偽縱波阻抗反演在湖相濁積巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

張素芳，佘清華，肖張波，林璐

(中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司研究院，廣東 廣州 510240)

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偽縱波阻抗反演在湖相濁積巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

張素芳，佘清華，肖張波，林璐

(中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司研究院，廣東 廣州 510240)

通過(guò)對(duì)陸豐凹陷南洼古近系文昌組四段湖相濁積巖巖心、測(cè)井、地震響應(yīng)等特征的分析認(rèn)為，該區(qū)湖相濁積巖主要發(fā)育在陸豐凹陷緩坡帶辮狀河三角洲前緣同沉積斷裂形成的斷裂坡折帶下部。針對(duì)湖相濁積巖埋深大、與泥巖間互沉積的特點(diǎn)，在對(duì)濁積巖沉積特征、測(cè)井相、地震相研究的基礎(chǔ)上，利用偽縱波阻抗地震反演技術(shù)，刻畫(huà)了濁積巖的平面分布。研究表明，研究區(qū)濁積巖具有縱向上多期次疊加、平面上連片分布的特點(diǎn)；所預(yù)測(cè)的砂體厚度與鉆井結(jié)果符合度高，濁積砂體展布與物源方向匹配程度高，符合地質(zhì)沉積規(guī)律。

偽縱波阻抗反演；濁積巖；文昌組四段；陸豐凹陷南洼

陸豐凹陷濁積巖的埋深一般在3400～4000m之間。由于古近系文昌組四段(Ew4)發(fā)育厚達(dá)400m的欠壓實(shí)泥巖，使得這些孤立的濁積砂體仍具有一定的儲(chǔ)集性能，可以形成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的巖性圈閉[1～3]。2014年在陸豐凹陷已發(fā)現(xiàn)了多個(gè)濁積砂巖透鏡體油藏，已鉆遇的單個(gè)砂體厚為10～30m，面積約為2～10km2，富集區(qū)疊合連片，沿著斷裂走向呈帶狀分布。陸豐凹陷濁積砂體具有埋深大、巖性細(xì)、低孔低滲等特點(diǎn)。Ew4濁積扇砂體位于暗色泥巖優(yōu)質(zhì)烴源巖中，具有“近水樓臺(tái)”的烴源優(yōu)勢(shì)[4]，尋找物性好、單層厚度大、分布范圍廣的扇體[5]，是陸豐凹陷古近系巖性油氣藏勘探的突破口。

陸豐凹陷地震資料的主頻一般由淺層(2000ms)的28Hz遞減到深層(3500ms)的18Hz，有效頻帶變窄，利用地震資料可識(shí)別的深層地層厚度為25m左右。受深層地震資料品質(zhì)差、主頻低、頻帶窄等因素影響，造成地震解釋上的多解性，深層儲(chǔ)層預(yù)測(cè)存在較大困難[6,7]。為此，筆者對(duì)陸豐凹陷深層湖相濁積巖體開(kāi)展了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于陸豐凹陷南部的陸豐凹陷南洼，面積為380km2。陸豐凹陷南洼鉆井揭示地層發(fā)育齊全，自上而下發(fā)育有第四系，新近系萬(wàn)山組、粵海組、韓江組和珠江組，古近系珠海組、恩平組和文昌組。該構(gòu)造單元主體為北西西向展布的三級(jí)構(gòu)造洼陷帶，北部、南部分別被北東-南西向斷裂帶和近東西向斷裂帶所切割(圖1(a))。陸豐凹陷南洼為一南斷北超的半地塹，Ew4在湖盆強(qiáng)烈裂陷中晚期沉積，邊界斷層活動(dòng)性達(dá)到最大，湖盆強(qiáng)烈擴(kuò)張，湖水達(dá)到最深，發(fā)生大規(guī)模湖侵，發(fā)育一套已被證實(shí)為主力烴源巖的厚層泥巖(圖1(b))；在斷層活動(dòng)性達(dá)到最強(qiáng)的同時(shí)，陸豐東低凸起物源大規(guī)模后退，在北部緩坡帶形成了濁積巖沉積體。

該次研究重點(diǎn)以陸豐凹陷南洼Ew4為目標(biāo)，根據(jù)已鉆井的錄井巖性、井壁心觀察、測(cè)井曲線形態(tài)以及地震等資料的綜合分析認(rèn)為，濁積巖在陸豐凹陷南洼廣泛發(fā)育，利用偽縱波阻抗數(shù)據(jù)體進(jìn)一步識(shí)別了已鉆井區(qū)濁積砂體的分布情況，同時(shí)預(yù)測(cè)了陸豐凹陷南洼北部緩坡帶Ew4濁積砂體分布，為陸豐凹陷南洼巖性油氣藏勘探指明了方向。

圖1 研究區(qū)位置示意圖(a)及文昌組地層層序綜合柱狀圖(b)

