珠江口盆地深水區(qū)珠江組成巖作用對(duì)含氣砂巖AVO特征的影響研究

姚淑凡,丁文龍,趙 剛,叢 森

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院,北京100083;2.海相儲(chǔ)層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)地質(zhì)大學(xué),北京100083)

珠江口盆地深水區(qū)珠江組地層具有極大的油氣勘探潛力,2006年在深水區(qū)發(fā)現(xiàn)的L氣田,探明地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)5.0×1010m3,主要目的層為珠江組深水扇砂巖,儲(chǔ)層物性好,孔隙度達(dá)到25%[1-2]。在L氣田中,X1井和X2井珠江組含氣砂巖在地震上表現(xiàn)為明顯的亮點(diǎn)特征和Ⅲ類AVO異常。但隨著勘探的深入,發(fā)現(xiàn)該區(qū)亮點(diǎn)型目標(biāo)較少[3],且在位于L氣田北側(cè)斷層下降盤的構(gòu)造圈閉中,X3井鉆遇了30m厚的非亮點(diǎn)型含氣砂巖,地震反射振幅較弱,分析顯示為Ⅱ類AVO異常。

造成珠江組含氣砂巖多種AVO響應(yīng)特征的原因以及AVO方法如何在該區(qū)勘探中更好地發(fā)揮作用,成為了亟待解決的問題。前人對(duì)影響AVO特征的巖石物理性質(zhì)和地質(zhì)因素進(jìn)行過深入的研究:耿斌等[4]分析了成巖作用對(duì)砂巖縱波速度-孔隙度關(guān)系的影響;馬中高[5]研究了成巖作用和巖石結(jié)構(gòu)對(duì)砂巖縱橫波速度的影響;DVORKIN等[6]分析了巖石孔隙膠結(jié)物對(duì)砂巖彈性速度的影響;尹帥等[7]研究了壓實(shí)和膠結(jié)作用與孔隙剛度參數(shù)的關(guān)系;印興耀等[8]研究了通過孔隙度預(yù)測(cè)砂巖縱橫波速度的方法;金莉等[9]研究了早成巖階段的硅質(zhì)巖中微孔隙對(duì)AVO異常的影響;徐仲達(dá)等[10]討論了縱波速度、密度、泊松比對(duì)AVO異常的影響;黨玉琪[11]證明了當(dāng)上、下介質(zhì)密度相同時(shí),影響振幅隨偏移距變化的主要參數(shù)是泊松比。

本文從影響AVO響應(yīng)特征的地質(zhì)因素出發(fā),分析研究區(qū)壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用對(duì)珠江組含氣砂巖AVO響應(yīng)特征的影響,找出了含氣砂巖存在不同AVO響應(yīng)的原因,并根據(jù)不同的成巖作用,將研究區(qū)劃分為3個(gè)成巖組合區(qū),分區(qū)開展AVO分析并預(yù)測(cè)含氣砂巖,取得了很好的應(yīng)用效果。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

研究區(qū)位于珠江口盆地深水區(qū),17Ma前后南海中央海盆的擴(kuò)張活動(dòng)逐漸停止,南海北部陸緣開始穩(wěn)定熱沉降,此時(shí)陸架向海方向推進(jìn),在陸坡下傾方向,古珠江大河攜帶豐富的沉積物質(zhì),形成了珠江組相當(dāng)?shù)臀挥虻?、極富砂的大型深水扇沉積體系[12]。

珠江組儲(chǔ)層以巖屑石英砂巖和石英砂巖為主,其次為長(zhǎng)石石英砂巖。儲(chǔ)集空間主要為粒間擴(kuò)大孔和粒內(nèi)溶孔,其中粒間擴(kuò)大孔由長(zhǎng)石、石英及巖屑,或早期的碳酸鹽膠結(jié)物等溶蝕、溶解形成。粒內(nèi)溶孔以長(zhǎng)石和硅質(zhì)巖屑顆粒內(nèi)部溶孔較為多見,其次為碎屑顆粒被鈣質(zhì)膠結(jié)物交代后再溶蝕產(chǎn)生。

勘探證實(shí),深水扇厚層席狀砂和水道充填砂體是珠江組最好的儲(chǔ)層,如L氣田X1井和X2井,砂體含氣后表現(xiàn)為明顯的強(qiáng)振幅和Ⅲ類AVO異常,且振幅異常與構(gòu)造、含氣范圍疊合程度很高。但本區(qū)類似的“亮點(diǎn)”型目標(biāo)較少,后續(xù)鉆探的X3井構(gòu)造圈閉含氣砂巖地震反射振幅較弱,AVO分析顯示為Ⅱ類異常(圖1和圖2)。并且在構(gòu)造高部位的X4井區(qū),雖然含氣砂巖頂面為Ⅲ類AVO異常,但在疊后地震剖面上卻沒有顯示出強(qiáng)振幅特征。

