云南曲靖盆地淺層氣藏地震儲層預(yù)測及勘探前景分析

陳漢軍，葉泰然，郭　偉，董　霞

（1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610059；

2.中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院德陽分院，四川德陽618000）

云南曲靖盆地淺層氣藏地震儲層預(yù)測及勘探前景分析

陳漢軍1，2，葉泰然2，郭偉2，董霞2

（1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610059；

2.中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院德陽分院，四川德陽618000）

摘要：云南曲靖盆地茨營組氣藏埋深300～450m，屬超淺埋深巖性氣藏。主力儲層屬高孔中滲儲層，為三角洲平原相河道邊灘沉積的中細(xì)砂巖，橫向變化極快。因前期尚未形成具有較強(qiáng)針對性的地震儲層預(yù)測技術(shù)系列，導(dǎo)致勘探開發(fā)成功率低。通過儲層物性及波阻抗特征分析、地震模型正演與儲層地震響應(yīng)特征分析，建立了“丘型或透鏡狀、低頻強(qiáng)波谷振幅、低阻抗”有利儲層預(yù)測模式。利用地震相及地震屬性分析技術(shù)手段，預(yù)測出有利沉積相帶分布，有效排除了泥巖及煤層陷阱。通過AVO特征分析，應(yīng)用多子波分解技術(shù)，建立了“Ⅲ類AVO、低頻強(qiáng)/高頻弱”含氣儲層識別模式，預(yù)測了含氣儲層分布。綜合儲層預(yù)測與含氣性預(yù)測成果，對巖性圈閉進(jìn)行了綜合評價(jià)，發(fā)現(xiàn)多個(gè)有利巖性圈閉，預(yù)測結(jié)果被實(shí)鉆驗(yàn)證，勘探成功率明顯提高。云南新近系盆地分布廣、數(shù)量大，勘探潛力大，本次所形成的地震儲層預(yù)測技術(shù)系列可望為該類氣藏勘探開發(fā)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：地震儲層預(yù)測；勘探前景；淺層氣；茨營組；新近系；曲靖盆地；

云南新近系淺層氣藏的發(fā)現(xiàn)主要在20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，截止2010年，已進(jìn)行油氣鉆探的盆地有10個(gè)，獲工業(yè)氣流盆地有4個(gè)［1］，獲工業(yè)油流盆地1個(gè)（景谷盆地），發(fā)現(xiàn)天然氣流的盆地2個(gè)（昆明、越州）。云南新近系殘留盆地淺層氣藏成藏條件較好，主要為巖性、構(gòu)造+巖性氣藏，屬于生物氣藏［2］，埋深普遍低于500m，是典型的超淺埋深氣藏。勘探開發(fā)投資相對較低，社會需求大，致使該類氣藏具有較好的勘探開發(fā)效益。

由于超淺埋深氣藏上覆層薄，地層壓實(shí)程度低，氣層地球物理響應(yīng)往往較為突出［3］，前人亦總結(jié)出了云南地區(qū)該類氣藏多種地球物理響應(yīng)特征，預(yù)測技術(shù)方面主要采用常規(guī)地震相分析、亮點(diǎn)技術(shù)等［1，4］，但受技術(shù)條件、地質(zhì)規(guī)律認(rèn)識程度的限制，預(yù)測技術(shù)針對性及系統(tǒng)性不夠，對含氣儲層識別尚未形成具有較強(qiáng)針對性的地震預(yù)測技術(shù)系列，尤其是相控地震儲層預(yù)測、含氣性預(yù)測研究不夠深入，預(yù)測精度有限，常常鉆遇與氣層速度相近的低速度褐煤層或泥巖。近年來川西淺層侏羅系［5－9］、鄂爾多斯二疊系石盒子組［10－11］、渤海灣盆地古近系［12］等國內(nèi)多個(gè)巖性氣藏預(yù)測技術(shù)日趨成熟［13］，這為云南新近系巖性氣藏識別提供了可以借鑒的豐富經(jīng)驗(yàn)，地球物理技術(shù)的快速發(fā)展亦使該類淺層氣藏的識別精度大幅度提高成為可能。通過儲層精細(xì)標(biāo)定，含氣儲層與圍巖波阻抗特征、地震相及沉積相特征、地震屬性特征、AVO特征、頻變特征的綜合分析，可望排除干砂巖、煤層等預(yù)測陷阱，解決困擾巖性氣藏勘探最為關(guān)鍵的儲層預(yù)測及含氣性識別問題。

