準(zhǔn)噶爾盆地車(chē)排子地區(qū)北部地層-巖性油氣藏儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究

張江華，向奎，馬立群，周晉科

（中國(guó)石化勝利油田分公司新疆勘探開(kāi)發(fā)中心，山東 東營(yíng) 257000）

準(zhǔn)噶爾盆地車(chē)排子地區(qū)北部地層-巖性油氣藏儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究

張江華，向奎，馬立群，周晉科

（中國(guó)石化勝利油田分公司新疆勘探開(kāi)發(fā)中心，山東 東營(yíng) 257000）

針對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地車(chē)排子地區(qū)北部油氣勘探“探井少、以地震資料為主”的特點(diǎn)，開(kāi)展了儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征研究。分析認(rèn)為，巖性組合、物性差異和超剝地層結(jié)構(gòu)是影響地震響應(yīng)的主要因素。采用“優(yōu)勢(shì)頻率調(diào)諧振幅定厚度、地層超剝帶勾勒儲(chǔ)層邊界、特征隨機(jī)反演描述有效砂體”技術(shù)系列進(jìn)行地層-巖性油氣藏的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，砂體的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)鉆結(jié)果吻合較好，這對(duì)認(rèn)識(shí)此類(lèi)復(fù)雜油氣藏具有指導(dǎo)意義。

地層-巖性油氣藏；地震響應(yīng)；約束地震反演；地震頻譜分析；準(zhǔn)噶爾盆地

車(chē)排子凸起區(qū)發(fā)育多套地層超覆及巖性尖滅帶，易形成砂體上傾尖滅巖性油藏和砂體上傾尖滅或超覆的地層-巖性油氣藏。由于其儲(chǔ)層多為薄-薄互層及斜坡帶巖性尖滅等巖性體，造成該地區(qū)勘探難度較大［1-3］。本文針對(duì)該區(qū)地層-巖性油氣藏的特點(diǎn)，以地震、地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層巖石物理特征的分析，利用模型正演分析技術(shù)、地層超覆點(diǎn)識(shí)別技術(shù)、綜合地震屬性分析、分頻檢測(cè)技術(shù)和基于特征曲線(xiàn)重構(gòu)的地震反演技術(shù)，開(kāi)展了巖性?xún)?chǔ)層的地震識(shí)別與描述［4-10］研究，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)鉆吻合度高，這對(duì)認(rèn)識(shí)此類(lèi)復(fù)雜地層-巖性油氣藏、提高勘探成功率具有重要意義。

1 工區(qū)概況

車(chē)排子凸起區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地的西部隆起南段，是一個(gè)海西晚期形成、長(zhǎng)期繼承性發(fā)育的古凸起，其自下而上發(fā)育下白堊統(tǒng)吐谷魯群、古近系、新近系沙灣組、塔西河組、獨(dú)山子組及第四系，缺失二疊系、三疊系、侏羅系等多套地層。沙灣組基本在車(chē)排子全區(qū)廣泛分布，其含油儲(chǔ)層主要集中在中下部沙一、二段。從巖心觀察、電性特征、地震資料等綜合分析結(jié)果得出：車(chē)排子地區(qū)北部沙灣組一段發(fā)育受不整合地層和扇三角洲前緣砂體共同控制的地層-巖性油氣藏。

2 儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征

從巖心觀察情況來(lái)看，沙灣組一段巖性為灰色—深灰色含礫砂巖、粗砂巖、中細(xì)砂巖，砂巖頂、底部分別發(fā)育灰質(zhì)砂巖和礫巖。其測(cè)井響應(yīng)為“低聲波時(shí)差、高密度和高電阻”的特征。

2.1 儲(chǔ)層標(biāo)定及其振幅響應(yīng)

車(chē)排子北部沙灣組一段儲(chǔ)層上下分別發(fā)育2套相對(duì)低速泥巖。通過(guò)地震地質(zhì)層位標(biāo)定，對(duì)儲(chǔ)層的頂、中和底分3種方案提取其振幅屬性與其井旁道對(duì)比。分析結(jié)果表明：儲(chǔ)層底與地震波谷振幅具有較好的響應(yīng)特征。但是就儲(chǔ)層厚度而言，其與振幅相關(guān)性不好，主要是因?yàn)榈卣痦憫?yīng)影響因素較多。