圖1 過L氣田地震剖面

圖2 X2井(a)和X3井(b)珠江組含氣砂巖AVO異常特征

2 影響AVO特征的主要因素

SHUEY[13]給出了P波反射系數(shù)R(θ)與sin2θ的近似關(guān)系:

式中:θ為入射角;I是垂直入射時(shí)的縱波反射系數(shù),稱為截距;G是縱波反射振幅隨sin2θ變化的梯度;vP,ρ,σ分別為反射界面上、下介質(zhì)的平均縱波速度、密度、泊松比;ΔvP,Δρ,Δσ分別為反射界面上、下介質(zhì)的縱波速度、密度、泊松比的變化量。當(dāng)θ小于30°時(shí),(1)式第3項(xiàng)可以忽略,此時(shí)R(θ)與sin2θ為線性關(guān)系。

SHUEY[13]和夏紅敏等[14]證明了梯度G主要由泊松比的變化決定,當(dāng)上、下介質(zhì)的波阻抗一定時(shí),泊松比差越大,振幅隨入射角的變化也越大。RUTHERFORD等[15]根據(jù)含氣砂巖和圍巖的波阻抗差,將AVO響應(yīng)劃分為4種類型,各類型特征如表1所示。因此,根據(jù)截距和梯度的正負(fù)可以確定含氣砂巖的AVO響應(yīng)類型,又由公式(1)～公式(3)可知,截距I的符號(hào)由ΔvP和Δρ決定,而梯度G的符號(hào)則主要是由σ和Δσ決定。碎屑巖的vP,ρ,σ取決于其礦物組成(巖性)、孔隙度、孔隙流體的性質(zhì)、溫度等多種因素[16]。其中,礦物組成由物源、沉積相等決定,孔隙度由沉積相、成巖作用決定。所以,對(duì)于同一沉積相帶內(nèi)的含氣砂巖,成巖作用就成為影響vP,ρ,σ的主要因素。

表1 含氣砂巖的4種AVO響應(yīng)類型

研究區(qū)珠江組成巖作用可分為建設(shè)性和破壞性成巖作用兩類。破壞性成巖作用包括機(jī)械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用等;建設(shè)性成巖作用主要為溶蝕作用[17]。

2.1 壓實(shí)作用

壓實(shí)作用是珠江組重要的破壞性成巖作用,自漸新世以來(lái),隨著盆地基底持續(xù)沉降,沉積物埋深不斷加大,地層現(xiàn)今埋深即為最大埋深[18](由于研究區(qū)位于深水區(qū),且海水深度變化較大,為了便于對(duì)比研究,將海水厚度按密度換算成地層厚度,本文中所指埋深都為換算后的埋深)。壓實(shí)作用對(duì)砂巖物性的影響顯著,隨壓力的增大,沉積物顆粒堆積方式發(fā)生變化,部分顆粒產(chǎn)生塑性變形進(jìn)入孔隙,造成砂巖孔隙度降低。研究區(qū)砂巖孔隙度隨埋深變化大致可以劃分為3個(gè)階段,2500m以上為高孔銳減段,孔隙度范圍15%～32%,并且隨埋深加大而快速降低;2500～3300m為穩(wěn)定下降段,孔隙度范圍8%～25%,隨埋深加大而穩(wěn)定降低;3300m以下為緩慢縮減段,孔隙度比較穩(wěn)定,一般小于10%。

孔隙度降低會(huì)使含氣砂巖的縱波速度和泊松比隨之增大[19-20]。圖3顯示,埋深較淺的X2井珠江組縱波速度從泥巖到砂巖有較明顯的降低,即ΔvPX2<0,而較深的X3井砂巖縱波速度與上覆泥巖接近甚至稍高,即ΔvPX3≈0。壓實(shí)作用對(duì)密度的影響更為顯著,從圖4看,泥巖和砂巖密度整體都隨埋深增大而增大,而且X2井含氣砂巖與上覆泥巖的密度差明顯大于X3井。同時(shí),X2井的泊松比變化量也大于X3井(圖5)。

