劉海濤 何志勇

(中國石化勘探分公司， 成都 610041)

0 前 言

倫坡拉盆地是我國西藏地區(qū)目前唯一獲得工業(yè)油氣流的盆地，油氣地質(zhì)條件較好[1-2]?，F(xiàn)有資料表明，區(qū)內(nèi)主要勘探目的層 —— 始新統(tǒng)牛堡組(E2n)的碎屑巖儲層呈現(xiàn)低孔、低滲及薄互層特征[3-4]。由于區(qū)內(nèi)鉆井?dāng)?shù)量較少，且不同巖性的聲波時差測井響應(yīng)區(qū)分度較差，因此直接通過波阻抗反演預(yù)測儲層的效果不佳。只有采用有效的儲層預(yù)測方法，才能進(jìn)一步提升盆地油氣勘探水平。

用于儲層預(yù)測時，傳統(tǒng)波阻抗反演方法分辨率低、多解性強(qiáng)，已不能適應(yīng)陸相湖盆碎屑巖類儲層巖性復(fù)雜且普遍致密化的特征。經(jīng)過研究改進(jìn)，目前逐漸發(fā)展起來的特征曲線重構(gòu)反演技術(shù)具有較強(qiáng)的適用性，可用于陸相湖盆碎屑巖類儲層預(yù)測[5-6]。而且，在一些陸相湖盆深層復(fù)雜碎屑巖儲層預(yù)測中應(yīng)用了該技術(shù)[7-9]，效果良好。但是，相關(guān)技術(shù)尚未應(yīng)用于倫坡拉盆地的儲層預(yù)測。為了進(jìn)一步指導(dǎo)倫坡拉盆地內(nèi)古近系的油氣勘探工作，本次研究以始新統(tǒng)牛堡組為例，通過擬聲波測井曲線重構(gòu)開展波阻抗反演，進(jìn)而預(yù)測盆內(nèi)有利儲層的分布。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

倫坡拉盆地位于藏北高原，在大地構(gòu)造上位于班公湖 — 怒江縫合帶南側(cè)。盆地面積約3 600 km2，沿東西向狹長帶展布，其中東西長約220 km，南北寬15～20 km[10-11]。

研究區(qū)牛堡組的砂礫巖儲層和凝灰質(zhì)泥 — 粉晶白云巖儲層是盆地有利地層的2種主要儲層類型。其中，砂礫巖儲層在牛堡組二段和三段沉積中發(fā)育，以扇三角洲平原砂體、扇三角洲前緣砂體和濱淺湖灘壩砂體為主，而白云巖儲層主要在云坪沉積中發(fā)育[3]。研究表明，近岸水下扇和濱湖砂壩儲層物性相對較好，孔隙度平均為8.51%，滲透率平均為0.25×10-3μm2，儲集空間類型以殘余孔隙為主，整體上呈特低孔、特低滲特征[12]。儲層致密化的主要原因是，原始的混積環(huán)境中巖石抗機(jī)械壓實(shí)能力較弱，以及中 — 晚成巖期碳酸鹽巖的膠結(jié)作用強(qiáng)烈[13]。

2 儲層巖性地球物理響應(yīng)特征

儲層巖性地球物理響應(yīng)特征分析是儲層預(yù)測工作的基礎(chǔ)[14-15]。其基本過程是：首先，根據(jù)合成記錄對儲層段進(jìn)行精細(xì)標(biāo)定，明確儲層的地震反射特征；然后，對儲層巖性與測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行交會分析，從而得到反演儲層巖性的敏感曲線與測井響應(yīng)特征。

2.1 地震響應(yīng)特征

地震資料主頻分析結(jié)果顯示，研究區(qū)地震主頻在25 Hz左右。在此，選擇與地震主頻相匹配的子波及測井資料對W2井進(jìn)行一維正演模擬，進(jìn)而分析其中砂泥巖的響應(yīng)特征(見圖1)。

圖1 W2井砂泥巖合成記錄與地震響應(yīng)特征

其中，E2n3-1亞段地層較薄，平均厚度僅約 22.2 m；同時，該亞段中部以泥巖為主，底部與E2n2-3亞段頂部共同發(fā)育一套砂巖，兩者的波阻抗界面比較清晰，地震特征振幅較強(qiáng)。在其他層段內(nèi)，E2n2-3與E2n2-2亞段內(nèi)部的砂泥巖界面相對較明顯。整體上，正演分析結(jié)果中的地震波峰與牛堡組錄井巖性資料中泥巖、砂巖相對發(fā)育段界面的變化基本吻合，但各地震軸的振幅強(qiáng)度有一定差異。同時，過W1井、XL2井及W2井的實(shí)際地震剖面分析結(jié)果也表現(xiàn)出類似特征。

