地震屬性預(yù)測(cè)西湖凹陷N構(gòu)造“甜點(diǎn)”

張丹妮，姜效典，邢軍輝，李德勇，周海廷

(1.海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100；2.中國海洋大學(xué)，山東 青島 266100)

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地震屬性預(yù)測(cè)西湖凹陷N構(gòu)造“甜點(diǎn)”

張丹妮1，2，姜效典1，2，邢軍輝1，2，李德勇1，2，周海廷1，2

(1.海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100；2.中國海洋大學(xué)，山東 青島 266100)

東海盆地西湖凹陷N構(gòu)造花港組主要的天然氣儲(chǔ)層為致密砂巖，尋找相對(duì)高孔、高滲的“甜點(diǎn)”是該區(qū)勘探的關(guān)鍵。分析巖石物理特征，優(yōu)選孔隙度、滲透率等測(cè)井參數(shù)，利用加權(quán)融合方法計(jì)算每口井的“甜點(diǎn)”因子，提取不同角道集分頻數(shù)據(jù)體的多種屬性，與“甜點(diǎn)”因子進(jìn)行相關(guān)分析，將相關(guān)性高的地震屬性進(jìn)行加權(quán)融合得到“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)值，從而建立“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層—井—地震之間的聯(lián)系。研究表明，絕對(duì)振幅組合、弧長等屬性與井“甜點(diǎn)”因子相關(guān)性高，屬性融合得到的甜點(diǎn)預(yù)測(cè)值可以精確描述N構(gòu)造“甜點(diǎn)”的空間展布，結(jié)合沉積相分析，“甜點(diǎn)”分布于N構(gòu)造中南部的分流河道砂體內(nèi)。該研究可有效地在致密砂巖中尋找“甜點(diǎn)”，對(duì)西湖凹陷其他構(gòu)造的“甜點(diǎn)”研究具有借鑒意義。

“甜點(diǎn)”；地震；多屬性融合；分角度分頻；西湖凹陷花港組

0 引 言

“甜點(diǎn)”(sweet spot)一詞起源于頁巖氣勘探，是指最佳的頁巖氣勘探與開發(fā)區(qū)域[1]，“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)技術(shù)逐漸發(fā)展，并被應(yīng)用于致密砂巖氣的勘探。致密砂巖中的“甜點(diǎn)”是指整體低孔隙度、低滲透率砂巖中存在的相對(duì)高滲、次生孔隙發(fā)育或裂縫發(fā)育的儲(chǔ)層[2]。“甜點(diǎn)”主要受地層層序、沉積相帶、有機(jī)酸性水溶蝕等因素的影響[3]，復(fù)雜的地質(zhì)條件使地球物理方法預(yù)測(cè)“甜點(diǎn)”的準(zhǔn)確度和精度降低。國內(nèi)外預(yù)測(cè)“甜點(diǎn)”的方法主要有測(cè)井類方法、巖石物理類方法和地震類方法[4]，測(cè)井、巖石物理方法垂向分辨率高，地震方法預(yù)測(cè)范圍廣，將三者的優(yōu)勢(shì)相融合是“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)取得突破的關(guān)鍵。根據(jù)研究區(qū)“甜點(diǎn)”的巖石物理特征，以測(cè)井曲線擬合的“甜點(diǎn)”因子作為約束，進(jìn)行不同角道集分頻數(shù)據(jù)的多屬性優(yōu)選，融合得到甜點(diǎn)預(yù)測(cè)值。建立儲(chǔ)層—井—地震的聯(lián)系，并綜合沉積相來預(yù)測(cè)西湖凹陷N構(gòu)造“甜點(diǎn)”分布范圍，對(duì)其他構(gòu)造的“甜點(diǎn)”研究具有借鑒意義。