2.2 地震響應(yīng)影響因素

對(duì)目的層段分巖性統(tǒng)計(jì)分析可知：灰質(zhì)砂巖速度最高，礫巖其次，砂巖速度最低，但各巖性的速度混染仍很?chē)?yán)重，其地震響應(yīng)主要受巖性組合、物性差異和地層結(jié)構(gòu)等因素影響，反射特征復(fù)雜。

2.2.1 巖性組合

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，砂巖與上下泥巖相比，速度較高，由泥巖進(jìn)入砂巖儲(chǔ)層主要為正反射系數(shù)，對(duì)于正極性地震資料而言，砂巖頂面與波峰應(yīng)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。然而，經(jīng)離散合成記錄分析，受地震分辨率影響，目的層的波峰反射是多巖性的綜合響應(yīng)，常規(guī)的地震解釋并不能精細(xì)地刻畫(huà)出振幅與單一巖性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.2.2 物性差異

對(duì)排601-4井進(jìn)行了去灰和去礫正演（見(jiàn)圖1），對(duì)比發(fā)現(xiàn)：雖然灰?guī)r的速度最高，但由于其厚度較薄，不足以產(chǎn)生地震響應(yīng)，去灰前后地震合成記錄相差不大（見(jiàn)圖1b）；礫巖速度較砂巖和圍巖都高，且厚度3～4 m，可以形成明顯的地震反射響應(yīng)，去礫前后地震合成記錄有明顯差異（見(jiàn)圖1c）。

但是，排601-6井的去灰和去礫的正演地震響應(yīng)與原始地震響應(yīng)的差異并不明顯，與排601-4井的物性相比，儲(chǔ)層與圍巖的差異不甚相同：排601-4井礫巖與上下泥巖的速度相差500～700 m/s，而排601-6井的差值只有100～200 m/s。所以物性差異是這2口井在儲(chǔ)層巖性變化不大、厚度較為一致的情況下，地震響應(yīng)存在較大差異的主要影響因素之一。

圖1 排601-4井地震響應(yīng)對(duì)比

2.2.3 地層結(jié)構(gòu)

新近系沙灣組地層受車(chē)排子凸起古地形的影響，自南東向北西分別超覆在白堊系和石炭系地層之上。在地層超覆變化帶上，受地層結(jié)構(gòu)變化的影響，其地震反射特征也隨之變化。從正演模型中可以清楚地看到，當(dāng)設(shè)計(jì)的沙灣組儲(chǔ)層超覆在相對(duì)低速的白堊系泥巖之上時(shí)，其地震響應(yīng)可以清楚地辨識(shí)。然而，當(dāng)沙灣組儲(chǔ)層越過(guò)白堊系超覆點(diǎn)繼續(xù)向凸起的上傾方向延伸時(shí)，儲(chǔ)層直接超覆于石炭系高速地層之上，其地震響應(yīng)基本淹沒(méi)在二者間不整合界面的強(qiáng)反射中（見(jiàn)圖2）。

圖2 超覆帶地質(zhì)模型及其地震正演

3 地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)研究

在分析儲(chǔ)層地震響應(yīng)影響因素的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了有針對(duì)性的技術(shù)方法，有效地解決了研究區(qū)儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)的問(wèn)題。該技術(shù)系列主要包括優(yōu)勢(shì)頻率調(diào)諧振幅確定厚度、地層超剝帶勾勒儲(chǔ)層邊界、隨機(jī)反演描述有效砂體［11-17］。