2 濁積巖特征

圖2 L1井濁積巖測(cè)井、地震響應(yīng)特征

陸豐凹陷南洼Ew4沉積相變快且復(fù)雜，總體上表現(xiàn)為大套湖相泥巖背景下局部井區(qū)發(fā)育零散孤立的濁積砂體，這些濁積砂體被大套湖相泥巖所包圍，呈“泥包砂”的特征。

L1井Ew4的3443.2m處鉆遇11m厚的濁積巖，為灰色細(xì)砂巖，成分以石英為主，可見(jiàn)少量暗色礦物，偶見(jiàn)墨綠色的礦物，泥質(zhì)條帶非常發(fā)育，且發(fā)育脈狀層理、波狀層理及變形構(gòu)造，隱約可見(jiàn)圓形或者橢圓形的蟲(chóng)孔，分選較好，泥質(zhì)膠結(jié)，較致密。從儲(chǔ)層角度來(lái)看，L1井Ew4砂體厚度大、連片發(fā)育、孔滲性好，是較為有利的儲(chǔ)集層。

3 偽縱波阻抗反演儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)

根據(jù)錄井巖性、井壁心、測(cè)井曲線以及地震等資料的綜合分析認(rèn)為，泥巖層段發(fā)育的濁積巖在陸豐地區(qū)廣泛發(fā)育，但由于研究區(qū)鉆井少，僅依靠鉆井資料及地震屬性難以有效精細(xì)地描述砂體的空間展布特征[8～13]。通過(guò)巖石物理分析認(rèn)為，研究區(qū)文昌組縱波阻抗不能有效區(qū)分巖性，但聲波低頻趨勢(shì)和自然伽馬高頻信息組成的偽縱波阻抗能有效區(qū)分巖性(見(jiàn)圖3)。

該次研究主要利用偽縱波阻抗并考慮壓實(shí)趨勢(shì)建立低頻模型開(kāi)展疊后反演，所獲得的偽縱波阻抗數(shù)據(jù)體能有效識(shí)別砂巖及砂體邊界。偽縱波阻抗建立的方法是：先提取自然伽馬曲線的相對(duì)值并換算到阻抗量級(jí)獲得偽阻抗的高頻信息，將自然伽馬高頻部分與聲波的低頻部分合并即得到偽波阻抗。具體公式為：

圖3 研究區(qū)文昌組巖石物理分析

Zp,p=(qAPI-90)×105+f(Zp)

式中：Zp,p為偽縱波組抗，100g·(cm2·s)-1；qAPI為自然伽馬，API；f為低通濾波函數(shù)；Zp為縱波阻抗，100g·(cm2·s)-1。

該次研究考慮到Ew4地層埋深差異大，必須使用水平層狀模型作為反演模型的低頻趨勢(shì)部分；采用自然伽馬曲線建立的相對(duì)阻抗模型作為模型的高頻部分；利用該方法所建立的壓實(shí)趨勢(shì)校正低頻模型開(kāi)展疊后偽縱波阻抗反演，能有效識(shí)別儲(chǔ)層，儲(chǔ)層邊界刻畫(huà)清晰(圖4)。

圖4 反演低頻模型建立方法

4 濁積巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及分布特征

濁積巖的形成與同沉積斷裂的長(zhǎng)期活動(dòng)密切相關(guān)，規(guī)模大小受斷裂活動(dòng)、古地貌坡度、物源供應(yīng)等因素控制[14]。Ew4沉積期，在陸豐凹陷南洼北部緩坡帶，斷層活動(dòng)性強(qiáng)，陸豐東低凸起物源大規(guī)模后退，三角洲在陸地部位被侵蝕沖刷，所攜帶的大量沉積物沿斜坡重力下滑，形成的濁流在半深湖-深湖區(qū)進(jìn)行再沉積[15]，形成滑塌濁積砂體。在Ew4物源及沉積相分析的基礎(chǔ)上，對(duì)已鉆遇的濁積砂體進(jìn)行了識(shí)別，預(yù)測(cè)了陸豐凹陷南洼北部緩坡帶的砂體。分析表明，濁積砂體具有縱向上多期次疊加、平面上連片分布的特點(diǎn)。

在合成地震記錄標(biāo)定濁積巖垂向位置的基礎(chǔ)上，利用地震資料和反演屬性體刻畫(huà)了濁積巖的展布特征。在過(guò)L1井的地震剖面(圖5(a))上可以清楚看到多期砂體疊合特征。緊鄰物源區(qū)及邊界斷裂下降盤(pán)附近的L1井區(qū)砂體發(fā)育程度最高，向陸豐凹陷南洼湖盆中心一帶，泥巖的發(fā)育程度變高，砂體的發(fā)育程度變差。由于同沉積作用的影響，可見(jiàn)兩側(cè)略微向下陷的小型丘狀體，一般連續(xù)性較好，中部同相軸較明顯，兩端反射逐漸減弱，其上發(fā)育的小型水道基本不可見(jiàn)(見(jiàn)圖5)。在近垂直物源方向，砂體呈小規(guī)模的透鏡狀，濁積巖與湖相泥巖在垂直物源方向的剖面上相間分布(見(jiàn)圖6)，反映了濁積巖與三角洲前緣水下斜坡部位的重力流滑塌搬運(yùn)有關(guān)。在濁積巖不發(fā)育的部位，大套泥巖的地震響應(yīng)特征則表現(xiàn)為空白反射地震相。