1 地質(zhì)概況

西湖凹陷位于東海陸架盆地東北部，其主力烴源巖為中上始新統(tǒng)平湖組煤系泥巖[5]，主要儲(chǔ)層為漸新統(tǒng)花港組砂巖?；ǜ劢M以陸相沉積為主，發(fā)育辮狀河流相、湖泊三角洲相、濱淺湖及淺湖相[6-7]，物源來自北部虎皮礁隆起和東部釣魚島隆褶帶[8]。N構(gòu)造位于西湖凹陷中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶中北部(圖1)，目的層為花港組上段的辮狀河三角洲砂體(簡(jiǎn)稱C層)，厚度約為112～150 m。C層砂體孔隙度、滲透率低(測(cè)井平均孔隙度為9.58%；平均滲透率為3.45×10-3μm2)，埋藏深度較大(3 300～3 800 m)，屬于致密砂巖。C層儲(chǔ)集空間主要為粒間孔和粒內(nèi)溶孔，長石等鋁硅酸鹽溶解形成的次生孔隙為“甜點(diǎn)”提供了有利的物性條件[9]。

2 技術(shù)方法

2.1 敏感參數(shù)分析

通過5口井的測(cè)井交會(huì)分析，將自然伽馬小(小于80 API)、孔隙度大(大于8%)、滲透率高(大于1×10-3μm2)、含氣飽和度大(大于45%)的砂巖解釋為“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層。以孔隙度、滲透率表征“甜點(diǎn)”的物性，以含氣飽和度表征含氣性，進(jìn)行歸一化處理。根據(jù)Naides提出的“甜點(diǎn)”指數(shù)公式[4]，得到適合C層的“甜點(diǎn)”因子F，作為地震屬性優(yōu)選的指標(biāo)。

(1)

式中：F為“甜點(diǎn)”因子；φ為“甜點(diǎn)”孔隙度；K為“甜點(diǎn)”滲透率，10-3μm2；Sg為“甜點(diǎn)”含氣飽和度；hi為“甜點(diǎn)”厚度，m；H為砂巖厚度，m；a、b、c為權(quán)重系數(shù)，按照對(duì)地震反射的影響程度分別取值0.35、0.35、0.30；n為小層數(shù)，個(gè)。

C層各井“甜點(diǎn)”因子的計(jì)算結(jié)果見表1，由表1可知，C層中w3、w2、w4井“甜點(diǎn)”因子較大，發(fā)育程度較好，w5、w1井“甜點(diǎn)”因子較小，發(fā)育程度較差。

井號(hào)平均孔隙度/%平均滲透率/10-3μm2平均含氣飽和度/%砂巖厚度/m“甜點(diǎn)”因子w17.50.5846.8134.00.14w28.82.0053.3112.10.22w312.58.3161.9123.90.31w49.63.4347.2147.40.20w59.52.9540.0113.30.12

2.2 地震屬性分析

疊后地震數(shù)據(jù)會(huì)損壞原始地震道中的有效信息[10]，導(dǎo)致常規(guī)疊后地震屬性技術(shù)在研究區(qū)致密砂巖氣勘探中難以獲得成效，但部分疊加數(shù)據(jù)可以提高信噪比并保留有效的信息。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，選擇20、25、30 °角道集進(jìn)行研究，為了提高地震分辨率，拓寬頻率寬度，對(duì)角道集進(jìn)行時(shí)變反褶積處理，再利用小波變換，以10 Hz為間隔對(duì)角道集進(jìn)行頻譜分解，選取響應(yīng)C層砂體的30、40、50、60 Hz單頻體。

綜合考慮“甜點(diǎn)”位置和地震屬性的內(nèi)在要求確定屬性提取時(shí)窗，以C層頂界面向下延長20 ms作為時(shí)窗頂界面，C層底界面作為時(shí)窗底界面，時(shí)窗約60 ms。對(duì)20、25、30 °角道集的30～60 Hz單頻體分別提取振幅類屬性(均方根振幅、最大振幅、能量、絕對(duì)振幅組合、復(fù)合振幅組合、振幅方差)、頻率類屬性(瞬時(shí)頻率、頻帶寬度)、衰減類屬性(振幅斜率、頻率衰減斜率)、波形類屬性(弧長)和“甜點(diǎn)”屬性。

