深層縫洞體地震特征提取與能量脊線追蹤

摘要： 塔里木盆地富滿油田FY1 井區(qū)奧陶系深層縫洞型油氣藏內(nèi)部?jī)?chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，鉆井鉆進(jìn)過(guò)程中的漏失井段主要以裂縫—孔洞型儲(chǔ)層為主，放空井段主要以孔洞型—洞穴型儲(chǔ)層為主，需要針對(duì)性地在空間刻畫(huà)不同尺度斷裂破碎體。為此，基于前人研究成果，以走滑斷裂破碎空腔在地震剖面上呈非均質(zhì)、強(qiáng)能量的特征為切入點(diǎn)，提出了深層縫洞體地震特征提取與能量脊線追蹤方法，通過(guò)改進(jìn)的方位扇區(qū)約束貪婪算法追蹤縫洞體非均質(zhì)能量脊線，以落實(shí)斷裂破碎構(gòu)造的核帶結(jié)構(gòu)或柵狀結(jié)構(gòu)特征。具體步驟為：①地震資料預(yù)處理?；诘卣饠?shù)據(jù)進(jìn)行地層傾角掃描和構(gòu)造層位解釋等預(yù)處理。②非均質(zhì)能量脊線追蹤。提取非均質(zhì)地震信息，結(jié)合精細(xì)井震標(biāo)定結(jié)果確定有效均方根振幅屬性值域與數(shù)據(jù)截?cái)?，再基于閾值截?cái)嘧粉檾?shù)據(jù)、識(shí)別非均質(zhì)能量脊線。③鉆井校驗(yàn)與分析。結(jié)合精細(xì)標(biāo)定結(jié)果，分析非均質(zhì)能量脊線數(shù)據(jù)與鉆井、測(cè)井和累計(jì)產(chǎn)液量等數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，以確認(rèn)不同尺度的斷裂識(shí)別結(jié)果。應(yīng)用實(shí)例表明，F(xiàn)Y1 井區(qū)深層縫洞體非均質(zhì)能量脊線識(shí)別結(jié)果與鉆具放空、泥漿漏失等匹配率達(dá)到98. 5%，可有效揭示優(yōu)質(zhì)縫洞儲(chǔ)層空間發(fā)育位置并支撐井位部署。

關(guān)鍵詞： FY1 井區(qū)，深層縫洞體，貪婪算法，非均質(zhì)能量脊線

中圖分類號(hào)：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10. 13810/j. cnki. issn. 1000‐7210. 2024. 05. 017

0 引言

塔里木盆地深層—超深層蘊(yùn)藏著豐富的石油、天然氣資源，碳酸鹽巖縫洞型油氣藏是重點(diǎn)勘探、開(kāi)發(fā)領(lǐng)域之一[1‐2]。近年來(lái)，中國(guó)陸上最大超深層海相碳酸鹽巖油田—— 富滿油田在走滑斷控油氣藏勘探、開(kāi)發(fā)中取得顯著成效。勘探、開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明，不同尺度走滑斷裂破碎作用控制儲(chǔ)層規(guī)模和油藏富集特征[3]。利用地球物理方法進(jìn)一步揭示縫洞儲(chǔ)層的非均質(zhì)性空間分布特征，對(duì)落實(shí)油氣藏特征具有重要意義。

鉆井?dāng)?shù)據(jù)表明，塔里木盆地富滿油田FY1 井區(qū)奧陶系深層縫洞型油氣藏內(nèi)部?jī)?chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，已在一間房組獲得高效建產(chǎn)、鷹山組2 段獲得油氣發(fā)現(xiàn)。鉆井鉆進(jìn)過(guò)程中的漏失井段主要以裂縫—孔洞型儲(chǔ)層為主，放空井段主要以孔洞型—洞穴型儲(chǔ)層為主。自FY1 井區(qū)油氣發(fā)現(xiàn)以來(lái)，實(shí)現(xiàn)了勘探持續(xù)突破，向南、向西、向東不斷發(fā)現(xiàn)含油區(qū)域，表明該區(qū)具備巨大勘探、開(kāi)發(fā)潛力。開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明，區(qū)內(nèi)存在不同斷裂破碎主體控制不同油藏單元、次級(jí)斷裂產(chǎn)能差異明顯等矛盾，需要針對(duì)性地在空間刻畫(huà)不同尺度斷裂破碎體。

