迪那2氣田斷裂再認識及其對水侵的影響研究

崔青雯 許建華 李海豐 管亞倫

1.西安石油大學地球科學與工程學院，中國·陜西 西安 710065

2.中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司研究院庫爾勒分院，中國·新疆 庫爾勒 841000

1 引言

迪那2 氣田位于庫車坳陷秋里塔格構(gòu)造帶，緊靠天山南麓，是西氣東輸?shù)闹髁馓?。氣田地形復雜，地表高差較大，總體看來工區(qū)地形北高南低。工區(qū)東北部和西部為高大復雜山體分布區(qū)，局部傾角較大；中部為第四系礫石覆蓋區(qū)；南部為戈壁礫石區(qū)。近年來，迪那氣田見水井增多，水侵形勢嚴峻，為減少水侵對氣藏高效開發(fā)的影響，開展斷裂精細識別、總結(jié)斷裂發(fā)育規(guī)律及其對水侵的影響勢在必行。

目前，對于低信噪比的山前資料缺少有效的斷裂研究手段，制約了迪那氣田精細開發(fā)以及水侵特征分析，為迪那氣田綜合治理帶來巨大的挑戰(zhàn)。因此，如何結(jié)合迪那氣田地震資料的特征，通過斷裂識別方法的優(yōu)選來提高迪那氣田斷裂識別的精度，是迪那氣田斷裂研究過程中十分重要的問題。

2 迪那氣田斷裂識別的難點

目前，迪那氣田斷裂精細刻畫主要面臨三個問題：

第一，地震資料南、北兩翼信噪比低、地震資料成像差、干擾嚴重導致斷裂無法識別，如圖1 所示。

圖1 迪那氣田古近系蘇一段頂面三維地震剖面對比圖

第二，構(gòu)造高部位地震資料品質(zhì)較好，但受限斷裂識別方法，構(gòu)造高部位斷裂的識別精度低，無法滿足氣藏精細開發(fā)的要求。

第三，地震資料處理過程中，由于速度不合理造成的線性干擾，嚴重干擾了構(gòu)造北部斷裂識別[1]。

3 斷裂精細刻畫

3.1 斷裂識別方法

3.1.1 正逆斷層理論區(qū)分

在高品質(zhì)地質(zhì)資料基礎上，開展對斷裂的深入細化研究。但正、逆斷裂識別及微斷裂組合的識別存在多解性，細微的斷裂很難準確把控，需開展正、逆斷裂差異性分析及微斷裂組合方法研究。

迪那2 氣田整體為斷層轉(zhuǎn)折褶皺，逆沖斷層從深部向淺部逐漸延展的過程中，地層在下伏斷層膝折部位運動形成背斜。通常在背斜的發(fā)育過程中，巖層中間有一個既無拉伸也無壓縮的無應變面叫中和面。在中和面的上部是受到拉伸線應變的一個容易形成正斷層的張性環(huán)境，下部是受到擠壓線應變的一個容易形成逆斷層的擠壓環(huán)境[2]。成因的不同也會造成正、逆斷層在空間展布規(guī)律、地層接觸關系上的一些不同，如圖2 和圖3 所示。

圖2 正、逆斷層在空間展布規(guī)律上的區(qū)別

圖3 正、逆斷層在地層接觸關系上的區(qū)別

3.1.2 井震結(jié)合

在明確正逆斷層差別的基礎上，我們將地震與測井結(jié)合開展斷裂精細識別工作，使得斷層識別的可靠性增強。我們以某井為例，在之前的三維地震剖面解釋方案中，該井旁無斷層穿過。但在本次研究過程中，結(jié)合測井資料顯示該井在古近系蘇維依組存在35m 的地層缺失，如圖4 所示。此外，結(jié)合新地震資料上斷裂特征響應，推斷此井有正斷層穿過[3]。

