成 濤，馬勇新，周 偉，劉鵬超，惠增博，葛家宇，陳 佳，封從軍

1中海石油（中國(guó)）有限公司海南分公司；2中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司；3西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系；4大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

0 前言

鶯歌海盆地作為我國(guó)重要的高溫超壓含油氣盆地［1］，天然氣資源豐富。已有鉆井資料揭示東方氣田重要產(chǎn)氣層上新統(tǒng)鶯歌海組總體以厚層泥巖夾粉砂巖為主［2-3］，其部分層段滲透率主要為（1～10）×10-3μm2，遠(yuǎn)小于低滲透儲(chǔ)層滲透率上限50×10-3μm2［4］。為實(shí)現(xiàn)天然氣持續(xù)開發(fā)利用，亟需明確東方氣田鶯歌海組二段（簡(jiǎn)稱鶯二段）低滲儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”（普遍低滲條件下局部存在的相對(duì)高孔滲儲(chǔ)層［5-7］）的展布特征。

針對(duì)海域低滲儲(chǔ)層，近年來(lái)前人已探索應(yīng)用了多種技術(shù)，包括疊前同時(shí)反演技術(shù)［8-11］、約束稀疏脈沖反演技術(shù)［5］、地震多屬性分析技術(shù)［6-7］、地震波形指示反演技術(shù)［12］等厘定優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層展布。其中，測(cè)井約束稀疏脈沖反演技術(shù)可以依靠測(cè)井資料有效彌補(bǔ)地震資料缺少低頻信息的不足，同時(shí)屏蔽薄層砂體的調(diào)諧效應(yīng)［13］，是目前儲(chǔ)層預(yù)測(cè)效果最好的技術(shù)之一。本文應(yīng)用測(cè)井約束稀疏脈沖疊后反演技術(shù)，刻畫研究區(qū)鶯二段低滲儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”空間展布，并進(jìn)一步在明確低滲儲(chǔ)層主控因素的基礎(chǔ)上，建立低滲儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，厘定各類“甜點(diǎn)”分布范圍，為有利目標(biāo)區(qū)預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

東方氣田位于鶯歌海盆地東南部的鶯歌海凹陷（圖1）。東方氣田發(fā)現(xiàn)于1992年，是目前我國(guó)海域最大的自主開發(fā)天然氣田，含氣面積超過300 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量超千億立方米［15-16］。氣田為一個(gè)大型泥底辟短軸背斜構(gòu)造，產(chǎn)層鶯二段埋深為1 200～1 600 m（海域水深約64～70 m），氣水界面海拔為-1 396 m，開采層位自上而下分為Ⅰ、Ⅱ上、Ⅱ下、Ⅲ上四個(gè)氣組（圖2a）。

圖1 鶯歌海盆地構(gòu)造單元分布圖（據(jù)文獻(xiàn)［14］修改）Fig.1 Tectonic units of Yinggehai Basin(cited from reference［14］,modified)

本次研究目的層為鶯二段Ⅰ氣組。前人的研究成果表明［3,16］，Ⅰ氣組沉積時(shí)期，研究區(qū)整體處于濱淺海環(huán)境。結(jié)合巖心資料分析，Ⅰ氣組巖心槽狀交錯(cuò)層理以及沙紋交錯(cuò)層理發(fā)育，局部發(fā)育生物潛穴（圖2a），確定其沉積微相主要為臨濱砂壩和濱外泥。Ⅰ氣組沉積穩(wěn)定，儲(chǔ)層巖性主要為臨濱砂壩的泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖，物性呈現(xiàn)中孔低滲特征（孔隙度主要介于16%～22%；滲透率主要為（1～10）×10-3μm2）。地震剖面上Ⅰ氣組能量強(qiáng)，頂?shù)讖?qiáng)軸反射特征明顯（圖2b）。研究區(qū)內(nèi)鉆井共25口，鉆遇鶯二段Ⅰ氣組的共15口井，其中直井4口（D3井、D5井、D7井、D9井），水平井11口。

圖2 東方氣田鶯歌海組二段綜合柱狀圖及過井地震剖面（井位見圖7）Fig.2 Comprehensive column of Yinggehai Member 2 and seismic profile crossing Well D9 in Dongfang Gasfield(well location is shown in Fig.7)

2 低滲儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)

