郭彥民，裴家學(xué)，賴(lài)鵬，冉波，宮振超，殷敬紅

（中國(guó)石油遼河油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010）

陸西凹陷特殊儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)方法探討

郭彥民，裴家學(xué)，賴(lài)鵬，冉波，宮振超，殷敬紅

（中國(guó)石油遼河油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010）

陸西凹陷為中生代凹陷，儲(chǔ)層類(lèi)型多樣，除常規(guī)砂巖儲(chǔ)層之外，鉆井還揭示了薄層砂巖、凝灰質(zhì)砂巖和火山巖3類(lèi)特殊儲(chǔ)層?，F(xiàn)階段3類(lèi)特殊儲(chǔ)層均取得較好勘探效果，已成為主要勘探對(duì)象。但是利用常規(guī)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)難以準(zhǔn)確識(shí)別和描述，嚴(yán)重制約該地區(qū)的進(jìn)一步勘探部署和評(píng)價(jià)研究?；诖耍槍?duì)不同類(lèi)型儲(chǔ)層的特點(diǎn)、預(yù)測(cè)難點(diǎn)及對(duì)油氣成藏的控制因素，采用不同的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究。采用擬聲波波阻抗反演技術(shù)識(shí)別九佛堂組上段的薄層砂巖并刻畫(huà)其空間展布，利用疊前彈性參數(shù)反演技術(shù)預(yù)測(cè)九佛堂組下段凝灰質(zhì)砂巖的“甜點(diǎn)”區(qū)，通過(guò)疊前、疊后聯(lián)合裂縫預(yù)測(cè)技術(shù)檢測(cè)火山巖裂縫發(fā)育密度及方向。預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際鉆探結(jié)果吻合良好，并指出了有利勘探區(qū)，為下步勘探部署提供重要依據(jù)。

擬聲波反演；泊松比；HSV；AVAZ；裂縫預(yù)測(cè)

0　引言

陸西凹陷位于松遼盆地西南緣、大興安嶺東南側(cè)，是在海西期褶皺基底上發(fā)育起來(lái)的中生代盆地。該凹陷是遼河外圍開(kāi)魯盆地中勘探開(kāi)發(fā)效果最好的凹陷，勘探面積約800 km2，其地層自下而上依次為白堊系下統(tǒng)義縣組、九佛堂組（分為下段和上段）、沙海組和阜新組［1］。該凹陷北部地區(qū)為東陡西緩、東斷西超的單斷箕狀凹陷，南部地區(qū)為兩洼夾一隆的構(gòu)造格局。陡坡帶發(fā)育大型扇三角洲、近岸水下扇沉積，且發(fā)育多個(gè)有利構(gòu)造，構(gòu)造與有利相帶匹配關(guān)系良好，已發(fā)現(xiàn)的油藏主要位于陡坡帶。隨著勘探的深入，陡坡帶構(gòu)造油藏以及常規(guī)砂巖巖性油藏勘探程度很高，勘探難度越來(lái)越大。近幾年的勘探實(shí)踐中，在薄層砂巖、凝灰質(zhì)砂巖和火山巖等特殊儲(chǔ)層領(lǐng)域均獲得高產(chǎn)工業(yè)油流，取得了“點(diǎn)”的突破，但受地震響應(yīng)特征和巖性組合特征等各種因素影響，上述儲(chǔ)層通過(guò)常規(guī)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)難以識(shí)別和描述。為準(zhǔn)確描述上述特殊儲(chǔ)層的空間分布、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”區(qū)，評(píng)價(jià)優(yōu)選鉆探目標(biāo)，本文針對(duì)不同類(lèi)型的特殊儲(chǔ)層探索了相應(yīng)的預(yù)測(cè)技術(shù)方法。

1　不同類(lèi)型儲(chǔ)層劃分

1.1薄層砂巖儲(chǔ)層

陸西凹陷馬北斜坡佛堂組上段（九上段）以油頁(yè)巖沉積為主，并發(fā)育多期辮狀河三角洲前緣薄層砂體，單層厚度在2～30 m，見(jiàn)油浸、油斑顯示，平均孔隙度為24.3%、滲透率為18.8×10-3μm2，為中孔低滲儲(chǔ)層，物性較好。由于受成巖作用和壓實(shí)作用影響，九上段薄層砂巖速度與上下圍巖差異小，且密度值低于上下圍巖，導(dǎo)致地震反射、聲波時(shí)差及阻抗無(wú)異常響應(yīng)，因此常規(guī)的波阻抗反演難以識(shí)別。

