火成巖相控多屬性儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法
——以惠民凹陷商河地區(qū)沙三中亞段火成巖為例

韓波

(中石化勝利油田分公司物探研究院，山東 東營(yíng) 257022)

石巖俊

(斯倫貝謝科技服務(wù)(北京)有限公司，北京 100015)

火成巖相控多屬性儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法
——以惠民凹陷商河地區(qū)沙三中亞段火成巖為例

韓波

(中石化勝利油田分公司物探研究院，山東 東營(yíng) 257022)

石巖俊

(斯倫貝謝科技服務(wù)(北京)有限公司，北京 100015)

火成巖；相控；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；巖相劃分；屬性融合；建模

火成巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)一直是勘探開發(fā)所面臨的一大難題，這是由于火成巖的儲(chǔ)集性能不僅受控于巖性及巖石結(jié)構(gòu)的影響，還受到后期溶蝕改造及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)破壞等多種因素，其中火成巖巖性及巖相的準(zhǔn)確識(shí)別和劃分至關(guān)重要，是認(rèn)識(shí)儲(chǔ)集空間類型及選擇合理預(yù)測(cè)方法的前提[1,2]。近年來，將測(cè)井解釋結(jié)果與地震相結(jié)合的三維巖相及物性建模技術(shù)，逐漸應(yīng)用到火成巖巖性、巖相劃分及物性預(yù)測(cè)中，并取得了一定的效果[3～6]，但是物性建模的可信度仍值得商榷。這是由于火成巖屬于裂縫-孔隙多重介質(zhì)儲(chǔ)層，盡管裂縫對(duì)火成巖地層總孔隙度的提高作用不是十分明顯，但可使?jié)B透率提高數(shù)倍至數(shù)十倍，直接影響火成巖儲(chǔ)集性能的優(yōu)劣及產(chǎn)量的大小[7]。因此，相對(duì)于常規(guī)孔隙型儲(chǔ)層物性建模方法，應(yīng)用基質(zhì)孔隙度或總孔隙度進(jìn)行物性建模，不能準(zhǔn)確表征火成巖特別是裂縫型火成巖儲(chǔ)層的發(fā)育程度。除此之外，由于火成巖巖性及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使測(cè)井解釋結(jié)果具有多解性，從而影響物性建模的準(zhǔn)確性。主要體現(xiàn)在：①由于孔隙度測(cè)井計(jì)算模型假設(shè)地層是不含泥質(zhì)和導(dǎo)電礦物的均勻巖石，沒有考慮儲(chǔ)層內(nèi)泥質(zhì)等成分的影響，而火成巖礦物成分復(fù)雜，而非單一巖性地層，因而使模型適用性受到限制[8]；②由于火山巖的巖性比較復(fù)雜，骨架參數(shù)較難選取，選取不當(dāng)會(huì)使測(cè)井計(jì)算的各種孔隙度產(chǎn)生誤差[9]；③由泥質(zhì)含量、薄層、井徑變化及殘余天然氣等因素導(dǎo)致的測(cè)井誤差也會(huì)使計(jì)算的孔隙度不準(zhǔn)確[10]，而火成巖地層經(jīng)常出現(xiàn)井壁坍塌、井徑擴(kuò)大等事故[11]；④裂縫孔隙度通常應(yīng)用雙側(cè)向測(cè)井計(jì)算得出，但由于用雙側(cè)向測(cè)井計(jì)算的裂縫孔隙度與電阻率存在很大的聯(lián)系，因此在由非裂縫因素引起的電阻率降低段，計(jì)算的裂縫孔隙度存在較大問題[12,13]。

基于上述因素考慮，該次研究未應(yīng)用基于測(cè)井計(jì)算的孔隙度、滲透率進(jìn)行物性建模，而是在巖相建模的基礎(chǔ)上，通過總結(jié)歸納不同相帶火成巖儲(chǔ)層的影響因素及成因機(jī)制，分相帶提取了與上述影響因素相對(duì)應(yīng)的敏感地震屬性，對(duì)其進(jìn)行了融合運(yùn)算，從而避免了火成巖物性建模中的諸多不確定性因素。

1 火成巖巖相劃分

1.1 三維巖性模型建立

1.1.1 火成巖巖性識(shí)別

研究區(qū)火成巖主要包括玄武巖、輝綠巖兩大巖類，其中從巖性及粒徑上可細(xì)分為熔結(jié)角礫狀玄武巖、浮巖質(zhì)或玄武質(zhì)角礫巖、玄武質(zhì)凝灰?guī)r、輝綠巖等類型。筆者應(yīng)用研究區(qū)20余口探井的鉆井取心、井壁取心及成像測(cè)井資料，分析了主要火成巖巖性在常規(guī)測(cè)井上的響應(yīng)特征；應(yīng)用交會(huì)圖法選取了密度、聲波時(shí)差、自然伽馬及深側(cè)向電阻率等曲線與巖性相交會(huì)，確定了不同類型火成巖的測(cè)井響應(yīng)區(qū)間(表1)。對(duì)研究區(qū)30多口開發(fā)井依據(jù)表1中的分布閾值進(jìn)行了測(cè)井巖性識(shí)別劃分。

表1 商河地區(qū)不同類型火成巖測(cè)井響應(yīng)特征值

1.1.2 巖性模型建立

圖1 三維巖性模型及驗(yàn)證井巖性柱狀圖

1.2 劃分火成巖巖相

1.2.1 火成巖巖相分類

1.2.2 確定巖相分布范圍

圖2 商河地區(qū)火成巖巖性平面分布圖 圖3 商河地區(qū)火成巖巖相平面分布圖

2 巖相控制下的屬性預(yù)測(cè)

