順南地區(qū)奧陶系一間房組儲層地震預(yù)測研究

王保才，劉　軍，王　鵬，鐘學(xué)彬

(中國石化 西北油田分公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830011)

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順南地區(qū)奧陶系一間房組儲層地震預(yù)測研究

王保才，劉軍，王鵬，鐘學(xué)彬

(中國石化 西北油田分公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830011)

塔中北坡順南地區(qū)奧陶系一間房組儲層由于埋深大，地震響應(yīng)特征不明，導(dǎo)致識別模式建立及預(yù)測困難。針對研究工區(qū)難點，利用已鉆井的測井、地震、地質(zhì)資料通過巖石物理分析建立符合地下實際的地震地質(zhì)模型，開展正演模擬研究建立儲層識別模式，在正演模擬的基礎(chǔ)上利用頻譜分析技術(shù)研究不同儲層的敏感頻率并總結(jié)規(guī)律認識，最后利用子波分解技術(shù)優(yōu)選一間房組隱蔽性儲層的發(fā)育有利區(qū)帶及目標(biāo)。

順南地區(qū)；隱蔽性儲層；頻譜分析；子波分解

1　引　言

塔中北坡順南地區(qū)(順托果勒南部地區(qū))位于塔中Ⅰ號斷裂帶下盤、順托果勒低隆起與古城墟隆起西段的結(jié)合部位，臨近滿加爾生烴坳陷。受北東向走滑斷層的多期影響，該區(qū)下古生界多層系發(fā)育碳酸鹽巖不規(guī)則縫洞型儲層，且都鉆遇了良好的油氣顯示[1-3]。已有鉆井、地震、地質(zhì)資料揭示，不同層系的儲集空間類型、儲層類型、儲層地震響應(yīng)特征均存在差異，目前對于該區(qū)研究多以一間房組頂面風(fēng)化殼及鷹山組內(nèi)幕異常反射為重點[4-7]，對于一間房組內(nèi)部儲層研究較少，本文重點針對一間房組地層內(nèi)部開展儲層預(yù)測研究工作。

2　碳酸鹽巖儲層波場特征分析

2.1儲層地震、地質(zhì)特征

塔中北坡順南地區(qū)中—下奧陶統(tǒng)為高速碳酸鹽巖地層，上覆地層多為相對低速的泥巖、灰質(zhì)泥巖，巖性不同引起的速度差異產(chǎn)生較大的阻抗差，形成兩谷夾一峰的連續(xù)強反射結(jié)構(gòu)。近期研究認為，該區(qū)奧陶系碳酸鹽巖一間房組儲層段的儲集空間類型以裂縫、擴溶縫、弱溶蝕孔為主[8-10]，該段儲層規(guī)模小，以裂縫型、裂縫-孔隙型儲層為主，其地震響應(yīng)多被一間房組巖性引起的連續(xù)強反射淹沒，不易識別及預(yù)測。

2.2巖石物理參數(shù)特征

目前，順托果勒南部地區(qū)鉆遇奧陶系一間房組的鉆井有8口，分別為順南1、順南2、順南3、順南4、順南5、古隆1、古隆2、古隆3，利用已鉆井的測井、測試、巖心等資料，統(tǒng)計碳酸鹽巖儲層及圍巖的巖石物理參數(shù)，通過對比分析，建立適合本區(qū)的巖石物理參數(shù)特征。

奧陶系一間房組灰?guī)r速度變化范圍為5 815～6 224m/s，平均速度為6 066.4m/s，密度主要分布范圍為2.66～2.71g/cm3，平均值為2.69g/cm3，三者統(tǒng)計結(jié)果均服從正態(tài)分布；鷹山組上段灰?guī)r平均速度為6 121.8m/s，密度主要分布范圍為2.67～2.71g/cm3，平均值為2.69g/cm3；三者均服從正態(tài)分布。一間房組Ⅱ類儲層速度分布范圍為5 600～5 800m/s；Ⅲ類儲層速度分布范圍為5 800～5 950m/s。

2.3模型正演及儲層波場特征分析

基于上述分析，結(jié)合順南地區(qū)地質(zhì)認識，建立一間房組地震、地質(zhì)模型，如圖1(a)所示。選用與順南地區(qū)地震采集相近的觀測系統(tǒng)，通過有限差分波動方程算法開展模型正演模擬[11-12]。