圖3 X2井和X3井珠江組縱波速度與埋深關(guān)系

因此,壓實(shí)作用對(duì)X2井和X3井含氣砂巖與圍巖的ΔvP,Δρ,Δσ有明顯影響,具體表現(xiàn)為:ΔvPX2<ΔvPX3≈0,ΔρX2<ΔρX3<0,ΔσX2<ΔσX3<0,由公式(1)～公式(3)可知,X2井含氣砂巖頂面的AVO截距IX2<0,梯度GX2<0,為Ⅲ類AVO特征;X3井含氣砂巖頂面的AVO截距IX3≈0,梯度GX2<0,為Ⅱ類AVO特征。這就是在圖1和圖2中看到的X2井和X3井含氣砂巖地震響應(yīng)不同的原因。

圖4 X2井和X3井珠江組密度與埋深關(guān)系

圖5 X2井和X3井珠江組泊松比與埋深關(guān)系

2.2 膠結(jié)作用

研究區(qū)珠江組砂巖膠結(jié)作用主要為硅質(zhì)膠結(jié)和鈣質(zhì)膠結(jié),其次為粘土膠結(jié)(圖6)。硅質(zhì)膠結(jié)作用在珠江組砂巖中普遍發(fā)育,其主要形式是石英的次生加大,加大邊向粒間孔擴(kuò)展而占據(jù)部分粒間孔隙(圖6a和圖6b),對(duì)孔隙度有一定影響。鈣質(zhì)膠結(jié)作用也是珠江組砂巖中常見的成巖方式,隨著壓實(shí)和壓溶作用的增強(qiáng),孔隙水向孔隙集中,溫度也隨之升高,孔隙水的pH值相應(yīng)的由弱堿性變?yōu)檩^強(qiáng)堿性,對(duì)碳酸鹽的溶解度降低,使方解石等碳酸鹽礦物析出,形成碳酸鹽膠結(jié)物[21]。觀察巖心薄片可見局部鈣質(zhì)膠結(jié)物表現(xiàn)為連晶式膠結(jié),碎屑顆粒“懸浮”于鈣質(zhì)膠結(jié)物之間,造成儲(chǔ)層孔隙度的急劇降低(圖6e和圖6f)。粘土類膠結(jié)物包括雜基和次生粘土礦物,雜基成分以伊利石為主,次生粘土礦物大多生長(zhǎng)在顆粒周圍或前期膠結(jié)物表面,以高嶺石為主。

圖6 研究區(qū)珠江組砂巖中的成巖現(xiàn)象a 石英次生加大占據(jù)部分粒間孔隙,見少量粒內(nèi)溶孔,X2井,2338m; b 石英次生加大現(xiàn)象,孔隙以粒間孔為主,其次為粒內(nèi)溶孔,X2井,2424m; c 長(zhǎng)石部分溶蝕形成粒內(nèi)溶孔,X2井,2308m; d 長(zhǎng)石石英砂巖,顆粒間被鐵白云石膠結(jié),孔隙以粒間孔為主,X4井,2226.50m; e 長(zhǎng)石石英砂巖,鐵方解石膠結(jié)物充填部分孔隙,并且有石英次生加大和自生高嶺石充填,X4井,2138.60m; f 顆粒間普遍被鈣質(zhì)膠結(jié)物充填,孔隙以次生溶蝕孔為主,X4井,2166m

從已鉆井巖心薄片觀察發(fā)現(xiàn),膠結(jié)物的發(fā)育程度主要與埋深有關(guān)。X4井位于研究區(qū)東北部,珠江組砂巖埋藏較淺,處于早成巖階段的弱堿性環(huán)境,膠結(jié)作用相對(duì)發(fā)育,砂巖孔隙主要被方解石(或鐵方解石)充填[22],對(duì)儲(chǔ)層造成不利影響(圖6d～圖6f)。而X2井珠江組砂巖埋藏較深,深層烴源巖中的有機(jī)質(zhì)熱降解生成的大量酸性地層水沿?cái)嗔严蛏?最先對(duì)較深處的巖石碎屑、膠結(jié)物等強(qiáng)烈溶蝕,從而生成豐富的溶蝕孔隙(圖6c)。圖7對(duì)比了從巖心薄片觀察到的X2井和X4井膠結(jié)物平均含量,X4井砂巖膠結(jié)物含量明顯高于X2井,而且從圖8看,孔隙度隨膠結(jié)物增加明顯降低。

