吐哈盆地葡北地區(qū)“兩寬一高”地震勘探技術(shù)及應用效果

冉建斌,張藝山,李海銀,陳 佳,李文閣,邢紅閣,代 瑜

(1.中國石油 東方地球物理公司研究院,河北 涿州 072750； 2.北京大學 地球與空間科學院,北京 100871)

如今油氣勘探開發(fā)面臨的地質(zhì)問題越來越復雜,難度越來越大。為了更精確地識別巖性、斷塊和儲層,需要有更多、更密集的地震波“射線”穿越地下地層,得到更精細的地震資料。地震勘探也從常規(guī)三維勘探發(fā)展到“兩寬一高”三維勘探?！皟蓪捯桓摺笔侵笇挿轿弧掝l帶和高密度。寬方位是指三維排列的橫縱比大于0.6,寬頻帶是指采集的原始資料的頻寬由2～3倍頻程提高到4～5倍頻程,高密度是指小面元地震采集,炮道覆蓋密度大于100×104/km2以上,因此,“兩寬一高”地震勘探是通過大幅度提高空間波場的采樣密度,實現(xiàn)對地震波場的充分、均勻、對稱采樣,為提高地質(zhì)體疊前偏移成像、空間分辨率和油氣檢測精度奠定了資料基礎[1-4]。

2013年以來,東方地球物理公司采用帶道能力達到10萬道的G3i采集系統(tǒng)、KZ28LF低頻可控震源、數(shù)字化地震隊及實時質(zhì)量監(jiān)控等技術(shù)手段在準噶爾、塔里木、吐哈盆地及國外等區(qū)塊進行交替掃描、空間分離同步掃描、動態(tài)滑動掃描等可控震源高效采集,提高了野外安全和環(huán)保作業(yè)水平,大幅度降低了施工成本,提高了施工效率,推動了“兩寬一高”地震技術(shù)的發(fā)展和應用。隨著“兩寬一高”地震勘探技術(shù)的推廣,地震數(shù)據(jù)達到了上百個TB甚至幾個PB海量數(shù)據(jù),同時也給計算機能力、地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)及信息挖潛帶來前所未有的挑戰(zhàn)[5-9]。

為了滿足復雜斷塊、裂縫型儲層預測及油氣檢測等地質(zhì)研究的需要,針對海量的“兩寬一高”地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)也不斷發(fā)展,形成了“兩寬一高”地震資料的處理技術(shù)系列,主要包括：① 地震波場分方位特征分析與研究；② 基準面靜校正技術(shù)；③ 地震保幅處理技術(shù)(諧波干擾壓制、鄰炮干擾壓制、Q補償技術(shù)和寬頻地震處理技術(shù))；④ 井控提高分辨率技術(shù)；⑤ OVT域處理技術(shù)(OVT道集抽取、OVT域數(shù)據(jù)規(guī)則化、方位時差校正、OVT域疊前偏移)；⑥ GPU疊前偏移等技術(shù)[2,10-18]。

在“兩寬一高”地震資料處理基礎上,針對OVT域疊前偏移五維地震道集,集成開發(fā)了模板法OVT道集動態(tài)分析與疊加成像、OVT域多尺度和多方位地震屬性分析、OVT域AVO分析及OVT域方向各向異性分析方法,并據(jù)此構(gòu)建了一個完整的OVT域地震屬性分析流程,改善了OVT道集部分疊加效果,提高了OVT域地震屬性分析的效率,為實施多尺度分析、AVO分析、方位各向異性分析,進行儲層裂縫預測與流體識別提供了保障,提高了地質(zhì)目標識別的準確性[2,19-24]。

2014年10月,吐哈油田公司針對博格達山前巨厚沖積扇覆蓋區(qū)地下構(gòu)造形態(tài)難以落實和薄儲層預測不準的問題,在葡北-葡萄溝老油田區(qū)實施了滿覆蓋面積301 km2“兩寬一高”地震勘探。本文以葡北“兩寬一高”三維工區(qū)為研究范圍,通過疊前時間偏移、OVT域時間偏移、深度域速度建模及各向異性疊前深度偏移研究處理,準確落實地下圈閉的構(gòu)造形態(tài)；以高精度層序地層學為指導,在三級層序格架對比的基礎上,對含油氣層段侏羅系七克臺和三間房組進行旋回層序劃分對比,利用三維地震數(shù)據(jù)體的幾何地震屬性分析技術(shù)、寬頻地震反演技術(shù)及油氣檢測等技術(shù)手段對含油氣層段進行構(gòu)造精細落實和儲層預測,在油氣藏成藏規(guī)律的分析的基礎上,提供鉆探部署建議。鉆探結(jié)果表明本文所采用的技術(shù)方法較好地解決了地質(zhì)問題,所獲得的地質(zhì)認識符合地下地質(zhì)規(guī)律,是一個利用“兩寬一高”地震勘探技術(shù)最終在老油區(qū)獲得油氣新發(fā)現(xiàn)的成功實例,對類似地質(zhì)條件的探區(qū)具有較高的借鑒意義。