3.1 優(yōu)勢(shì)頻率調(diào)諧振幅確定厚度

調(diào)諧反射的振幅譜干涉模式確定了構(gòu)成反射的單個(gè)地層聲學(xué)特性和厚度的關(guān)系，其振幅譜可通過(guò)與局部巖體變化有關(guān)的譜帶限模式來(lái)識(shí)別地層的時(shí)間厚度變化。對(duì)目的層段調(diào)諧體頻率掃描分析認(rèn)為，50 Hz附近的調(diào)諧效應(yīng)最強(qiáng)，隨即展開(kāi)了井旁調(diào)諧體頻譜分析，結(jié)果表明，用常規(guī)地震振幅的強(qiáng)弱難以解決儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的難題，在調(diào)諧頻率振幅譜上得到了較為有效的解決。

以排601-4井為例，對(duì)該井目的層段調(diào)諧體進(jìn)行頻譜分析可知，第一主帶限頻率為48 Hz，再經(jīng)過(guò)時(shí)深轉(zhuǎn)換后，可求得地震優(yōu)勢(shì)頻率調(diào)諧預(yù)測(cè)厚度為11.10 m，稍大于儲(chǔ)層真厚度（10.40 m），相鄰的排601-6井預(yù)測(cè)厚度為12.50 m，稍大于真厚度（9.80 m）。然而受地震分辨率的影響，對(duì)于濱淺湖灘壩砂的排601-2井1.16 m的薄儲(chǔ)層識(shí)別存在較大誤差，需結(jié)合沉積相模式加以相控約束。

3.2 地層超剝帶勾勒儲(chǔ)層邊界

受地層結(jié)構(gòu)影響，地層超剝帶由于調(diào)諧效應(yīng)，其地震響應(yīng)通常呈現(xiàn)無(wú)反射或弱反射的特征，這對(duì)儲(chǔ)層邊界的識(shí)別難度大，主觀性也較大。利用不整合超剝點(diǎn)外推的理論公式，可進(jìn)行較為準(zhǔn)確客觀的外推。

其中的理論外推公式為

式中：X為振幅調(diào)諧點(diǎn)至超剝點(diǎn)的外推距離，km；v為平均地層速度，km/s；α1為超覆地層與不整合面的夾角，°；α2為超覆地層與假想水平面的夾角，°；f為地震主頻，Hz。

3.3 特征隨機(jī)反演描述有效砂體

3.3.1 儲(chǔ)層特征參數(shù)分析

在用地震反演區(qū)分巖性時(shí)，將包含巖性信息的測(cè)井曲線(xiàn)（諸如自然電位、自然伽馬和電阻率等）與聲波測(cè)井曲線(xiàn)重構(gòu)，再進(jìn)行反演，相當(dāng)于在反演中加入了巖石物性及地質(zhì)先驗(yàn)知識(shí)的控制，這與測(cè)井約束反演處理的根本宗旨是一致的。由曲線(xiàn)重構(gòu)前、后砂泥巖阻抗的概率分布圖可知，研究區(qū)圍巖傳播速度大，導(dǎo)致目的層的砂巖與圍巖阻抗值重疊，而由特征曲線(xiàn)重構(gòu)的阻抗曲線(xiàn)則能較好地將二者加以區(qū)分。

3.3.2 反演效果

重構(gòu)后的隨機(jī)反演剖面在具有較高分辨能力的同時(shí)，能夠較好地表現(xiàn)出目的層的各層系地質(zhì)特征。從反演波阻抗剖面來(lái)看，所反映的砂體空間展布符合沉積規(guī)律。在與地震相關(guān)方面，隨機(jī)反演阻抗參數(shù)空間變化特征清楚，與地震具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，反映的地層精度高，井點(diǎn)處結(jié)果與測(cè)井吻合程度高，不同層系、不同巖性之間阻抗關(guān)系清楚。在有效儲(chǔ)層厚度預(yù)測(cè)平面圖上可以看出，從西南進(jìn)積的扇三角洲水下分流河道和西北部濱淺湖的灘壩砂在有效儲(chǔ)層表現(xiàn)上的差異比較明顯，這與實(shí)鉆井的認(rèn)識(shí)有較好的一致性，從而相互印證了地震預(yù)測(cè)的可靠性。