圖7 X2井和X4井薄片觀察膠結(jié)物平均含量對(duì)比

膠結(jié)物起到了“粘合”礦物顆粒的作用,使巖石的剛度顯著增加[23],因此膠結(jié)物含量的差異會(huì)影響砂巖的巖石物理性質(zhì),進(jìn)而造成地震響應(yīng)特征的不同。X4井位于構(gòu)造高部位,珠江組砂巖普遍含氣,平均孔隙度16%,雖然壓實(shí)作用相對(duì)較弱,但X4井含氣砂巖頂并沒有明顯的強(qiáng)振幅特征(圖9,圖10)。對(duì)其井旁CRP道集進(jìn)行分析表明,含氣砂巖頂是Ⅲ類AVO特征(圖11),但在較大角度出現(xiàn)了振幅隨偏移距減小的現(xiàn)象。

膠結(jié)物含量的差異是造成X2井和X4井含氣砂巖AVO和疊后地震響應(yīng)差異的主要原因。X4井珠江組砂巖處于早成巖階段,孔隙度較高,因此膠結(jié)作用對(duì)其體積模量K和剪切模量μ的影響可以用接觸膠結(jié)模型來(lái)解釋[24]:

圖8 X4井膠結(jié)物含量與孔隙度關(guān)系

圖9 過X4井地震剖面

圖10 過X4井均方根振幅剖面

式中:φ0為砂巖的臨界孔隙度;C為顆粒的平均配位數(shù);Mc和μc分別為膠結(jié)物的體積和剪切模量;Sn和Sτ為兩個(gè)膠結(jié)在一起的顆粒組合的正向剛度和切向剛度,它們?nèi)Q于膠結(jié)物的含量。隨著膠結(jié)物的增加,體積模量K和剪切模量μ增大,但K比μ增大更快從而使縱波速度vP和泊松比σ均隨膠結(jié)物含量的增加而增大,同時(shí)密度也隨之增大。

圖11 X4井井旁CRP道集(a)及其AVO響應(yīng)特征(b)

圖12是X4井和X2井珠江組含氣砂巖的縱波速度-泊松比交會(huì)圖,數(shù)據(jù)來(lái)源于測(cè)井,圖中的理論曲線是根據(jù)接觸膠結(jié)模型計(jì)算的硅質(zhì)膠結(jié)、鈣質(zhì)膠結(jié)和泥質(zhì)膠結(jié)曲線。從圖12可以看出,X4井部分砂巖位于泥質(zhì)膠結(jié)線右側(cè),說明硅質(zhì)、鈣質(zhì)和泥質(zhì)膠結(jié)發(fā)育,X2井大部分砂巖位于泥質(zhì)膠結(jié)線左側(cè),說明硅質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)不發(fā)育,僅部分孔隙被泥質(zhì)膠結(jié)物充填,并且其孔隙度整體大于X4井,這與薄片觀察到的實(shí)際情況相符,也驗(yàn)證了接觸膠結(jié)模型在本區(qū)的適用性。

圖12 X4井和X2井珠江組含氣砂巖縱波速度-泊松比交會(huì)分析

較高的膠結(jié)物含量造成了X4井珠江組含氣砂巖“好而不亮”的現(xiàn)象。通過與上覆泥巖對(duì)比發(fā)現(xiàn),X4井含氣砂巖與上覆泥巖的縱波速度相差不大,甚至略高于上覆泥巖(圖13);從密度變化來(lái)看,X4井含氣砂巖密度并沒有因?yàn)槁裆钶^淺而低于X2井砂巖,且與上覆泥巖密度相差較大(圖14);從泊松比變化來(lái)看,X4井含氣砂巖與上覆泥巖的泊松比差異較X2井小(圖15)。即ΔvPX2<0<ΔvPX4,ΔρX2≈ΔρX4<0,ΔσX2<ΔσX4<0。由公式(1),當(dāng)入射角大于30°時(shí),公式(1)右側(cè)第3項(xiàng)不能忽略,因此,在ΔσX4較小,ΔvPX4又略大于0的情況下,就會(huì)出現(xiàn)大角度時(shí)振幅隨入射角減小的現(xiàn)象,而較大的密度差ΔρX4又保證了截距IX4<0,即含氣砂巖波阻抗比上覆泥巖低。

圖13 X2井和X4井珠江組縱波速度與埋深關(guān)系

圖14 X2井和X4井珠江組密度與埋深關(guān)系

圖15 X2井和X4井珠江組泊松比與埋深關(guān)系

所以,X4井珠江組含氣砂巖頂面呈現(xiàn)出了一個(gè)相對(duì)較弱的Ⅲ類AVO響應(yīng),使得在疊后地震剖面上也沒有明顯的強(qiáng)振幅特征。

