塔河地區(qū)中新生界巖性圈閉預(yù)測研究

馬麗娟 （中石化石油工程地球物理有限公司，北京 100120）

王明，林東升 （中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

塔河地區(qū)中新生界巖性圈閉預(yù)測研究

馬麗娟 （中石化石油工程地球物理有限公司，北京 100120）

王明，林東升 （中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

塔河地區(qū)中新生界巖性圈閉成因及其圈閉識別和油氣富集規(guī)律不清，制約了油氣的進一步勘探。從巖性圈閉的成因研究入手，在地層和沉積體系研究的基礎(chǔ)上，明確了中新生界巖性圈閉主要為三角洲前緣砂體，在喜山期構(gòu)造反轉(zhuǎn)形成上傾尖滅砂體圈閉，指出了3套巖性圈閉的有利儲集相帶及其發(fā)育的有利區(qū)帶。研究形成了以基于地震沉積學(xué)的精細沉積微相刻畫為主線，采用巖石物理分析確定區(qū)分砂泥巖的特征參數(shù)，利用分頻反演技術(shù)將有利沉積微相平面范圍投影到過井分頻反演剖面中，在三維空間中確定有利儲層展布形態(tài)，是具有實踐意義的相控儲層預(yù)測方法。

地震沉積學(xué)；分頻反演；隱蔽圈閉；中新生界；塔河地區(qū)

近些年，通過立體勘探的實施，實現(xiàn)了塔河地區(qū)中新生界多個層系的勘探突破，展現(xiàn)了良好的勘探前景和潛力［1］。在已發(fā)現(xiàn)的油氣藏中，以低幅和巖性圈閉為主，該類圈閉成為該區(qū)下步增儲上產(chǎn)的主要目標(biāo)。但隨著勘探的深入，一些認(rèn)識上的瓶頸制約了塔河地區(qū)中新生界進一步的勘探開發(fā)，其中巖性圈閉的類型、發(fā)育的層位、平面展布以及如何識別和評價是制約該區(qū)下步勘探的關(guān)鍵問題。

塔河地區(qū)中新生界巖性圈閉薄層砂體廣泛發(fā)育，且與泥巖互層，砂體橫向變化較大。因此，儲層預(yù)測的總體思路是在高精度層序格架內(nèi)明確砂體的成因，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化資料，明確巖性圈閉發(fā)育的模式和部位；然后開展相控儲層預(yù)測，對砂體進行精細研究和刻畫。具體實施上，以地震沉積學(xué)理論［2～7］為指導(dǎo)，綜合利用地震、測井及鉆井資料，通過多相融合技術(shù)，利用地震屬性、測井相、古地貌分析來明確砂體的成因，確定有利砂巖的發(fā)育相帶，對儲層進行 “形”的描述；在砂巖發(fā)育相帶內(nèi)確定厚砂巖相的范圍，通過屬性投影在反演資料上追蹤砂體，對儲層進行“態(tài)”的刻畫。

1 相控巖性圈閉識別技術(shù)及巖性圈閉分布特征

巖性圈閉的空間展布與內(nèi)部屬性刻畫是油氣勘探與開發(fā)的研究重點，高分辨率層序地層學(xué)在巖性油氣藏勘探中發(fā)揮了重要作用［8～10］。從層序研究入手，結(jié)合湖平面的進退以及沉積物供給的大小來分析巖性圈閉發(fā)育的層位和儲層分布的有利區(qū)域。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合相的展布和構(gòu)造發(fā)育史，分析可能發(fā)育巖性圈閉的沉積相帶及其位置。

1.1 高頻層序技術(shù)

由于測井與地震二者的垂向分辨率不同，利用測井資料可以識別三級層序、體系域以及高頻層序，而地震剖面受地震分辨率的限制只能識別出三級層序或體系域的界面，因此沉積微相分析在三級層序或體系域級別可以較好地做到井震結(jié)合，到了高頻層序級別，通常只能從測井上進行分析，常規(guī)地震資料信息無法進行分辨。