1 地質(zhì)及勘探概況

研究區(qū)位于吐哈盆地臺北凹陷西部弧形帶,南臨勝南次凹,北依博格達山,東與勝北次凹相連,西與布爾加凸起相接,研究區(qū)在中南部跨越火焰山西段,面積約500 km2。目前在該區(qū)已相繼發(fā)現(xiàn)了葡北、葡萄溝、神泉、吐魯番和雁木西5個油田,形成了侏羅系(J2x,J2s,J2q)、白堊系和古近系5個含油氣層系的復合油氣聚集區(qū)帶。該弧形構(gòu)造帶是在西部布爾加凸起的控制下形成的古弧形構(gòu)造帶,形成于印支期—早燕山期,改造和定型于喜馬拉雅期。該區(qū)帶油氣成藏烴源巖主要是勝北次凹中-下侏羅統(tǒng)水西溝群煤系烴源巖和七克臺組湖相烴源巖,兩套烴源巖持續(xù)演化,高效排烴,為圈閉成藏提供了良好的物質(zhì)基礎。油氣以斷裂系統(tǒng)、儲層和不整合面為運移通道,但以不整合面運移為主。喜馬拉雅期是本區(qū)的主要成藏期[25-32]。

據(jù)葡北22、葡14和葡19井鉆探可知,葡北地區(qū)缺失三疊系地層沉積,侏羅系直接覆蓋在下二疊統(tǒng)火成巖之上。臺北凹陷在侏羅紀以后成為吐哈盆地的沉積中心,可分成4個三級層序10個體系域。早中侏羅世由南而北依次發(fā)育河流、沼澤和湖泊相沉積,中侏羅世由南而北主要發(fā)育辮狀河三角洲和湖泊相沉積,中晚侏羅世由南而北則依次發(fā)育辮狀河三角洲、湖泊和扇三角洲相沉積。其中沼澤相煤層和較深湖相泥巖是良好的烴源巖,辮狀河三角洲、扇三角洲和河道砂體是物性較好的儲層,湖相泥巖是有利的蓋層,它們在垂向上構(gòu)成了有利的生儲蓋組合[33-35]。

受季節(jié)性洪水控制,研究區(qū)北部博格達山前形成了由多個沖積扇疊置的扇群沉積,葡北2井揭示了新近系和第四系近1 800 m的砂礫巖沉積,工區(qū)地勢整體北高南低,東高西低,相對高差約700 m。在工區(qū)東部有火焰山西段的侏羅系古近系和新近系砂巖、泥巖出露區(qū)[36]?；鹧嫔轿鞫螞_溝發(fā)育,溝壑縱橫,是北部沖積物持續(xù)向南輸送的通道,在火焰山溝壑南部出口處發(fā)育了由多個小型沖積扇橫向疊置的扇群,研究區(qū)地表結(jié)構(gòu)較復雜。

研究區(qū)三維地震勘探起始于1996年實施的葡北三維,之后又相繼在2001—2011年相繼采集了火西、勝北寬方位、葡萄溝等5塊三維,地震勘探程度較高。目前區(qū)內(nèi)已鉆井700口井,其中探井、評價井100余口,探明石油地質(zhì)儲量2 028×104t,探明率44.9%,勘探程度較高。

2 “兩寬一高”觀測系統(tǒng)設計

2014年10月吐哈油田在葡北地區(qū)采集了“兩寬一高”地震資料,地震資料采用了G3i采集系統(tǒng),交替掃描采集,由BV620LF低頻可控震源2臺1次激發(fā),線性升頻,掃描頻帶為1.5～96 Hz,掃描長度16 ms,2 ms采樣,驅(qū)動幅度65%,由于該區(qū)屬于低信噪比地區(qū),接收方式1串10只檢波器面積組合接收,橫縱比為0.75,覆蓋次數(shù)為768次,面元尺寸為20 m×20 m；老資料(2007年)也采用可控震源6臺1次激發(fā),激發(fā)頻帶為8～96 Hz,采用了2串20只檢波器面積組合接收,面元尺寸為20 m×20 m,橫縱比為0.25,屬常規(guī)窄方位采集。本次采集的“兩寬一高”資料觀測系統(tǒng)的炮密度為老資料的2.5倍,道密度為11倍,接收線距為0.8倍,是真正的寬方位、寬頻帶、高密度三維地震采集(表1)。

3 “兩寬一高”處理技術(shù)及效果

由于“兩寬一高”三維資料與常規(guī)三維資料相比具有寬方位、寬頻帶、高密度特點和優(yōu)勢,在結(jié)合本區(qū)地質(zhì)需求和資料優(yōu)勢的基礎上,本區(qū)針對可控震源的處理技術(shù)主要包括模型約束層系靜校正、地震保幅處理、寬頻井控處理、OVT域偏移、地質(zhì)模型驅(qū)動速度模型建立和各向異性深度偏移等處理。