2.3 溶蝕作用

溶蝕作用是珠江組主要的建設(shè)性成巖作用[25]。溶蝕作用主要受深部烴源巖有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的酸性熱液影響,珠江組氣源來(lái)自于深部烴源巖,其有機(jī)質(zhì)成熟度已達(dá)到成熟-高成熟階段,大量酸性熱液在這一階段生成,并沿?cái)鄬舆M(jìn)入上部珠江組砂巖中,對(duì)長(zhǎng)石碎屑及碳酸鹽膠結(jié)物進(jìn)行強(qiáng)烈溶蝕而形成大量次生溶孔,在2000～2750m深度形成一個(gè)次生孔隙發(fā)育帶,孔隙度為10%～15%。已鉆井的珠江組儲(chǔ)層大部分處于此成巖階段內(nèi)。

次生孔隙中對(duì)儲(chǔ)層改造作用較大的是鈣質(zhì)膠結(jié)物溶蝕生成的孔隙,巖心薄片觀察也常見長(zhǎng)石與硅質(zhì)巖屑強(qiáng)烈溶蝕的現(xiàn)象,有的僅剩殘骸(圖6c),形成了部分連通的粒間孔和粒內(nèi)溶孔、鑄?？?改善了儲(chǔ)層孔滲性。溶蝕作用使砂巖向顆粒結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化,其作用與膠結(jié)作用相反,使孔隙剛度減小,孔隙度降低,含氣砂巖的縱波速度及泊松比降低,從而影響儲(chǔ)層的AVO響應(yīng)特征。

3 依據(jù)成巖作用分區(qū)的AVO分析

以上分析表明,研究區(qū)成巖作用的差別是造成含氣砂巖AVO響應(yīng)特征不同的主要因素,因此,研究各類成巖作用在研究區(qū)的發(fā)育情況是應(yīng)用AVO方法預(yù)測(cè)含氣砂巖的基礎(chǔ)。梁建設(shè)等[22]通過對(duì)鄰區(qū)已鉆井大量巖心的分析,認(rèn)為按成巖作用不同,研究區(qū)在縱向上可劃分為4個(gè)成巖區(qū)帶,分別是:早期碳酸鹽膠結(jié)弱溶蝕帶,埋深小于2800m;中等壓實(shí)-強(qiáng)溶蝕帶,埋深1800～2800m;較強(qiáng)壓實(shí)-較強(qiáng)溶蝕帶,埋深2800～3800m;強(qiáng)壓實(shí)-弱溶蝕帶,埋深大于3800m。本文在參考前人研究成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)研究區(qū)珠江組多口鉆井資料成巖作用的分析結(jié)果,以及珠江組地層橫向的埋深變化,認(rèn)為珠江組可劃分為3個(gè)成巖作用組合區(qū),在不同的成巖組合區(qū),含氣砂巖有不同的AVO特征(圖16)。

3.1 弱壓實(shí)-弱溶蝕-強(qiáng)膠結(jié)成巖組合

該成巖組合主要分布在研究區(qū)東北部埋藏較淺的弱堿性成巖環(huán)境中,埋深1700～2300m。該區(qū)砂巖中往往有較強(qiáng)烈的鈣質(zhì)膠結(jié)層,孔隙被方解石充填嚴(yán)重,但由于埋藏較淺,原生孔隙較發(fā)育,砂巖平均孔隙度約為15%,儲(chǔ)層發(fā)育條件較好。砂巖儲(chǔ)層波阻抗小于圍巖,而由于膠結(jié)作用較強(qiáng),泊松比比圍巖略小但相近,該成巖組合區(qū)域的含氣砂巖表現(xiàn)為Ⅲ類AVO異常,但在入射角大于30°后,振幅隨入射角增大而減小,使得在疊后地震剖面上,含氣砂巖儲(chǔ)層并沒有出現(xiàn)明顯的強(qiáng)振幅特征。

圖16 研究區(qū)珠江組成巖作用組合分布

3.2 中等壓實(shí)-強(qiáng)溶蝕-弱膠結(jié)成巖組合

該成巖組合主要分布在研究區(qū)東部埋深2200～2500m的弱酸性成巖環(huán)境中。壓實(shí)作用使部分顆粒發(fā)生較輕形變,砂巖顆粒之間以點(diǎn)接觸為主,其次為點(diǎn)-線接觸,砂巖的原生孔隙保存良好,對(duì)溶蝕作用的進(jìn)行有利。孔隙類型以原生粒間孔為主,其次為粒間和粒內(nèi)溶孔,鑄?？?常見特大溶孔。砂巖平均孔隙度達(dá)18%,是最有利于儲(chǔ)層發(fā)育的成巖組合。該區(qū)域含氣砂巖儲(chǔ)層波阻抗和泊松比都明顯小于圍巖,因此表現(xiàn)為Ⅲ類AVO異常,在疊后地震剖面上為強(qiáng)振幅“亮點(diǎn)”型特征。

