海拉爾盆地烏爾遜凹陷巖性目標(biāo)研究

李 超，劉劍倫，孫庭斌，丁瓊濤，王貴艷

（東方地球物理勘探責(zé)任有限公司研究院地質(zhì)研究中心，河北涿州 072750）

烏爾遜凹陷是海拉爾盆地貝爾湖坳陷帶上的大型斷陷之一，是盆地內(nèi)最重要的油氣發(fā)現(xiàn)區(qū)之一。烏爾遜凹陷呈南北向展布，西以烏西斷裂與嵯崗隆起為界，東側(cè)與巴彥山隆起超覆過渡，呈西斷東超的構(gòu)造格局，屬典型的箕狀斷陷[1—2]。凹陷內(nèi)部發(fā)育南、北2個(gè)繼承性次凹。下白堊統(tǒng)南屯組即是最主要的生油層也是主要的勘探目的層，按照巖石組合自下而上分為南屯組一段和南屯組二段。

經(jīng)過多年勘探，凹陷主體構(gòu)造帶已基本探明，已進(jìn)入全面精細(xì)勘探和挖潛階段，勘探對(duì)象也由構(gòu)造油藏轉(zhuǎn)為巖性油藏、復(fù)合油藏等。本文以烏南次凹南二段為研究對(duì)象，探索了巖性油藏目標(biāo)的刻畫與研究。

1 研究思路

開展巖性目標(biāo)刻畫首先要落實(shí)巖性體可能發(fā)育的沉積背景。因此首先通過層序地層劃分落實(shí)巖性體可能發(fā)育的準(zhǔn)層序組，在此基礎(chǔ)上開展沉積背景分析落實(shí)古地貌，明確坡折帶與輸砂溝槽的分布特征，然后利用地震正演模擬，確定巖性體地震響應(yīng)特征，在此基礎(chǔ)上通過地震屬性及反演等手段在坡折帶之下尋找刻畫重力流滑塌體巖性目標(biāo)，沿溝槽尋找分流河道砂體巖性目標(biāo)，最后再利用油氣檢測(cè)方法落實(shí)有利砂體分布范圍，并通過綜合評(píng)價(jià)提出最終勘探部署意見。

2 巖性目標(biāo)刻畫研究

2.1 層序地層格架建立

烏爾遜凹陷南屯組可劃分為南一段和南二段2個(gè)三級(jí)層 序[3]。針對(duì)本次研究目的層南二段開展四級(jí)層序劃分。四級(jí)層序具有與三級(jí)層序相似的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和邊界特征，但其規(guī)模較小、分布也較局限。四級(jí)層序的沉積旋回是凹陷內(nèi)可追蹤對(duì)比的沉積旋回，其旋回性主要體現(xiàn)在凹陷內(nèi)部巖性旋回的組合上，是由可容空間變化所形成的若干成因上有聯(lián)系的準(zhǔn)層序組疊置而成的地層單元。

綜合利用巖芯、錄井、測(cè)井以及地震等資料，確立了四級(jí)層序劃分方案，烏爾遜凹陷南屯組二段四級(jí)層序界面具有以下標(biāo)志特征[4]：①剝蝕、暴露證據(jù)，如烏37井，SB2界面下部為沖刷面，界面之上為粗砂巖，界面之下為泥巖，呈突變接觸；②巖性組合特征，界面上下巖石粒度發(fā)生變化，如烏34井SB3在界面上，巖石粒度向下突然變粗；砂巖層數(shù)增多；③測(cè)井響應(yīng)特征，界面上下曲線幅值發(fā)生明顯突變，如烏34-1井SB2界面（圖1）；④地震反射特征，界面上下存在明顯的上超、削截反射特征。以此為特征將南二段劃分為3個(gè)四級(jí)層序，并根據(jù)基準(zhǔn)面旋回理論，以最大湖泛面為界進(jìn)一步將四級(jí)層序劃分為基準(zhǔn)面上升半旋回單元和基準(zhǔn)面下降半旋回 單元。

圖1 烏爾遜凹陷南次凹連井層序劃分剖面

根據(jù)層序劃分及鉆探情況，砂體主要分布在各四級(jí)層序上升半旋回的底部和下降半旋回的頂部，本文以SQ2層序的下降半旋回為研究對(duì)象，論述巖性目標(biāo)刻畫的研究方法。

2.2 沉積背景分析

古地貌研究既可以揭示物源區(qū)和沉積區(qū)、沉積中心的空間關(guān)系，也可以揭示沉積物的搬運(yùn)路徑，進(jìn)而預(yù)測(cè)富砂沉積體系的分布和儲(chǔ)集砂體的類型[5]。烏爾遜凹陷南次凹南二段沉積前古地貌反映烏南次凹緩東部坡帶域發(fā)育坡折帶，該坡折帶是由順向同沉積斷裂所控制而形成的構(gòu)造坡折帶。

