河包場須家河組二段致密砂巖有效儲(chǔ)層預(yù)測

王長城，趙家琳

(1.成都理工大學(xué)，四川 成都 610059;2.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 成都理工大學(xué)，四川 成都 610059)

引 言

在美國和加拿大等石油強(qiáng)國增長最快的供氣源是非常規(guī)天然氣(致密砂巖氣、頁巖氣、煤層氣)，其中致密砂巖氣的勘探開發(fā)技術(shù)最為成熟，而且取得了巨大的成效。自1990年以來，美國致密砂巖氣產(chǎn)量快速增長，2008年產(chǎn)量達(dá)到了1 757×108m3，占美國天然氣總產(chǎn)量的30.2%，在非常規(guī)氣中占到了近63%。早在1997年，Rogner對(duì)中國的致密砂巖氣進(jìn)行了評(píng)估，約為11×1012～14×1012m3［1］。近年來，隨著石油天然氣的不斷勘探和開發(fā)，致密砂巖油氣藏在尋找油氣過程中的地位也顯得愈發(fā)重要。國內(nèi)外針對(duì)致密砂巖的儲(chǔ)層預(yù)測的重要技術(shù)手段是地震儲(chǔ)層預(yù)測，研究方法包括疊前反演、疊前地震信息識(shí)別、疊后地震綜合預(yù)測及屬性分析等。這些方法在致密砂巖巖性分布研究和致密砂巖油氣藏類型研究上取得了一定的成果，是目前研究致密砂巖油氣藏的重要手段，但是對(duì)有效儲(chǔ)層的預(yù)測仍存在諸多難點(diǎn)。

1 研究區(qū)概況

河包場研究區(qū)位于川東南中隆高陡構(gòu)造區(qū)與川中古隆平緩構(gòu)造區(qū)的川中—川南過渡帶，具有區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定、沉積蓋層受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用弱及斷裂不發(fā)育等特點(diǎn)［2］。大體走向由西南向北東呈緩褶單斜，構(gòu)造發(fā)育完整，平緩，無大背斜圈閉。東部為川東古斜中隆高陡斷褶帶，南西與界市場構(gòu)造相鄰，南接螺觀山構(gòu)造，北為大足—安岳向斜，東為西山構(gòu)造［3］。須家河組主要發(fā)育逆斷層，在工區(qū)的東北部表現(xiàn)為緩坡形態(tài)，在工區(qū)的東南部因受川東南中隆高陡構(gòu)造的影響，南部斷層發(fā)育，地腹斷層多為傾軸逆斷層分布在鼻褶的翼部。斷層總體表現(xiàn)為縱向上斷穿、斷距小、層位少、平面延伸長度不長。Ⅰ區(qū)內(nèi)須家河組為三角洲—湖泊相沉積環(huán)境，儲(chǔ)層以河口壩砂體、分流河道為主，地層為一套砂、泥巖互層，巖石類型以細(xì)粒、中粒長石石英砂巖和中粒、粗粒石英砂巖及少量巖屑石英砂巖為主［4－8］。

2 儲(chǔ)層對(duì)比

四川盆地上三疊統(tǒng)至古近系總厚度達(dá)8 km，98%以上是碎屑巖，碳酸鹽巖和硫酸鹽巖不足2%，須家河組二段(以下簡稱須二段)為主要產(chǎn)氣層之一。對(duì)河包場區(qū)塊須家河組二段儲(chǔ)層分別進(jìn)行了東—西向、北東—南西向連井對(duì)比。結(jié)果表明:河包場地區(qū)須二段儲(chǔ)層多發(fā)育在上部，單層厚度大，有效儲(chǔ)層在10～40 m之間，平均為15.7 m，儲(chǔ)層有效孔隙度最大為13.5%，最小為7.9%，平均孔隙度高達(dá)9.75%，連通性相對(duì)較好，儲(chǔ)層厚度相對(duì)較大，孔隙性相對(duì)好。根據(jù)前人對(duì)研究區(qū)3366個(gè)砂巖樣品分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，砂巖具低孔、特低滲物性特點(diǎn)，且儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)。