1　基本地質(zhì)特征

1.1盆地類型及地層系統(tǒng)

曲靖盆地是典型的新近系殘留斷陷盆地，西淺東深，為殘留的小型陸相箕狀斷陷盆地，基底為古生界，最大埋深近2000m。

鉆井及地表露頭揭示，曲靖盆地沉積蓋層為漸新統(tǒng)小屯組（E3x）、蔡家沖組（E3c）、上新統(tǒng)茨營組（N2c）和第四系。上新統(tǒng)茨營組（N2c）為一套河湖相含煤沉積，儲層主要位于茨營組三段（N2c3）底部，該段厚150～200m，主要由泥巖（粘土巖）、粉砂質(zhì)泥巖、細(xì)粒長石石英砂巖、含礫砂巖夾多層褐煤組成，不整合在漸新統(tǒng)蔡家沖組或其他老地層之上。

1.2沉積相及砂體分布特征

根據(jù)各類沉積相標(biāo)志綜合分析，將茨營組劃為河控三角洲沉積體系，細(xì)分出三角洲平原和前緣兩個(gè)亞相，區(qū)內(nèi)前三角洲亞相不發(fā)育。

三角洲平原分流河道微相是儲層的主要沉積相類型，分流河道砂體是天然氣藏的骨架砂體，主要由砂巖、細(xì)砂巖和粉砂巖組成，由于砂巖的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都較低、松散，所以一些泥質(zhì)粉砂巖也可以作為儲集砂體。各井砂體的剖面結(jié)構(gòu)非常相似，都具有較明顯的下粗上細(xì)正粒序，底部沖刷面之上是河床滯留沉積，向上發(fā)育邊灘沉積，往往都是河床滯留沉積和邊灘沉積的重復(fù)迭置［4］，分流河道砂體往往多次反復(fù)疊加成一個(gè)厚砂體，但受小型盆地物源供給有限影響，形成的砂體厚度總體不大，一般5～20m，多數(shù)低于10m，由于邊灘沉積橫向側(cè)變較快，為巖性圈閉的形成提供了有利的巖性圈閉條件。

從連井砂體對比圖上可以看出（圖1），茨營組三段（N2c3）發(fā)育4套砂體，從上至下，編號分別為N2c3（1）—N2c3（4）。N2c3沉積早期，主要發(fā)育三角洲相，在該層段底部發(fā)育了一套相對厚層的分流河道砂體N c3（4），該砂體即為茨營組氣藏主力儲集砂體，統(tǒng)計(jì)表明靠近湖岸線的井發(fā)育的砂體較厚，湖盆位于盆地中東部。其后，為短期的水進(jìn)過程，湖盆擴(kuò)張，在N2c3沉積中期的N c3（3）、N c3（2）砂體發(fā)育時(shí)期水體變深，隨著湖岸線的西部斜坡移動(dòng)，主要的分流河道都進(jìn)入到水里，形成水下分流河道，砂體粒度變細(xì)、單層厚度變薄，泥質(zhì)含量增加，儲集物性不如N2c3（4）。

2　有利沉積相帶預(yù)測

2.1模型正演

根據(jù)鉆井揭示的煤層、干砂層、含氣砂巖，對作為圍巖的泥巖地球物理特征進(jìn)行了模型正演。實(shí)鉆表明，含氣砂巖速度與煤層接近，速度極低，均為1400m/s左右，這與儲層欠壓實(shí)未固結(jié)成巖有關(guān)，二者與作為圍巖的泥巖速度1600m/s差異較大，模型正演表明剖面上均形成強(qiáng)反射（圖2），這是導(dǎo)致多口鉆井鉆遇煤層的主要原因。但由于第三系盆地物源供給有限，河道橫向衍生范圍往往小于500m，剖面主要呈透鏡狀特征（圖2中b2）；厚度較大15～20m的含氣河道砂巖剖面可能出現(xiàn)丘型特征（圖2中b1）；干砂巖速度1670m/s與圍巖速度差異相對較小，如果疊置，亦可能存在丘型反射（圖2中a），而煤層橫向分布較為穩(wěn)定，厚度往往為2～3m（圖2中c），地震響應(yīng)為平行連續(xù)反射，橫向延伸范圍較砂巖寬。因此利用丘型、透鏡狀反射特征可能排除砂巖與煤層，避免煤層陷阱，這為地震有利砂巖沉積相帶預(yù)測提供了依據(jù)。

