官渡構(gòu)造下沙溪廟組致密砂巖儲層有效識別

李素華，李兆影

（1.中國石化西南油氣分公司 勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610041； 2.川慶鉆探公司 地質(zhì)勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610051）

0 引言

官渡構(gòu)造下沙溪廟組二、三砂層是侏羅系碎屑巖中的主產(chǎn)層，油氣藏為構(gòu)造—巖性復(fù)合控藏，但砂巖儲層致密、低孔、低滲、橫向非均質(zhì)性強(qiáng)，單井產(chǎn)量遞減快，儲層預(yù)測遇到瓶頸.因此，加強(qiáng)儲層預(yù)測研究，準(zhǔn)確識別二、三砂層砂體展布規(guī)律及裂縫發(fā)育帶，是下一步油氣勘探取得突破的關(guān)鍵.分析各種儲層預(yù)測方法，可發(fā)現(xiàn)常規(guī)時間域地震屬性［1-2］只能簡單刻畫儲層的異常分布范圍，無法準(zhǔn)確識別儲層的空間分布規(guī)律.隨著時頻分析技術(shù)的發(fā)展，頻譜分解、分頻解釋等技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，利用S變換、小波變換等數(shù)學(xué)工具，將時間域地震信號變換到頻率域的譜分解技術(shù)，可以解決薄儲層尤其是河道砂體的預(yù)測，在巖性油氣藏勘探中越來越受到人們的重視［3-4］.目前，常用的地震反演方法有稀疏脈沖反演和模型反演，兩者為主頻約束反演，但在井少、儲層薄及橫向變化快的情況下，反演結(jié)果存在多解性且子波的提取及初始模型的建立影響反演精度；分頻反演［5］是無子波提取、無初始模型的高分辨率非線性反演，它合理利用地震資料有效頻帶范圍內(nèi)的低、中、高頻信息，減少薄層反演的不確定性，可真實反映地層接觸關(guān)系、砂體厚度變化及空間展布特征.裂縫預(yù)測技術(shù)主要包括相干［6］、方位角、傾角和曲率屬性等，目前較流行的曲率屬性于1994年被用于地質(zhì)構(gòu)造領(lǐng)域［7］.隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，曲率屬性在地質(zhì)相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用日趨成熟，人們結(jié)合相干和曲率屬性對地質(zhì)體進(jìn)行斷層、裂縫及河道刻畫效果非常好［8］.作為一種新技術(shù)，曲率屬性對地層彎曲程度非常敏感，它不依賴于地震波形的橫向變化，可彌補常規(guī)相干檢測方法的不足；該方法適合用于該區(qū)構(gòu)造翼部高陡部位強(qiáng)烈變形的裂縫檢測，再結(jié)合相干、方位角、傾角屬性可有效提高裂縫預(yù)測精度.

針對該區(qū)砂巖儲層特征及預(yù)測難點，筆者首先利用分頻成像和時頻三原色技術(shù)確定砂巖儲層的邊界及厚度相對變化關(guān)系，再結(jié)合分頻反演方法確定砂巖儲層的分布；利用相干、方位角、傾角、曲率等多種屬性綜合預(yù)測裂縫發(fā)育帶，指導(dǎo)下沙溪廟組致密砂巖儲層油氣藏勘探.

1 地質(zhì)概況

官渡構(gòu)造位于赤水地區(qū)東部，總體呈北北西向展布，由北向南發(fā)育官北、官中、官南3個背斜高點，構(gòu)成一較大型的背斜構(gòu)造，主體構(gòu)造面積約為90 km2，北鄰合江—長沙構(gòu)造，東鄰天堂壩構(gòu)造，西鄰太和—旺隆構(gòu)造（見圖1）.下沙溪廟組沉積地層由灰綠色厚層塊狀砂巖與紫紅色含粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖不等厚互層組成，沉積環(huán)境主要為河流控制的三角洲沉積，砂體發(fā)育程度嚴(yán)格受沉積相帶展布控制：（1）早期主要為三角洲平原沉積，河道擺動遷移頻繁，使河道砂體疊置連片分布；（2）晚期發(fā)育三角洲前緣沉積，水下分流河道砂體發(fā)育，河道化程度高，砂體呈帶狀展布［9］.根據(jù)野外、地震、鉆井資料可知，砂巖儲層分布不穩(wěn)定，厚度及物性變化大，裂縫主要發(fā)育在構(gòu)造翼部.