觀測系統(tǒng)：炮間距50m，道間距50m，排列長度5 950m，滿覆蓋次數(shù)為60次，雷克子波主頻為22Hz。

模型描述：定義一間房組儲層為Xij；當(dāng)X=Iij，IIij，IIIij時，對應(yīng)儲層的規(guī)模依次為20m×200m(規(guī)模),20m×20m(小規(guī)模),10m×10m(微小)；i=1,2,3,分別代表一間房組頂部、中部和底部的儲層；Ii1、Ii2、Ii3從左到右填充速度為5 700m/s、5 400m/s、5 000m/s，IIi1、IIi2、IIi3從左到右填充速度為5 500m/s、5 000m/s、4 500m/s，IIIi1、IIIi2、IIIi3從左到右填充速度為5 500m/s、5 000m/s、4 500m/s；一間房組厚度150m，圍巖速度為6 050m/s，鷹山組厚度500m，圍巖速度6 100m/s；恰爾巴克組厚度20m，速度5 000m/s；卻爾卻克組泥巖速度4 800m/s，泥灰?guī)r速度5 400m/s。

一間房組碳酸鹽巖地層與上覆碎屑巖地層引起的谷—峰—谷強振幅連續(xù)反射結(jié)構(gòu)隨良里塔格組地層加厚及灰質(zhì)含量增加反射能量逐漸變?nèi)?，一間房組內(nèi)幕不同規(guī)模及空間分布位置的儲層引起不同的地震波場特征，如圖1(b)所示，總結(jié)如下：

1)頂部規(guī)模儲層(Iij，i=1)引起一間房組波組下拉、振幅變?nèi)?；隨速度變小，下拉越明顯，振幅越弱；

圖1　順南地區(qū)奧陶系一間房組儲層地震地質(zhì)模型及正演模擬偏移剖面Fig.1　Seismic geologic models and forward simulation migration profile of the lower-middle Ordovician reservoir stratum in Shuntuoguole south area

2)中部及底部規(guī)模儲層(Iij，i=2,3)、底部小規(guī)模儲層(IIij，i=3)引起一間房組波谷及鷹山組頂部波峰變強；隨速度變小，振幅越強；

3)頂部、中部小規(guī)模儲層(IIij，i=1,2)，微小儲層(IIIij，i=1,2,3)地震響應(yīng)特征不明顯，淹沒在強振幅反射背景下。

3　碳酸鹽巖儲層預(yù)測

通過實鉆井旁道分析及儲層地球物理正演模擬研究，認為碳酸鹽巖儲層地震響應(yīng)特征受儲層的規(guī)模、空間分布、巖石物理參數(shù)等因素影響。研究表明，振幅類屬性能較好地識別及預(yù)測規(guī)模儲層，但對小規(guī)模儲層的反映不敏感；頻率段屬性對不同規(guī)模儲層的反映均比較敏感，通過儲層敏感頻率研究分析，針對性開展子波分解工作，優(yōu)選出小規(guī)模儲層有利發(fā)育區(qū)。

3.1儲層敏感頻率特征分析

利用時間-頻率連續(xù)小波變換頻譜分解方法對地震地質(zhì)模型正演模擬的儲層地震波場進行分頻研究，發(fā)現(xiàn)不同頻率的振幅剖面反映不同的地質(zhì)信息。

對模型正演模擬的地震剖面進行分頻研究，如圖2所示，分析如下：一間房組頂部規(guī)模儲層(Iij，i=1)不同頻率的儲層響應(yīng)特征與全頻段的響應(yīng)特征相似；但隨頻率增大，儲層引起的波組下拉特征變小。一間房組中部規(guī)模儲層(Iij，i=2)在25Hz、50Hz振幅剖面中波組有上拉特征、振幅隨速度變小而變?nèi)?；?5Hz振幅剖面中波組上拉，振幅隨速度變小而增強；一間房組底部小規(guī)模儲層(IIij，i=3)在25Hz振幅剖面中波組有上拉特征，振幅隨速度變小而變?nèi)?；?0Hz振幅剖面中波組上拉，振幅隨速度變小而增強；在75Hz振幅剖面中波組，上拉現(xiàn)象消失，振幅隨速度變小而增強。

分析認為，受儲層空間分布位置、規(guī)模大小、巖石物理參數(shù)的影響，碳酸鹽巖縫洞型儲層的敏感頻率段不同[8]，需要去除地層巖性、斷裂等因素的影響，結(jié)合精細井震標(biāo)定明確不同儲層的敏感頻率特征，利用儲層敏感頻率開展一間房組縫洞型儲層預(yù)測工作。

圖2　正演模型分頻效果Fig.2　Forward simulation model of frequency decomposition result

3.2子波分解技術(shù)預(yù)測儲層

多子波地震道分解技術(shù)能根據(jù)井震儲層標(biāo)定，利用儲層敏感頻率分析原理，通過提取線性相似地震波形狀進行分解，優(yōu)選出對儲層段對應(yīng)較好的地震分量。針對順南地區(qū)一間房組儲層地震、地質(zhì)特點，結(jié)合已有資料及認識，通過開展多子波地震道分解，去除原始地震數(shù)據(jù)中的連續(xù)強反射背景進行儲層預(yù)測研究[13-16]。