3.1 模型約束層系靜校正技術(shù)

靜校正是地震資料處理中的重要環(huán)節(jié),對于近地表條件存在較大差異的復雜地表區(qū),靜校正問題解決的好壞直接影響到資料處理的成敗。層析靜校正方法適合地形起伏大,近地表結(jié)構(gòu)復雜,速度變化劇烈的地區(qū),其局限性在于由于要進行射線追蹤,要求有精度較高的初始模型。

表1 “兩寬一高”三維和常規(guī)三維地震觀測系統(tǒng)對比Table 1 Comparison of parameters acquired from “2W1H” and conventional 3D seismic observations

本區(qū)在老資料區(qū)已有微測井控制點的基礎上進行加密,火焰山山體區(qū)采用常規(guī)微測井控制,西部戈壁礫石區(qū)采用長排列小折射；在速度、厚度異常的戈壁礫石區(qū)及應用二維大折射表層調(diào)查方法；工區(qū)平面上二維高密度表層大折射觀測段7條,每段長度2 km。小折射和微測井要求追蹤到的高速層速度在戈壁區(qū)不低于2 000 m/s,農(nóng)田區(qū)不低于1 800 m/s,大折射表層調(diào)查要求追蹤到的高速層速度是不低于3 000 m/s。

通過射線追蹤計算射線路徑和理論傳播時間與實際初至拾取時間比較,反復修改模型使觀測的初至時間與模型計算出的初至時間之差最小,逐步迭代建立近地表速度模型。經(jīng)模型約束層系靜校正后工區(qū)山體區(qū)高差劇烈變化引起的高頻靜校正問題得到較好解決,山體和逆掩斷層下盤地層反射波同相軸的連續(xù)性明顯提高,工區(qū)西部和山前堆積物由于速度不同引起的地震剖面下拉現(xiàn)象消失,中長波長靜校正問題解決較好(圖1)。

圖1 研究區(qū)疊前時間偏移地震老資料(a)與新資料(b)剖面對比Fig.1 Profile comparison of pre-stack time migration(PSTM) seismic data(a) and new seismic data(b) in the study area

3.2 地震保幅處理技術(shù)

由于“兩寬一高”資料能夠記錄更詳細的波場信息,所以噪聲的特征也表現(xiàn)得相對完整,尤其是面波干擾線性規(guī)律更強,同時也由可控震源采集方式帶來了能量強、頻帶寬的諧波干擾。本文主要采用分頻、分域、分階段去噪的思路逐步壓制噪音,通過地表一致性異常振幅壓制、自適應面波衰減技術(shù)、十字子集的疊前規(guī)則干擾壓制技術(shù)和高精度的拉東變換等去噪技術(shù)有效提高了地震資料的信噪比。

3.3 井控、寬頻處理技術(shù)

電纜測井、VSP和地面地震所表現(xiàn)的是不同尺度(分辨率)地下模型的彈性響應。井約束數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵是在地震資料處理的過程中要充分應用井信息,如聲波測井和VSP資料,從而得到能夠滿足精細儲層刻畫和油氣檢測的高分辨率、高保真的地震成果資料。具體包括以下兩個方面的內(nèi)容。

1) 從測井、VSP和地面地震資料提取地下介質(zhì)模型參數(shù)

綜合分析計算井點處的介質(zhì)參數(shù),如縱、橫波速度、衰減因子(Q)、VTI各向異性等參數(shù),通過如振幅、相位補償,反褶積、多次波壓制、各向異性疊前時間(深度)偏移成像等處理進一步提高地震資料分辨率和成像精度。

2) 基于震源掃描信號低頻補償

低頻信號具有良好的穿透性,其頻帶寬度對改善地質(zhì)目標的分辨率與信噪比具有重要的意義。主要是通過從實際地震資料中提取地震子波,零相位化后作為輸入子波；然后利用掃描信號生成理論地震子波,小相位化后作為期望輸出；利用兩者求取地震信號不同比例的低頻補償因子；最后對實際地震信號低頻部分進行的譜白化處理,從而達到對損失的低頻信號能量進行合理補償。

通過地震資料的井控和低頻補償技術(shù)處理后新三維資料與老資料相比地震頻帶明顯拓寬,由原來的12～55 Hz提高到3～60 Hz,新資料向低頻拓寬了2個倍頻程,向高頻段拓寬了5 Hz,具有了4.3個倍頻程的寬頻帶地震資料,為本區(qū)精確儲層描述和油氣檢測奠定了良好資料基礎(圖2)。

3.4 OVT域偏移技術(shù)

本區(qū)“兩寬一高”資料的橫縱比為0.75,是真正的寬方位資料,能夠更全面記錄地下的波場信息和照明引起的不均現(xiàn)象,所以針對“兩寬一高”資料的處理應該采取有針對性的、能體現(xiàn)寬方位特征的處理技術(shù),即OVT域的處理技術(shù),具體包括以下幾個方面。