1.2凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層

凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層在陸西凹陷佛堂組下段（九下段）普遍發(fā)育，其特殊性在于：沉積時(shí)期凝灰質(zhì)成分伴隨著碎屑顆粒沉積下來(lái)，充填占位孔隙結(jié)構(gòu)，使儲(chǔ)層物性降低；在后期的成巖演化階段，受應(yīng)力改造和酸性流體的溶蝕作用，先前占位的凝灰質(zhì)成分會(huì)釋放部分孔隙，改善儲(chǔ)層物性。因此，九下段凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層整體物性差，普遍為低孔、低—特低滲儲(chǔ)層，但也存在“甜點(diǎn)”。例如馬家鋪高壘帶，平均孔隙度為19.2%、滲透率為14.6×10-3μm2，屬于中孔、低滲儲(chǔ)層，儲(chǔ)層物性較好。

1.3火山巖儲(chǔ)層

火山巖也是本地區(qū)主要儲(chǔ)集體，目前鉆井揭示義縣組以火山巖為主，局部地區(qū)有少量沉積巖夾層，巖性復(fù)雜，見(jiàn)基性玄武巖、中性安山巖、酸性粗安巖和各種中間性過(guò)渡型火山巖，其中每一期次旋回頂部氣孔、裂縫發(fā)育，儲(chǔ)層物性最好。九佛堂沉積時(shí)期，火山活動(dòng)較弱，局部以裂隙式噴發(fā)，如該凹陷的M35—M31一帶，鉆遇的巖性為中性安山巖，孔隙空間類(lèi)型主要為原生氣孔、溶蝕孔和裂縫，具有一定的儲(chǔ)集性能［2］。在火山巖勘探中，M31井試油日產(chǎn)油127 m3，取得重大突破，同時(shí)也進(jìn)一步證明在該地區(qū)進(jìn)行火山巖勘探具有良好的勘探前景和巨大的勘探潛力。

2　儲(chǔ)層分類(lèi)預(yù)測(cè)方法

不同的儲(chǔ)層都有其預(yù)測(cè)難點(diǎn)以及需要研究的關(guān)鍵問(wèn)題。分析認(rèn)為：對(duì)于九上段的薄層砂巖，關(guān)鍵在于砂巖的識(shí)別和刻畫(huà)；對(duì)于九下段凝灰質(zhì)砂巖，關(guān)鍵在于“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)；對(duì)于火山巖，關(guān)鍵在于裂縫預(yù)測(cè)。

2.1預(yù)測(cè)九上段薄層砂巖分布

常規(guī)的聲波時(shí)差和波阻抗特征難以識(shí)別九上段薄層砂巖，通過(guò)測(cè)井曲線進(jìn)行敏感性分析發(fā)現(xiàn)，深側(cè)向電阻率（Rt）對(duì)該地區(qū)薄層砂巖具有很好地響應(yīng)特征，Rt大于9 Ω·m為砂巖，Rt小于9 Ω·m為泥巖。

基于儲(chǔ)層特征重構(gòu)的思想，建立聲波時(shí)差曲線與電阻率曲線的多種交會(huì)關(guān)系，通過(guò)分布最優(yōu)回歸算法來(lái)確定排列順序。重構(gòu)聲波時(shí)差與原始聲波時(shí)差趨勢(shì)、數(shù)量級(jí)一致，保持了地層的速度趨勢(shì)，而且在薄層砂巖段具備電阻率曲線特征，反映了巖性信息，從重構(gòu)曲線看，能夠滿足薄層砂體的預(yù)測(cè)要求。再利用重構(gòu)聲波時(shí)差進(jìn)行擬聲波反演，很好地識(shí)別了九上段薄層砂體［3］（見(jiàn)圖1）。利用三維可視化技術(shù)和三維立體雕刻技術(shù)，在B32井及其西側(cè)一共刻畫(huà)薄層砂體6個(gè)，疊合面積為38 km2。

2.2預(yù)測(cè)九下段凝灰質(zhì)砂巖甜點(diǎn)區(qū)

