂巖；三孔隙度曲線部分出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象，表現(xiàn)為局部裂縫性儲(chǔ)層。砂巖和泥巖的聲波阻抗值重疊范圍較大，泥巖的波阻抗響應(yīng)被覆蓋于砂巖響應(yīng)之下。

2.3 地震響應(yīng)特征

利用元陸17井的聲波、密度資料制作合成地震記錄，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)標(biāo)定（圖2）。儲(chǔ)層分布在須四段上部長(zhǎng)石巖屑砂巖中，和下部巖屑砂巖比具有相對(duì)低速、低密度的特點(diǎn)。儲(chǔ)層在地震剖面上的響應(yīng)特征為：頂界是須四段上部砂巖與須五段泥巖形成的波峰反射；儲(chǔ)層底界為上部長(zhǎng)石巖屑砂巖與下部巖屑砂巖形成的波峰反射。

圖2 元陸17井儲(chǔ)層精細(xì)標(biāo)定

3 儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

3.1 儲(chǔ)層宏觀分布預(yù)測(cè)

地震屬性分析主要是在準(zhǔn)確的儲(chǔ)集層標(biāo)定基礎(chǔ)上，選取目的層段的時(shí)窗，提取地震波的振幅、波形、頻率、相位、衰減因子、相關(guān)系數(shù)、能量和比率等參數(shù)的變化幅度、范圍進(jìn)行分析[8]。由于地震屬性具有多樣性和多解性，應(yīng)針對(duì)不同的研究地區(qū)和儲(chǔ)層類型選取最優(yōu)的地震屬性進(jìn)行預(yù)測(cè)。

（1）波形分類

地震信號(hào)的總體異常與地震波形有非常緊密的關(guān)系，不同類型的地層巖性、物性的變化都將引起反射特征的變化［9］。由于地震信號(hào)各種參數(shù)的變化都會(huì)反映到地震道形狀的變化上，也就是說地震波形能反映地下地質(zhì)體特征[10]。應(yīng)用Stratimagic軟件，以TT3x5~TT3x4為時(shí)窗，根據(jù)層段內(nèi)地震的振幅、頻率、相位等屬性對(duì)地震波進(jìn)行分類，通過比較劃分出9類波形，能較好地反映須四段地震波形反射的變化特征（圖3）。第1~3類紅橙色，波形為高頻、強(qiáng)振幅反射特征，地震剖面上表現(xiàn)為須四段內(nèi)部出現(xiàn)強(qiáng)波峰反射；第4~5類黃色、青色，波形為中高頻、中弱振幅反射特征，地震剖面上表現(xiàn)為須四段內(nèi)部出現(xiàn)中弱波峰或復(fù)波反射；第6~9類藍(lán)色、紫色，波形為低頻、寬波谷、中強(qiáng)振幅特征，地震剖面上表現(xiàn)為須四段內(nèi)部波峰反射消失為寬波谷反射。對(duì)比元陸3井、元陸17井單井沉積相，1~5類波形區(qū)為辮狀河三角洲前緣水下分流河道，長(zhǎng)石巖屑砂巖發(fā)育為儲(chǔ)層發(fā)育的有利區(qū)；6~9類波形區(qū)為辮狀河三角洲平原辮狀河道，長(zhǎng)石巖屑砂巖不發(fā)育以巖屑砂礫巖為主，儲(chǔ)層不發(fā)育。因此波形分類屬性能夠很好的刻畫長(zhǎng)石巖屑砂巖儲(chǔ)層的宏觀展布，研究區(qū)東南部為儲(chǔ)層發(fā)育的有利區(qū)。在此基礎(chǔ)上手工追蹤須四段上部砂巖底界（TT3x42），精細(xì)刻畫長(zhǎng)石巖屑砂巖發(fā)育的邊界與波形分類識(shí)別出來的基本吻合。

（2）振幅屬性

須四段上部長(zhǎng)石巖屑砂巖厚度增加在地震剖面上表現(xiàn)為儲(chǔ)層底部波峰下拉，振幅變?nèi)酢⒕植砍霈F(xiàn)復(fù)波的特征。因此在長(zhǎng)石巖屑砂巖分布范圍內(nèi)，以TT3x5、TT3x42兩個(gè)層位作為時(shí)窗，提取須四段內(nèi)均方根振幅平面圖（圖4）。振幅平面圖顯示，在主河道發(fā)育區(qū)內(nèi)以中弱振幅為主，分支河道發(fā)育區(qū)為中強(qiáng)振幅。選取了過元陸17井BB’線的地震剖面可知，該振幅屬性能夠較好的反映主河道與分支河道的分布范圍。在該屬性的基礎(chǔ)上手工追蹤主河道的展布范圍，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)吻合度較高。

圖3 須四段波形分類

3.2 儲(chǔ)層精細(xì)預(yù)測(cè)