圖1　曲靖盆地鳳1—曲5—曲3—曲2—曲參1井連井砂體對比

2.2沉積相及砂體分布特征

圖2　曲靖盆地茨營組不同厚度氣層、干層、煤層地震響應(yīng)模型正演

由于儲層優(yōu)勢沉積相帶為三角洲分流河道，因此，該類相帶識別是地震相帶預(yù)測的核心內(nèi)容。圖3是過工業(yè)氣井鳳1井、干井曲3井N2c3底拉平地震剖面，可以看到砂巖發(fā)育的鳳1井具有典型“丘型、透鏡狀”的地震反射特征，這與其它地區(qū)河流相地震響應(yīng)特征一致［10，12］，而煤層發(fā)育的曲3井不具有這一特征，其他井均符合這一模式，與模型正演結(jié)果即為相似。這一預(yù)測模式可以有效排除煤層陷阱。

圖3　曲靖盆地過鳳1、曲3井儲層底拉平地震剖面

依據(jù)地震丘型、平行透鏡狀特征識別出有利分流河道砂巖分布區(qū)域，編制沉積相圖（圖4），湖泊相帶發(fā)育在東部，盆地內(nèi)三角洲平原主體由橫向上疊置的、縱向上退積的分流河道砂體組成，物源主要來自于西部。在盆地西斜坡中部，在地震剖面上發(fā)現(xiàn)低頻、強(qiáng)波谷振幅異常，具有平行反射特征，部分區(qū)域具有透鏡狀反射結(jié)構(gòu)，預(yù)測為砂巖及煤層的綜合響應(yīng)，分析為廢棄河道的地震響應(yīng)。

圖4　曲靖盆地茨營組N2c3（4）沉積相

3　儲層預(yù)測與含氣性檢測

3.1地震疊后屬性預(yù)測有利儲層

前期依據(jù)丘型反射部署的曲5、曲參1井雖然鉆遇砂巖，但砂巖以薄互層為主，泥質(zhì)含量較重，孔隙度低，實(shí)鉆未能獲產(chǎn)，因此高孔隙砂巖儲層預(yù)測尤為重要。

工業(yè)氣井曲2井含氣砂體累計(jì)厚度15m，具有丘型反射特征，儲層為典型的低阻抗儲層，地震標(biāo)定結(jié)果為儲層頂位于波谷，底位于強(qiáng)波峰，具有強(qiáng)振幅－亮點(diǎn)特征，獲工業(yè)產(chǎn)能的鉆井均具有此類特征。曲5井、曲參1井儲層精細(xì)標(biāo)定結(jié)果表明，曲5井、曲參1井砂巖波阻抗略高于圍巖，在地震剖面上表現(xiàn)為中高頻率、中弱振幅特征（圖5），因此，“低頻、強(qiáng)振幅、低阻抗”模式可以作為有利儲層預(yù)測模式，排除干砂巖預(yù)測陷阱。但煤層發(fā)育的曲3井亦具有低頻、強(qiáng)振幅、低阻抗特征（圖3），因此該預(yù)測模式需要在地震有利相帶預(yù)測基礎(chǔ)上進(jìn)行，結(jié)合有利相帶預(yù)測結(jié)果排除煤層陷阱。

圖5　曲5井、曲2井、曲參1井N2c3（4）底拉平地震剖面

3.2AVO特征預(yù)測含氣性

AVO技術(shù)是烴類檢測較為成熟的技術(shù)，而分析AVO曲線特征則是較為便捷的方法。含氣儲層AVO響應(yīng)通常分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ3類，低阻抗氣層往往具有Ⅲ類AVO特征，即為近道振幅強(qiáng)，隨偏移距增加振幅增強(qiáng)。