圖4 井2 鉆遇正斷裂

3.1.3 多屬性融合

在斷裂的解釋過程中，使用多屬性處理及螞蟻體聯(lián)合迭代斷裂識別輔助斷裂的精細解釋，同樣可以提高斷裂識別的可靠性。將原始數(shù)據(jù)體經(jīng)過構(gòu)造導向濾波處理后增強斷裂特征響應，其后提取afe 相干屬性做螞蟻體斷裂追蹤提高識別精度，再用F-K 濾波去除南北兩翼高陡地層的雜亂干擾。經(jīng)過多屬性聯(lián)合解釋分析后的斷裂屬性體兩翼斷裂分布清晰，構(gòu)造高點位置的識別精度高，如圖5 所示[4]。

3.2 研究斷裂展布規(guī)律

在山前復雜構(gòu)造區(qū)構(gòu)造建模思想指導下，針對迪那氣田地震資料進行解釋性處理，通過對地震數(shù)據(jù)體進行傾角掃描及構(gòu)造導向濾波后進行屬性優(yōu)選。在屬性優(yōu)選的基礎上，將螞蟻體引入斷裂識別的過程中，提高了斷裂刻畫的精細度。

除此之外，在斷裂的三維地震剖面解釋中，通過斷裂分級對剖面斷層精細解釋，將迪那2 氣田的斷層總體分為了三級。在平面上斷層整體走向呈南西-北東向。一級斷層控制構(gòu)造南北兩翼；二級斷層斷穿整個儲層段的斷層，在構(gòu)造南北兩翼緊緊伴隨一級斷層發(fā)育逆斷層，在構(gòu)造主體部位則發(fā)育正斷層；三級斷層主要分布在構(gòu)造的主體部位，走向呈南西-北東向以及近東西向為主[5]。

通過對斷裂規(guī)律的進一步研究分析得知迪那2 氣田有三條正斷層發(fā)育帶（見圖6），分別是位于構(gòu)造高點西部的地塹帶（見圖7）、位于構(gòu)造北部的北翼正斷層帶以及構(gòu)造南部的南翼正斷層帶（見圖8）。

圖6 迪那氣田古近系蘇一段頂面斷裂系統(tǒng)圖

圖7 地塹正斷層發(fā)育帶剖面示意圖

圖8 南翼正斷層帶發(fā)育帶剖面示意圖

4 斷裂對水侵的影響

迪那2 氣田依據(jù)對見水模式的分析總結(jié)分為了底水沿斷裂上竄橫侵型以及邊水非均勻推進型。三條正斷層發(fā)育帶內(nèi)均有斷穿氣水邊界的正斷層組合發(fā)育，斷裂作為運移通道，聯(lián)通了下部底水，發(fā)生水侵，為底水沿斷裂上竄橫侵型。氯根出現(xiàn)異常后緩慢平穩(wěn)上升，見水后產(chǎn)水量低、產(chǎn)氣量穩(wěn)定，控制產(chǎn)量可抑制氯根及產(chǎn)水量的上升速度，如圖9所示[6]。

圖9 井1 氯根含量變化圖

正斷層發(fā)育帶之外，水侵模式為邊水非均勻推進型。見水井井旁均無斷穿氣水邊界的大斷層發(fā)育，庫姆格列木群二段底水上竄的可能性小。并且在見水前，長期低氯根生產(chǎn)、見水后氯根階梯上漲，顯示不同層段非均勻推進的水侵特征，如圖10 所示[7]。見水后產(chǎn)氣量快速遞減、后期產(chǎn)水量高，控制產(chǎn)量不能抑制氯根上升。

圖10 井2 氯根含量變化圖

5 結(jié)論

利用迪那2 氣田重新處理后的資料，通過深入分析正、逆斷裂的區(qū)別以及利用井震結(jié)合和多屬性融合的斷裂識別方法確定了新的微斷裂組合模式。并在進一步研究后總結(jié)出了三條正斷層發(fā)育帶，分別為地塹帶、北翼正斷層帶和南翼正斷層帶。三條正斷層發(fā)育帶具有不同的水侵特征，在三條正斷層發(fā)育帶內(nèi)為底水沿斷裂上竄橫侵型，在三條正斷層發(fā)育帶外為邊水非均勻推進型。依據(jù)兩種水侵模式，研究得知其對控產(chǎn)抑制氯根上升的動態(tài)特征差異，為迪那2 氣田開發(fā)方案的調(diào)整以及見水綜合治理明確了思路和方向。