當(dāng)?shù)卣鹱硬ǖ闹黝l達到某一數(shù)值時，合成地震記錄道可以達到每個波峰對應(yīng)一個砂層，即地震的峰值頻率可以很好地區(qū)分砂、泥巖，因此基于匹配追蹤時頻分析方法提取的峰值頻率屬性可以對巖性進行很好的識別。在井震標(biāo)定的基礎(chǔ)上，將利用測井劃分的高頻層序標(biāo)定到地震剖面上，體系域邊界利用地震時頻旋回進行分析，井上沉積旋回對應(yīng)地震旋回進行劃分，最終建立起井震結(jié)合的高頻層序格架 （圖1）。利用上述方法將塔河地區(qū)三疊系－古近系劃分出14個三級層系以及每個三級層系內(nèi)的體系域，其中三疊系6個三級層序 （TSQ1～TSQ6）、侏羅系1個 （JSQ）、白堊系6個 （KSQ1～KSQ6），古近系1個 （ESQ）。

圖1 地震時頻旋回和井沉積旋回對照圖

1.2 地層切片技術(shù)

圖2 塔河地區(qū)白堊系地層切片

利用建立的高精度地層格架，通過精細合成記錄標(biāo)定，將常規(guī)地震資料轉(zhuǎn)化到相對的地質(zhì)年代域，稱之為相對地質(zhì)年代體。地層切片是以2個等時沉積界面為頂、底，然后在其間等比例地內(nèi)插層位（圖2）。在地震分辨率允許條件下，根據(jù)井的分層和標(biāo)定結(jié)果，確定某2個虛切片作為屬性提取時窗生成地震屬性切片，消除區(qū)域構(gòu)造的影響，使得地震同相軸的產(chǎn)狀信息和沉積特征聯(lián)系更加密切，更容易識別出有明確指相意義的反射結(jié)構(gòu)［11～13］，比等時切片和沿層切片更加合理，而且更接近等時沉積界面。把提取時窗的幾種地震屬性進行融合，并與構(gòu)造特征疊合。在融合地震屬性與構(gòu)造疊合圖 （圖3）上，值域40～60的范圍為砂體的有利展布區(qū)，利用它進行平面沉積相研究更合理。通過時間域和相對地質(zhì)年代域的協(xié)同分析，可以更準(zhǔn)確地解析地震相表示的地質(zhì)涵義。另外，由于沉積體系的平面展布范圍更大，在剖面上無法識別的沉積現(xiàn)象，在平面上有可能得到識別與表征。

圖3 塔河地區(qū)白堊系KSQ1低位體系域融合地震屬性與構(gòu)造疊合圖

1.3 多相融合技術(shù)

多相融合技術(shù)是在層系格架的基礎(chǔ)上，基于地震屬性的優(yōu)選，在古地貌圖的控制下選擇屬性圖所表現(xiàn)的沉積展布規(guī)律［14，15］，同時符合古地貌所控制的沉積發(fā)育規(guī)律的技術(shù)。

古地貌是控制沉積體系發(fā)育的關(guān)鍵因素之一，古地貌的形態(tài)決定了物源和沉積相類型的發(fā)育。因此地震屬性相的優(yōu)選要在古地貌的控制下進行，判斷地震屬性相是否合理，分析地震屬性是否與古地貌所指示的沉積展布規(guī)律相符。塔里木盆地是經(jīng)歷過多期構(gòu)造作用、由多個原盆地疊加而成的大型疊合盆地。塔河地區(qū)阿克庫勒凸起具有典型的雙層結(jié)構(gòu)特征，特征表現(xiàn)為古生界地層與中、新生界地層傾向不一致，古生界向南傾。中、新生界向北傾，這是由于該區(qū)在古生界沉積時期為向北抬升、向南傾斜的繼承性古隆起，而在中、新生界沉積時期由于區(qū)域構(gòu)造動力背景的變化，導(dǎo)致區(qū)域沉積中心和盆地類型發(fā)生了轉(zhuǎn)化，到燕山期及喜山期，構(gòu)造反轉(zhuǎn)，從而造成了該區(qū)地層沉積形態(tài)的不同 （見圖4）。