過工業(yè)氣井鳳1井、非工業(yè)氣井曲5疊前道集統(tǒng)計(jì)的AVO曲線特征表現(xiàn)為，工業(yè)氣井井旁道集及疊前AVO曲線具有Ⅲ類AVO特征，即地震振幅隨著炮檢距加大而增加，且截距較大，其它氣井亦是如此，而發(fā)育砂體的干井曲5井、不發(fā)育砂體而發(fā)育煤層的曲3井疊前道集Ⅲ類AVO特征不明顯。但研究中發(fā)現(xiàn)，個(gè)別煤層也具有Ⅲ類AVO特征，因此，Ⅲ類AVO可以作為儲層含氣性檢測模式，但尚需排除煤層陷阱。

3.3頻變特征預(yù)測含氣性

多子波分解與重構(gòu)技術(shù)是近年來剛剛發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，主要把單道地震數(shù)據(jù)分解為對應(yīng)的多個(gè)不同頻率雷克子波，利用其結(jié)果對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分解、處理（與濾波有相同的作用），有效克服常規(guī)濾波中難以克服的問題［14］，利用該技術(shù)，可重構(gòu)獲得頻率域內(nèi)任何單頻或窄頻段地震剖面，提高分辨率以及進(jìn)行一系列與頻率有關(guān)的巖性和含油氣檢測的目的。

圖6是過工業(yè)氣井曲2井、干井曲參1井全頻與不同頻段重構(gòu)地震剖面比較圖。可以看到氣層在10～20 Hz低頻剖面上表現(xiàn)為強(qiáng)振幅，剖面呈透鏡狀，較客觀地反應(yīng)了主河道特征，而煤層及干層表現(xiàn)為空白或者弱反射，20 Hz以上高頻剖面氣層無反射，而煤層反射在加強(qiáng)。

圖6　過Q2井、QC1井不同頻段重構(gòu)地震剖面對比

通過以上分析，認(rèn)為含氣儲層在地震剖面上表現(xiàn)為低頻強(qiáng)，高頻弱特征，而煤層恰恰相反。因此，儲層頻變特征可以作為含氣儲層預(yù)測的重要預(yù)測依據(jù)。

4　高產(chǎn)富集帶預(yù)測及勘探前景展望

根據(jù)振幅屬性、反射結(jié)構(gòu)特征預(yù)測了有利沉積相帶分布范圍，但是并非所有的砂巖發(fā)育區(qū)域都含氣，只有主河道內(nèi)砂體儲集物性相對較好的邊灘砂體才最有可能富集成藏。利用前文得出的含氣儲層Ⅲ類AVO特征、子波重構(gòu)剖面上低頻反射強(qiáng)、中高頻段上變?nèi)趸蛘呦У念l變特征來預(yù)測儲層的含氣性。

圖7是根據(jù)10～20 Hz重構(gòu)地震數(shù)據(jù)強(qiáng)波谷振幅異常區(qū)域區(qū)、沉積相圖，結(jié)合構(gòu)造特征、斷層發(fā)育情況制作的N2c3（4）氣藏圈閉綜合評價(jià)圖，發(fā)現(xiàn)Ⅰ類有利巖性圈閉12個(gè)，認(rèn)為該盆地中西部斜坡具有較大勘探潛力。Ⅰ類圈閉呈團(tuán)塊狀出現(xiàn)，這與有利相帶主要為分流河道邊灘的沉積成因有關(guān)。

圖7曲靖盆地茨營組N2c3（4）氣藏圈閉綜合評價(jià)

依托上述研究成果2010年實(shí)施了圩2、曲8、曲6等3口探井，有2口井取得成功，勘探成功率達(dá)到67％，較前期開發(fā)成功率30％得到大幅度提高。其中獲得成功的2口井為圩2、曲6井，主要依據(jù)“丘型或透鏡狀反射、低頻強(qiáng)波谷振幅、低阻抗“儲層預(yù)測模式及”Ⅲ類AVO、低頻強(qiáng)/高頻弱”含氣性預(yù)測模式進(jìn)行部署。未獲成功的曲8井主要依據(jù)“強(qiáng)波谷振幅、寬緩丘型”模式部署，該井AVO特征及頻變特征不明顯，鉆遇了粉砂巖及煤層互層，未能建產(chǎn)。

圩2井為首口向南甩開勘探井，曲6井為北部勘探評價(jià)井，均建成該盆地中高產(chǎn)工業(yè)氣井，發(fā)現(xiàn)了南部巖性圈閉，北部已開發(fā)井區(qū)氣藏規(guī)模亦得以落實(shí)，使整個(gè)盆地勘探開發(fā)走出了困境。該勘探實(shí)踐驗(yàn)證了地震預(yù)測技術(shù)的有效性及預(yù)測結(jié)果的可靠性，較為有效地解決了曲靖盆地的淺層氣藏的勘探難題。