1) OVT域道集抽取

OVT處理是一種對地震數(shù)據(jù)炮檢距和方位角屬性更加精細的劃分,一個OVT子集是全工區(qū)的一個單次覆蓋,炮檢距和方位角相對恒定,且任何兩個不同的OVT子集都具有不同的炮檢距和方位角范圍。在正交觀測系統(tǒng)為中,將整個觀測系統(tǒng)劃分為若干十字排列,在每一個十字排列內(nèi)可以按兩倍炮線距、兩倍檢波線距來確定一個小矢量片的范圍,顯然,這個矢量片的炮檢距和方位角的范圍完全由炮點和檢波點的相對位置決定。保持炮檢點的相對位置關(guān)系不變,遍歷所有的十字排列,即獲得覆蓋全工區(qū)的炮檢距和方位角相對恒定的OVT子集。

2) 數(shù)據(jù)規(guī)則化

三維數(shù)據(jù)規(guī)則化技術(shù)一般在共炮檢距域進行數(shù)據(jù)插值,由于計算插值因子所用的地震數(shù)據(jù)來自不同的方位,因此不能保證插值的效果。而理論上講在OVT域內(nèi),計算插值因子所用的區(qū)域內(nèi)的地震數(shù)據(jù)可以選用一個固定方位(或方位范圍),因而數(shù)據(jù)具有更好的相似性,插值因子求取更合理,可以取得更好的插值效果。經(jīng)過規(guī)則化處理的OVT子集,缺失道的現(xiàn)象得以消除,偏移距以及方位角的屬性也更加均勻,有利于后續(xù)的OVT偏移成像。

3) OVT域疊前時間偏移

OVT域偏移是在限定偏移距和方位角的前提下進行的偏移,與常規(guī)的共偏移距域偏移相比,能更好的提高偏移結(jié)果的精度。通過OVT域疊前偏移,可以獲得不同方位的偏移成果,每個成像點得到多個不同方位的成像數(shù)據(jù),可以用于AVA分析、裂縫檢測等。

圖2 研究區(qū)疊前時間偏移地震新資料(a1-a6)與老資料(b1-b6)倍頻程濾波剖面對比Fig.2 Comparison of octave filter profiles of PSTM seismic data(new)(a1-a6) and old seismic data(b1-b6)a1,b1. 1.5～3.0 Hz;a2,b2. 3.0～6.0 Hz;a3,b3. 6.0～12 Hz;a4,b4. 12～24 Hz;a5,b5. 24～48 Hz;a6,b6. 48～96 Hz

4) 方位時差校正

地震波在方位各向異性介質(zhì)中傳播時,不同方位的傳播速度不一致,從而導致偏移后的方位道集存在波浪形曲線形狀。快速度與慢速度可以通過方位集與模型道的時變互相關(guān)時差反演得出,然后按照加入了方位速度項的旅行時計算公式,完成對方位偏移距道集的方位時差校正。通過方位各向異性校正,原來道集隨方位角呈周期性變化的方位時差得以消除,道集更加平直,使得來自同一地層的反射能量可以更好的同相疊加,疊加后能量更加聚焦、偏移歸位更準確、資料分辨率進一步提高。

3.5 各向異性疊前深度偏移技術(shù)

速度建模是地震疊前深度偏移處理的核心,是處理解釋一體化解決復雜地質(zhì)問題的迭代過程,包括初始速度模型的建立與速度模型優(yōu)化迭代兩大環(huán)節(jié)。本區(qū)受Q—E巨厚沖積扇群的影響,淺層速度變化劇烈,造成時間域偏移結(jié)果構(gòu)造形態(tài)與地下構(gòu)造的真實形態(tài)完全相反,由于地震時間偏移速度場在縱向精細程度極低,應用層位約束變速成圖方法的構(gòu)造形態(tài)變化較大,導致與鉆探結(jié)果差異較大。因此,構(gòu)造不落實是制約本區(qū)油氣發(fā)現(xiàn)進程的一個重要因素。

本次深度偏移處理的速度構(gòu)建采用了與以往不同的速度建模方法。為了搞清淺層沖積扇厚度及橫向速度變化,在工區(qū)采集了200 km2高分辨率音頻電磁資料,在鉆井約束下通過電阻率反演及速度轉(zhuǎn)換建立了第四系地表至新近系葡萄溝組(N2p)的沖積扇速度模型,作為淺表層初始速度模型,中深層速度模型主要根據(jù)研究區(qū)130口井聲波測井建模得到,然后通過深度偏移垂向+沿層速度迭代逐步修正速度模型,最終利用網(wǎng)格層析和井約束各向異性參數(shù)迭代進一步提高速度建模精度。在此基礎上進行各向異性疊前深度偏移處理。通過各項異性疊前深度偏移后地震資料能夠反應地下構(gòu)造的真實面貌(圖3)。后續(xù)多口鉆井證實鉆井與地震預測深度誤差在10 m左右,為目標評價和井位部署提供了強有力的地質(zhì)依據(jù)。

