基于地震屬性的儲層預測方法研究——以彰武斷陷九佛堂組3＋4砂組為例

王建波，楊宏偉，王牧男 （中石化東北分公司勘探開發(fā)研究院，吉林 長春130062）

姜華 （中國石油勘探開發(fā)研究院石油地質研究所，北京100083）

應用地震屬性特別是地震相分析技術預測儲層已經成為鉆井數較少的低勘探程度探區(qū)油氣儲層預測的最有效方法。隨著沿層切片、波形分類、時頻分析等地震屬性在儲層分析中的應用，對于隱蔽性儲層砂體的預測更為準確可靠[1～6]。該次研究中，將鉆井和地震屬性綜合分析，對彰武斷陷九佛堂組（K1jf）3＋4砂組進行了儲層預測，對于該盆地油氣勘探進程具有重要的推進作用。

1 地質背景

彰武斷陷位于松遼盆地南部，整體呈北北東向展布，是一個疊置于中朝地臺內蒙地軸之上的早白堊紀斷陷盆地，其特征為東斷西超的單斷式箕狀斷陷，位于大冷斷陷以南，彰東斷陷以西，姚堡斷陷以北，屬于典型的單斷型凹陷[7，8]，目前三維地震工區(qū)覆蓋面積159.2km2。該盆地整體地質認識程度較低，經過近幾年的勘探開發(fā)，展示出較大的勘探開發(fā)潛力。彰武斷陷地層以斷陷期地層為主，拗陷期地層剝蝕殆盡。巖性組合主要為陸相碎屑沉積的砂泥巖互層。鉆井揭示自上而下鉆遇第四系 （Q）、下白堊統(tǒng)阜新組 （K1f）、沙海組 （K1sh）、九佛堂組 （K1jf）、義縣組 （K1y）（見表1），以深湖－半深湖及扇三角洲相沉積為主，其中K1jf 3＋4砂組是最主力的儲層。

表1 彰武斷陷鉆井揭示地層簡表

2 地震屬性儲層預測方法

目前應用地震屬性進行巖性預測和油氣預測已經得到廣泛應用，地震屬性分析技術作為地震信息與地質分析的橋梁已經基本形成完整的方法和技術流程，并且在沉積相及儲層預測研究中獲得了良好的應用效果[9]。

根據彰武斷陷K1jf 3＋4砂組沉積及儲層特征，制定了相控儲層預測的研究思路：首先分析彰武斷陷的沉積背景，通過鉆井資料和地震資料相結合分析K1jf 3＋4砂組儲層的地震響應及平面地震相特征，建立沉積相帶沉積與地震響應模式，優(yōu)選地震屬性，結合鉆井資料預測有利相帶范圍，進行儲集砂體的描述與分布規(guī)律研究，落實K1jf 3＋4砂組有利儲集砂體分布。具體的儲層預測流程如圖1所示。

圖1 K1jf 3＋4砂組儲層預測流程圖

3 九佛堂組3＋4砂組儲層預測

3.1 九佛堂組層序地層格架特征

K1jf具有 “東斷西超 （剝）”的構造特征，東部以控盆斷層為邊界，向西超覆在K1y之上[10]。K1jf頂面斷層較發(fā)育，以正斷層為主，地層沉積后形成的斷層居多，同生斷層基本不發(fā)育，僅有1條同生斷層位于zw2－4井東部，延伸約1100m，該斷層是東北部陡坡帶與洼陷帶的分界斷層，也是陡坡二臺階斷層 （見圖2），斷層東部是近岸扇體發(fā)育區(qū)，西部是洼陷區(qū)。

圖2 彰武斷陷三維LINE710剖面

在二級層序控制下在地震剖面上，通過對地震反射結構、波組特征的識別歸類，劃分出K1jf的低位體系域、湖侵體系域和高位體系域沉積地層，基本對應于K1jf的5＋6砂組、3＋4砂組和1＋2砂組。其中5＋6砂組沉積相為湖相和扇三角洲相，巖性以湖相泥巖和前扇三角洲泥巖為主。3＋4砂組砂巖較發(fā)育，以扇三角洲前緣分流河道砂體和近岸水下扇砂體為主，由于湖盆較小，物源大多近源快速沉積，砂體分選較差，不同部位砂巖粒度、砂泥巖組合存在差異，因此，剖面上為不太連續(xù)的中強、中等反射，扇體發(fā)育區(qū)呈楔形或發(fā)散狀反射特征，扇三角洲發(fā)育區(qū)有前積反射特征 （見圖3）。1＋2砂組沉積相為湖相和扇三角洲前緣相，巖性也以泥巖為主。參照標準的三角洲沉積地震反射特征認為，5＋6砂組的較穩(wěn)定的泥巖反射波組基本相當于底積層，3＋4砂組扇三角洲前緣河道砂體的前積、發(fā)散狀反射波組基本相當于前積層，1＋2砂組地層厚度較大地區(qū)的穩(wěn)定反射波組基本相當于頂積層，并認為3＋4砂組三角洲前緣砂體是儲層最為發(fā)育的層段。