分析認(rèn)為：在E2n3-1、E2n2-2亞段白云巖相對不發(fā)育的情況下，中高地震振幅區(qū)為砂巖相對發(fā)育區(qū)；在白云巖較發(fā)育的情況下，中高振幅區(qū)為砂巖或白云巖混合發(fā)育區(qū)。

2.2 測井響應(yīng)特征

倫坡拉盆地的早期鉆井主要分布在研究區(qū)南北兩側(cè)推覆帶內(nèi)，鉆井深度較淺，測井質(zhì)量不高，地震資料品質(zhì)相對較差。在此，利用區(qū)內(nèi)W1井、W2井、XL2井等3口重點(diǎn)井的最新鉆井資料開展測井響應(yīng)研究，其巖性與測井?dāng)?shù)據(jù)的交會分析結(jié)果如圖2所示。

圖2 重點(diǎn)井的巖性與測井?dāng)?shù)據(jù)交會圖

在巖性-聲波測井交會圖上，含礫砂巖、砂巖、泥巖和白云巖的速度值區(qū)間基本重疊。這表明原始測井波阻抗對砂巖的敏感性不足，難以直接利用波阻抗來區(qū)分巖性及識別砂巖。在巖性-伽馬測井交會圖上，砂巖、含礫砂巖、泥巖及白云巖的區(qū)分度得到了顯著提高。

3 基于曲線重構(gòu)的地震反演預(yù)測

測井曲線重構(gòu)技術(shù)可用于解決常規(guī)波阻抗反演無法有效識別儲層的問題。其基本原理是：首先，根據(jù)儲層的測井響應(yīng)特征優(yōu)選與含流體砂層密切相關(guān)的測井曲線；然后，將原始聲波曲線中反映地層速度的低頻信息與對儲層比較敏感的非聲波測井曲線的高頻信息進(jìn)行融合，從而繪制成新的聲波曲線[16-18]。

3.1 曲線重構(gòu)方法及其效果

伽馬曲線用于識別該區(qū)儲層巖性的效果優(yōu)于聲波曲線，因此可用來進(jìn)行曲線重構(gòu)。曲線重構(gòu)的基本方法是：首先，統(tǒng)計(jì)伽馬曲線和聲波曲線的關(guān)系，構(gòu)建回歸模型，并將其轉(zhuǎn)換為具有聲波量綱的新曲線；然后，利用小波多尺度分解技術(shù)從原始聲波曲線中提取可反映地層速度的低頻信息；最后，應(yīng)用融合技術(shù)構(gòu)建具有聲波量綱的擬聲波曲線?；谏鲜?口重點(diǎn)井的鉆井資料完成了曲線重構(gòu)，其測井曲線如圖3所示?？梢钥闯觯瑪M聲波曲線既保留了原始聲波曲線的形態(tài)，又具備較高的分辨率，可滿足儲層巖性識別的要求。

圖3 3口重點(diǎn)井的重構(gòu)測井曲線對比

根據(jù)重點(diǎn)井的擬聲波曲線計(jì)算并對比其波阻抗的數(shù)值范圍，結(jié)果顯示：E2n3-1與E2n2-2亞段的平均波阻抗有一定差異，前者的平均波阻抗略低。在E2n2-2亞段，泥巖的波阻抗介于8.5～13.5(kg·m)/(cm3·s)，白云巖的波阻抗介于9.8～14.5(kg·m)/(cm3·s)，砂巖、含礫砂巖的波阻抗介于12.5～17.0 (kg·m)/(cm3·s)。在E2n3-1亞段，泥巖的波阻抗介于8.5～13.0(kg·m)/(cm3·s)，砂巖的波阻抗介于12.0～16.0(kg·m)/(cm3·s)，白云巖的波阻抗介于8.5～13.5(kg·m)/(cm3·s)，均低于E2n2-2亞段。

從擬聲波曲線來看，E2n3-1、E2n2-2亞段內(nèi)的砂巖或含礫砂巖普遍具有高速、高阻抗特征，而泥巖、白云巖則相對具有低速、低阻抗特征。與原始曲線相比，擬聲波曲線能用于更好地區(qū)分砂泥巖及白云巖。擬聲波阻抗與巖性的交會情況如圖4所示。

圖4 擬聲波阻抗與巖性交會圖

3.2 重構(gòu)曲線波阻抗反演

構(gòu)造精細(xì)解釋初始模型，通過模型反演得到疊后反演縱波阻抗數(shù)據(jù)體。根據(jù)前述分析，經(jīng)伽馬曲線擬聲波處理后的砂巖儲層波阻抗值偏大，這為通過波阻抗反演剖面識別有利儲層提供了理論依據(jù)。