2.1 巖石物理特征

基于研究區(qū)內(nèi)取心井巖心分析、試油及錄井資料，對(duì)鶯二段Ⅰ氣組地層的四性關(guān)系以及巖石物理特征展開分析。本次研究共統(tǒng)計(jì)樣品67個(gè)，其中粉砂巖樣品36個(gè)（氣層20個(gè)，水層3個(gè)，干層13個(gè)）、泥質(zhì)粉砂巖樣品31個(gè)（氣層7個(gè)，水層2個(gè)，干層22個(gè)）?；冖駳饨M樣品測(cè)井參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)孔隙度、自然伽馬分別與縱波阻抗進(jìn)行交會(huì)分析（圖3），結(jié)果顯示：含氣砂巖波阻抗明顯低于干層砂巖波阻抗，氣層整體波阻抗小于5.6×106(kg/m3·m/s)，干層整體波阻抗大于5.6×106(kg/m3·m/s)。

圖3 東方氣田鶯歌海組二段Ⅰ氣組巖石物理分析Fig.3 Petrophysical analysis ofⅠgas formation of Yinggehai Member 2 in Dongfang Gasfield

2.2 測(cè)井約束稀疏脈沖疊后反演方法

2.2.1 原理與流程

測(cè)井約束稀疏脈沖反演屬于遞推反演，其原理是假設(shè)地層的強(qiáng)反射系數(shù)呈稀疏分布，并根據(jù)稀疏性的原則從原始地震數(shù)據(jù)中提取反射系數(shù)，與估算子波褶積得到合成地震數(shù)據(jù)，而后對(duì)比合成地震數(shù)據(jù)和原始地震數(shù)據(jù)的殘差的大小，以此修改反射系數(shù)，通過迭代制作合成地震記錄，最終得到最逼近原始地震數(shù)據(jù)的反射系數(shù)［17-18］。

主要步驟如下：①地震數(shù)據(jù)可行性分析；②井震標(biāo)定和子波提取；③框架模型構(gòu)建；④低頻模型構(gòu)建；⑤反演參數(shù)設(shè)置和縱波阻抗體生成。研究區(qū)I氣組疊后地震數(shù)據(jù)體頻譜范圍為0～130 Hz，主頻為40 Hz，符合疊后反演的地震數(shù)據(jù)資料標(biāo)準(zhǔn)。基于4口直井的測(cè)井資料（聲波時(shí)差曲線和密度曲線）進(jìn)行井震標(biāo)定和子波提取，并采用11口水平井驗(yàn)證反演結(jié)果。

2.2.2 反演結(jié)果分析檢驗(yàn)

基于測(cè)井約束稀疏脈沖反演得到的縱波阻抗數(shù)據(jù)體，結(jié)合鶯二段Ⅰ氣組巖石物理分析結(jié)果，明確氣層縱波阻抗小于5.6×106(kg/m3·m/s)，在反演剖面上呈明顯的紅黃色。

（1）直井檢驗(yàn)

D7井 如圖4所示：鉆井揭示Ⅰ氣組巖性從下至上為泥巖、粉砂巖、泥巖；測(cè)試結(jié)果顯示，粉砂巖底部4.3 m為氣層，其余為干層。反演剖面上，氣層呈現(xiàn)出縱波阻抗低值特征（紅黃色），橫向連續(xù)性較好且區(qū)分效果明顯；干層呈現(xiàn)出縱波阻抗高值特征（藍(lán)綠色）。反演結(jié)果與D7井實(shí)際測(cè)試結(jié)果一致。

圖4 東方氣田鶯歌海組二段Ⅰ氣組D7井—D5井反演剖面(井位見圖7)Fig.4 Inversion profile ofⅠgas formation of Yinggehai Member 2 crossing Well D7 and Well D5 in Dongfang Gasfield(well location is shown in Fig.7)

D5井 如圖4所示：鉆井揭示Ⅰ氣組巖性從下至上為粉砂巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖；測(cè)試結(jié)果顯示，泥質(zhì)粉砂巖頂部10.04 m為氣層，其余為干層。反演剖面上，氣層呈現(xiàn)出縱波阻抗低值特征（紅黃色），橫向連續(xù)性好且區(qū)分效果明顯；干層呈現(xiàn)出縱波阻抗高值特征（藍(lán)綠色）。反演結(jié)果與D5井實(shí)際測(cè)試結(jié)果一致。

（2）水平井檢驗(yàn)

D8H井水平鉆遇鶯二段Ⅰ氣組1 510 m，儲(chǔ)層巖性為泥質(zhì)粉砂巖。反演剖面上，氣層顯示出低波阻抗（紅黃色）特征，橫向連續(xù)性好，與測(cè)井解釋的氣層范圍一致（圖5）。

圖5 東方氣田鶯歌海組二段Ⅰ氣組過D8H井反演剖面(井位見圖7)Fig.5 Inversion profile ofⅠgas formation of Yinggehai Member 2 crossing Well D8H in Dongfang Gasfield(well location is shown in Fig.7)