圖3 zw3－2井～zw2－3連井剖面 （K1jf反射結構特征）

3.2 九佛堂組3＋4砂組沉積相特征

不同區(qū)帶的巖性組合、電性特征的差異，在地震剖面上表現(xiàn)出不同的反射特征，而這種反射特征的差異反映了不同的沉積相帶和沉積特征[11]。沉積地層的任何物性參數變化總是反映在地震道波形形狀的變化上，對地震道形狀進行分類，也就是劃分地震相。其過程是：首先對不同波形特征賦予不同顏色即建立地震相模型道；然后檢查每一口井與地震相模型道的對應關系，即可賦予每一種顏色所對應的沉積相；最后通過地震道波形分類完成地震相劃分，并通過測井相與地震模型道的對應關系，可進一步圈定有利沉積相帶。通過對彰武斷陷的地震相分析，結合測井相研究，可以較好劃分沉積相。

K1jf 3＋4砂組地震相聚類分析圖 （見圖4）在色彩上體現(xiàn)出較好的分帶性，中東部深灰色條帶自北向南由收斂變發(fā)散，在zw3－2井區(qū)附近漸變?yōu)榛野咨珬l帶，體現(xiàn)了一種沉積相向另一種沉積相的轉變；西部由深色條帶變?yōu)橹胁炕野咨珬l帶、北部由淺灰條帶變?yōu)樯罨覘l帶、東部由淺灰色條帶變?yōu)樯罨疑珬l帶等都體現(xiàn)了沉積相帶間的轉換。從地層等厚圖上看，這種相帶變化與地層厚度變化存在較好的匹配關系，深灰色條帶對應地層厚度較大的區(qū)域，西部黑色條帶對應地層超覆帶，中部灰白條帶對應地層厚度適中的斜坡帶，北部淺灰色條帶對應厚度較大的斜坡帶。參考斷陷盆地以湖相為主，三角洲、扇三角洲、沖積扇、水下扇發(fā)育的基本沉積規(guī)律，將K1jf 3＋4砂組地震相轉化為沉積相。

K1jf 3＋4砂組是湖侵體系域沉積物，該時期入湖水量大，水動力強，物源沿盆地四周溝谷注入湖盆。從圖5可以看出，北部物源最充足，形成的扇三角洲規(guī)模最大，向南推進，越過zw1井～zw2井鼻狀構造，最遠到達zw3井區(qū)。西部沿鼻狀構造兩翼溝谷有少量物源注入，與北部物源扇三角洲交匯，扇三角洲向南推進到zw3井以南相變?yōu)榍吧热侵?，扇三角洲北部zw2－3井～zw2－4井區(qū)段呈南北向，南部zw2－4井～zw3井區(qū)段呈北北東向。三維工區(qū)內扇三角洲平原分布比較局限，僅分布在zw2－3井以北區(qū)域，砂巖含量遠高于泥巖，礫巖、含礫砂巖比較發(fā)育；zw2－3井南部～zw3井北部為扇三角洲前緣亞相，扇三角洲前緣為砂泥巖互層沉積，砂巖、泥巖含量接近，分流河道、河口壩發(fā)育，以細砂巖、粉砂巖為主，物性相對較好，是工區(qū)主要儲層、油層；前扇三角洲在工區(qū)分布較局限，基本在zw3井～zw3－2井區(qū)。zw3－2井區(qū)及南部洼陷帶為淺湖－半深湖亞相，以泥巖沉積為主，夾少量薄砂巖。西部和南部斜坡基本為淺湖沉積，物源較少，泥巖發(fā)育，地層厚度也較薄。東部陡坡帶也有物源沿溝谷注入，形成南北向疊合連片的近岸水下扇，貼著陡坡帶展布，由于東部凸起物源并不是太充足，因此，該相帶東西向分布較窄，且受火山巖侵入的影響，扇體往往遭改造，扇體之間為半深湖相泥巖沉積。

圖4 K1jf 3＋4砂組地震相聚類分析圖

圖5 K1jf 3＋4砂組沉積相圖

3.3 九佛堂組3＋4砂組儲層預測

K1jf 3＋4砂組儲層主要為扇三角洲前緣分流河道砂體，屬于砂泥巖薄互層沉積，受地震分辨率限制，剖面上難以對單個砂體進行刻畫描述。該次研究采用井震結合的方法來預測河道砂體分布區(qū)，進而利用測井約束反演方法提高河道砂體縱橫向分辨率，與地震剖面配合實現(xiàn)對河道砂體的描述。