2 儲層特征

2.1 地質(zhì)

鉆井揭示下沙溪廟組二、三砂層單層砂體厚度在8～35m之間，巖性多為中―細(xì)粒長石巖屑質(zhì)石英砂巖，成分以石英為主，含量占40%～70%（體積分?jǐn)?shù)），其次巖屑含量占15%～30%（體積分?jǐn)?shù)），長石含量占10%～30%（體積分?jǐn)?shù)）.砂巖儲層孔隙欠發(fā)育，以微孔為主，原生孔隙絕大部分已被充填改造或因壓實、壓溶作用而消失.有效孔隙類型為少量殘余原生粒沿縫、次生溶蝕微孔及填隙物晶間孔，偶見破裂縫及殘留粒間孔，孔徑小、喉道細(xì)，連通性較差，局部層段裂縫發(fā)育（見圖2）.粒沿縫、次生溶蝕微孔和破裂縫為該區(qū)砂巖儲層主要孔隙類型和儲滲空間，但發(fā)育不均衡，均質(zhì)性差，裂縫［10］對成藏并形成工業(yè)產(chǎn)能起主導(dǎo)作用.物性特征為低孔、低滲、致密砂巖儲層，平均孔隙度為3%～5%，平均滲透率為（0.010 3～0.100 0）×10-3μm2.

2.2 測井、地震響應(yīng)

下沙溪廟組二、三砂層儲層電性特征與圍巖相比，表現(xiàn)為低伽馬、低中子、低聲波時差、高電阻率、高密度，呈三低二高的特征［11］，自然伽馬為47～77API，中子孔隙度為2%～12%，聲波時差大于55μs／ft，電阻率小于800Ω·m，密度為2.35～2.45g／cm3.下沙溪廟組二砂層地震響應(yīng)特征主要表現(xiàn)為中—強(qiáng)振幅、中—低頻率、短軸反射，同相軸單一；三砂層主要表現(xiàn)為中—強(qiáng)振幅、連續(xù)性較好，局部出現(xiàn)復(fù)合波，河道位置呈眼球或透鏡狀反射（見圖3～4，其中GR為自然伽馬；IMP為縱波阻抗；CDP為線道號）.

3 儲層識別

3.1 分頻屬性

常規(guī)振幅、頻率、相位等屬性可有效識別儲層的異常分布范圍，但無法識別儲層的縱、橫向變化規(guī)律，可利用地震分頻技術(shù)在頻率域內(nèi)通過調(diào)諧振幅能量的對應(yīng)關(guān)系描述儲層的空間變化規(guī)律，經(jīng)分頻處理后的地震數(shù)據(jù)分辨率高于常規(guī)地震主頻所能達(dá)到的分辨能力，有利于確定儲層邊界及厚度的相對變化關(guān)系［12-13］.將一維時間域信號轉(zhuǎn)換為二維時間—頻率域信號，通過時頻三原色技術(shù)（RGB）將等時地層界面上的振幅與對應(yīng)的頻段聯(lián)合顯示（見圖5（b）），每一樣點表現(xiàn)的優(yōu)勢頻率用紅、綠、藍(lán)三色疊和顯示，能很好地反映沉積相帶的展布，對相帶解釋有現(xiàn)實意義［14-15］，其中R、G、B三色分別代表低、中、高不同頻率的權(quán)重信息，顏色的強(qiáng)弱代表儲層的厚薄，通過混合色的變化描述儲層空間的變化細(xì)節(jié).下沙溪廟組三砂層30～50Hz單頻體RGB融合沿層切片刻畫儲層的厚、薄橫向變化關(guān)系，明顯比單一頻率的（見圖5（a））清楚，細(xì)節(jié)更加豐富.其中，G11、16、18井紅、綠、藍(lán)三色疊合后顏色相近，說明3口井位于同一沉積相帶內(nèi)，并且物性相同，因此G16、18井三砂層在G11井獲油氣突破的前提下具挖潛潛力；工區(qū)東部由北向南發(fā)育一條主河道，其儲層厚度明顯薄于河道周邊的，而單頻屬性只能簡單刻畫河道的位置（見圖5（a））；G8、9、11、16、18井鉆遇儲層厚度均厚于周邊其他井的，證實分頻融合屬性預(yù)測結(jié)果可靠.分頻融合屬性對地質(zhì)體外形的刻畫能力較常規(guī)地震屬性的強(qiáng)，精細(xì)刻畫儲層邊界及其厚度相對變化關(guān)系，儲層預(yù)測精度明顯提高.