研究表明，縱波阻抗與泊松比交會(huì)分析指示，高阻抗、低泊松比與好的凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)良好，說(shuō)明低泊松比對(duì)優(yōu)質(zhì)凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層具有一定的識(shí)別能力，可以用于凝灰質(zhì)砂巖的甜點(diǎn)區(qū)預(yù)測(cè)。

利用CRP道集進(jìn)行分角度疊加，得到近道、中道、遠(yuǎn)道疊加數(shù)據(jù)體，分別進(jìn)行標(biāo)定并提取相應(yīng)的子波；再利用縱波曲線、橫波曲線和密度曲線建模，建立相應(yīng)的低頻模型；結(jié)合近道、中道、遠(yuǎn)道地震數(shù)據(jù)體以及相應(yīng)的子波進(jìn)行反演，生成縱波阻抗、橫波阻抗，并最終計(jì)算出泊松比數(shù)據(jù)體。

利用縱波阻抗刻畫(huà)凝灰質(zhì)砂巖的平面分布，再針對(duì)所預(yù)測(cè)的凝灰質(zhì)砂巖提取泊松比屬性圖，預(yù)測(cè)其“甜點(diǎn)”區(qū)。LC3井在九下段鉆遇的凝灰質(zhì)砂巖，儲(chǔ)層物性較好，錄井見(jiàn)油斑、油浸顯示，試油獲工業(yè)油流。從預(yù)測(cè)的泊松比平面分布來(lái)看，LC3井位于“甜點(diǎn)”區(qū)，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)鉆結(jié)果吻合，該套凝灰質(zhì)砂巖的東北部也為低泊松比的“甜點(diǎn)”區(qū)，是評(píng)價(jià)部署的有利區(qū)（見(jiàn)圖2）。而在陸西凹陷的五十家子廟洼陷、馬北斜坡以及小井子洼陷內(nèi)多套凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層為低泊松比值，為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，是下一步凝灰質(zhì)砂巖勘探的重點(diǎn)區(qū)帶。

2.3預(yù)測(cè)火山巖裂縫發(fā)育區(qū)

該地區(qū)九下段局部發(fā)育火山巖，義縣組火山巖廣覆式發(fā)育，因此，對(duì)于九下段的火山巖，首先需要對(duì)巖體進(jìn)行平面預(yù)測(cè)。九下段火山巖地震反射特征為低頻、連續(xù)、中強(qiáng)振幅，測(cè)井曲線為高電阻、高密度、低時(shí)差，因此利用多屬性RGB融合與波阻抗反演能夠識(shí)別和刻畫(huà)火山巖的分布［3］。對(duì)于火山巖儲(chǔ)層，裂縫的發(fā)育程度是其成藏的關(guān)鍵，裂縫對(duì)于火山巖油氣儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)通常表現(xiàn)在2個(gè)方面：裂縫為油氣儲(chǔ)存提供儲(chǔ)集空間；裂縫能夠起到溝通氣孔、溶蝕孔的作用，提高儲(chǔ)層滲透率。因此，火山巖儲(chǔ)層裂縫的準(zhǔn)確識(shí)別、描述和定量預(yù)測(cè)是有效開(kāi)發(fā)裂縫性?xún)?chǔ)層的關(guān)鍵［4-6］。針對(duì)火山巖儲(chǔ)層，裂縫預(yù)測(cè)方法很多，主要有地質(zhì)類(lèi)比法、成像測(cè)井、地震預(yù)測(cè)、DFN模型裂縫建模和古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬預(yù)測(cè)［7］。在眾多方法中，地震預(yù)測(cè)最常見(jiàn)，而且預(yù)測(cè)空間覆蓋廣、探測(cè)深度大，更適合勘探評(píng)價(jià)研究，地震裂縫預(yù)測(cè)技術(shù)又分為疊后預(yù)測(cè)和疊前預(yù)測(cè)。

2.3.1疊后多屬性HSV融合裂縫預(yù)測(cè)

HSV融合方法屬于一種顏色變換的融合方法，HSV顏色變換是把標(biāo)準(zhǔn)的RGB圖像變換到色度、飽和度和亮度圖像，其流程是對(duì)多光譜影像3個(gè)波段使用HSV顏色正變換為H，S，V三幅圖像，然后利用高分辨率影像代替H圖像，最后對(duì)H，S，V圖像實(shí)施HSV顏色變換的逆變換得到的融合圖像［8-9］。