云南新近系殘留盆地廣布，多達(dá)258個(gè)，其中151個(gè)盆地已證實(shí)為含煤盆地。這些盆地中面積大于50km2的有61個(gè)，累計(jì)面積達(dá)10 741km2，資源量為9 737.6×108m3。其中已證實(shí)有油氣顯示的盆地共有16個(gè)，盆地含油氣性普遍。由于云南地區(qū)新近系盆地分布極廣，勘探程度極低，具有較大的勘探增儲潛力。上述地震預(yù)測技術(shù)對云南地區(qū)新近系盆地淺層氣乃至其它地區(qū)類似氣藏的勘探具有借鑒意義，地震預(yù)測技術(shù)的突破凸顯了云南新近系盆地天然氣勘探的廣闊前景。

5　結(jié)論

1）曲靖盆地新近系茨營組氣藏主力儲層為三角洲平原相河道邊灘沉積，橫向變化較快，利于形成巖性圈閉。

2）建立了曲靖盆地新近系茨營組氣藏“丘型或透鏡狀反射、低頻強(qiáng)波谷振幅、低阻抗”有利儲層預(yù)測模式，較好解決了淺層氣藏儲層預(yù)測難題。

3）建立了曲靖盆地新近系茨營組氣藏“Ⅲ類AVO、低頻強(qiáng)/高頻弱”含氣性檢測模式，較好解決了淺層氣藏含氣性預(yù)測難題。

4）本次形成的地震預(yù)測技術(shù)及預(yù)測模式對于淺層氣藏勘探具有借鑒意義。云南地區(qū)新近系盆地分布廣、數(shù)量大、勘探程度極低，多數(shù)還沒有進(jìn)行地震勘探，上述地震預(yù)測模式及預(yù)測技術(shù)對推動(dòng)云南新近系盆地淺層氣藏勘探進(jìn)程有積極作用。

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（編輯董立）

中圖分類號：TE122.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0253－9985（2011）02－0207－07

收稿日期：2011－01－05。

第一作者簡介：陳漢軍（1971—），男，博士研究生，地震地質(zhì)綜合研究。

Seism ic reservoir prediction and exploration prospect analysis of shallow gas reservoirs in the Qujing Basin，Yunnan province

Chen Hanjun1，2，Ye Tairan2，GuoWei2and Dong Xia2
（1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan 610059，China；2.Deyang Branch of Petroleum Exploration and Exploitation Research Institute，SINOPEC Southwest Oilfield Company，Deyang，Sichuan 618000，China）

Abstract：The gas reservoir of Ciying Formation in Qujing basin is a typical lithologic gas reservoir with supershallow burial depth of 300－450m.Themajor reservoir has high porosity andmoderate permeability，and its lithology ismedium-fine sandstone in point bar of delta plain facies and shows very rapid lateral change.As no specific seismic reservoir prediction technologies are available before，success rate of exploration and developmentwas low.Based on analyses of reservoir physical properties and wave impedance characteristics，forwardmodeling and seismic response，we established a reservoir predictionmodel，i.e.，mound or lenticular low frequency strong wave trough impedance and low impedance.Itwas successfully used to predict the distribution of favorable sedimentary facies through analyses of seismic facies and seismic attribute.The interpretation traps ofmudstone and coal seam were effectively eliminated.By AVO analyses andmulti-wavelet decomposition，a gas reservoir identificationmodel，i.e.，type-ⅢAVO，strong low frequency and weak high-frequencywas builtand applied to predict the distribution of gas reservoirs.The reservoir and gas potential prediction results are integrated to comprehensively evaluate lithologic traps.Several favorable lithologic traps are discovered and successfully verified by drilling，significantly improving exploration success rate.The Neogene basins are widely distributed in Yunnan Province and have greatexploration potentials，butare still underexplored by now.The technique of seismic reservoir prediction can be applied for exploration and development of similar gas reservoirs.

Key words：seismic reservoir prediction，exploration prospect，shallow gas reservoir，Ciying Formation，Neogene，Qujing Basin