由于須四段上部?jī)?chǔ)層和其所夾的薄層泥巖波阻抗值有重疊，且該區(qū)為辮狀河三角洲前緣沉積體系，儲(chǔ)層段多為砂巖夾薄層泥巖，常規(guī)的波阻抗反演不能對(duì)砂體進(jìn)行精細(xì)的刻畫。通過對(duì)研究區(qū)4口井的測(cè)井曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)為自然伽馬曲線能夠較好的區(qū)分砂泥巖，因此有必要開展特征曲線重構(gòu)，進(jìn)行擬聲波波阻抗反演。特征曲線重構(gòu)是以測(cè)井及地震地質(zhì)綜合研究為基礎(chǔ)，針對(duì)具體的反演目標(biāo)，從多種測(cè)井曲線中優(yōu)選出能反映儲(chǔ)層特征的曲線，將敏感曲線與聲波時(shí)差建立相關(guān)關(guān)系，然后運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法轉(zhuǎn)換成擬聲波時(shí)差曲線，從而實(shí)現(xiàn)特征曲線重構(gòu)[11-12]。通過元陸17井的測(cè)井曲線與巖性交匯分析可知，聲波曲線不能較好地區(qū)分砂泥巖，而GR曲線能夠較好的區(qū)分砂泥巖，因此需開展聲波曲線重構(gòu)。首先將GR曲線與原始聲波曲線進(jìn)行擬合轉(zhuǎn)換，構(gòu)建具有聲波量綱，自然伽馬特征的“擬聲波”曲線，然后對(duì)原始聲波曲線與擬聲波曲線開展基于小波變換的重構(gòu)，取聲波的低頻，擬聲波曲線的高頻，得到重構(gòu)后的聲波曲線。通過分析重構(gòu)后的聲波曲線能夠較好地區(qū)分砂巖與泥巖（圖5）。

圖4 須四段上部均方根振幅屬性圖

在綜合分析儲(chǔ)層的構(gòu)造特征、沉積特征、宏觀展布基礎(chǔ)上，利用重構(gòu)的聲波曲線開展波阻抗反演，泥巖的波阻抗值集中在9000~11000（g/cm3）·（m/s）之間，而砂巖的阻抗值集中在11000~16000（g/cm3）·（m/s）之間，泥巖的阻抗范圍明顯小于砂巖。以波阻抗值大于11000（g/cm3）·（m/s）為門檻值可以得到去泥后的純砂巖阻抗體。同時(shí)對(duì)須四段擬聲波波阻抗與孔隙度交匯可知，孔隙度大于5%的儲(chǔ)層砂體主要集中在11000~13400（g/cm3）·（m/s），而孔隙度小于5%的致密砂巖波阻抗值大于13400（g/cm3）·（m/s）（圖6），以11000~13400 g/（cm3）·（m/s）為門檻值可提取須四段上部有效儲(chǔ)層。

3.3 預(yù)測(cè)效果分析

從須四段上部純砂巖波阻抗平面圖可知（圖7），儲(chǔ)層主要分布在研究區(qū)東南部，由北東東向西南逐漸減??；平面變化較快反映非均質(zhì)性較強(qiáng)。在水下分流河道主河道發(fā)育區(qū)儲(chǔ)層厚度較大，分支河道發(fā)育區(qū)儲(chǔ)層厚度較薄，元陸4井以東儲(chǔ)層欠發(fā)育。儲(chǔ)層預(yù)測(cè)平面圖表明：須四段上砂儲(chǔ)層具有“平面上連片展布，縱向上多期疊置，主河道發(fā)育區(qū)儲(chǔ)層相對(duì)較厚”的特征。通過對(duì)比分析，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)鉆誤差在合理范圍之內(nèi)，預(yù)測(cè)結(jié)果可信度高。

圖5 元陸17井重構(gòu)聲波曲線與原始聲波曲線對(duì)比圖

圖6 須四段上部波阻抗與孔隙度交匯圖

圖7 須四段上部純砂巖波阻抗平面圖

4 結(jié)論

（1）在儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、儲(chǔ)層有利發(fā)育相帶邊界不清楚的情況下以儲(chǔ)層響應(yīng)特征為基礎(chǔ)、結(jié)合波形分類、均方根振幅屬性，精細(xì)刻畫儲(chǔ)層發(fā)育的有利沉積相帶邊界和展布能有效的提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度。

（2）在原始的波阻抗不能很好地區(qū)分巖性情況下，開展聲波曲線重構(gòu)進(jìn)行擬聲波波阻抗反演，能夠有效地識(shí)別砂巖儲(chǔ)層，使得儲(chǔ)層精細(xì)預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確和客觀地反映地質(zhì)規(guī)律。

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（修改回稿日期2015-01-29編輯王曉清）

國家科技重大專項(xiàng)（2011ZX05002-004）“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)”。

劉海濤，女，1985年出生，碩士，助理工程師；2011年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)并獲碩士學(xué)位，主要從事致密砂巖氣藏勘探、地震資料解釋、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)等相關(guān)工作。地址：（610041）四川省成都市高新區(qū)吉泰路688號(hào)中國石化西南科研基地。電話：（028）85164830。Email：liuht. ktnf@sinopec.com