準噶爾盆地瑪湖西斜坡優(yōu)質(zhì)砂礫巖儲層疊前地震預(yù)測研究與應(yīng)用

陳勇，賀陸明，程志國，唐建華

（中石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院地球物理研究所，新疆 烏魯木齊 830013）

準噶爾盆地瑪湖西斜坡優(yōu)質(zhì)砂礫巖儲層疊前地震預(yù)測研究與應(yīng)用

陳勇，賀陸明，程志國，唐建華

（中石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院地球物理研究所，新疆 烏魯木齊 830013）

瑪湖西斜坡是新疆油田近年來規(guī)模增儲的重要領(lǐng)域，有利儲層巖性為下三疊統(tǒng)百口泉組灰色、灰綠色砂礫巖。常規(guī)疊后反演對具有復(fù)雜波阻抗特征的儲層難以有效區(qū)分，單井儲層產(chǎn)量差異大，儲層類型需進一步評價。通過研究區(qū)巖石物理分析表明，縱橫波速度比與波阻抗交匯能較好地區(qū)分儲層與非儲層，可對儲層進行分類評價。本次研究依托瑪西1井高密度三維OVT域處理疊前道集，開展疊前彈性參數(shù)反演，預(yù)測儲層空間展布特征。結(jié)果表明，預(yù)測與實鉆井吻合較好，反映研究區(qū)儲層空間分布特征刻畫和對儲層的分類評價，可為勘探部署提供依據(jù)。

瑪湖西斜坡；巖石物理分析；疊前彈性參數(shù)；儲層預(yù)測

地震反演是儲層預(yù)測的關(guān)鍵技術(shù)之一，常規(guī)疊后、疊前反演不能充分地刻畫復(fù)雜儲層和油氣藏，是因圍巖與儲層阻抗差異小或地震資料有限頻寬的限制造成[1-2]。

準噶爾盆地瑪湖西斜坡石油地質(zhì)條件優(yōu)越，目的層百口泉深度大，有利砂層縱向疊置，厚度?。?0~ 15 m）。以往常規(guī)地震資料頻帶窄，高頻信息少，深層主頻較低，三維疊后儲層反演砂泥巖阻抗疊置，難以區(qū)分巖性；常規(guī)資料疊前反演利用縱橫波速度比可區(qū)分巖性，但分辨率有限。因此，分辨率高、振幅保真的地震資料是實現(xiàn)疊前儲層預(yù)測的關(guān)鍵。本次研究依托瑪西1井高密度三維，在資料處理過程中采取高密度地震資料針對性處理思路，尤其是OVT域處理效果較好。地震資料高頻端有效頻帶拓寬約15Hz，有利于三疊系不整合尖滅特征的刻畫和薄層砂體識別。OVT域處理疊前地震道集數(shù)據(jù)中，振幅隨偏移距和方位角變化信息具較高的振幅保真度，為疊前開展砂礫巖優(yōu)質(zhì)儲層識別和預(yù)測奠定了堅實的基礎(chǔ)[3]。

在高分辨率、高保真疊前道集基礎(chǔ)上，結(jié)合巖石物理分析，明確儲層敏感彈性參數(shù)，開展研究區(qū)地質(zhì)建模并進行井約束稀疏脈沖疊前反演，極大地提高了反演精度，同時結(jié)合地震屬性、儲層厚度定量描述等技術(shù)，實現(xiàn)儲層空間描述及分類評價。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于瑪湖凹陷西斜坡，瑪湖凹陷是準噶爾盆地中央坳陷最北的二級構(gòu)造單元，為生烴中心。區(qū)域構(gòu)造上西斜坡區(qū)為南東傾向的單斜，瑪西斜坡構(gòu)造被一系列NW向走滑斷裂控制，從二疊系至侏羅系均有發(fā)育，斷裂為油氣縱向運移的有效通道。

瑪西斜坡區(qū)三疊系百口泉組為扇三角洲沉積，平面上劃分為扇三角洲平原亞相、扇三角洲前緣亞相、濱淺湖亞相?？v向上劃分為一段、二段和三段，一段以灰色、灰綠色砂質(zhì)細礫巖為主，局部發(fā)育褐色砂質(zhì)中礫巖、含礫泥巖、泥質(zhì)粉砂巖；二段下部為褐色泥質(zhì)細-中礫巖，中部以灰色、灰綠色砂質(zhì)細礫巖為主，夾褐色含礫泥巖，上部為薄互層狀灰色砂礫巖與褐色泥巖，百口泉組三段以褐色泥巖為主，夾薄層灰色含礫砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，含油層主要分布在百一段和百二段（圖1）。