4 地震綜合解釋及效果

4.1 層序劃分及對比

為了刻畫葡北“兩寬一高”三維區(qū)七克臺組和三間房組儲層砂體沉積特征,尋找有利的隱蔽性砂巖油氣藏提供證據(jù),以高分辨率層序地層學和儲層沉積學理論為指導[37-40],結(jié)合鉆井、測井及地震反射特征,在侏羅系識別出6個三級層序,建立了本區(qū)三級層序地層格架(圖4)。

圖3 研究區(qū)OVT域時間偏移(a)與各向異性疊前深度偏移(b)對比Fig.3 Comparison of PSTM in OVT domain(a) and anisotropic PSDM(b) in the study area

在一個完整三級層序基準面上升、下降的轉(zhuǎn)換面處發(fā)育了6個湖泛面,其中mfs4,mfs5和mfs6湖泛面在全區(qū)可以追蹤,mfs6湖泛面(J2q)是本區(qū)發(fā)育的一個最大湖泛面,為暗色泥巖與鈣質(zhì)粉砂巖界面,形成了全區(qū)性區(qū)域蓋層,該湖泛面在地震資料上表現(xiàn)為一個強連續(xù)反射,三維區(qū)可連續(xù)追蹤對比,可作為全區(qū)地層對比的標志層(圖4)。

圖4 研究區(qū)連井地震層序識別及對比剖面Fig.4 Well seismic sequence identification and correlation profile in the study area

SB1：(侏羅系底界)為二疊系火成巖與砂礫巖界面,在地震資料上表現(xiàn)為一區(qū)域不整合面。

SB2：為八道灣組煤層與砂泥巖界面,在地震資料上表現(xiàn)為較強連續(xù)反射。

SB3：為三工河組上部砂巖與泥巖界面,在地震資料上表現(xiàn)為較弱不連續(xù)反射,追蹤對比困難。

SB4：為西山窯組底部煤層與砂巖界面,地震資料為強連續(xù)反射。

SB5：為西山窯組上部砂巖與泥巖界面,地震資料上為中強不連續(xù)反射,追蹤對比較困難。

SB6：邊界為三間房大套向上變粗相序的砂巖與泥巖界面,地震資料上表現(xiàn)為較連續(xù)反射。

SB7：邊界為白堊系底礫巖與泥巖界面,該界面在區(qū)域上為角度不整合界面,在地震資料上表現(xiàn)為下剝上超強連續(xù)反射特征。

在三級層序格架控制的基礎上,通過井震對比在層序6上升半旋回內(nèi)進一步識別出兩個基準面上升半旋回四級層序界面,對應主要目的層七克臺組下部和山間房組頂部的兩個向上變細相層序。兩個四級層序的厚度為20～25 m左右,層序的底界面為強波峰反射,在全區(qū)可以較連續(xù)追蹤,為多井約束的地震儲層反演預測奠定了基礎。

4.2 構(gòu)造特征分析

應用多方位地震數(shù)據(jù)相干、斷層指數(shù)及曲率等構(gòu)造幾何屬性對本區(qū)的斷裂系統(tǒng)進行了精細刻畫,得出本區(qū)主要發(fā)育3組走向的斷裂：一組為受喜馬拉雅構(gòu)造運動南北擠壓應力作用下形成的近東西走向的火焰山和玉果大斷裂以及伴生斷裂；另一組為葡萄溝和玉果逆沖構(gòu)造帶向南推覆過程中,由于南北向擠壓應力的不均勻性形成了平面上呈北西-南東向雁行式展布的張扭性斷裂；第三組斷裂展布方向主要為北東-南西向,主要發(fā)育在葡北構(gòu)造帶與勝北次凹的過渡部位。本區(qū)對構(gòu)造格局具有控制性的火焰山斷裂為逆掩推覆斷裂,斷層上陡下緩,深部斷層沿八道灣組煤層滑脫,斷面逐漸消失,在橫向火焰山斷裂由東向西斷距逐漸消失,在研究區(qū)東部斷層沖出地表,在工區(qū)西部斷層消失在新近系桃樹溝組內(nèi)。

本區(qū)的構(gòu)造格局為印支、燕山和喜馬拉雅期構(gòu)造運動疊加的結(jié)果,印支和燕山構(gòu)造運動形成的構(gòu)造為南北走向,燕山運動末期火焰山斷裂還沒有發(fā)育,神東次凹與勝北次凹是一個凹陷；喜馬拉雅期火焰山斷裂形成、發(fā)育,構(gòu)造走向為東西向,導致統(tǒng)一凹陷解體,形成了火焰山構(gòu)造帶南北的兩個次凹,勝北次凹和神東次凹長期處于構(gòu)造的沉降區(qū),地層埋藏深度大,烴源巖熱演化程度高,是本區(qū)的主要油氣來源供給區(qū)。

