正演模擬技術(shù)在先巴扎地區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

寧松華，姚姣鳳，朱威 （油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ）

馮右倫，孫攀 （長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

碳酸鹽巖縫洞型油氣藏是我國(guó)乃至全世界重要的油氣藏類型之一[1]。先巴扎工區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)巴楚縣和麥蓋提縣境內(nèi)，其西北面為巴什托油氣田，東北面為亞松迪氣田，是有利的碳酸鹽巖縫洞型油氣藏勘探區(qū)域。其目標(biāo)層為石炭系小海子組 （Cx，對(duì)應(yīng)地震反射波組T45），該儲(chǔ)層鉆遇的主要巖性為泥晶灰?guī)r、生屑灰?guī)r、鮞狀白云巖、灰質(zhì)白云巖等。根據(jù)工區(qū)內(nèi)2口探井BT4井和BT6井的成像測(cè)井和常規(guī)測(cè)井資料顯示目標(biāo)層裂縫主要為直劈縫和高角度裂縫，其分布規(guī)律復(fù)雜，給儲(chǔ)層預(yù)測(cè)帶來(lái)了很大的困難。這些裂縫和孔、洞系統(tǒng)對(duì)致密碳酸鹽巖巖層中的油氣賦存和運(yùn)移起著控制作用，因此，縫洞型儲(chǔ)層的識(shí)別和描述在油氣勘探中具有重要意義。目前常用的縫洞型儲(chǔ)層地震識(shí)別技術(shù)包括縫洞型儲(chǔ)層正演模擬技術(shù)、多波多分量地震技術(shù)、縱波裂縫檢測(cè)方位各向異性技術(shù)、地震屬性分析技術(shù)、地震逆散射成像技術(shù)及三維可視化技術(shù)等[2]。該次研究是利用儲(chǔ)層正演數(shù)值模擬技術(shù)揭示Cx碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)層特性。

1 模型設(shè)計(jì)及正演模擬分析

依據(jù)Cx碳酸鹽巖縫洞儲(chǔ)層存在巖性致密、基質(zhì)孔隙度小、滲透率差、非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了2個(gè)理論模型，分別是溶蝕洞模型和垂直裂縫模型。利用地質(zhì)資料、鉆井資料、測(cè)井資料和巖石物理特征數(shù)據(jù)，根據(jù)巖石物理理論建立關(guān)鍵井的裂縫儲(chǔ)層地質(zhì)模型，利用地震波正演模擬技術(shù)模擬縫洞儲(chǔ)層地震波的各向異性的地震響應(yīng)，并分析由洞、縫引起的地震屬性 （振幅、頻率、相位等參數(shù)）的變化特征。

1.1 溶蝕洞模型正演分析

為了解Cx異常體的地震響應(yīng)，在考慮了溶蝕洞大小、連通性、充填物、疊合形式、距風(fēng)化面不同距離等因素的基礎(chǔ)上，基于過(guò)BT4井－QU1井－BT7井－BT6井－BT8井的連井地震剖面 （圖1）設(shè)計(jì)了溶蝕洞模型 （圖2）；并綜合這5口井的測(cè)井曲線資料設(shè)計(jì)了溶蝕洞模型的層速度、密度 （表1）。

通過(guò)對(duì)溶蝕洞儲(chǔ)層速度為4900m/s的溶蝕洞模型進(jìn)行正演，得到正演記錄 （圖3（a）），并提取了瞬時(shí)振幅屬性 （圖3（b））。從圖3（a）上可以看出，正演剖面跟實(shí)際的地震剖面符合程度不高，原始地震記錄的同相軸在異常體附近比較破碎，但是溶蝕洞模型正演出來(lái)的結(jié)果是比較連續(xù)的。在圖3（b）中，從振幅值的變化可以看出，當(dāng)儲(chǔ)層速度小于圍巖速度一定值的時(shí)候，振幅將會(huì)減小。