區(qū)域沉積研究表明，瑪西斜坡百口泉組沉積為湖進體系域，砂體呈退積疊置樣式。主力儲層為扇三角洲前緣亞相灰色、灰綠色砂礫巖，儲層孔隙度6.2%~16.4%，平均9.5%，滲透率0.02~694 μm2，平均1.2 μm2，屬低孔、低滲儲層。油氣顯示活躍，壓裂后獲一定產(chǎn)能，但單井儲層產(chǎn)量差異大。

百口泉組含油性與儲層物性密切相關(guān)，物性主要受沉積相帶控制。如何利用地震資料準確預(yù)測相帶邊界及有利巖性目標是瑪西斜坡區(qū)勘探面臨的難點。巖石物理分析表明，疊前彈性參數(shù)能有效區(qū)分巖性及儲層，因此，通過OVT域處理的高分辨率、高保真道集，開展疊前反演儲層預(yù)測，解決清晰刻畫儲層空間分布特征及實現(xiàn)對儲層的分類評價問題。

圖1 三疊系百口泉組綜合柱狀圖Fig.1 Comprehensive column of Triassic Baikouquan formation

2 研究流程及技術(shù)關(guān)鍵

首先對研究區(qū)重點井開展巖石物理特征分析，優(yōu)選巖性敏感的巖石物理參數(shù)，建立巖性識別量版，結(jié)合物性、含油氣性對有利巖性（儲層）開展分類評價，確定各類儲層彈性參數(shù)特征。在此基礎(chǔ)上，開展疊前同時反演，從井點出發(fā)，井間以地震數(shù)據(jù)為約束，解釋層位為控制面，通過不斷疊代等方法，反演出阻抗、縱橫波、密度等彈性數(shù)據(jù)體[4-7]，并賦予地質(zhì)含義，實現(xiàn)對儲層及儲層類型的定量化解釋。

本次研究技術(shù)關(guān)鍵主要體現(xiàn)在兩個方面：一是精細的儲層彈性參數(shù)分析及評價。建立儲層測井綜合分類與疊前彈性參數(shù)間的關(guān)系，實現(xiàn)利用彈性參數(shù)對砂礫巖儲層的分類識別，為地震預(yù)測提供儲層預(yù)測機理和預(yù)測策略；二是砂礫巖優(yōu)質(zhì)儲層的定量描述技術(shù)。利用地震彈性參數(shù)，在識別儲層和非儲層基礎(chǔ)上，進一步識別優(yōu)質(zhì)儲層，并對優(yōu)質(zhì)儲層厚度進行定量化預(yù)測，為勘探目標優(yōu)選提供技術(shù)支持。

2.1 儲層彈性參數(shù)分類及評價技術(shù)

優(yōu)選研究區(qū)關(guān)鍵井開展測井曲線預(yù)處理與環(huán)境校正，開展百口泉組巖石物理分析，波阻抗和Vp/Vs交會圖（圖2）。利用縱橫波速度比區(qū)分巖性，泥巖Vp/Vs大于1.82，Vp/Vs在1.75~1.82為雜色砂礫巖，灰色、灰綠色砂礫巖Vp/Vs小于1.75。

研究區(qū)有效儲層巖性為灰色、灰綠色砂礫巖，雜色砂礫巖基本無產(chǎn)能。通過縱橫波速度比確定有利巖性邊界，結(jié)合波阻抗將灰色、灰綠色砂礫巖儲層分為3類：Ⅰ類儲層（Vp/Vs<1.75，阻抗<10 250）；Ⅱ類儲層(Vp/Vs<1.75，10 250<阻抗<11 000)；Ⅲ類儲層(Vp/Vs<1.75，11 000<阻抗)；波阻抗越低，儲層物性越好，產(chǎn)量越高。

圖2 研究區(qū)百口泉組波阻抗與Vp/Vs交會圖Fig.2 Crossplot of wave impedance andVp/Vs in Baikouquan formation1.泥巖；2.雜色砂礫巖；3.灰色、灰綠色砂礫巖

2.2 疊前同時反演技術(shù)

疊前反演技術(shù)是一項集測井、巖石物理、地震數(shù)據(jù)疊前偏移處理、地震數(shù)據(jù)體反演等為一體的綜合性技術(shù)。以巖石物理為橋梁，以AVO技術(shù)為理論基礎(chǔ)，通過對測井巖石物理模擬和角道集疊加數(shù)據(jù)體反演[7-13]，實現(xiàn)對儲層的預(yù)測，進一步實現(xiàn)對儲層物性、含油氣的描述。

2.2.1 分角度疊加

常規(guī)資料處理的動校正道集記錄中，道與道間是炮檢距函數(shù)，為便于觀測和分析地震反射振幅隨入射角的變化，往往將固定炮檢距道記錄轉(zhuǎn)換成固定入射角道集記錄。