3.3 強(qiáng)壓實(shí)-中等溶蝕-弱膠結(jié)成巖組合

該成巖組合主要分布在研究區(qū)西部埋藏較深的弱酸性成巖環(huán)境中,埋深范圍2500～3600m,該區(qū)域以壓實(shí)作用為主導(dǎo),是影響砂巖孔隙度的主要因素,孔隙類型以經(jīng)壓實(shí)的剩余原生粒間孔為主,其次為溶蝕孔隙、鑄?？?砂巖平均孔隙度小于10%,對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育不利。含氣砂巖儲(chǔ)層波阻抗與圍巖接近,其泊松比小于圍巖的泊松比,表現(xiàn)為Ⅱ類AVO異常,在疊后地震剖面上,含氣砂巖沒有明顯的強(qiáng)振幅特征。

4 分區(qū)域AVO分析預(yù)測(cè)含氣砂巖分布

因?yàn)樵诓煌某蓭r組合區(qū),含氣砂巖的AVO響應(yīng)特征不同,所以需要對(duì)這3個(gè)區(qū)域分別開展AVO分析。在強(qiáng)壓實(shí)-中等溶蝕-弱膠結(jié)成巖組合區(qū)內(nèi),以尋找Ⅱ類AVO響應(yīng)為目標(biāo);在中等壓實(shí)-強(qiáng)溶蝕-弱膠結(jié)成巖組合區(qū)內(nèi),以尋找強(qiáng)振幅“亮點(diǎn)”型Ⅲ類AVO響應(yīng)為目標(biāo);在弱壓實(shí)-弱溶蝕-強(qiáng)膠結(jié)成巖組合區(qū)內(nèi),不考慮疊后振幅強(qiáng)弱,而以尋找全部Ⅲ類AVO響應(yīng)為目標(biāo)。最終全區(qū)的含氣砂巖預(yù)測(cè)結(jié)果如圖17所示。

從圖17可以看出,在地震上表現(xiàn)為較弱振幅特征的X2井和X4井,以及強(qiáng)振幅特征的X3井,預(yù)測(cè)結(jié)果都顯示為含氣。整體上珠江組含氣砂巖大多分布在強(qiáng)壓實(shí)-中等溶蝕-弱膠結(jié)成巖組合區(qū)和弱壓實(shí)-弱溶蝕-強(qiáng)膠結(jié)成巖組合區(qū),主要因素與壓實(shí)作用不強(qiáng)烈,砂巖原生孔隙較發(fā)育有關(guān),而在強(qiáng)壓實(shí)-中等溶蝕-弱膠結(jié)成巖組合區(qū)分布較少,這主要因?yàn)樵趶?qiáng)壓實(shí)作用下,砂巖孔隙度較低,不利于儲(chǔ)層的發(fā)育。

圖17 研究區(qū)珠江組含氣砂巖分布預(yù)測(cè)結(jié)果

5 結(jié)論

1) 含氣砂巖的AVO特征與反射界面上、下的波阻抗和泊松比有關(guān),對(duì)于珠江組含氣砂巖,決定其波阻抗和泊松比變化的主要因素是成巖作用,包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。壓實(shí)作用和膠結(jié)作用的增強(qiáng)會(huì)使儲(chǔ)層孔隙度降低,波阻抗和泊松比都增加;溶蝕作用的增強(qiáng)會(huì)使儲(chǔ)層孔隙度增加,波阻抗和泊松比降低。

2) 按照砂巖成巖作用的不同,將研究區(qū)珠江組砂巖劃分為3個(gè)區(qū)域,即:弱壓實(shí)-弱溶蝕-強(qiáng)膠結(jié)成巖組合區(qū)、中等壓實(shí)-強(qiáng)溶蝕-弱膠結(jié)成巖組合區(qū)、強(qiáng)壓實(shí)-中等溶蝕-弱膠結(jié)成巖組合區(qū)。在不同成巖區(qū)中,含氣砂巖都有不同的AVO響應(yīng)特征。對(duì)3個(gè)區(qū)域分別開展AVO含氣性預(yù)測(cè),解決了珠江組含氣砂巖疊后振幅響應(yīng)多變,AVO特征認(rèn)識(shí)不清的難點(diǎn)。