4 應(yīng)用效果

通過(guò)本次針對(duì)車(chē)排子北部地區(qū)地層-巖性油氣藏儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的系統(tǒng)研究，結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識(shí)，部署了排608和排607兩口評(píng)價(jià)井。其中，排608井部署在地震不可識(shí)別的超剝帶上，具評(píng)價(jià)目的儲(chǔ)層西擴(kuò)的意義，實(shí)鉆在沙灣組259～267 m井段解釋油水同層1層8.0 m，巖屑錄井為含礫細(xì)砂巖；排607井部署在研究區(qū)北部，在沙灣組273.8～285.4 m井段測(cè)井解釋油層1層4.5 m，上油層下油水同層1層5.5 m。這2口井的成功鉆探，擴(kuò)大含油面積78.69 km2，預(yù)測(cè)新增地質(zhì)儲(chǔ)量3 000×104t以上，在地質(zhì)認(rèn)識(shí)上證實(shí)了研究區(qū)發(fā)育西南遠(yuǎn)物源的扇三角洲沉積體系和西北近物源的近岸水下扇沉積體系的沉積模式。

5 結(jié)論

1）利用正演模擬對(duì)車(chē)排子北部地區(qū)新近系沙灣組一段1砂組儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征進(jìn)行了分析，認(rèn)為巖性組合、物性差異和超剝地層結(jié)構(gòu)是影響地震響應(yīng)的主要因素。

2）在分析儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征影響因素的基礎(chǔ)上，形成了“優(yōu)勢(shì)頻率調(diào)諧振幅確定厚度、地層超剝帶勾勒儲(chǔ)層邊界、特征隨機(jī)反演描述有效砂體”的技術(shù)系列，并依此進(jìn)行了地層-巖性油氣藏的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。

3）對(duì)于地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的多解性來(lái)說(shuō)，地質(zhì)概念、模式和認(rèn)識(shí)是巖性油氣藏儲(chǔ)層準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和精細(xì)描述的關(guān)鍵。

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（編輯 趙旭亞）

Prediction of stratigraphic-lithological hydrocarbon reservoir in the northern part of Chepaizi,Junggar Basin

Zhang Jianghua,Xiang Kui,Ma Liqun,Zhou Jinke
(Xinjiang Exploration and Development Center,Shengli Oilfield Company,SINOPEC,Dongying 257000,China)

Aiming at the characteristics of oil and gas exploration,which is characterized by less exploration wells and is mainly seismic data,in the northern part of Chepaizi north area,we carried on the study of characteristics of seismic response of reservoir.It is believed that the main factors affecting seismic response are lithological association,physical property difference and superdenuded stratigraphic structure.Prediction of stratigraphic-lithological hydrocarbon reservoir is carried out through the use of the techniques of tuning amplitude with dominant frequency to determine the thickness,outlining reservoir boundary of formation with super-denuded zone and describing effective sandbody with characteristic stochastic inversion.The results show that the predicted result of sandbody coincides well with the result of actual drilling,which provides a reference for the identification of similar complicated hydrocarbon reservoir.

stratigraphic-lithological hydrocarbon reservoirs;seismic response;constrained seismic inversion;seismic frequency spectrum analysis;Junggar Basin

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）項(xiàng)目“中國(guó)西部典型疊合盆地復(fù)雜油氣藏地球物理響應(yīng)特征與預(yù)測(cè)技術(shù)”（2006CB202200）

TE122.3+22+

A

10.6056/dkyqt201204008

2011-12-19；改回日期：2012-05-20。

張江華，男，1977年生，工程師，主要從事油氣勘探綜合研究工作。E-mail：echozjh2000@126.com。

張江華，向奎，馬立群，等.準(zhǔn)噶爾盆地車(chē)排子地區(qū)北部地層-巖性油氣藏儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究［J］.斷塊油氣田，2012，19（4）：437-439，449.

Zhang Jianghua，Xiang Kui，Ma Liqun，et al.Prediction of stratigraphic-lithological hydrocarbon reservoir in the northern part of Chepaizi,Junggar Basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（4）：437-439，449.