根據(jù)現(xiàn)今主要含油層段侏羅系七克臺組底界的構(gòu)造展布特征將本區(qū)的構(gòu)造單元劃分為5個四級構(gòu)造單元(圖5)。① 神北構(gòu)造帶,位于火焰山斷裂下盤,構(gòu)造總體變現(xiàn)為由東向西的抬升的單斜,構(gòu)造類型主要由與火焰山斷裂平行的逆斷裂及次生斷裂相交形成的逆斷塊構(gòu)造組成。② 葡萄溝構(gòu)造帶,位于火焰山斷裂上盤,構(gòu)造類型主要由推覆背斜構(gòu)造和斷塊為主。③ 葡北構(gòu)造帶,位于葡萄溝推覆背斜帶的南部至玉果斷裂帶下盤,該構(gòu)造帶總體變現(xiàn)為由南向北傾末的大型鼻狀構(gòu)造,其構(gòu)造類型主要為低幅度的背斜、斷鼻和正斷層形成斷塊構(gòu)造。④ 玉果構(gòu)造帶,位于玉果斷裂的上盤,主要由玉果逆沖斷裂控制的斷背斜和斷塊構(gòu)造帶。⑤ 勝北次凹和葡西次凹,在葡萄溝、玉果和葡北3個正向構(gòu)造帶控制下,在葡北構(gòu)造帶兩翼發(fā)育的兩個負向構(gòu)造單元。葡西次凹埋深較淺,最大埋藏深度為海拔3 200 m,勝北次凹埋藏深度較大,最大埋藏海拔深度可達5 000 m以上。

4.3 儲層描述

目前,研究發(fā)現(xiàn)研究區(qū)的油氣藏都發(fā)育于七克臺組底部、三間房組和西山窯組頂部基準面上升半旋回的薄砂層中。其中七克臺組底部砂層單層最大厚度一般小于10 m,多為厚度5～7 m的薄砂層。巖性為灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、細砂巖及粗砂巖,電測解釋有效孔隙度為8.7%～18.8%,滲透率為(0.1～2)×10-3μm2,巖心分析有效孔隙度8.1%～19.4%,滲透率(0.05～0.98)×10-3μm2,屬中孔低滲型儲集層。三間房頂部砂層厚度較七克臺儲層略厚,但單層最大厚度一般也小于15 m電測解釋有效孔隙度為9.2%～15.6%,滲透率為(1～20)×10-3μm2；巖心分析有效孔隙度5.7%～19.3%,滲透率(0.1～25)×10-3μm2,屬中孔-中低滲型儲集層。西山窯頂部砂層單砂厚度一般為10～20 m,最厚可達30 m以上,孔隙度一般9.9%～19.8%,滲透率一般(0.6～7.88)×10-3μm2,屬中孔-中低滲型儲集層。

充分利用地震資料結(jié)合井資料進行儲層反演是目前儲層描述的關(guān)鍵技術(shù)。地下地層反射特征是由地下地質(zhì)界面阻抗變化決定的,波阻抗的差異和變化決定了地震反射的強弱和橫向變化規(guī)律,這是能否通過地震資料預測儲層變化的基礎。本區(qū)儲層預測是在測井曲線環(huán)境校正、標準化的基礎上,通過巖石物理模擬分析、儲層敏感參數(shù)分析得出：① 七克臺組砂、泥巖縱波阻抗幾乎沒有差異,值域完全重合,利用常規(guī)疊后反演難以預測該段砂層的分布；② 三間房到西山窯油藏儲層段,砂巖阻抗比泥巖阻抗低,值域范圍是分開的,地震的反射與砂泥界面有對應關(guān)系,可以利用疊后反演技術(shù)進行預測；③ 自然電位曲線能夠較好區(qū)分出七克臺組、三間房組砂、泥巖變化,運用自然電位曲線進行地震波形指示模擬、多屬性特征參數(shù)反演及地質(zhì)統(tǒng)計學反演可以進行儲層描述(圖6)；④ 通過疊前彈性參數(shù)統(tǒng)計分析認為,縱波類彈性參數(shù)對砂巖和泥巖難以有效區(qū)分,在橫波類彈性參數(shù)上砂巖的值域范圍比泥巖高,但仍有較大的重疊區(qū),橫波類彈性參數(shù)對砂泥巖識別比縱波類參數(shù)效果要好；⑤ 通過疊后油氣檢測低頻伴影法,能量比值法、譜分解法和疊前油氣檢測分析認為疊后低頻伴影法和譜分解法對該區(qū)的儲層油氣指示較高,與鉆井的吻合率可到60%,其他方法吻合率較低。