以上述重點(diǎn)井為例識別過各井測線的波阻抗反演剖面，結(jié)果如圖5所示。其中，紅 — 黃等暖色調(diào)表示波阻抗較大的砂巖儲層，綠 — 深藍(lán)等冷色調(diào)表示波阻抗較小的泥巖或白云巖等其他巖性。反演結(jié)果與鉆井資料基本吻合，且其精度與分辨率高于傳統(tǒng)反演方法。其中，XL2井E2n2-2亞段發(fā)育多套礫巖，砂巖體積分?jǐn)?shù)平均達(dá)到35%，整體波阻抗較大；W1井在該亞段的砂巖體積分?jǐn)?shù)平均不到10%，兩井在該段的波阻抗差異明顯。3口井在E2n2-2亞段的過井反演結(jié)果與實(shí)測結(jié)果基本吻合，縱向上分辨率相對較高，橫向上巖性的變化在波阻抗反演剖面上顯示得較為清晰，儲層形態(tài)特征比較明顯。

圖5 過XL2井 — W1井測線的波阻阬反演剖面

3.3 有利儲層巖性展布預(yù)測

根據(jù)已鉆井測井曲線，E2n2-2亞段的巖性分類以波阻抗閾值13.0(kg·m)/(cm3·s)為標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)波阻抗大于13.0(kg·m)/(cm3·s)時，巖性為砂巖；反之，巖性為泥巖或白云巖等。E2n3-1亞段的砂巖相對發(fā)育不充分，巖性較純的砂巖較少。鉆井資料顯示，在W1井、XL2井的E2n3-1亞段底部共發(fā)育一套粗砂巖或砂礫巖，而在W2井的E2n3-1亞段底部發(fā)育一套粉砂巖，單一巖性樣本點(diǎn)數(shù)量較少。整體上，E2n3-1亞段泥巖、白云巖的平均波阻抗低于E2n2-2亞段，因此，其砂巖的波阻抗分類閾值也略低于E2n2-2亞段，取12.5(kg·m)/(cm3·s)。在此基礎(chǔ)上，利用反演數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算所有砂巖樣點(diǎn)的累計(jì)總數(shù)，并與該層段地層總樣點(diǎn)數(shù)進(jìn)行對比，求得目的層段的砂巖體積分?jǐn)?shù)。

前期沉積相研究表明，在E2n2— E2n3段沉積期，倫坡拉盆地南北兩側(cè)主要為扇三角洲沉積，盆地中央為半深湖 — 濱淺湖沉積，整體上呈現(xiàn)南北兩側(cè)砂巖含量高、中央凹陷區(qū)泥巖含量高的特征。

預(yù)測結(jié)果顯示(見圖6)，E2n2-2段的砂巖含量總體上與地質(zhì)認(rèn)識相吻合，在凹陷南北兩側(cè)存在砂巖含量高值區(qū)。在北部XL8井，砂巖的平均體積分?jǐn)?shù)約為35%；在南部XL2井，砂巖的平均體積分?jǐn)?shù)可達(dá)到38%；在更靠近凹陷南側(cè)物源的C10井，砂巖的平均體積分?jǐn)?shù)接近70%，從凹陷南北兩側(cè)向深凹砂巖含量快速降低，深凹處砂巖的平均體積分?jǐn)?shù)僅為7%。另外，在凹陷中東部W2井及其以南、凹陷西部XL3井以北區(qū)域內(nèi)，砂巖的平均含量相對較高，最大體積分?jǐn)?shù)分別為30%、25%；而在凹陷西南部，明顯出現(xiàn)兩處砂巖含量局部高值區(qū)，砂巖的平均體積分?jǐn)?shù)在10%以上。

圖6 倫坡拉盆地E2n2-2段砂巖含量預(yù)測平面圖

4 結(jié) 語

本次研究是以倫坡拉盆地牛堡組為例，運(yùn)用曲線重構(gòu)技術(shù)針對有利儲層預(yù)測問題進(jìn)行波阻抗反演。牛堡組砂巖儲層在地震響應(yīng)資料上主要表現(xiàn)為中 — 高振幅反射特征。測井資料分析結(jié)果表明，利用聲波時差區(qū)分儲層巖性的效果較差，利用伽馬曲線區(qū)分儲層巖性的效果較好。利用伽馬曲線對儲層巖性敏感的特點(diǎn)，通過擬聲波曲線重構(gòu)開展波阻抗反演，有效地改善了牛堡組復(fù)雜薄層儲層的反演效果和精度，儲層預(yù)測結(jié)果與實(shí)鉆井的資料基本吻合。經(jīng)過分析，明確了研究區(qū)有利儲層的巖性展布情況：縱向上牛二段中亞段砂巖發(fā)育較充分;平面上盆地南北部砂巖發(fā)育相對充分，隨著向凹陷中部延伸砂巖含量逐漸降低。