目前研究區(qū)內(nèi)順南5井在一間房組底部—鷹山組頂部鉆遇裂縫—孔隙型儲層并獲得好的油氣顯示；順南4井、順南1井也在一間房組獲得較好油氣顯示，儲集空間以裂縫為主，儲集性能較差。利用子波分解技術(shù)將過順南1—順南5—順南4井剖面中一間房組地層對應(yīng)的原始地震數(shù)據(jù)分解為多個分量，如圖3所示。原始數(shù)據(jù)平面上順南1井?dāng)嗔?、順?井?dāng)嗔褍蓷l北北東向平行斷裂帶之間夾一條北東東向順南5斷裂，巖性、物性變化區(qū)主要分布在順南1、4斷裂帶之間；第一分量剖面中連續(xù)強波峰-波谷結(jié)構(gòu)主要代表縱向地層

巖性變化引起的地震響應(yīng)特征；第二分量剖面中頻率整體提高，同相軸連續(xù)性變差，井震標(biāo)定后認為主要反映橫向巖性差異及小斷層的反映；第三分量剖面中順南5井裂縫—孔隙型儲層對應(yīng)強波谷響應(yīng)特征，順南1、4井儲層差對應(yīng)強波峰響應(yīng)特征，認為第三分量的波谷特征反映該層段裂縫—孔隙型儲層發(fā)育。

3.3區(qū)帶及目標(biāo)優(yōu)選

綜合地質(zhì)成果認識及儲層預(yù)測結(jié)果，在子波分解第三分量最大波谷屬性圖上優(yōu)選Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等五個有利儲層發(fā)育區(qū)(按儲層有利級別排序)，如圖3所示；Ⅰ區(qū)臨近斷裂，既有利于發(fā)育裂縫型儲層，又利于流體沿斷裂對儲層進行溶蝕改造，評價Ⅰ區(qū)為儲層最有利發(fā)育區(qū)；選取的勘探目標(biāo)位于順南5井西南，與順南5井同屬于Ⅰ區(qū)，在子波分解的各個分量平面圖上都對應(yīng)有利儲層，能代表該區(qū)一間房組縫洞型儲層的特點，具有一定的勘探價值及代表意義。

圖3　順南1、4、5井區(qū)子波分解多分量剖面與平面屬性Fig.3　Wavelet decomposition component profile and Graphic attributes of No.1, No.4 and No.5 well in Shunnan area

4　結(jié)　語

順南地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖地層埋深大、非均質(zhì)性強，地震資料主頻及信噪比較低，儲層預(yù)測困難。通過系統(tǒng)的巖石物理分析建模及正演模擬，利用分頻技術(shù)及子波分解技術(shù)，明確了一間房組儲層發(fā)育識別模式，預(yù)測儲層發(fā)育有利區(qū)帶。研究認識主要以少數(shù)鉆井及地震正演模擬為支撐，尚未上升到規(guī)律性認識，還需通過針對性目標(biāo)采集、處理、后續(xù)鉆井等資料不斷修改儲層預(yù)測方法參數(shù)進行反復(fù)試驗，并進行總結(jié)深化，以期能夠?qū)ζ渌貐^(qū)的研究有所啟發(fā)。

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Vuggy Fractured Carbonate Rock Reservoir Prediction Research on Ordovician Yijianfang in Shunnan Area

Wang Baocai,Liu Jun,Wang Peng,Zhong Xuebin

(Exploration and Development Research Institute of Northwest Oilfield Branch Corporation, SINOPEC,Urumqi Xinjiang 830011, China)

ThevuggyfracturedcarbonaterockreservoirofOrdovicianYijianfangformationinShunnanregioninnorthernslopeofmiddleTarimbasinisdifficulttopredict,forthelargereservoirburieddepthandunknownseismicresponsecharacteristics.Thispaperismainlyfromthefollowingaspects:firstly,throughtheestablishmentofseismicmodelandforwardsimulationtoestablishreservoiridentificationmodel;secondlythroughthespectrumanalysistofindoutsensitivefrequencyofdifferentreservoir;finallythroughwaveletdecompositiontechnologytoselectthefavorablereservoirsofdifferenttypesandtargetarea.

Shunnanarea;concealedreservoir;frequencyspectrumanalysis;waveletdecomposition

1672—7940(2016)03—0356—05

10.3969/j.issn.1672-7940.2016.03.019

王保才(1965-)，男，高級工程師，主要從事油氣勘探、地震資料綜合解釋等方面的工作。E-mail:wbc3721@163.com

P631.4

A

2015-12-05