鶯瓊盆地特殊巖性識(shí)別方法研究及應(yīng)用

郭偉

中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司 廣東 湛江 524000

鶯-瓊盆地位于印支半島與南海北部大陸架交接區(qū)，在板塊構(gòu)造位置上位于歐亞板塊、印支板塊和太平洋板塊的交匯處。鶯歌海盆地形態(tài)呈NNW 走向的長(zhǎng)條形，由東南部的鶯歌海凹陷和西北部的河內(nèi)凹陷組成，兩凹陷間被臨高凸起所分隔[1]。鶯瓊盆地是南海西部最重要的天然氣勘探戰(zhàn)場(chǎng)。近年來(lái)隨著二維、三維資料的覆蓋及連續(xù)的鉆探，發(fā)現(xiàn)該盆地存在較多的特殊巖性。在鶯歌海盆地，鉆探的主要特殊巖性為低速泥巖，諸多的低速泥巖在地震特征上均有“亮點(diǎn)”強(qiáng)振幅特征，因此給勘探目標(biāo)搜尋及評(píng)價(jià)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。

從鶯歌海及瓊東南盆地已鉆井出發(fā)，主要研究低速泥巖識(shí)別。首先，理清了各區(qū)巖石物理規(guī)律，總結(jié)了低速泥巖形成機(jī)理，形成了一套識(shí)別低速泥巖的方法[2-3]，排除了特殊巖性對(duì)目標(biāo)的影響，確定了鶯瓊盆地有利目標(biāo)特征，為南海西部天然氣鉆探奠定了基礎(chǔ)。

傳統(tǒng) “低頻強(qiáng)振幅亮點(diǎn)”反射特征的地震異常體通常認(rèn)為是含氣砂巖的響應(yīng)，而鶯歌海盆地鉆探結(jié)果表明，該種特征泥巖廣泛發(fā)育。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)盆地中此類泥巖多呈現(xiàn)低速度特征[4]。其中樂(lè)東區(qū)鉆遇低速泥巖井十余口，而東方區(qū)則達(dá)到二十余口。因此了解低速泥巖形成機(jī)理，準(zhǔn)確識(shí)別泥巖，確定砂巖儲(chǔ)層，降低勘探風(fēng)險(xiǎn)十分關(guān)鍵。

1 泥巖速度影響因素

地質(zhì)、地球物理、測(cè)井等資料綜合研究發(fā)現(xiàn)地層壓力、泥質(zhì)含量、有機(jī)質(zhì)豐度均會(huì)對(duì)泥巖的縱波速度產(chǎn)生影響。壓力一定時(shí)，泥質(zhì)含量超過(guò)25%時(shí)，泥質(zhì)含量越高，縱波速度越低。這也代表泥巖越純，縱波速度越低。當(dāng)泥質(zhì)含量相差不大時(shí)，有效壓力（上覆壓力減去孔隙壓力）的減小時(shí)，泥巖速度也隨之變小。在泥質(zhì)含量、孔隙壓力等差異較小時(shí)，泥巖的有機(jī)質(zhì)增加，即干酪根含量增大，泥巖的縱波速度減小。帶著上述認(rèn)識(shí)，從本區(qū)已鉆井出發(fā)，來(lái)剖析三種影響泥巖速度的因素。

由于地層孔隙壓力大導(dǎo)致了泥巖中的微裂縫增加了孔隙流體間的相互聯(lián)系，造成泥巖低電阻率和含水導(dǎo)致的地震波聲傳播異常低速[5]。而實(shí)際中，鶯歌海盆地在黃流組二段普遍發(fā)育異常超壓地層，甚至部分在黃流組一段亦存在高壓。雖然它們的成因較為復(fù)雜。但無(wú)論是欠壓實(shí)、構(gòu)造成因還是熱成因的超壓地層，在地震速度上均表現(xiàn)為低速度特征。統(tǒng)計(jì)表明，泥巖速度與地層壓力有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。LD11X鉆遇的底部泥巖地層中，地層壓力系數(shù)明顯增大，且大于其他地層，實(shí)測(cè)壓力系數(shù)最大達(dá)到了2.1，泥巖速度劇烈降低，成為低速泥巖。

此外，基于Passy公式計(jì)算的有機(jī)質(zhì)含量（TOC）與聲波速度的交會(huì)表明，隨著TOC的增大，縱波速度逐漸減小，這也證實(shí)了有機(jī)質(zhì)的確能引起泥巖速度的變化。同時(shí)，在DF1-6X井鉆探過(guò)程中也有低速泥巖，通過(guò)泥質(zhì)含量與速度的分析得到：隨著泥質(zhì)含量的變大，泥巖速度呈現(xiàn)明顯的變小趨勢(shì)。

綜上所述，由于鶯歌海盆地高溫超壓的復(fù)雜性，低速泥巖與地層超壓、有機(jī)質(zhì)豐度及泥質(zhì)含量變化等多種因素相關(guān)。而具體到單井，成因可能并不單一，大多是兩種或者三種成因的綜合作用。其中地層超壓是形成低速泥巖的普遍原因，幾乎所有的低速泥巖均位于超高壓地層中。有機(jī)質(zhì)豐度和泥質(zhì)含量變化在局部地層中引起泥巖速度的劇烈變化。這種變化便在地震上產(chǎn)生強(qiáng)振幅特征。