疊前反演計算時間據(jù)CRP道集最大炮檢距，及角道集目的層范圍，基于疊前動校正道集本次疊加出3個角道集偏移數(shù)據(jù)，近角道集0°~10°；中角道集10°~20°；遠角道集20°~30°，用于Jason疊前反演中初始地震資料的輸入。

2.2.2 合成記錄標定與子波提取

首先分析地震資料的主頻、相位、極性等參數(shù)，研究區(qū)地震資料有效頻帶在8~50 Hz，主頻約30 Hz。通過雷克子波對工區(qū)內(nèi)所有井進行大時窗合成記錄，然后微調(diào)，對應(yīng)波組關(guān)系提取井旁道子波，用井旁道子波做合成記錄并微調(diào)，提取井旁道子波，該過程需反復(fù)進行，直到子波與合成記錄滿意為止。精細的合成記錄標定是保障反演精度的重要環(huán)節(jié)。

對不同分角度疊加數(shù)據(jù)，上述步驟需重復(fù)幾次。每個角道集疊加數(shù)據(jù)分別提取子波，各角道集疊加數(shù)據(jù)體間的振幅、頻率、相位等可通過子波反映出，反演時角度子波可作數(shù)據(jù)體間的均衡。隨角度的增大，子波振幅減弱，頻率降低。這些子波用于同步反演時，依賴偏移距的帶寬、振幅調(diào)諧效應(yīng)等被自動補償。

2.2.3 地質(zhì)建模

地質(zhì)模型建立過程中，采用信息融合技術(shù)可將地質(zhì)、測井、地震等多元地學(xué)信息統(tǒng)一到同一模型上，實現(xiàn)各類信息在模型空間上的有機融合，提高反演信息使用量、信息匹配精度和反演結(jié)果置信度。建模時需考慮多種沉積模式（超覆、退覆、剝蝕和尖滅等）約束，采用地震分形技術(shù)和地震波形相干技術(shù)內(nèi)插法，建立復(fù)雜儲層初始地質(zhì)模型。該模型完全保留了儲層構(gòu)造、沉積和地層學(xué)橫向上的變化特征（通過地震波形變化）[8-13]。與疊后反演不同，疊前反演中建立了縱波阻抗（Pimp）、縱橫波速度比（Vp/Vs）和密度（Den）多彈性參數(shù)的地質(zhì)模型。

3 應(yīng)用效果

據(jù)儲層巖石物理彈性參數(shù)特征，結(jié)合疊前反演成果，開展鉆井驗證分析。實鉆錄井表明（圖3上），AIH1井百一段中部發(fā)育一套灰綠色、熒光砂礫巖，總厚度近20 m，單層最大厚度10 m；百二段中下部發(fā)育一套灰色熒光砂礫巖，單層最大厚度14 m，中上部灰色砂礫巖與褐色泥巖互層；MA18井百一段中下部發(fā)育一套灰色熒光砂礫巖，單層最大厚度24 m，百二段上下各發(fā)育1套儲層，單層最大厚度16 m；MA6井百一段中下部、百二段中部及百三段底部至下而上發(fā)育3套灰色砂礫巖，疊前反演預(yù)測成果與已知井儲層具較好對應(yīng)關(guān)系?？v橫波速度比剖面表明（圖3下），紅色代表低縱橫波速度比，AIH1井的3套儲層、MA18井的3套儲層、MA6井的3套儲層在反演成果上均有準確刻畫。從儲層厚度上看，縱向上識別精度較高，AIH1井百三段中部灰色泥質(zhì)粉砂巖總厚度6 m，疊前反演剖面具響應(yīng)特征。通過全工區(qū)已知井驗證，吻合度達90%以上。AIH1井百一段儲層試油日產(chǎn)29.82 m3；MA18百一段試油日產(chǎn)33.23 m3；MA6百一段、百二段試油均獲6方工業(yè)油流?？v橫波速度比越低，含油氣概率越大，與試油成果吻合。鉆井及疊前地震預(yù)測剖面顯示，優(yōu)質(zhì)儲層主要分布在百一段、百二段?？v向上多期次，橫向上疊置關(guān)系清晰。各井間儲層變化特征明顯，反映百口泉組水進退積沉積規(guī)律整體與沉積特征相符。

圖3 過AIH1-MA18-MA6連井對比剖面（上）及過AIH1-MA18-MA6連井Vp/Vs剖面（下）Fig.3 Comparison profile cross well AIH1-well MA18-well MA6(a)and Vp/Vs profile cross well AIH1-well MA18-well MA6