3 儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征

3.1 Ⅰ類儲(chǔ)層地震響應(yīng)及儲(chǔ)層替換實(shí)驗(yàn)

川中—川南過渡帶的須家河組整體為一套砂泥巖互層，須一段、須三段以泥巖為主夾砂巖，須二段、須四段以砂巖為主夾泥巖，須家河組大套砂巖中的高孔段即為儲(chǔ)層。由圖1可知，M井在須二段頂部40 m左右有油氣顯示。經(jīng)試油證實(shí)，在1 756～1 768 m段產(chǎn)氣6.38×104m3/d。從測井響應(yīng)特征來看，該段聲波時(shí)差曲線表現(xiàn)為明顯的跳躍波動(dòng)，測井解釋分為三層，上部和下部時(shí)差增大明顯，均值分別為244.55、255.58 μs/m，自然伽馬在須一段、須三段呈鋸齒狀，須二段表現(xiàn)為低值箱型，明顯低于上下砂泥巖層，均值為38.836 API。在M井的過井剖面上可以清晰地看到，同相軸出現(xiàn)了明顯的下拉現(xiàn)象，并具有振幅強(qiáng)、頻率低的特點(diǎn)(圖2)。

圖1 M井測井響應(yīng)特征

圖2 過M井地震剖面

圖3 M井儲(chǔ)層替換實(shí)驗(yàn)

為了進(jìn)一步研究儲(chǔ)層剖面特征，以井旁測井響應(yīng)為依據(jù)，采用儲(chǔ)層替換的手段來分析須二段儲(chǔ)層地震反射的形成機(jī)制。圖3a為M井原始合成記錄，顯示儲(chǔ)層具有底部振幅強(qiáng)，內(nèi)部頻率低近空白反射的特征，在須二段上部發(fā)育2套厚儲(chǔ)層，累計(jì)厚度達(dá)33.75 m，平均孔隙度13.7%。圖3b為將儲(chǔ)層替換成孔隙度為8%后的合成記錄，顯示2個(gè)波峰反射，視頻率增大，儲(chǔ)層底部振幅減弱，在過井剖面上波峰與剖面右邊儲(chǔ)層不發(fā)育區(qū)相似。儲(chǔ)層替換結(jié)果表明，在含氣儲(chǔ)層發(fā)育的情況下，須二段會(huì)出現(xiàn)底部中強(qiáng)振幅，內(nèi)部頻率低的特征。

須二段儲(chǔ)層呈低速特征，與下部致密砂巖形成較強(qiáng)波阻抗差，所以在底部形成強(qiáng)反射，將儲(chǔ)層替換為孔隙度為8%的非儲(chǔ)層后，速度增大，與下部致密砂巖阻抗差變小，根據(jù)褶積模型及合成記錄的形成原理，其底部振幅會(huì)減弱。

3.2 Ⅱ類儲(chǔ)層地震響應(yīng)及儲(chǔ)層替換實(shí)驗(yàn)

由圖4可知，N井在須二段頂部20 m左右有油氣顯示，經(jīng)試油證實(shí)，在1 770～1 790 m段產(chǎn)氣3.65×104m3/d。從測井響應(yīng)特征來看，儲(chǔ)層段聲波時(shí)差增大明顯，均值為231.92 μs/m，須二段自然伽馬值低于須一段、須三段，均值為 90.835 API。N井的過井剖面表現(xiàn)為視頻率高，內(nèi)部同相軸較連續(xù)，呈平行或亞平行結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)層發(fā)育部位振幅增強(qiáng)。

