碳酸鹽巖裂縫儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)技術(shù)

摘 要：隨著石油天然氣資源開發(fā)利用增多，導(dǎo)致常規(guī)油氣藏逐漸減少，勘探開發(fā)難度日益增大，對(duì)于裂縫油氣藏勘探已成為當(dāng)今油氣勘探工作的重要領(lǐng)域。文章利用JLS地區(qū)三維地震資料，充分分析已鉆、測(cè)井資料，在此基礎(chǔ)上針對(duì)茅口組灘相沉積控制的孔隙-裂縫（縫洞）型儲(chǔ)層，對(duì)斷層、裂縫描述的難點(diǎn)采用曲率、相干、螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)刻畫裂縫發(fā)育的有利區(qū)帶展開預(yù)測(cè)研究，實(shí)現(xiàn)了小斷層、裂縫（縫洞）的精細(xì)刻畫。研究成果為JLS地區(qū)二疊系茅口組碳酸鹽巖裂縫儲(chǔ)層中的勘探開發(fā)提供了可靠依據(jù)，與實(shí)際鉆、測(cè)井吻合。

關(guān)鍵詞：裂縫預(yù)測(cè)；相干；曲率；螞蟻?zhàn)粉?/p>

1 概述

JLS工區(qū)位于四川盆地西北部，JLS構(gòu)造位置處于上揚(yáng)子陸塊北緣與秦嶺造山帶接合部的米倉(cāng)山臺(tái)緣隆起斷褶構(gòu)造帶前緣與川北低平褶皺帶之間。地面構(gòu)造為一大型短軸背斜，屬地臺(tái)北部邊緣凹陷帶中印支期的三級(jí)局部構(gòu)造。

JLS地區(qū)下二疊統(tǒng)茅口組多口井測(cè)試獲高產(chǎn)工業(yè)性氣流，區(qū)內(nèi)L004井、L4井、L16井、L17井及L004-X1井5口井均鉆遇茅口組，茅三段為主要產(chǎn)層，L16井、L4井、L004-X1井在茅三段均獲高產(chǎn)氣。茅口組主要為灘相沉積控制的亮晶生物（屑）灰?guī)r儲(chǔ)集層，局部發(fā)育細(xì)-中晶白云巖，儲(chǔ)層類型主要為孔隙-裂縫（縫洞）型。此外，裂縫、溶蝕縫等的發(fā)育不僅能作為儲(chǔ)集空間，還極大地提升了儲(chǔ)滲能力。因此，有必要采用一套適合JLS地區(qū)茅口組裂縫識(shí)別的技術(shù)，明確儲(chǔ)層裂縫分布規(guī)律，推動(dòng)該區(qū)有利勘探目標(biāo)優(yōu)選工作。

2 裂縫預(yù)測(cè)方法及應(yīng)用效果分析

本次研究工作主要以現(xiàn)有的地震資料和精細(xì)構(gòu)造解釋成果為基礎(chǔ)，結(jié)合鉆完井、測(cè)井、試氣等資料，分別采用相干技術(shù)、曲率技術(shù)、螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)對(duì)JLS地區(qū)茅口組碳酸鹽巖開展裂縫預(yù)測(cè)研究。這幾種技術(shù)的方法原理不同，反映的細(xì)節(jié)也有所差異。

2.1 相干技術(shù)

通常認(rèn)為地層是連續(xù)的，當(dāng)?shù)貙舆B續(xù)性遭到破壞發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)致地震波發(fā)生變化，表現(xiàn)邊緣相似性的突變。通過相干運(yùn)算，將地震數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)化為相關(guān)系數(shù)數(shù)據(jù)體，在顯示中強(qiáng)調(diào)不相關(guān)性，突出不連續(xù)性。針對(duì)研究區(qū)采用特征值算法提取茅口組頂界的沿層切片（圖1），對(duì)研究區(qū)斷層和裂縫帶的分布進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：斷裂的展布和構(gòu)造解釋的斷層一致，主要以北東走向?yàn)橹鳌９^(qū)內(nèi)斷層分布主要集中在北部及東北，相對(duì)大斷裂較少。在工區(qū)西部則零星分布一些小斷裂，在構(gòu)造背斜主體位置斷裂不發(fā)育。

2.2 曲率技術(shù)