從區(qū)域沉積相研究成果出發(fā)，結(jié)合百口泉組一段Vp/ Vs平面圖可知（圖4），BAI64-BAI75井區(qū)及工區(qū)西北為扇三角洲平原沉積，儲層物性差。AIH2-BAI65井為淺湖相，Vp/Vs值較高，泥巖發(fā)育。東部為扇三角洲前緣沉積，發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲層。依托疊前反演成果，開展優(yōu)質(zhì)儲層厚度定量計算描述，MA18-MA6井區(qū)及MA18井以北區(qū)域優(yōu)質(zhì)儲層厚度大，靠近AIH2井厚度變小，與已知井、沉積相特征有較好對應(yīng)關(guān)系。

圖4 百口泉組一段Vp/Vs平面圖Fig.4 Vp/Vs plan of the first segment of Baikouquan formation1.完鉆井；2.部署井

在確定有利儲層基礎(chǔ)上，結(jié)合波阻抗儲層分類標準及砂體厚度，對有利儲層進行分類評價。MA18井南部及西部為低阻抗，為Ⅰ類儲層；AIH1井及以南區(qū)域表現(xiàn)為中阻抗，為Ⅱ類儲層；MA6井及以北區(qū)域阻抗較高，為Ⅲ類儲層。通過對儲層精細刻畫及評價分類，圈定3類儲層有利分布區(qū)（圖5），部署上鉆3口預(yù)探井，AIH5井百三段儲層目前試油，3.0~5.0 mm油嘴試產(chǎn)最高日產(chǎn)8.18 m3，AIH6井百二段儲層試油2.5 mm油嘴日產(chǎn)13.19 m3，AIH013井百一段儲層試油2.5 mm油嘴日產(chǎn)15.36 m3，疊前反演取得較好預(yù)測效果。

圖5 百口泉組砂礫巖有利儲層分類評價圖Fig.5 Evolution map of favourable reservoir classification from glutenite in Baikouquan formation（圖例同圖4）

4 認識

（1）高密度三維基于OVT域處理的疊前道集具較高的分辨率及保真性，是疊前儲層預(yù)測精度的保障。巖石物理彈性參數(shù)分析是反演中的重要環(huán)節(jié)，優(yōu)選敏感的多彈性參數(shù)，可實現(xiàn)定量化區(qū)分巖性和儲層，及對儲層的分類評價。

（2）瑪西斜坡區(qū)有利儲層主要分布在工區(qū)東部，儲層巖性為灰色、灰綠色砂礫巖，為扇三角洲前緣沉積，結(jié)合波阻抗儲層分類及砂體厚度可劃分為3類：MA18井南部及西部為Ⅰ類儲層；AIH1井及以南區(qū)域為Ⅱ類儲層；MA6井及以北區(qū)域為Ⅲ類儲層。

（3）疊前反演儲層預(yù)測技術(shù)在準噶爾盆地瑪北斜坡區(qū)、瑪西斜坡區(qū)取得較好應(yīng)用效果。工作流程及思路較完善，將逐步在瑪南斜坡、瑪東斜坡區(qū)推廣應(yīng)用。

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The Research and Application of Prestack Seismic Prediction in High Quality Glutenite Reservoir in the western Mahu Slope of Junggar Basin

Chen Yong,He Luming,Cheng Zhiguo,Tang Jianhua
(Institute of Geophysics,Research Institute of Exploration and Development,Xinjiang Oilfield Company, PetroChina,Urumqi,Xinjiang,830013,China)

The western Mahu Slope is an important area for increasing reserves in Xinjiang oilfield in recent years.The main reservoir lithology is gray、gray-green glutenite in Triassic Baikouquan formation.Conventional inversion method for complex impedance characteristics of the reservoir is difficult to distinguish effectively,at the same time,the single well production difference greatly,the reservoir types need to be evaluated.Through rock physics analysis in study area, the crossplot of P-wave and S-wave velocity ratio and impedance can distinguish between reservoir and non reservoir, and carry out the classification and evaluation of reservoir,the study is based on prestack gathers of OVT domain,MaXi1 3D.Carry out prestack elastic parameter inversion and predict reservoir spatial distribution.The results show that the predicted results are in good agreement with the real drilling,the spatial distribution of reservoir and the classification of reservoir are also accomplished,and the basis for the exploration deployment is provided.

The western Mahu Slope;Rock physical analysis;Prestack elastic parameter;Reservoir prediction

1000-8845(2016)02-291-06

P631.4

A

項目資助：油氣勘探股份公司重大專項（新疆大慶）資助

2015-04-13;

2015-06-10;作者E-mail：xjcy@petrochina.com.cn

陳勇(1982-)，男，河南信陽人，工程師，2005年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院物探專業(yè)，從事地震儲層預(yù)測研究工作