受多級(jí)順向斷階的控制，地形坡度相對(duì)較緩，砂體搬運(yùn)距離較遠(yuǎn)，沉積砂體粒度較小，在靠近洼槽邊緣的斷坡帶上，辮狀河三角洲前緣砂體由于受重力流滑塌、濁流等作用易形成湖底扇或濁積砂體[6]，烏34井在SQ2層序的下降半旋回已經(jīng)鉆探到濁積砂體，證實(shí)在烏南次凹坡折帶之下是湖底扇或濁積砂體發(fā)育的有利場(chǎng)所，是開展巖性目標(biāo)搜索的目標(biāo)區(qū)之一。

除坡折帶外，南二段沉積前古地貌反映還發(fā)育大量的古溝槽，這些古溝槽作為物源輸送的良好通道，既可能是河道砂體卸載的區(qū)域，在其前端也可能是湖底扇發(fā)育的有利區(qū)域，因此巖性目標(biāo)刻畫的另一方向即是沿古溝槽的走向來尋找?guī)r性體。以烏南次凹南部某局部區(qū)塊為例，SQ2層序的下降半旋回古地貌（圖2）顯示在區(qū)塊西北部發(fā)育坡折帶，在西南部發(fā)育大型溝槽，因此這2個(gè)區(qū)域即為SQ2層序的下降半旋回巖性目標(biāo)搜尋刻畫的目標(biāo)區(qū)域。

圖2 目標(biāo)區(qū)SQ2層序下降半旋回古地貌圖

2.3 正演模擬分析

在鎖定巖性搜索目標(biāo)區(qū)之后，為落實(shí)巖性體地震響應(yīng)特征以開展地震解釋工作，進(jìn)行了地震正演模擬分析，利用聲波測(cè)井曲線建立速度模型，通過地震頻譜分析得到目的層段地震視主頻，以此為基礎(chǔ)開展正演模擬分析，正演分析表明砂體的地震響應(yīng)特征為強(qiáng)振幅波峰反射，砂體厚度越大，地震反射頻率越低，正演分析結(jié)論與實(shí)際地震資料吻合度較高。由于目標(biāo)區(qū)距離物源較遠(yuǎn)，整體上為泥包砂的沉積特征，砂地比相對(duì)較低。在這種背景下，砂巖與泥巖的波阻抗差異較為明顯，因此砂巖的地震響應(yīng)特征應(yīng)該為強(qiáng)振幅波峰反射。正演結(jié)論符合地質(zhì)背景。

2.4 巖性體追蹤刻畫

明確了目標(biāo)區(qū)巖性體的地震響應(yīng)特征之后，利用地震屬性或地震切片在目標(biāo)區(qū)進(jìn)行掃描，初步落實(shí)巖性體地震強(qiáng)振幅的分布范圍，然后分別通過人工拾取和三維可視化種子點(diǎn)自動(dòng)追蹤技術(shù)對(duì)目標(biāo)巖性體進(jìn)行追蹤解釋（目標(biāo)巖性體強(qiáng)振幅反射中某一點(diǎn)的屬性值為特征值，按照設(shè)定的追蹤方向和追蹤半徑等參數(shù)，通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)追蹤）。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合地震屬性分析和地震波阻抗反演最終準(zhǔn)確落實(shí)巖性體的分布范圍和特征。

2.5 有效砂體落實(shí)

巖性體分布特征落實(shí)之后，為明確有效砂體的分布范圍即含油氣砂體的分布范圍，采用了油氣檢測(cè)方法對(duì)已落實(shí)的砂體進(jìn)行分析。利用地震資料直接開展含油氣檢測(cè)的基本原理是：當(dāng)儲(chǔ)層巖石孔隙中含有石油或天然氣時(shí)，地震波引起流體與巖石顆粒之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，巖石含油氣后使其固有頻率降低，油氣與地震波低頻共振使低頻段能量加強(qiáng)，高頻成分衰減、吸收，能量減弱[7]。

對(duì)目標(biāo)區(qū)內(nèi)鉆井的過井地震剖面目的層段頻譜分析發(fā)現(xiàn)，油井的頻譜相對(duì)干井的頻譜在高頻端明顯減弱，在低頻端明顯增強(qiáng)，這種現(xiàn)象符合油氣檢測(cè)的原理，因此應(yīng)用油氣檢測(cè)分析方法在該區(qū)預(yù)測(cè)含油砂體分布范圍是可行的。最終通過油氣檢測(cè)分析落實(shí)了砂體的有效分布范圍。

3 結(jié)束語

海拉爾盆地烏爾遜凹陷已進(jìn)入高成熟勘探階段，巖性油氣藏勘探的重要性日趨明顯，也是實(shí)現(xiàn)油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域之一。應(yīng)用上述方法在烏爾遜凹陷南次凹落實(shí)了多個(gè)巖性圈閉，結(jié)合對(duì)巖性圈閉的油氣成藏條件綜合分析優(yōu)選了一批勘探目標(biāo)，為烏爾遜凹陷巖性勘探奠定了基礎(chǔ)。目前，已完鉆井見到了良好的效果，表明烏爾遜凹陷巖性油藏具有較大勘探的潛力。