通過多種地震和測井聯(lián)合反演方法對七克臺組和三間房組油層段砂體儲層的預測認為：本區(qū)七克臺組和三間房組是物源來自東部布爾加凸起的辮狀河三角洲沉積體系,七克臺組和三間房組上部退積式辮狀河沉積砂體向玉果構(gòu)造帶和勝北次凹逐漸減薄至尖滅(圖7),圍繞葡北構(gòu)造帶南北向構(gòu)造軸部和兩翼的緩坡部位儲層較發(fā)育,是尋找隱蔽構(gòu)造+巖性油氣藏的有利部位。

圖6 研究區(qū)地震波形指示模擬自然電位曲線儲層反演剖面Fig.6 Reservoir inversion profile shown by seismic waveform indicator simulation SP curve in the study area

圖7 研究區(qū)三間房組上部砂體頂部構(gòu)造與砂體疊合圖Fig.7 Superimposition of top structure and sand body at the upper Sanjianfang Formation in the study area

4.4 成藏規(guī)律分析及鉆探效果

研究認為本區(qū)的油藏總體受構(gòu)造控制,油氣藏的主要類型為斷背斜、斷鼻和斷塊圈閉類型,局部發(fā)育構(gòu)造背景上的巖性油氣藏。通過油藏剖面分析、構(gòu)造的演化分析、砂體分布預測及綜合評價對本區(qū)的油藏聚集規(guī)律得出下列新認識。

1) 勝北次凹及神東次凹是本區(qū)主要的生油凹陷,玉果構(gòu)造帶、葡北斷背斜斷塊構(gòu)造帶及葡萄溝斷背斜構(gòu)造帶與臺北凹陷的主要生油凹陷勝北次凹和神東次凹相鄰,處于油氣運移的迎烴面上,是捕獲油氣的主要構(gòu)造帶單元,溝通烴源巖的斷裂系統(tǒng)是油氣運移的優(yōu)勢通道。

2) 本區(qū)發(fā)現(xiàn)的油氣藏基本上都分布在靠近勝北生油次凹一側(cè),翻越葡北構(gòu)造帶的脊線的西部斜坡區(qū)沒有獲得油氣的發(fā)現(xiàn)。在火焰山斷裂發(fā)育之前,即燕山期神東次凹與勝南次凹連為一體,屬于一個整體凹陷。因此,神東次凹形成的油氣沿著火焰山斷裂及下盤斷裂由東向西運移,在神北及勝南地區(qū)的高部位斷塊圈閉聚集。

3) 葡萄溝構(gòu)造帶、玉果構(gòu)造帶的構(gòu)造走向與葡北構(gòu)造帶走向基本垂直,呈現(xiàn)出“馬鞍”型結(jié)構(gòu),這種構(gòu)造結(jié)構(gòu)說明葡北構(gòu)造帶形成較早,主要形成于晚燕山期,構(gòu)造走向近南北向,而后期的喜馬拉雅運動的擠壓為南北向,兩期構(gòu)造的疊加形成了現(xiàn)今的構(gòu)造格局。這3個構(gòu)造帶的形成都與勝北次凹的烴源巖的排烴期相匹配,油氣成藏條件非常有利。

4) 目前西山窯組發(fā)現(xiàn)的油氣藏僅發(fā)育在葡北1號構(gòu)造的葡北20井區(qū)及玉果構(gòu)造帶,除玉果構(gòu)造帶外,本區(qū)西山窯組斷裂十分發(fā)育,并且儲層的物性較差,不利于油氣的保存,來源于水西溝群的油氣可能直接通過斷裂向上運移至三間房組和七克臺組的儲層中。

5) 葡北構(gòu)造帶脊部構(gòu)造巖性圈閉、東部斜坡區(qū)的巖性圈閉及火焰山斷裂下盤神北構(gòu)造帶的隱蔽構(gòu)造是尋找有利含油氣目標區(qū)。

在油藏成藏規(guī)律的指導下,圍繞葡北構(gòu)造帶的軸部斷鼻圈閉及東斜坡巖性圈閉進行了3輪井位部署(圖8)。首批鉆探的葡北23和葡北801井與地震預測的儲層基本吻合,但地震預測的七克臺組底界比鉆井揭示的淺了20 m左右,葡北23井在七克臺和三間房頂部砂體見到了良好油氣顯示,在三間房頂部砂體試油僅見到油花,認為葡北23井比葡北10井低了20 m,處于葡北油田油水界面以下,七克臺組所發(fā)現(xiàn)的20 m砂層電測解釋為含油水層,鑒于葡北地區(qū)油層為高阻油層的特點,認為是水層,沒有試油。葡北801井在三間房組頂部砂層試油獲得了日產(chǎn)6方油和4 000 m3的天然氣,在葡北801獲得油氣后,在斷鼻圈閉的高部位部署10多口開發(fā)井均獲得了日產(chǎn)油20 m3,進一步擴大了葡4油藏的含有面積。