3) 本文從影響地震響應(yīng)的地質(zhì)因素出發(fā),認(rèn)為成巖作用是造成含氣砂巖地震響應(yīng)不同的主要原因,通過劃分不同的成巖組合區(qū),分區(qū)域開展砂巖含氣性地震預(yù)測(cè),取得了較好的應(yīng)用效果,該研究方法對(duì)類似地區(qū)的油氣勘探具有借鑒意義。對(duì)于儲(chǔ)層地震響應(yīng)復(fù)雜的情況,以地質(zhì)研究為基礎(chǔ),分析造成不同地震響應(yīng)的主要地質(zhì)因素,然后對(duì)不同的地質(zhì)情況,采用針對(duì)性的地震解釋方法,是提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率的有效途徑。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 米立軍,柳保軍,何敏,等.南海北部陸緣白云深水區(qū)油氣地質(zhì)特征與勘探方向[J].中國(guó)海上油氣,2016,28(2):10-22

MI L J,LIU B J,HE M,et al.Petroleum geology characteristics and exploration direction in Baiyun deep water area,northern continental margin of the South China Sea[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(2):10-22

[2] 朱偉林.南海北部深水區(qū)油氣地質(zhì)特征[J].石油學(xué)報(bào),2010,31(4):521-527

ZHU W L.Petroleum geology in deep-water area of northern continental margin in South China Sea[J].Acta Petrolei Sinica,2010,31(4):521-527

[3] 張衛(wèi)衛(wèi),顏承志,龐雄,等.珠江口盆地白云深水區(qū)儲(chǔ)層AVO異常特征分析[J].中國(guó)海上油氣,2012,24(3):25-29

ZHANG W W,YAN C Z,PANG X,et al.An analysis of AVO anomaly for reservoirs in Baiyun deep-water area,Pearl River Mouth basin[J].China Offshore Oil and Gas,2012,24(3):25-29

[4] 耿斌,才巨宏.一種考慮成巖作用的砂巖孔隙度解釋方法[J].石油學(xué)報(bào),2004,25(5):44-47

GENG B,CAI J H.An interpretation method for sandstone porosity based on diagenesis effect[J].Acta Petrolei Sinica,2004,25(5):44-47

[5] 馬中高.成巖作用和巖石結(jié)構(gòu)對(duì)砂巖彈性速度的影響[J].石油學(xué)報(bào),2008,29(1):58-63

MA Z G.Effects of diagenesis and rock texture on elastic velocity of sandstones[J].Acta Petrolei Sinica,2008,29(1):58-63

[6] DVORKIN J,NUR A,YIN H.Effective properties of cemented granular materials[J].Mechanics of Materials,1994,18(5):351-366

[7] 尹帥,丁文龍,王濡岳,等.海陸過渡相致密砂巖儲(chǔ)層Biot系數(shù)自適應(yīng)預(yù)測(cè)方法研究[J].石油物探,2016,55(6):861-868

YIN S,DING W L,WANG R Y,et al.A new prediction method of Biot coefficient for marine-land transition phase tight sandstone reservoir based on the self-adapt method[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2016,55(6):861-868

[8] 印興耀,李龍.基于巖石物理模型的縱、橫波速度反演方法[J].石油物探,2015,54(3):249-253

YIN X Y,LI L.P-wave and S-wave velocities inversion based on rock physics model[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2015,54(3):249-253

[9] 金莉,駱宗強(qiáng),李萍.澳大利亞布勞斯盆地深水區(qū)Jamieson組AVO異常成因分析[J].巖性油氣藏,2013,25(2):70-75

JIN L,LUO Z Q,LI P.Origin of AVO anomaly of Jamieson Formation in deepwater area of Outer Browse Basin,Australia[J].Lithologic Reservoirs,2013,25(2):70-75

[10] 徐仲達(dá),屠浩敏,鄔慶良.平面波反射系數(shù)與AVO技術(shù)[J].石油物探,1991,30(3):1-21

XU Z D,TU H M,WU Q L.Reflection coefficient of planar wave and AVO technique[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,1991,30(3):1-21

[11] 黨玉琪.AVO應(yīng)用的若干探討[J].石油物探,1992,31(4):91-98

DANG Y Q.Comments on AVO application[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,1992,31(4):91-98