2.1 噴發(fā)相火成巖屬性預(yù)測(cè)

地震衰減屬性常用來檢測(cè)溶孔、溶洞。由于與致密的地質(zhì)體相比，當(dāng)?shù)刭|(zhì)體中含流體時(shí)，會(huì)引起地震波的散射和地震能量的衰減，特別是當(dāng)儲(chǔ)層中孔隙比較發(fā)育而且飽含氣時(shí)地震波中高頻能量衰減要比低頻能量衰減顯著，通過提取地震波高頻端的衰減屬性，可以間接地檢測(cè)儲(chǔ)層孔洞及含流體發(fā)育特征[16]。由于吸收系數(shù)與波速的立方呈反比，因此吸收系數(shù)屬性比波速變化更明顯，其靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過振幅、頻率、速度等信息相對(duì)橫向變化的靈敏度。對(duì)于孔洞發(fā)育的非均質(zhì)火成巖體，其巖石的彈性強(qiáng)度減小，地震波的吸收系數(shù)呈增大的趨勢(shì)。此外，根據(jù)該次研究發(fā)現(xiàn)，平均速度的變化率與火成巖孔洞發(fā)育呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即平均速度變化率越低，火成巖孔洞往往越發(fā)育。綜合上述分析，構(gòu)建了噴發(fā)相火成巖的屬性融合公式并進(jìn)行了屬性融合(圖4)。

(1)

(2)

圖4 商河地區(qū)噴發(fā)相火成巖屬性融合圖

2.2 侵入相火成巖屬性預(yù)測(cè)

通過上述分析，計(jì)算了侵入巖體的累加應(yīng)變量及厚度，并沿層提取了吸收系數(shù)屬性，根據(jù)3個(gè)屬性與儲(chǔ)層發(fā)育的相互關(guān)系，構(gòu)建了侵入相火成巖的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)融合公式并進(jìn)行了屬性融合(圖5)。

(3)

式中：F的單位為m-1；ε是累加應(yīng)變量，%；h為侵入巖體厚度，m。

圖5 商河地區(qū)侵入相火成巖屬性融合圖

3 應(yīng)用效果

圖6 商河地區(qū)火成巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)拼合圖

將兩種不同巖相火成巖的分相帶多屬性融合結(jié)果進(jìn)行了拼合(圖6)發(fā)現(xiàn)，盡管應(yīng)用的屬性及融合算法不同，但在拼圖線兩側(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果較為一致，而非明顯突變的接觸關(guān)系；其次，由于火成巖含油性及產(chǎn)能大小往往取決于儲(chǔ)層發(fā)育程度，因此可以應(yīng)用試油、試采數(shù)據(jù)間接反映儲(chǔ)層發(fā)育情況。通過與實(shí)際試油、試采數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)及低產(chǎn)油氣井分布范圍與儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)基本符合，如商741井火成巖發(fā)育段試采日產(chǎn)油28.4t，而無產(chǎn)能或干層井主要分布在儲(chǔ)層不發(fā)育區(qū)，如商541井火成巖鉆探揭示為致密輝綠巖，鉆時(shí)長(zhǎng)且錄井無油氣顯示，表明拼合后的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)圖能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)火成巖儲(chǔ)層。

4 結(jié)語

通過分析已有探井鉆遇的火成巖的測(cè)井響應(yīng)特征，建立了不同火成巖巖性測(cè)井響應(yīng)特征識(shí)別表；以此為基礎(chǔ)，對(duì)工區(qū)內(nèi)的開發(fā)井進(jìn)行了巖性劃分，井震結(jié)合建立起了三維巖性模型，并根據(jù)巖相分類方案劃分出了研究區(qū)目的層段的火成巖巖相。通過分析不同相帶火成巖儲(chǔ)層影響因素及成因機(jī)制，以噴發(fā)相、侵入相兩大巖相為控制邊界，分別提取相應(yīng)的地震屬性，并根據(jù)地震屬性與儲(chǔ)層發(fā)育程度的相互關(guān)系，分別構(gòu)建了屬性融合公式。將融合拼接后的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)圖與工區(qū)內(nèi)試油、試采數(shù)據(jù)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)能井及油氣顯示井主要集中在預(yù)測(cè)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，由于火成巖含油性往往取決于儲(chǔ)層是否發(fā)育，因此預(yù)測(cè)結(jié)果能夠準(zhǔn)確反映火成巖儲(chǔ)層發(fā)育程度。上述結(jié)果表明，針對(duì)復(fù)雜巖相分布地區(qū)，應(yīng)用火成巖相控多屬性預(yù)測(cè)方法進(jìn)行火成巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的方法是可行的，為今后火成巖的勘探及開發(fā)提供了新的思路和方法。

該文為中國(guó)石化勝利油田分公司科技攻關(guān)項(xiàng)目(YKJ1606，YKY1608)產(chǎn)出論文。

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[編輯] 龔丹

2016-03-15

韓波(1982-)，男，工程師，現(xiàn)主要從事地球物理勘探綜合研究工作，hanbo131.slyt@sinopec.com。

P631.44

A

1673-1409(2017)7-0031-06

[引著格式]韓波，石巖俊.火成巖相控多屬性儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2017,14(7):31～36.