圖1 BT4井－QU1井－BT7井－BT6井－BT8井連井地震剖面

圖2 溶蝕洞模型

1.2 裂縫模型

在前面模型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上將溶蝕洞替換成垂直裂縫，模型圖和參數(shù)設(shè)計(jì)如圖4和表2所示。

通過(guò)對(duì)裂縫模型進(jìn)行正演，得到正演記錄并提取振幅屬性 （圖5）。從圖5（a）中可以看出，正演記錄與實(shí)際地震剖面符合較好；從圖5（b）上看，儲(chǔ)層厚度大的地方，反射振幅較強(qiáng)；最大振幅值為0.32、0.37，分別是在CDP（共深度點(diǎn)）95和119處。

表1 溶蝕洞模型參數(shù)列表

圖3 溶蝕洞模型正演記錄及瞬時(shí)振幅屬性剖面

表2 垂直裂縫模型參數(shù)列表

圖4 垂直裂縫模型

圖5 垂直裂縫模型正演記錄及振幅屬性剖面

為驗(yàn)證垂直裂縫模型的正確性，利用相干體技術(shù)和分頻解釋技術(shù)來(lái)反映斷層和裂縫的發(fā)育情況。相干體技術(shù)的算法是通過(guò)三維數(shù)據(jù)體來(lái)比較局部地震波形的相似性，相干值較低的點(diǎn)與地質(zhì)不連續(xù)密切相關(guān)[3]。圖6為過(guò)井的相干體剖面，指示Cx裂縫和小斷層的發(fā)育，且多為垂直縫。分頻解釋技術(shù)是利用短時(shí)窗離散傅里葉變換 （DFT）將地震數(shù)據(jù)變換到頻率域，產(chǎn)生的振幅譜陷頻特性反映薄層厚度變化，相位譜的突變反映地質(zhì)體的橫向不連續(xù)性[4]。圖7為Cx層間分頻相位體的過(guò)井顯示剖面。

圖6 過(guò)BT4井－QU1井 －BT7井－BT8井－BT6井的連井相干體剖面

圖7 Cx過(guò)BT4井－QU1井－JY3井－BT7井－BT8井－BT6井的連井分頻相位體剖面

分頻相位體是通過(guò)局部的相位不連續(xù)性來(lái)刻畫(huà)地層中的裂縫和小斷層，在低頻段 （0～40Hz），同相軸比較連續(xù)，能識(shí)別主斷層；在高頻段 （40～250Hz）可觀察到大量次級(jí)斷層和裂縫的發(fā)育位置。

2 結(jié) 語(yǔ)

先巴扎地區(qū)Cx儲(chǔ)層裂縫較為發(fā)育。通過(guò)設(shè)計(jì)溶蝕洞模型和垂直裂縫模型得到的正演記錄與實(shí)際地震資料比較，說(shuō)明Cx儲(chǔ)層的孔隙類型主要為裂縫型。裂縫數(shù)值模擬的難點(diǎn)在于模型的建立，該次裂縫模型設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，沒(méi)有考慮裂縫形成期的構(gòu)造形態(tài)特征、構(gòu)造期次演化、巖層巖性的橫向分布，這也是以后工作中需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容。

[1]吳俊峰，姚姚，撒利明 .碳酸鹽巖特殊孔洞型構(gòu)造地震響應(yīng)特征分析 [J].石油地球物理勘探，2007，42（2）：180～185.

[2]撒利明，姚逢昌，狄?guī)妥?，?.縫洞型儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征與識(shí)別方法 [J].巖性油氣藏，2011，23（1）：24～28.

[3]Thorseth J，Riley G，Atalik E，etal.3－D seismic interpretation using the coherence cube；an example from the south Embra Precaspian Basin，Kazakhstan [J].The Leading Edge，1997，16 （6）：907～909.

[4]Alistair R B.Seismic attributes and their classification [J].The Leading Edge，1996，15 （10）：10～90.