目前，位于陸豐凹陷南洼北部緩坡帶的L1井構(gòu)造周邊的濁積巖尚未鉆探，這些濁積巖與L1井已鉆遇的濁積巖具有相似的成藏條件與油氣勘探潛力，是今后開(kāi)展油氣挖潛的重要目標(biāo)。鉆井資料揭示Ew4濁積扇砂體為細(xì)砂巖，實(shí)測(cè)巖心孔隙度為14.4%～15.1%；有效滲透率為14.9～16.8mD。單砂體一般厚度在10～17m，每個(gè)單砂體都可形成獨(dú)立的巖性油氣藏。圖7為預(yù)測(cè)的濁積巖儲(chǔ)層厚度平面分布圖，L1井處反演預(yù)測(cè)的儲(chǔ)層厚度為12m，與鉆遇的實(shí)際儲(chǔ)層厚度誤差為1m。結(jié)合濁積巖的剖面及平面展布特征可知，陸豐凹陷南洼發(fā)育多期次的三角洲前緣滑塌濁積巖；在陸豐凹陷南洼北部緩坡帶，除L1井外，預(yù)測(cè)在L1井構(gòu)造的東、西塊也發(fā)育規(guī)模較大的濁積體，主要發(fā)育在辮狀河三角洲前緣同沉積斷裂形成的斷裂坡折帶下部。

發(fā)育于L1井北部的南掉斷層斷穿Ew4，于韓江組沉積時(shí)期停止活動(dòng)，在Ew4沉積時(shí)期已具有的古落差，在陸豐凹陷南洼Ew4沉積相圖 (圖8) 上，該條斷層處于三角洲前緣的末端，分析認(rèn)為該條同沉積斷層改變了斜坡的坡度，是控制扇體形成的重要因素。由于受古地形、水動(dòng)力條件、物源發(fā)育規(guī)模等多種因素的影響，滑塌濁積砂體厚薄不同、大小不一、形狀各異，砂體最大厚度接近30m，面積為5.13～6.85km2。三角洲前緣滑塌濁積巖常被生油巖包圍，烴源及蓋層條件優(yōu)越，雖然砂體連通性不好，但多為疊合連片分布，且疊合砂體含油氣面積大，因此可以形成巖性油氣藏富集帶。

圖5 過(guò)L1井的地震剖面(a)及反演剖面(b)

圖6 過(guò)L1井近垂直物源方向的地震剖面(a)及反演剖面(b)

圖7 陸豐凹陷南洼濁積巖儲(chǔ)層厚度預(yù)測(cè)圖

圖8 陸豐凹陷南洼Ew4沉積相圖

5 結(jié)論

陸豐凹陷南洼已鉆井的巖石物理分析表明，縱波阻抗不能有效識(shí)別Ew4的濁積巖儲(chǔ)層，但由聲波低頻趨勢(shì)和自然伽馬高頻信息組成的偽縱波阻抗能有效區(qū)分巖性?；趲r心、測(cè)井、地震響應(yīng)特征分析，結(jié)合物源、沉積相分析與反演屬性，有效識(shí)別了研究區(qū)北部緩坡帶的濁積巖，較為準(zhǔn)確地描述了陸豐凹陷南洼濁積砂體展布特征。該類(lèi)砂體具有單砂體分布面積大、單層厚度大、儲(chǔ)集物性好等特點(diǎn)，是該區(qū)巖性油藏勘探的主要目標(biāo)。陸豐凹陷南洼濁積巖在橫向上向烴源巖過(guò)渡，縱向上被富含有機(jī)質(zhì)的湖泛層所覆蓋，形成了有利的生儲(chǔ)蓋組合，成藏條件好，未鉆圈閉面積大，資源規(guī)模大，具有較大的勘探潛力。優(yōu)選成藏條件好、埋深淺，且與文昌組五段構(gòu)造圈閉疊合好的濁積巖實(shí)施鉆探，將推動(dòng)陸豐凹陷南洼巖性圈閉的勘探進(jìn)程。

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[編輯] 龔丹

2016-04-18

中海石油(中國(guó))有限公司科技項(xiàng)目(YXKY-2015-SZ-02)。

張素芳(1981-)，女，博士，工程師，現(xiàn)主要從事油氣勘探綜合研究工作，zhangsf2@cnooc.com.cn。

P631.44

A

1673-1409(2016)32-0044-06

[引著格式]張素芳，佘清華，肖張波，等.偽縱波阻抗反演在湖相濁積巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2016,13(32):44～49.