3.2 分頻反演

地震反演是巖性油氣藏地震勘探的核心技術(shù)，主要用于巖性解釋和物性預(yù)測［16］.在確定下沙溪廟組二、三砂層儲層空間分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用地震反演技術(shù)確定二、三砂層砂、泥巖分布.稀疏脈沖反演適合于該區(qū)井少的情況，但子波提取形態(tài)影響反演精度及分辨率.分頻反演是針對目前生產(chǎn)中常用的稀疏脈沖反演和模型反演存在的問題提出的一種全新反演方法，它將地震資料在有效頻帶范圍內(nèi)進(jìn)行分頻，依靠測井和地震研究不同厚度下振幅與頻率（AVF）之間的關(guān)系，將AVF關(guān)系引入反演，建立測井波阻抗曲線與地震波形間的非線性映射關(guān)系，得到高分辨率的反演結(jié)果.

連井地震響應(yīng)特征剖面（見圖4）的分頻反演結(jié)果見圖6.由圖6可以看出，下沙溪廟組二、三砂層砂體厚、薄及橫向變化關(guān)系明顯，與鉆井吻合較好.其中，二砂層G9井砂體最厚，G11井最??；三砂層G8、9、16井砂體較厚、橫向連續(xù)性較好；主河道位置處砂體較薄，與分頻融合屬性預(yù)測結(jié)果一致；圖4中G8、9、16井二砂層地震同相軸橫向連續(xù)性較好，振幅反射強(qiáng)度相當(dāng)，圖6分頻反演的3口井儲層厚度存在差異，因此不能利用常規(guī)地震剖面的振幅強(qiáng)弱判定砂巖儲層的厚、薄變化關(guān)系，證實地震分頻的重要性.在此基礎(chǔ)上，提取下沙溪廟組二、三砂層砂巖厚度平面分布圖（見圖7）.二砂層全區(qū)分布較廣，砂體呈帶狀分布，在工區(qū)中、北部厚度較大（見圖7（a））；三砂層在工區(qū)南部分布較廣，并且厚度較大，局部單層厚度達(dá)30m（見圖7（b））.裂縫改善砂巖儲層的儲滲條件，尋找下沙溪廟組致密砂巖儲層裂縫發(fā)育帶是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵.

3.3 裂縫預(yù)測

常規(guī)地震裂縫預(yù)測方法有相干、方位角、傾角等屬性，利用傳統(tǒng)相干方法，很難識別微小斷裂和裂縫，三者疊合顯示可反映裂縫的細(xì)微特征.研究區(qū)構(gòu)造翼部高陡部位反射同相軸不連續(xù)，常規(guī)方法識別結(jié)果存在多解性，因此有必要借助曲率屬性彌補常規(guī)方法的不足.