前人利用錯(cuò)格虛譜法模擬礁、灘相儲(chǔ)層的地震波場(chǎng)特征[4]，利用雙重孔隙介質(zhì)波傳播方程認(rèn)識(shí)非飽和巖石的縱波頻散與衰減特征[5]，利用非均質(zhì)天然氣藏的巖石物理模型特征反演含氣飽和度等[6] ，從不同維度描述了儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征。然而，針對(duì)塔里木盆地奧陶系深層—超深層海相碳酸鹽巖斷控縫洞儲(chǔ)層的研究相對(duì)較少。在勘探階段，一般應(yīng)用基于地震數(shù)據(jù)的第三代本征值相干屬性[7]、相干加強(qiáng)屬性[8‐9]、最大似然（Likelihood）屬性[10]、梯度結(jié)構(gòu)張量屬性[11]、螞蟻體屬性[12‐13]等定性識(shí)別、描述斷裂破碎帶及其分布規(guī)律[14‐18]。劉坤巖等[19]利用子波重構(gòu)與分量?jī)?yōu)化方法識(shí)別塔河地區(qū)奧陶系隱蔽溶洞體。但是，由于克拉通內(nèi)部走滑斷裂具有典型的核帶結(jié)構(gòu)或柵狀結(jié)構(gòu)[20]，上述地震屬性一般由相鄰地震道之間的運(yùn)算而得，反映了地震道間能量梯度最大位置（如“串珠”狀地震反射[21]），多是縫洞儲(chǔ)層的橫向外邊界的響應(yīng)。鉆井漏失、放空對(duì)應(yīng)地震道間相關(guān)性最好、能量梯度最小[22]且能量最強(qiáng)位置。因此，上述屬性異常特征空間位置往往指示存在斷裂破碎帶等地質(zhì)體，但不能準(zhǔn)確確定斷裂破碎帶及其內(nèi)部破碎空腔體的位置，難以滿足斷控型油藏優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層空間定位需求。另外，盡管深層縫洞體與淺層縫洞體的地震反射特征基本相同，但深層縫洞體的能量較淺層更弱，刻畫(huà)難度更大，需要針對(duì)性地聚焦、增強(qiáng)與縫洞儲(chǔ)層相關(guān)的地震特征。

為此，筆者基于前人研究成果，以走滑斷裂破碎空腔在地震剖面上呈非均質(zhì)、強(qiáng)能量的特征為切入點(diǎn)，提出了深層縫洞體地震特征提取與能量脊線追蹤方法，通過(guò)改進(jìn)的方位扇區(qū)約束貪婪算法追蹤縫洞體非均質(zhì)能量脊線，刻畫(huà)了與鉆井漏失、放空最匹配的位置，落實(shí)了斷裂破碎構(gòu)造的核帶結(jié)構(gòu)或柵狀結(jié)構(gòu)特征，揭示了優(yōu)質(zhì)縫洞儲(chǔ)層空間位置并支撐井位部署。

1 方法原理與實(shí)施

基于地層沉積與斷裂活動(dòng)將地層破碎的假設(shè)，采用奇異值分解（SVD）方法分離地層沉積對(duì)應(yīng)的地震信息，從而提取非均質(zhì)能量。同時(shí)，巖溶液體沿?cái)嗔哑扑楹瞬肯蛑車鷶U(kuò)溶，斷裂位置的溶蝕規(guī)模最先達(dá)到峰值，所追蹤的非均質(zhì)能量最大位置即為儲(chǔ)層最發(fā)育的位置。本文方法的關(guān)鍵是非均質(zhì)能量提取和非均質(zhì)能量脊線的有效追蹤。

1. 1 非均質(zhì)能量提取

為了識(shí)別并突出超深層走滑斷裂破碎帶地震響應(yīng)特征與地層地震反射特征之間的差異，引入地層傾角掃描結(jié)果以增強(qiáng)后續(xù)計(jì)算過(guò)程的穩(wěn)定性。