[12] 龐雄,陳長(zhǎng)民,彭大鈞,等.南海北部白云深水區(qū)之基礎(chǔ)地質(zhì)[J].中國(guó)海上油氣,2008,20(4):215-222

PANG X,CHEN C M,PENG D J,et al.Basic geology of Baiyun deep-water area in the northern South China Sea[J].China Offshore Oil and Gas,2008,20(4):215-222

[13] SHUEY R T.A simplification of the Zoeppritz equations[J].Geophysics,1985,50(4):609-614

[14] 夏紅敏,王尚旭,李生杰.含氣地層的AVO響應(yīng)分析——以蘇4井為例[J].石油物探,2006,45(4):357-361

XIA H M,WANG S X,LI S J.AVO analysis on gas-bearing layer[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2006,45(4):357-361

[15] RUTHERFORD S R.Amplitude-versus-offset variations in gas sands[J].Geophysics,1989,54(6):680-685

[16] 馬中高.碎屑巖地震巖石物理學(xué)特征研究[D].成都:成都理工大學(xué),2008

MA Z G.Study on the rock physics properties of clastic formation[D].Chengdu:Chengdu University of Technology,2008

[17] 劉惟慶,吳偉,林暢松,等.白云凹陷北坡珠江組陸架邊緣三角洲前緣砂體儲(chǔ)層特征及控制因素[J].沉積與特提斯地質(zhì),2015,35(3):56-62

LIU W Q,WU W,LIN C S,et al.Continental shelf margin delta front sandstone reservoirs in the Zhujiang Formation,northern Baiyun depression,Zhujiangkou basin:characteristics and controlling factors[J].Sedimentary Geology and Tethyan Geology,2015,35(3):56-62

[18] 王欣欣,鄭榮才,楊寶泉,等.白云凹陷珠江組深水扇成巖作用與成巖相分析[J].沉積學(xué)報(bào),2012,30(3):451-460

WANG X X,ZHENG R C,YANG B Q,et al.Diagenesis and diagenetic facies of submarine fan in zhujiang formation,Pearl River mouth basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,2012,30(3):451-460

[19] MAVAKO G,MUKERJI T,DVORKIN J.The rock physics handbook[M].Cambridge:Cambridge University Press,1999:369-372

[20] 張永江,軒義華,秦成崗.巖石物理分析在番禺天然氣區(qū)含氣性研究中的應(yīng)用[J].石油物探,2010,49(4):407-414

ZHANG Y J,XUAN Y H,QIN C G.Application of petrophysical analysis for gas-bearing prediction of Panyu Gasfield[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2010,49(4):407-414

[21] 王琪,郝樂偉,陳國(guó)俊,等.白云凹陷珠海組砂巖中碳酸鹽膠結(jié)物的形成機(jī)理[J].石油學(xué)報(bào),2010,31(4):553-558

WANG Q,HAO L W,CHEN G J,et al.Forming mechanism of carbonate cements in siliciclastic sandstone of Zhuhai formation in Baiyun sag[J].Acta Petrolei Sinica,2010,31(4):553-558

[22] 梁建設(shè),王琪,郝樂偉,等.成巖相分析方法在南海北部深水區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的應(yīng)用——以珠江口盆地白云凹陷為例[J].沉積學(xué)報(bào),2011,29(3):503-511

LIANG J S,WANG Q,HAO L W,et al.Application of diagenetic facies analysis to reservoir prediction in deep water area of the northern South China sea:a case study from Baiyun sag,Zhujiangkou basin [J].Acta Sedimentologica Sinica,2011,29(3):503-511

[23] 陳本金,鄧?yán)^新.膠結(jié)物對(duì)儲(chǔ)層砂巖的地震彈性特征的影響研究[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2009,31(4):238-242

CHEN B J,DENG J X.The study of the seismic elastic character of sand reservoir under the influence of cements[J].Journal of Oil and Gas Technology,2009,31(4):238-242

[24] DVORKIN J.Large strains in cemented granular aggregates:elastic-plastic cement[J].Mechanics of Materials,1996,23(1):29-44

[25] 陳國(guó)俊,呂成福,王琪,等.珠江口盆地深水區(qū)白云凹陷儲(chǔ)層孔隙特征及影響因素[J].石油學(xué)報(bào),2010,31(4):566-572

CHEN G J,LV C F,WANG Q,et al.Characteristics of pore evolution and its controlling factors of Baiyun sag in deep-water area of Pearl River Mouth basin[J].Acta Petrolei Sinica,2010,31(4):566-572