針對(duì)火山巖儲(chǔ)層，提取了振幅、平均瞬時(shí)頻率和相干屬性，振幅屬性反映反射波強(qiáng)弱，用于地層巖性相變分析；平均瞬時(shí)頻率用于檢測(cè)頻率吸收情況，可檢測(cè)含氣層、識(shí)別小斷層、裂縫帶等吸收系數(shù)大的地層；地震相干是對(duì)相鄰地震道之間地震屬性（如波形、振幅、頻率和相位）相似程度的測(cè)量，其目的是突出那些不相干的地震數(shù)據(jù)［10］，在地層巖性發(fā)生突變或出現(xiàn)斷層、裂縫時(shí)，地震道之間的相關(guān)性發(fā)生突變，對(duì)于火山巖而言，可以用于裂縫預(yù)測(cè)。該地區(qū)火山巖裂縫發(fā)育，表現(xiàn)為弱振幅、低頻率和低相干。將振幅、頻率、相干屬性進(jìn)行HSV融合，振幅屬性定義為H，平均瞬時(shí)頻率定義為S，相干定義為V，得到最終的融合圖像。從九下段火山巖多屬性HSV融合圖可以看出（見(jiàn)圖3），分辨率基本沒(méi)有變化，但色彩信息更加豐富，利于斷裂的識(shí)別與分析，藍(lán)色虛框內(nèi)裂縫發(fā)育，但發(fā)育程度有所差異，M31井區(qū)和M35井東側(cè)裂縫更為發(fā)育。

2.3.2疊前各向異性裂縫預(yù)測(cè)

疊后多屬性融合技術(shù)能夠很好地識(shí)別斷裂和一些大的裂縫，對(duì)于中小裂縫的預(yù)測(cè)難度大，同時(shí)疊后屬性在計(jì)算的過(guò)程中采用的是純波或成果數(shù)據(jù)，該地震數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)全方位或分方位疊加處理，雖然提高了地震數(shù)據(jù)信噪比，但卻丟失了方位信息，因此無(wú)法識(shí)別裂縫的方向。為了準(zhǔn)確識(shí)別微小裂縫及裂縫方向，需要利用疊前全方位道集進(jìn)行各向異性裂縫預(yù)測(cè)，目前常用的預(yù)測(cè)方法為AVAZ（振幅隨方位角變化）反演［11-13］。

AVAZ反演的基礎(chǔ)是保真保幅的全方位道集，在偏移處理時(shí)，應(yīng)用幾何擴(kuò)散校正能夠得到高質(zhì)量的保幅數(shù)據(jù)，但由于不規(guī)則的野外采集會(huì)在偏移道集中產(chǎn)生振幅假象，可以利用偏移最小化這些假象并得到真實(shí)的振幅，如果偏移不能成功處理這個(gè)問(wèn)題，可采用照明道集進(jìn)行振幅均衡。AVAZ反演的關(guān)鍵是道集的拉平處理，道集同相軸不平，預(yù)測(cè)的裂縫方向不準(zhǔn)確。

從該區(qū)預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)看，M31井區(qū)裂縫發(fā)育。通過(guò)對(duì)M31-X3井成像測(cè)井分析以及巖心觀察，該地區(qū)1 180～1 190 m裂縫傾角以69～89°高角度裂縫為主，傾向以170～195°為主，對(duì)應(yīng)裂縫走向?yàn)?10°左右，預(yù)測(cè)結(jié)果也為110°左右，與實(shí)際鉆探情況吻合［14-15］。

從九下段火山巖裂縫發(fā)育情況來(lái)看，M31井區(qū)以及M35井東西兩側(cè)裂縫非常發(fā)育，與疊后裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果具有很好的一致性，通過(guò)與已知井的對(duì)比，疊前預(yù)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確、更精細(xì)。