統(tǒng)計(jì)以上12種屬性，分別與“甜點(diǎn)”因子計(jì)算相關(guān)系數(shù)，列出相關(guān)系數(shù)較大的部分屬性(表2)。除了頻率類屬性與“甜點(diǎn)”因子呈負(fù)相關(guān)外，其他類屬性皆與“甜點(diǎn)”因子呈正相關(guān)。數(shù)據(jù)體以20、25 °角道集及其50、60 Hz單頻體最優(yōu)。以相關(guān)系數(shù)大小代表地震屬性對(duì)“甜點(diǎn)”響應(yīng)的程度，選出各類屬性中相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值最大的屬性，再對(duì)屬性之間進(jìn)行相關(guān)分析，剔除冗雜，最終優(yōu)選出20 °角道集60 Hz分頻的絕對(duì)振幅組合、25 °角道集全頻的頻率帶寬、20 °角道集50 Hz分頻的弧長、25 °角道集全頻的頻率衰減斜率和20 °角道集50 Hz分頻的“甜點(diǎn)”屬性。

表2 地震屬性與“甜點(diǎn)”因子的相關(guān)系數(shù)

為防止不同屬性值之間量級(jí)差別過大，在融合優(yōu)選出的地震屬性之前[11-12]，對(duì)屬性進(jìn)行歸一化處理，加權(quán)求和得到“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)值：

(2)

式中：Wj為第j種屬性的權(quán)重值，由該屬性與“甜點(diǎn)”因子的相關(guān)系數(shù)歸一化得到；xj為第j種屬性的值；m為屬性種類，取值為12。

由式(2)得到地震屬性融合的結(jié)果，預(yù)測(cè)值分布如圖2所示，w1—w5井“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)值分別為0.56、0.72、0.89、0.71、0.60，“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)值高指示地層發(fā)育“甜點(diǎn)”，“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)值低表示非儲(chǔ)層。

圖2 N構(gòu)造C層“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)值分布

3 結(jié)果分析

計(jì)算“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)值與“甜點(diǎn)”因子、滲透率、孔隙度、含氣飽和度等敏感參數(shù)的相關(guān)系數(shù)依次為0.98、0.89、0.90、0.89，“甜點(diǎn)”因子與“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)最高，說明用“甜點(diǎn)”因子約束屬性優(yōu)選的效果比單參數(shù)法更好。通過“甜點(diǎn)”因子約束屬性優(yōu)選得到的“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)值具有可靠性，更符合實(shí)際地質(zhì)情況?！疤瘘c(diǎn)”因子是“甜點(diǎn)”巖性、物性和含氣性的綜合，適用于不同工區(qū)，可根據(jù)各工區(qū)實(shí)際情況選擇合適的參數(shù)和權(quán)重構(gòu)建“甜點(diǎn)”因子公式。

根據(jù)西湖凹陷N構(gòu)造的地質(zhì)資料和沉積相圖(圖3a)，研究區(qū)臨近北部虎皮礁隆起和東部釣魚島隆褶帶2個(gè)物源區(qū)，C層發(fā)育辮狀河三角洲沉積，其中分流河道主體及少量河道側(cè)緣砂體的石英含量高、粒度粗、雜基含量低，分選、磨圓度較好，后期經(jīng)歷溶蝕作用發(fā)育次生孔隙，具有相對(duì)較高的孔隙度和滲透率，是“甜點(diǎn)”發(fā)育的有利區(qū)域。根據(jù)沉積相圈出河道砂體范圍，再從中圈出孔隙度大于8%的砂體范圍，結(jié)合地震屬性“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)值，最終圈出預(yù)測(cè)的“甜點(diǎn)”范圍(圖3b)。N構(gòu)造C層的“甜點(diǎn)”位于中南部厚度大、物性好的分流河道砂體處。該區(qū)主要為巖性-構(gòu)造圈閉，天然氣來自C層下伏平湖組烴源巖，“甜點(diǎn)”作為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，上覆封閉性好的泥巖蓋層，良好的生、儲(chǔ)、蓋組合有利于天然氣成藏。鉆井試油和測(cè)井解釋資料顯示，C層在w3、w2、w4井發(fā)現(xiàn)商業(yè)油氣流，測(cè)井解釋以氣層為主，w1、w5井以氣水同層為主，證明“甜點(diǎn)”因子約束下的地震屬性預(yù)測(cè)“甜點(diǎn)”具有可靠性。