2 低速泥巖巖石物理特征

對(duì)已鉆井的不同低速泥巖進(jìn)行巖石物理特征研究得到，低速泥巖的縱波阻抗低于正常泥巖的阻抗，且縱波阻抗的值域范圍與氣層阻抗值域基本一致。這種規(guī)律也決定了低速泥巖在地震上表現(xiàn)為含氣儲(chǔ)層一樣的強(qiáng)波谷亮點(diǎn)反射特征。高泥質(zhì)含量、高壓力型低速泥巖具有明顯的高縱橫波速度比特征，這類特征與氣層的低縱橫波速度比完全相反；而高有機(jī)質(zhì)類低速泥巖具有與氣層類似的低縱橫波速度比特征。通過(guò)疊前的地震正演及對(duì)不同類型的低速泥巖振幅隨偏移距變化而變化（AVO）統(tǒng)計(jì)得到，高泥質(zhì)型的低速泥巖為IV類AVO特征，且與背景趨勢(shì)一致，而大部分氣層為III類AVO，且偏離背景趨勢(shì)，呈現(xiàn)異常特征。底部存在有機(jī)質(zhì)的低速泥巖為III類AVO，偏離背景趨勢(shì)，頂?shù)拙杏袡C(jī)質(zhì)型的泥巖為IV類AVO，亦偏離背景趨勢(shì)，因此高有機(jī)質(zhì)型低速泥巖與氣層從AVO上難以區(qū)分。

總結(jié)上述特征，高泥質(zhì)型及部分高壓力型低速泥巖具有低阻抗、高縱橫波速度比、IV類AVO無(wú)異常特征，而有機(jī)質(zhì)型泥巖特征與含氣儲(chǔ)層特征完全一致，無(wú)法有效識(shí)別。針對(duì)以上的特征對(duì)目標(biāo)進(jìn)行整體的評(píng)價(jià)，排除低速泥巖的可能，指出有利砂巖區(qū)域。

3 低速泥巖識(shí)別實(shí)例

東方4A目標(biāo)位于東方北區(qū)，離東方13-1/2氣田約30km，主要目的層為黃二段海底扇主水道A、B兩套砂體。鉆前地質(zhì)分析認(rèn)為目的層兩套強(qiáng)波谷特征異常體為砂巖概率大。隨后利用疊前反演及AVO分析等相關(guān)的地球物理手段進(jìn)行了評(píng)價(jià)。如圖1所示，目標(biāo)異常體為低縱波阻抗、高縱橫波速度比特征。分析其波谷AVO為明顯的IV類特征，且處于背景線內(nèi)，推測(cè)異常體為低速泥巖概率較大，砂巖概率小。而上波峰強(qiáng)振幅高阻抗、低縱橫波速度比，可能發(fā)育孔隙物性較差的砂巖。鉆探過(guò)程中目的層段壓力系數(shù)高達(dá)1.8，且強(qiáng)波谷為泥巖，速度低至2600m/s，上部強(qiáng)波峰為泥質(zhì)砂巖，孔隙物性為10%，測(cè)井解釋為干層，速度達(dá)到3600m/s，與鉆前的預(yù)測(cè)基本一致。證實(shí)利用低阻抗、高縱橫波速度比、IV類AVO特征，采用疊前反演及AVO分析方法對(duì)高泥質(zhì)型、高壓力型低速泥巖識(shí)別有效可靠。同樣，在東方29區(qū)鉆遇了低速泥巖，采用類似的識(shí)別方法，成功刻畫(huà)了低速泥巖的邊界（鉆前認(rèn)為實(shí)線為砂體邊界），回避了后續(xù)鉆探過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)，為勘探目標(biāo)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖1 YL1X疊前反演及AVO分析

4 結(jié)束語(yǔ)

1）鶯歌海盆地低速泥巖形成主要與壓力、有機(jī)質(zhì)豐度及泥質(zhì)含量有關(guān)。其中地層超壓是低速泥巖存在普遍的重要原因。通過(guò)彈性參數(shù)及AVO特征研究，能有效區(qū)分高泥質(zhì)及部分高壓力型的低速泥巖，但有機(jī)質(zhì)豐度高的低速泥巖與含氣儲(chǔ)層特征相似，依然無(wú)法識(shí)別。

2）鶯瓊盆地特殊巖性眾多。有效區(qū)分特殊巖性的基礎(chǔ)是它們?cè)谛螒B(tài)、彈性等方面有所差異。若在各方面與含油氣儲(chǔ)層特征幾乎一樣，依然難以識(shí)別。因此巖石物理規(guī)律研究、形態(tài)特征分析必不可少。疊前同時(shí)反演及AVO技術(shù)仍然是判別儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層的關(guān)鍵手段。