對(duì)于義縣組火山巖，M2塊及其西側(cè)是裂縫主要發(fā)育區(qū)，M34塊和B32井南側(cè)裂縫密度也較大，M31井區(qū)局部裂縫發(fā)育，但范圍小。義縣組裂縫發(fā)育與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和九佛堂時(shí)期巖漿活動(dòng)有關(guān)，在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和后期火山活動(dòng)雙重影響下，一方面建造了良好的構(gòu)造背景條件，另一方面產(chǎn)生大量的裂縫，改善了火山巖的儲(chǔ)集性能；該地區(qū)火山巖裂縫方向以NW向?yàn)橹?，而生烴中心位于工區(qū)的東南部，利于油氣的疏導(dǎo)，因此，M2塊及其西側(cè)是義縣組火山巖勘探的有利區(qū)。

3　結(jié)論

1）陸西凹陷發(fā)育3類(lèi)特殊儲(chǔ)層，分別為九上段薄層砂巖儲(chǔ)層、九下段凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層和九下段以及義縣組火山巖儲(chǔ)層。

2）利用擬聲波波阻抗反演能夠識(shí)別和刻畫(huà)九上段薄層砂巖的分布特征；疊前彈性參數(shù)反演能夠預(yù)測(cè)九下段凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層的“甜點(diǎn)”區(qū)；利用疊后多屬性HSV融合技術(shù)宏觀預(yù)測(cè)火山巖的裂縫發(fā)育區(qū)，疊前AVAZ反演預(yù)測(cè)裂縫密度與方向，疊前與疊后預(yù)測(cè)結(jié)果具有較好的一致性，與已知鉆探結(jié)果吻合良好，且疊前預(yù)測(cè)更加精細(xì)。

3）儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)是地震資料品質(zhì)、鉆井、測(cè)井、分析化驗(yàn)等基礎(chǔ)資料，成敗關(guān)鍵是技術(shù)方法的選擇，只有將二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，才能真正解決實(shí)際地質(zhì)問(wèn)題。

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（編輯楊會(huì)朋）

Seismic prediction of special reservoirs in Luxi Depression

GUO Yanmin，PEI Jiaxue，LAI Peng，RAN Bo，GONG Zhengchao，YIN Jinghong
（Research Institute of Exploration and Development，Liaohe Oilfield Company，PetroChina，Panjin 124010，China）

Luxi Depression is a Mesozoic Depression which has developed various types of reservoirs.In addition to conventional sandstone reservoir，drilling also reveals three special reservoirs，thin layer sandstone，tuff sandstone and volcanic rock.These three special reservoirs have become the major exploration subjects based on the favorable exploration results.However，due to the difficulties in accurately identifying and describing special reservoirs，conventional reservoir prediction technique seriously restricts exploration deployment and evaluation research in this area.Therefore，different reservoir prediction methods are established according to the features and the prediction difficulties of each reservoir，as well as hydrocarbon accumulation controlling factors. To be exactly，pseudo acoustic wave impedance inversion technique is used to identify thin layer sandstone，the Upper Member of Jiufotang Formation，and depict its spatial distribution.Pre-stack elastic parameter inversion technique is introduced to predict the rich area of tuff sandstone reservoir in the Lower Member of Jiufotang Formation.Moreover，the pre-stack and post-stack fracture prediction technique is taken to detect fracture density and azimuth of volcanic rock.The predictions coincide with the actual drilling results，which pointoutthe favorable exploration area and provide importantbasis for nextexploration deployment.

pseudo acoustic inversion；Poisson′s ratio；HSV；AVAZ；fracture prediction

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司重大科技專(zhuān)項(xiàng)“遼河油田原油千萬(wàn)噸持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究——遼河灘海和外圍規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)及有利目標(biāo)優(yōu)選研究”（2012E-3002）

TE132.1+4；P631

A

10.6056/dkyqt201604010

2015-10-01；改回日期：2016-05-12。

郭彥民，男，1970年生，高級(jí)工程師，碩士，1993年畢業(yè)于石油大學(xué)（華東）勘查地球物理專(zhuān)業(yè)，2002年畢業(yè)于大連理工大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)在主要從事特殊儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及油氣勘探部署研究。E-mail：94478821@qq.com。

引用格式：郭彥民，裴家學(xué)，賴(lài)鵬，等.陸西凹陷特殊儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)方法探討［J］.斷塊油氣田，2016，23（4）：451-454.

GUO Yanmin，PEI Jiaxue，LAI Peng，et al.Seismic prediction of special reservoirs in Luxi Depression［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23 （4）：451-454.