對(duì)研究區(qū)鉆遇鶯二段Ⅰ氣組且有測(cè)試結(jié)果的直井、水平井進(jìn)行檢驗(yàn)分析（表1），縱波阻抗反演顯示的氣層與測(cè)試結(jié)果顯示的氣層位置一致，表明疊后波阻抗反演結(jié)果可以有效反映Ⅰ氣組氣層展布。

表1 東方氣田鶯歌海組二段Ⅰ氣組已測(cè)試鉆井反演結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Table 1 Inversion result statistics ofⅠgas formation of Yinggehai Member 2 of tested wells in Dongfang Gasfield

2.3 “甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)

基于Ⅰ氣組巖石物理特征分析結(jié)果，以氣層的縱波阻抗閾值為標(biāo)準(zhǔn)，在Ⅰ氣組頂、底界面限定的時(shí)窗內(nèi)，對(duì)Ⅰ氣組測(cè)井約束稀疏脈沖疊后反演縱波阻抗體進(jìn)行篩選雕刻，刻畫“甜點(diǎn)”（氣層）的平面展布（圖6）。結(jié)果顯示，研究區(qū)內(nèi)Ⅰ氣組氣層平面分布范圍較大，但氣層厚度分布差異明顯：研究區(qū)中心部位氣層較厚（時(shí)間域厚度大于0.03 ms），周緣氣層較?。〞r(shí)間域厚度小于0.03 ms），同時(shí)存在氣層不發(fā)育的空白區(qū)（時(shí)間域厚度為0 ms）。

圖6 東方氣田鶯歌海組二段Ⅰ氣組“甜點(diǎn)”厚度雕刻平面圖Fig.6“Sweet spot”thickness plane ofⅠgas formation of Yinggehai Member 2 in Dongfang Gasfield

3 低滲儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”分類評(píng)價(jià)

3.1 沉積微相控制“甜點(diǎn)”分布

基于東方氣田鉆井砂地比數(shù)據(jù)，將臨濱砂壩進(jìn)一步劃分為砂壩主體（砂地比大于0.5）和砂壩邊緣（砂地比小于0.5），并厘定了鶯二段Ⅰ氣組沉積微相分布（圖7）。研究區(qū)內(nèi)Ⅰ氣組砂體受構(gòu)造作用影響小，而北西向臨濱砂壩沉積相帶對(duì)儲(chǔ)層控制作用明顯。儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：由粉砂巖構(gòu)成的砂壩主體，其物性優(yōu)于泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成的砂壩主體；砂壩主體泥質(zhì)含量較低，物性較好，而砂壩邊緣泥質(zhì)含量較高，物性較差（表2）。綜合分析砂體部位、儲(chǔ)層物性及產(chǎn)能（圖7，表2）可知，沉積因素對(duì)不同井區(qū)“甜點(diǎn)”分布的控制明顯。

D3、D7、E9H、P1H、P2H等井分布在同一臨濱砂壩內(nèi)（圖7）。D7井位于砂壩主體之間，發(fā)育泥質(zhì)粉砂巖，物性較差，產(chǎn)能低；D3井、E9H井、P2H井位于砂壩邊緣位置，物性較差，產(chǎn)能低；P1H井雖然氣層厚度較小，但位于砂壩脊線的延伸方向，因此物性較好，產(chǎn)能較高（圖7，表2）。

D5、D5H、D7H、D8H、A5H、E3H等井分布在同一臨濱砂壩內(nèi)（圖7）。D5井、D5H井、D7H井位于砂壩主體，發(fā)育粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，物性好，產(chǎn)能較高；D8H井位于兩期砂壩之間，物性較差，產(chǎn)能低；A5H井、E3H井位于砂體邊緣，物性差，產(chǎn)能低（圖7，表2）。

圖7 東方氣田鶯歌海組二段Ⅰ氣組沉積微相分布圖Fig.7 Sedimentary microfacies ofⅠgas formation of Yinggehai Member 2 in Dongfang Gasfield

表2 東方氣田鶯歌海組二段Ⅰ氣組儲(chǔ)層特征及產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistics of reservoir characteristics and production capacity ofⅠgas formation of Yinggehai Member 2 in Dongfang Gasfield

D9、D4H、D3H、D9H等井分布在同一臨濱砂壩內(nèi)（圖7），整體物性較好，產(chǎn)能較高。D4H井、D3H井、D9H井位于砂壩主體中心，主要發(fā)育粉砂巖，產(chǎn)能高；D9井位于砂壩邊緣，但由于粉砂巖發(fā)育，因此物性較好，產(chǎn)能較高（圖7，表2）?；谝陨戏治觯鞔_研究區(qū)砂壩主體氣層厚度較大，整體物性優(yōu)于砂壩邊緣，鶯二段Ⅰ氣組“甜點(diǎn)”分布受沉積相帶控制明顯。