隨著23井鉆探的“失利”,圈閉目標的尋找由葡北構(gòu)造帶的軸部轉(zhuǎn)向葡北構(gòu)造帶的東部斜坡區(qū)。第二輪部署的葡北24在三間房頂部砂體見到熒光顯示,測井解釋為水層,葡北701井在七克臺和三間房砂體均未顯示,位于葡北801井西部的葡405三間房組砂體試油為水層。通過構(gòu)造深度及儲層預測結(jié)果分析認為這三口井地震預測的構(gòu)造深度和儲層結(jié)果與鉆井誤差較小,但3口井均未獲得油氣發(fā)現(xiàn)。

在上述3口井失利后,該區(qū)的勘探及滾動評價陷入了進退兩難的境地。通過新鉆井加入的深度偏移速度模型的不斷迭代偏移和油藏成藏規(guī)律的不斷認識,認為造成葡北24井、葡北701和葡405失利的主要原因是砂體尖滅點和圈閉不落實,沿葡北構(gòu)造帶軸部仍是尋找油氣突破的有利區(qū)域。應用新一輪的深度偏移資料在葡北2井東部落實了一個三間房組具有鼻狀構(gòu)造背景大型巖性圈閉(圈閉面積8 km2),部署了葡北25井(圖7,圖8),葡北25井鉆探后,地震預測三間房頂界深度與鉆井深度絕對誤差為1 m,預測的三間房儲層與鉆井吻合,經(jīng)測井解釋為含油水層,3 mm油嘴試油后獲得了自噴日產(chǎn)20方油,基于對葡北25井三間房油層的認識,認為葡北23井七克臺組20 m砂巖與葡北25井三間房組油藏具有類似的低阻油藏的特征,試油后獲得了日產(chǎn)油20m3。葡北25井的突破是地質(zhì)問題導向深度偏移速度建模精度不斷提高,偏移成像結(jié)果不斷接近地下真實地質(zhì)情況的結(jié)果。

葡北25和葡北23井獲得突破后,在葡北23和葡北25斷鼻圈閉及東部砂體分布區(qū)又部署了葡北201、葡北202和葡北106評價井及探井葡北26井在三間房頂部砂體和七克臺地部砂體均獲得了日產(chǎn)20噸高產(chǎn)油氣流,目前在葡北106北部低部位又部署了葡北108井,展示出與葡北油田連片的趨勢,預測含油氣面積11 km2,是繼發(fā)現(xiàn)葡北油藏20年以來在老油區(qū)取得的又一重大油氣突破,也是“兩寬一高”地震勘探技術(shù)在吐哈油田高成熟勘探區(qū)塊不斷技術(shù)創(chuàng)新應用的結(jié)果。

5 結(jié)論

1) 針對吐哈油田復雜地表條件,“兩寬一高”地震勘探對進一步解決靜校正、復雜構(gòu)造成像和砂體識別等方面明顯優(yōu)于老資料,為吐哈探區(qū)油氣勘探開發(fā)提供了強有力的技術(shù)支撐。

圖8 研究區(qū)七克臺組和三間房組井位部署Fig.8 Well locations in the Qiketai and Sanjianfang Formations in the study area

2) 通過地質(zhì)問題導向的高精度音頻電磁反演、聲波測井和地層層位約束的深度偏移初始速度場建立、速度模型的迭代、優(yōu)化和各向異性疊前偏移,深度偏移的地震資料較準確反應了地下地質(zhì)體的真實形態(tài),為本區(qū)油氣突破奠定基礎。

3) 本區(qū)侏羅系發(fā)育6個三級層序和6個湖泛面,其中七克臺組上部的湖泛面是全區(qū)最大湖泛面,并形成了七克臺組以下油氣藏的區(qū)域蓋層,可作為全區(qū)地層對比的標志層。七克臺組和三間房組頂部油藏位于2個連續(xù)基準面上升半旋回的底部,儲層和蓋層配置優(yōu)越,成藏條件有利。

4) 本區(qū)七克臺組和三間房組儲層屬于物源來自西部布爾加凸起的辮狀河三角洲沉積,在葡北構(gòu)造帶西翼和軸部發(fā)育,向勝北次凹和玉果構(gòu)造帶減薄至尖滅,葡北構(gòu)造帶北端與玉果構(gòu)造帶結(jié)合部及葡北構(gòu)造帶東部斜坡是尋找含油氣圈閉的有利區(qū)。

5) 本區(qū)構(gòu)造具有“四帶、兩凹”的特點,油氣藏分布受構(gòu)造格局控制明顯,主要沿構(gòu)造帶的脊線部位聚集,斷裂系統(tǒng)是油氣運移的主要途徑。

6) 發(fā)揮了“兩寬一高”地震資料的優(yōu)勢,基于方位道集的構(gòu)造幾何屬性精細識別了本區(qū)的精細斷裂系統(tǒng),多種地震寬頻帶地質(zhì)模型儲層反演技術(shù)較準確識別和預測了儲層的變化,為本區(qū)油氣突破提供了有利的地質(zhì)依據(jù)。