曲率是描述曲線上任一點(diǎn)的彎曲程度，曲率越大越彎曲，所以可用曲率法去評(píng)價(jià)裂縫（縫洞）。從圖（圖 2）中可見：斷裂及構(gòu)造變形大的地方曲率值較大，與相干預(yù)測(cè)一致，構(gòu)造主體部位曲率值相對(duì)較小，斷層雖然不發(fā)育，但裂縫信息卻非常豐富，顏色越淺裂縫尺度越小裂縫。在研究工區(qū)構(gòu)造主體西部及南部有許多水平切片上呈“環(huán)形、似環(huán)形”特征，通過調(diào)研國(guó)內(nèi)外研究資料認(rèn)為這些都是巖溶洞，對(duì)工區(qū)內(nèi)溶蝕孔洞發(fā)育區(qū)進(jìn)一步分析，存在兩種類型的地震異常。（1）單一溶蝕孔洞地震異常，這些異常在在偏移剖面上表現(xiàn)為同相軸斷續(xù)、空白反射。（2）呈線性展布的異常，從地震剖面上表現(xiàn)為同相軸錯(cuò)斷，撓曲反射。

2.3 螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)

蟻群算法是一種用來在圖中尋找優(yōu)化路徑的機(jī)率型算法，利用蟻群算法能動(dòng)追蹤的特點(diǎn)，成功地應(yīng)用到斷層和裂縫識(shí)別中，通過該技術(shù)最終可以獲得一個(gè)具有清晰斷裂痕跡的螞蟻?zhàn)粉檶傩泽w。該技術(shù)在研究工區(qū)的檢測(cè)結(jié)果（圖3）表明：在全區(qū)范圍內(nèi)，大尺度裂縫與斷裂走向一致，主要為東北走向，比較客觀地反應(yīng)了全區(qū)裂縫發(fā)育與斷裂的相關(guān)性。在大斷裂不發(fā)育的地區(qū)，小尺度斷裂及裂縫識(shí)別效果明顯。相比較前兩項(xiàng)技術(shù)，螞蟻?zhàn)粉檶?duì)小斷裂及裂縫識(shí)別能力效果更為清晰。

2.4 應(yīng)用效果分析

結(jié)合相干、曲率、螞蟻?zhàn)粉櫨C合分析，工區(qū)內(nèi)茅口組主要發(fā)育兩類斷裂發(fā)育區(qū)，一類位于圖中（圖4）圓圈區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)斷裂主要受構(gòu)造斷層影響，在地震剖面上主要表現(xiàn)為同向軸明顯錯(cuò)段，斷距較大，其發(fā)育的空間位置和走向均與斷層較為吻合，靠近龍門山?jīng)_斷帶及JLS地區(qū)西北部、東北部，靠近米倉(cāng)山?jīng)_斷帶；另一類微斷裂發(fā)育區(qū)主要位于工區(qū)中部及南部，在地震剖面上主要表現(xiàn)為同向軸扭曲，斷距較小的微斷裂（圖5、6），在平面上展布主要以東北向?yàn)橹鳌＞C合幾項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用效果對(duì)比分析各有特點(diǎn)，相干技術(shù)能準(zhǔn)確識(shí)別清晰明顯的斷裂，曲率技術(shù)能識(shí)斷裂及裂縫信息，并且還對(duì)溶蝕孔洞發(fā)育有一定識(shí)別效果，螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)不僅可以對(duì)研究區(qū)內(nèi)大斷裂和小斷層的形態(tài)展布進(jìn)行清晰地刻畫，而且在難以識(shí)別的一些小斷裂及裂縫通過該方法也能獲得較好的預(yù)測(cè)效果，總的來說螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)對(duì)裂縫及小斷裂刻畫更為精細(xì)。綜合裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果，L004井、L4井、L16井、及L004-X1井位于裂縫發(fā)育區(qū)，而L17井（圖7）位于裂縫不發(fā)育區(qū)，與實(shí)際鉆、測(cè)井資料吻合。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）通過對(duì)JLS地區(qū)茅口組裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)大尺度裂縫與斷裂走向一致，分布在研究區(qū)北部呈東北走向，小尺度斷裂呈網(wǎng)狀分布，研究區(qū)中部構(gòu)造主體小尺度斷裂及裂縫發(fā)育且已鉆井獲產(chǎn)量普遍較高，而溶蝕孔洞主要在研究區(qū)南部及西部較為發(fā)育，預(yù)測(cè)的裂縫（孔洞）發(fā)育富集區(qū)成果對(duì)下步勘探開發(fā)提供可靠依據(jù)。

（2）文章采用相干、曲率、螞蟻?zhàn)粉櫥檠a(bǔ)充進(jìn)行綜合研究，裂縫預(yù)測(cè)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的研究工作，需要依靠多種方法進(jìn)行綜合，相互參考對(duì)比分析，尋求共性才能取得更為精細(xì)理想的成果。

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