3.2 “甜點(diǎn)”分類評(píng)價(jià)

對(duì)東方氣田Ⅰ氣組低滲儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”的滲透率、氣層有效厚度、產(chǎn)能（米無(wú)阻）、含水飽和度，分別與縱波阻抗進(jìn)行交會(huì)分析，結(jié)果顯示出3個(gè)明顯的分區(qū)（圖8）。因此，把“甜點(diǎn)”劃分為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類等3類，并依據(jù)Ⅱ類“甜點(diǎn)”分區(qū)的界限厘定了各類甜點(diǎn)范圍（表3）。

圖8 東方氣田鶯歌海組二段Ⅰ氣組“甜點(diǎn)”參數(shù)交會(huì)分析圖Fig.8 Crossplots of“sweet spot”parameters ofⅠgas formation of Yinggehai Member 2 in Dongfang Gasfield

表3 東方氣田鶯歌海組二段Ⅰ氣組“甜點(diǎn)”分類評(píng)價(jià)表Table 3 Classification of“sweet spot”ofⅠgas formation of Yinggehai Member 2 in Dongfang Gasfield

Ⅰ類“甜點(diǎn)”位于臨濱砂壩主體，波阻抗小于5.0×106(kg/m3·m/s)，滲透率大于20×10-3μm2，米無(wú)阻大于10×104m3/(d·m)，氣層厚度大于10 m，含水飽和度小于55%；Ⅱ類“甜點(diǎn)”位于臨濱砂壩主體，波阻抗介于（5.0～5.3）×106(kg/m3·m/s)，滲透率介于(10～20)×10-3μm2，米無(wú)阻介于（5～10）×104m3/(d·m)，氣層厚度介于5～10 m之間，含水飽和度介于55%～65%；Ⅲ類“甜點(diǎn)”位于臨濱砂壩邊緣，波阻抗介于（5.3～5.6）×106(kg/m3·m/s)，滲透率小于10×10-3μm2，米無(wú)阻小于5×104m3/(d·m)，氣層厚度小于5 m，含水飽和度大于65%。

3.3 低滲儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”展布特征

基于鶯二段Ⅰ氣組“甜點(diǎn)”分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合各井物性、含氣性、產(chǎn)能等量化參數(shù)以及“甜點(diǎn)”縱波阻抗平面特征，厘定了Ⅰ氣組各類“甜點(diǎn)”的平面展布（圖9）。Ⅰ類“甜點(diǎn)”呈條帶狀分布，主要位于D7H井、D4H井、D9H井附近臨濱砂壩主體；Ⅱ類“甜點(diǎn)”呈條帶狀分布，主要分布于臨濱砂壩主體；Ⅲ類“甜點(diǎn)”呈片狀分布，主要分布于臨濱砂壩邊緣。這項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果有利于后續(xù)井位部署以及油氣開采。

圖9 東方氣田鶯歌海組二段Ⅰ氣組“甜點(diǎn)”平面展布圖Fig.9“Sweet spot”distribution plane ofⅠgas formation of Yinggehai Member 2 in Dongfang Gasfield

4 結(jié)論

（1）基于取心井巖心分析、試油及測(cè)錄井資料，在對(duì)鶯歌海盆地東方氣田鶯歌海組二段Ⅰ氣組進(jìn)行四性關(guān)系以及巖石物理特征分析的基礎(chǔ)上，采用測(cè)井約束稀疏脈沖方法開展疊后地震反演，厘定研究區(qū)含氣低滲儲(chǔ)層的縱波阻抗小于5.6×106(kg/m3·m/s)，并采用直井、水平井檢驗(yàn)驗(yàn)證了疊后波阻抗反演的可靠性。

（2）基于“甜點(diǎn)”主控因素分析，建立了鶯二段Ⅰ氣組3類“甜點(diǎn)”的波阻抗、孔隙度、產(chǎn)能分類識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)厘定了研究區(qū)內(nèi)Ⅰ氣組各類“甜點(diǎn)”的平面展布：Ⅰ類、Ⅱ類“甜點(diǎn)”呈條帶狀分布，主要分布于臨濱砂壩主體；Ⅲ類“甜點(diǎn)”呈片狀分布，分布于臨濱砂壩邊緣。

（3）對(duì)于儲(chǔ)層縱波阻抗特征差異明顯的區(qū)域，通過開展測(cè)井約束稀疏脈沖反演和“甜點(diǎn)”多參數(shù)分類評(píng)價(jià)，可以有效厘定各類“甜點(diǎn)”的平面展布，從而為油氣田持續(xù)開發(fā)提供指導(dǎo)。