圖4 塔河地區(qū)阿克庫勒凸起南北向剖面圖

在單井沉積體系研究的基礎(chǔ)上，利用測井相結(jié)合砂地比和地震相，明確了沉積體系類型及展布。塔河地區(qū)三疊系以辮狀河三角洲-湖泊的沉積體系為主，白堊系以扇三角洲／辮狀河三角洲－湖泊的沉積體系為主，其中北部扇三角洲相對發(fā)育，而西南部以辮狀河三角洲為主 （圖5）；古近系以扇三角洲－湖泊的沉積體系為主。綜合古地貌、地震屬性相、測井相及砂地比分析得到的沉積微相圖，融合了測井信息和地震信息。沉積微相圖中的沉積相帶的邊界由地震屬性的邊界確定，微相內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化依據(jù)砂地比圖的等值線來刻畫。由此得出的沉積相帶的邊界不僅更加可靠，而且可以細化沉積微相的內(nèi)部特征，還可以對砂體展布進行指示。

圖5 塔河地區(qū)白堊系KSQ1低位域沉積相分布圖

1.4 巖性圈閉的分布特征

根據(jù)沉積相的展布，結(jié)合喜山期的構(gòu)造反轉(zhuǎn) （造成南高北低），分析可能發(fā)育巖性圈閉的沉積相帶和位置。巖性圈閉發(fā)育的有利體系域是低位體系域和湖侵體系域：低位體系域發(fā)育的砂體與湖侵體系域的泥巖能形成很好的儲蓋組合；而湖侵體系域形成的砂體，可以與該體系域的泥巖形成好的儲蓋組合。

塔河地區(qū)中新生界主要以扇三角洲－湖泊以及辮狀河三角洲－湖泊的沉積體系為主，由于在喜山期發(fā)生的構(gòu)造反轉(zhuǎn)，中新生界地層由原來的北高南低變?yōu)槟细弑钡?，使得該區(qū)發(fā)育的三角洲－湖泊沉積體系在三角洲前緣亞相可形成巖性的上傾尖滅，主要為三角洲前緣的砂體與前三角洲以及濱淺湖泥形成的巖性圈閉模式。

2 相控儲層預(yù)測方法

2.1 儲層巖石物理特征參數(shù)分析

測井曲線校正規(guī)一化后，對工區(qū)內(nèi)目的層段進行巖石物理參數(shù)統(tǒng)計分析。該區(qū)砂泥巖受鈣質(zhì)影響嚴(yán)重，且灰質(zhì)夾層較多，造成儲層與圍巖速度差異不明顯，但從自然電位和聲波時差交會圖 （圖6、7）中可以看出，砂泥巖呈明顯的分帶特征，因此可以用自然電位和聲波時差作為區(qū)分砂泥巖的特征參數(shù)。

2.2 地震分頻屬性提取

針對巖性圈閉的識別和預(yù)測，準(zhǔn)確刻畫其形態(tài)是目標(biāo)區(qū)砂巖圈閉預(yù)測的關(guān)鍵。分頻反演［16］是一種全頻帶約束反演，具有較高的分辨率。它能合理、有效地利用地震的低頻和高頻，其關(guān)鍵在于提取不同頻率子波的地震剖面。同時它也是一種無子波提取、無初始模型的高分辨率非線性反演。層位的標(biāo)定和子波相位的確定是一個相互依賴的迭代過程。地震反射同相軸的產(chǎn)狀隨頻率的變化而變化，頻率越低，同相軸更傾向于巖性意義，頻率越高，同相軸更傾向于時間意義。利用分頻技術(shù)獲得高頻的分頻剖面，可增強地震資料對高頻層序的識別能力，有利于高頻層序邊界的解釋，且等時性更強。分頻反演是在合成記錄初標(biāo)定的基礎(chǔ)上，直接在不同頻帶的道積分剖面上依次標(biāo)定。隨機抽取多條地震道進行頻譜分析，進而對地震數(shù)據(jù)進行分頻，并提取不同頻率的地震屬性。