圖4 N測井響應(yīng)特征

同樣以儲(chǔ)層測井響應(yīng)分析為依據(jù)，利用儲(chǔ)層替換與正演模型的方法來共同分析。N井儲(chǔ)層替換實(shí)驗(yàn)曲線顯示，須二段上部低速儲(chǔ)層發(fā)育，與下部高速泥巖速度差大，振幅較強(qiáng);將儲(chǔ)層孔隙度替換為8%的儲(chǔ)層后，速度增大，儲(chǔ)層與泥巖速度差減小，波峰反射還是存在，但振幅明顯減弱。由此推論:儲(chǔ)層是否發(fā)育就是導(dǎo)致須二段中部連續(xù)同相軸強(qiáng)—弱變振幅的原因。

4 儲(chǔ)層平面分布特征

根據(jù)建立的Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層地震響應(yīng)模式，對(duì)整個(gè)三維區(qū)進(jìn)行5×5測線的追蹤解釋，刻畫了Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層的平面分布范圍，并將其與須二頂面構(gòu)造圖疊合。須二段頂面構(gòu)造形態(tài)由工區(qū)西南角往北東方向傾伏，在B16井附近軸線變?yōu)楸北睎|向，北東側(cè)為構(gòu)造埋深最大區(qū)域，深度大于1 600 m，沿南西方向逐漸抬升，構(gòu)造起伏達(dá)到360 m，大斷層不發(fā)育。I類儲(chǔ)層主要發(fā)育在構(gòu)造高點(diǎn)周緣的斜坡部位，Ⅱ類儲(chǔ)層主要分布在較低的構(gòu)造斜坡部位(圖5)。

5 結(jié)論

(1)須二段儲(chǔ)層孔隙性、連通性較好，儲(chǔ)層單層厚度較大，可以形成連片的孔隙型儲(chǔ)層，主要儲(chǔ)層發(fā)育在上部。

(2)須二段儲(chǔ)層有2種典型的地震響應(yīng)特征。一類為低頻率、強(qiáng)振幅、同相軸下拉的特征;另一類為視頻率高、平行—亞平行反射，須二上段內(nèi)部為連續(xù)反射中振幅相對(duì)較強(qiáng)特征。

(3)Ⅰ類儲(chǔ)層主要發(fā)育在構(gòu)造高點(diǎn)周緣的斜坡部位，Ⅱ類儲(chǔ)層主要分布在較低的構(gòu)造斜坡部位。該研究結(jié)果對(duì)河包場地區(qū)須二段致密砂巖的進(jìn)一步勘探開發(fā)有一定的參考價(jià)值。

圖5 河包場須二段有效儲(chǔ)層預(yù)測示意圖

［1］牛寶榮，陳慧，李潤梅，等.致密砂巖氣藏特征及關(guān)鍵技術(shù)展望［J］.吐哈油氣，2010，15(2):300－307.

［2］李建忠，郭彬程，鄭民，等.中國致密砂巖氣主要類型、地質(zhì)特征與資源潛力［J］.天然氣地球科學(xué)，2012，23(4):607－615.

［3］姚建軍，鄭浚茂，寧寧.四川盆地高石梯—磨溪構(gòu)造帶震旦系含油氣系統(tǒng)研究［J］.天然氣地球科學(xué)，2002，13(5):74－79.

［4］張曉東，譚秀成，陳景山.川中—川南過渡帶嘉二段儲(chǔ)集性及儲(chǔ)層控制因素研究［J］.天然氣地球科學(xué)，2005，16(3):338 －342.

［5］曾富英，金惠，楊威，等.川中—川南地區(qū)須家河組有利儲(chǔ)集砂體地震識(shí)別及其分布預(yù)測［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2011，18(1):30 －33.

［6］林良彪，陳洪德，姜平，等.川西前陸盆地須家河組沉積相及巖相古地理演化［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，33(4):376 －383.

［7］鄭榮才，葉泰然，翟文亮，等.川西坳陷上三疊統(tǒng)須家河組砂體分布預(yù)測［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2008，29(3):405－417.

［8］單俊峰，劉興周，李理.古近系致密砂巖“優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層”預(yù)測方法初探［J］.特種油氣藏，2012，19(5):11－14.