圖3 C層沉積相與“甜點(diǎn)”分布

4 結(jié) 論

(1) 綜合儲(chǔ)層巖性、物性、含氣性擬合的井“甜點(diǎn)”因子是地震屬性優(yōu)選的可靠依據(jù)，其建立了“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層—井—地震的聯(lián)系，提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。經(jīng)過井“甜點(diǎn)”因子的篩選，N構(gòu)造的“甜點(diǎn)”敏感屬性主要為絕對(duì)振幅組合、頻率帶寬、頻率衰減斜率、弧長以及“甜點(diǎn)”屬性。

(2) 通過地震屬性融合和沉積相分析，預(yù)測(cè)出C層的“甜點(diǎn)”位于N構(gòu)造中南部的分流河道高孔滲砂體內(nèi)。

[1] HICKEY J James， HENk Bo. Lithofacies summary of the Mississippian Barnett Shale， Mitchell 2 T.P Sims well， Wise County， Texas[J].AAPG Bulletin， 2007， 91(4)：437-443.

[2] 肖芝華，鐘寧寧，趙占銀，等.低滲透油藏“甜點(diǎn)”成藏模式及主控因素分析——以松遼盆地南部扶楊油層為例[J].巖性油氣藏，2008，20(4)：54.

[3] 楊曉萍，趙文智，鄒才能，等.川中氣田與蘇里格氣體“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層對(duì)比研究[J].天然氣工業(yè)，2007，27(1)：4-7.

[4] MCCULLAGH Tim， HART Bruce. Stratigraphic controls on production from a basin-centered gas system： Lower Cretaceous Member， Deep Basin，Alberta，Canada [J]. AAPG Bulletin， 2010， 94(3)：239-315.

[5] 張銀國.東海西湖凹陷花港組油氣地質(zhì)條件與油氣分布規(guī)律[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2010， 32(3)：222-231.

[6] 胡明毅，柯嶺，梁建設(shè).西湖凹陷花港組沉積相特征及相模式[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2010，32(5)：1-5.

[7] 王文娟，張銀國，張建培.東海盆地西湖凹陷漸新統(tǒng)花港組地震相特征及沉積相分布 [J]. 海相油氣地質(zhì)，2014，19(1)：60-68.

[8] 郝樂偉，劉暢，王琪，等.西湖凹陷古近系花港組物源區(qū)特征分析[J]. 天然氣地質(zhì)學(xué)， 2011， 22 (2)：315-322.

[9] 樊愛萍，楊仁超，李義軍.成巖作用研究進(jìn)展與發(fā)展方向[J].特種油氣藏，2009，16(2)：1-6.

[10] 肖普拉 S，馬弗特 K J.地震屬性在有利圈閉識(shí)別和油藏表征中的應(yīng)用[M].李建雄，夏義平，柯宗強(qiáng)，等，譯.北京：石油工業(yè)出版社，2012：311-312.

[11] 李婷婷，王釗，馬世忠，等.地震屬性融合方法綜述[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2015，30(1)：378-382.

[12] 尤麗，張迎朝，李才，等.文昌10區(qū)珠海組低滲儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”控制因素[J].東北石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，38(3)：18-24.

編輯 劉 巍

20160111；改回日期：20160520

國家“十二五”重大專項(xiàng)“麗水凹陷巖性油氣藏的成藏條件與勘探技術(shù)”(2011ZX05023-003)

張丹妮(1990-)，女，2013年畢業(yè)于中國海洋大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)，現(xiàn)為該校地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè)在讀碩士研究生，主要從事地震解釋、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.04.016

TE143

A

1006-6535(2016)04-0073-04