K1jf 3＋4砂組河道砂體單層厚度小，往往以砂泥巖互層的形式疊合分布。由于砂體橫向分布不穩(wěn)定，導致整個砂泥巖互層厚度、砂泥巖比橫向變化較大，從而影響了砂泥巖互層波阻抗的穩(wěn)定性，地震剖面上表現(xiàn)為較連續(xù)的中強－強反射，上傾方向和側向上有明顯的減薄尖滅特征。依據扇三角洲沉積規(guī)律，前緣河道砂體最發(fā)育，也就是在平原亞相物源入湖方向前端是河道砂體的有利沉積區(qū)域。

根據zw1井、zw2－3井等井的井震關系研究表明：單砂體薄、累計厚度較小的砂泥巖互層可形成中強振幅反射，但隨著砂泥巖互層厚度的變化，反射強弱也發(fā)生變化，連續(xù)性隨厚度減小而降低；單砂體較厚、累計厚度較大的砂泥巖互層可形成連續(xù)的強振幅反射，且厚度的橫向變化對振幅和連續(xù)性影響較小，這類河道疊合體物性相對較好，經改造后可獲工業(yè)油流，是勘探的重要目標。

淺湖相和淺湖－半深湖相泥巖、扇三角洲平原亞相泥巖或砂礫巖－泥巖組合的地震響應特征與河道砂體有較大差異，湖相泥巖一般為連續(xù)的低頻強反射，扇三角洲平原亞相泥巖或砂礫巖－泥巖組合一般為不連續(xù)或較連續(xù)短軸強反射與弱反射混和的雜亂反射，往往具有發(fā)散狀反射特征 （見圖6）。

搞清河道砂體地震響應特征及其與湖相泥巖、扇三角洲平原地震反射特征的差異之后，可以根據河道砂體的地震反射特征，有的放矢地選擇地震屬性來預測扇三角洲前緣相帶，圈定扇三角洲前緣相帶即找到了河道砂體的有利分布區(qū)。通過對多類地震屬性預測成果與鉆井結果的對比分析，優(yōu)選了振幅類和頻譜類屬性進行相控儲層預測，落實了扇三角洲前緣相帶的分布區(qū)域。

圖6 zw1井～zw2－3連井地震剖面

如圖7所示，北部雜色區(qū)域 （高值區(qū)）在三維工區(qū)北坡比較集中，成片分布，由北向南呈倒三角形分布，反映了北部地層強反射軸多，同相軸連續(xù)性較好，向南連續(xù)性變差，反射強度減弱，結合3＋4砂組的地層分布規(guī)律和zw2－3井的測井相特征，分析認為該區(qū)是扇三角洲平原亞相，是3＋4砂組主要物源注入湖盆的地區(qū)。zw2－3井以南，zw2井～zw3井區(qū)為雜色混和區(qū)，呈北北東向展布，與西部zw1井區(qū)和東部zw2－4井區(qū)的顏色有顯著差異，該區(qū)3＋4砂組內反射軸減少，反射減弱，連續(xù)性降低。結合zw2井、zw2－2井、zw2－1井等井的鉆井及地震響應特征，認為該區(qū)是扇三角洲前緣亞相，分流河道砂體發(fā)育，物源主要來自北部，zw3－1井～zw2－2井可能有西部物源注入。如圖8所示，弧長屬性刻畫的河道形態(tài)更清楚一些，在zw2井～zw3井區(qū)大體發(fā)育5個河道 （河道分布不穩(wěn)定，遷移頻繁，由多套縱向疊置的單砂體組成），根據強弧長屬性分布形態(tài)推測，分流河道走向大體呈北西－南東向，河道之間為分流間灣。暗色 （低值區(qū)）位于整個西坡，該區(qū)地層厚度相對較小，反射軸少，連續(xù)性好，反映了淺湖亞相的穩(wěn)定沉積環(huán)境。zw3－2井以南地區(qū)和東部陡坡帶為灰白色 （中值區(qū)），該區(qū)地層厚度較大，厚層泥巖夾薄層砂巖，反射軸多，連續(xù)性也較好，反映了淺湖－半深湖沉積環(huán)境，東部陡坡帶有物源注入，有些區(qū)域弧長屬性較強。

圖7 K1jf 3＋4砂組地震振幅屬性

圖8 K1jf 3＋4砂組地震弧長屬性

4 結論

1）通過鉆井與典型剖面地震相分析，認為K1jf 3＋4砂組具有前積特征，應屬于三角洲前緣砂體，具有儲層發(fā)育條件。

2）通過地震相聚類分析與鉆井相結合，劃分出淺湖、半深湖和扇三角洲3種沉積相的分布，并在盆地東部劃分出火山巖發(fā)育帶。

3）通過振幅屬性和弧長屬性相結合，在沉積相分布的基礎上進一步劃分出扇三角洲前緣砂體發(fā)育部位，并認為東部陡坡附近儲層發(fā)育，可以作為下一步勘探的重點地區(qū)。

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