2.3 地震分頻屬性與測井資料非線性映射關(guān)系建立

分頻屬性提取后，利用井的波阻抗曲線和解釋層位得到的低頻模型，用支持向量機 （SVM）方法建立地震分頻屬性與測井資料的非線性映射關(guān)系，可進行多次學(xué)習(xí)，直到對反演結(jié)果滿意為止。

圖6 塔河地區(qū)YQ7井聲波時差－自然電位交會圖

圖7 塔河地區(qū)YQ3井聲波時差－自然電位交會圖

相控儲層預(yù)測［17～22］的過程為：①先在砂巖厚度與地震屬性的疊合圖上確定有利砂巖的發(fā)育范圍，但這只是一種半定量的預(yù)測，其中有利儲層準(zhǔn)確邊界和厚度需要進一步在反演剖面上確定，將平面圖（圖8（a））上的砂體范圍通過一種投影技術(shù)映射到反演剖面 （圖8（b））上，指導(dǎo)砂體解釋；②根據(jù)砂體的分布范圍在反演剖面上刻畫砂體的頂、底界面；③最后得到有利的單砂體厚度圖，為該區(qū)井位部署提供直接依據(jù)。

圖8 塔河地區(qū)TSQ6高位域相控砂體雕刻分析

3 結(jié)論與認(rèn)識

1）通過沉積相平面展布的精細刻畫，結(jié)合構(gòu)造演化，提出了塔河地區(qū)中新生界巖性圈閉發(fā)育的模式，明確了中新生界巖性圈閉主要為三角洲前緣砂體在喜山期構(gòu)造反轉(zhuǎn)形成的上傾尖滅砂體圈閉。

2）提出了基于成因的巖性圈閉識別和預(yù)測方法。以地震沉積學(xué)理論和技術(shù)方法為指導(dǎo)，通過多相融合技術(shù)，利用地震屬性、測井相、古地貌分析來明確砂體的成因，確定有利砂巖發(fā)育相帶，對儲層進行 “形”的描述；在砂巖發(fā)育相帶內(nèi)確定厚砂巖相范圍，通過屬性投影在反演資料上追蹤砂體，對儲層進行 “態(tài)”的刻畫。該方法在研究區(qū)的應(yīng)用取得了良好的效果。

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［編輯］ 龔丹

Mesozoic and Cenozoic Lithologic Trap Prediction Method in Tahe Region

MA Lijuan，WANG Ming，LIN Dongsheng （First Author' s Address：SINOPEC Geophysical Corporation，Beijing 100120，China）

The genesis of Mesozoic and Cenozoic lithologic traps and their identification and oil and gas enrichment were not clear in Tahe Region，therefore further exploration of oil and gas was restricted.Starting from the genesis of lithologic traps and on the basis of studying sequence strata and sedimentary system，it was clarified that the Mesozoic and Cenozoic lithologic traps were mainly delta front sand and updip pinchout trap formed during Himalayan tectonic inversion.It was also pointed out that the favorable reservoirs and favorable belts of reservoir development were derived.The description of fine sedimentary microfacies is formed based on the study and seismic sedimentation.The petrophysical analysis is used to determine characteristic parameters for distinguishing sand and shale rocks and frequency divided inversion is used to project the microfacies plane on the profile of frequency divided inversion，and determine the 3D shape of reservoir distribution.It is a practical method for facies-controlled reservoir prediction.

seismic sedimentation；frequency divided inversion；subtle trap；Mesozoic and Cenozoic；Tahe Oilfield

P631.44

A

1000-9752（2014）04-0056-06

2013-01-20

馬麗娟 （1966-），女，1988年大學(xué)畢業(yè)，博士，高級工程師，長期從事地質(zhì)、物探綜合解釋研究工作。