3.3.1 相干、方位角、傾角屬性

相干屬性主要利用地震波形在橫向上的不連續(xù)性檢測裂縫；方位角屬性檢測裂縫發(fā)育帶的傾向，結(jié)合傾角屬性即可檢測裂縫發(fā)育帶的產(chǎn)狀；三者疊合即可清晰刻畫裂縫發(fā)育帶地層傾角、方位角的細(xì)微變化（見圖8（a）），圖中橢圓形色標(biāo)，不同顏色表示不同的方位角，同一種顏色的深淺程度表示傾角大小，顏色越深，傾角越大.圖8（a）顯示，在工區(qū)中、北部構(gòu)造翼部傾角較大，裂縫發(fā)育帶成片分布，G1井位于構(gòu)造高部位一北西向裂縫條帶上；工區(qū)南部發(fā)育一條北東向裂縫條帶，G11、16、18井位于裂縫條帶上；在工區(qū)東部略見圖5中河道的影子.在工區(qū)中、北部構(gòu)造高陡部位，因地震資料處理時偏移歸位不徹底造成同相軸錯斷，并非真正斷層的響應(yīng)［17］，出現(xiàn)成片低相干異常，因此有必要借助曲率屬性提高該部位裂縫檢測結(jié)果的可靠性.

3.3.2 曲率屬性

曲率屬性［18］反映巖層彎曲程度的大小，地層受力變形越嚴(yán)重，破裂程度越大，曲率也越高.它不依賴于地震波形的橫向變化，只取決于地震同相軸的彎曲程度，因此曲率屬性適用于該區(qū)構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉背景下的構(gòu)造翼部強(qiáng)烈變形的裂縫檢測，可彌補常規(guī)檢測方法的不足.圖8（b）顯示，在工區(qū)中、北部構(gòu)造翼部最大正曲率高值區(qū)域不是成片分布，曲率屬性刻畫裂縫的細(xì)節(jié)明顯比圖8（a）清晰；在G11、16、18井北東向裂縫條帶的北邊新刻畫出一條范圍更大的北東向裂縫條帶，可作為下一步部署的有利區(qū)域；在工區(qū)東部河道位置處最大正曲率值沒有構(gòu)造翼部曲率值大.

3.3.3 預(yù)測結(jié)果

曲率屬性檢測因構(gòu)造彎曲變形成因的裂縫明顯比相干、方位角、傾角3種屬性可靠，四者結(jié)合裂縫預(yù)測精度明顯提高.裂縫預(yù)測結(jié)果與鉆井揭示結(jié)果一致，位于低相干、大傾角和最大正曲率值異常范圍內(nèi)的G1、11、16、18井見良好油氣顯示；G11井三砂層射孔自噴日產(chǎn)油1.5～2.0m3，日產(chǎn)氣（0.30～0.35）×104m3，是裂縫系統(tǒng)有效溝通致密砂巖儲層的儲滲空間，而G8、9井裂縫相對不發(fā)育，未穩(wěn)產(chǎn)；與G11井在同一裂縫條帶上的G16、18井在深層油氣枯竭的基礎(chǔ)上可考慮挖潛.

4 結(jié)論

（1）針對下沙溪廟組二、三砂層儲層特征，利用分頻解釋技術(shù)識別薄砂巖儲層的橫向展布范圍及宏觀特征，擺脫了?4波長地震分辨率的限制，效果優(yōu)于時間域地震屬性，儲層預(yù)測精度明顯提高.

（2）相干、方位角、傾角和曲率屬性綜合預(yù)測下沙溪廟組構(gòu)造高部位主要發(fā)育北西、北東向兩組裂縫，構(gòu)造翼部裂縫相對較發(fā)育.

（3）下沙溪廟組二、三砂層有利儲層主要表現(xiàn)為“中—強(qiáng)振幅、中—低頻率、同相軸單一或復(fù)合相位、裂縫相對發(fā)育”的地震、地質(zhì)特征，構(gòu)造相對有利、河道砂體及裂縫發(fā)育疊合區(qū)是下一步油氣勘探有利區(qū).

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