官渡構造下沙溪廟組致密砂巖儲層有效識別

李素華，李兆影

（1.中國石化西南油氣分公司 勘探開發研究院，四川 成都 610041； 2.川慶鉆探公司 地質勘探開發研究院，四川 成都 610051）

0 引言

官渡構造下沙溪廟組二、三砂層是侏羅系碎屑巖中的主產層，油氣藏為構造—巖性復合控藏，但砂巖儲層致密、低孔、低滲、橫向非均質性強，單井產量遞減快，儲層預測遇到瓶頸.因此，加強儲層預測研究，準確識別二、三砂層砂體展布規律及裂縫發育帶，是下一步油氣勘探取得突破的關鍵.分析各種儲層預測方法，可發現常規時間域地震屬性［1-2］只能簡單刻畫儲層的異常分布范圍，無法準確識別儲層的空間分布規律.隨著時頻分析技術的發展，頻譜分解、分頻解釋等技術得到廣泛應用，利用S變換、小波變換等數學工具，將時間域地震信號變換到頻率域的譜分解技術，可以解決薄儲層尤其是河道砂體的預測，在巖性油氣藏勘探中越來越受到人們的重視［3-4］.目前，常用的地震反演方法有稀疏脈沖反演和模型反演，兩者為主頻約束反演，但在井少、儲層薄及橫向變化快的情況下，反演結果存在多解性且子波的提取及初始模型的建立影響反演精度；分頻反演［5］是無子波提取、無初始模型的高分辨率非線性反演，它合理利用地震資料有效頻帶范圍內的低、中、高頻信息，減少薄層反演的不確定性，可真實反映地層接觸關系、砂體厚度變化及空間展布特征.裂縫預測技術主要包括相干［6］、方位角、傾角和曲率屬性等，目前較流行的曲率屬性于1994年被用于地質構造領域［7］.隨著計算機技術的迅速發展，曲率屬性在地質相關領域的應用日趨成熟，人們結合相干和曲率屬性對地質體進行斷層、裂縫及河道刻畫效果非常好［8］.作為一種新技術，曲率屬性對地層彎曲程度非常敏感，它不依賴于地震波形的橫向變化，可彌補常規相干檢測方法的不足；該方法適合用于該區構造翼部高陡部位強烈變形的裂縫檢測，再結合相干、方位角、傾角屬性可有效提高裂縫預測精度.

針對該區砂巖儲層特征及預測難點，筆者首先利用分頻成像和時頻三原色技術確定砂巖儲層的邊界及厚度相對變化關系，再結合分頻反演方法確定砂巖儲層的分布；利用相干、方位角、傾角、曲率等多種屬性綜合預測裂縫發育帶，指導下沙溪廟組致密砂巖儲層油氣藏勘探.

1 地質概況

官渡構造位于赤水地區東部，總體呈北北西向展布，由北向南發育官北、官中、官南3個背斜高點，構成一較大型的背斜構造，主體構造面積約為90 km2，北鄰合江—長沙構造，東鄰天堂壩構造，西鄰太和—旺隆構造（見圖1）.下沙溪廟組沉積地層由灰綠色厚層塊狀砂巖與紫紅色含粉砂質泥巖、泥質粉砂巖不等厚互層組成，沉積環境主要為河流控制的三角洲沉積，砂體發育程度嚴格受沉積相帶展布控制：（1）早期主要為三角洲平原沉積，河道擺動遷移頻繁，使河道砂體疊置連片分布；（2）晚期發育三角洲前緣沉積，水下分流河道砂體發育，河道化程度高，砂體呈帶狀展布［9］.根據野外、地震、鉆井資料可知，砂巖儲層分布不穩定，厚度及物性變化大，裂縫主要發育在構造翼部.

2 儲層特征

2.1 地質

鉆井揭示下沙溪廟組二、三砂層單層砂體厚度在8～35m之間，巖性多為中―細粒長石巖屑質石英砂巖，成分以石英為主，含量占40%～70%（體積分數），其次巖屑含量占15%～30%（體積分數），長石含量占10%～30%（體積分數）.砂巖儲層孔隙欠發育，以微孔為主，原生孔隙絕大部分已被充填改造或因壓實、壓溶作用而消失.有效孔隙類型為少量殘余原生粒沿縫、次生溶蝕微孔及填隙物晶間孔，偶見破裂縫及殘留粒間孔，孔徑小、喉道細，連通性較差，局部層段裂縫發育（見圖2）.粒沿縫、次生溶蝕微孔和破裂縫為該區砂巖儲層主要孔隙類型和儲滲空間，但發育不均衡，均質性差，裂縫［10］對成藏并形成工業產能起主導作用.物性特征為低孔、低滲、致密砂巖儲層，平均孔隙度為3%～5%，平均滲透率為（0.010 3～0.100 0）×10-3μm2.

2.2 測井、地震響應

下沙溪廟組二、三砂層儲層電性特征與圍巖相比，表現為低伽馬、低中子、低聲波時差、高電阻率、高密度，呈三低二高的特征［11］，自然伽馬為47～77API，中子孔隙度為2%～12%，聲波時差大于55μs／ft，電阻率小于800Ω·m，密度為2.35～2.45g／cm3.下沙溪廟組二砂層地震響應特征主要表現為中—強振幅、中—低頻率、短軸反射，同相軸單一；三砂層主要表現為中—強振幅、連續性較好，局部出現復合波，河道位置呈眼球或透鏡狀反射（見圖3～4，其中GR為自然伽馬；IMP為縱波阻抗；CDP為線道號）.

3 儲層識別

3.1 分頻屬性

常規振幅、頻率、相位等屬性可有效識別儲層的異常分布范圍，但無法識別儲層的縱、橫向變化規律，可利用地震分頻技術在頻率域內通過調諧振幅能量的對應關系描述儲層的空間變化規律，經分頻處理后的地震數據分辨率高于常規地震主頻所能達到的分辨能力，有利于確定儲層邊界及厚度的相對變化關系［12-13］.將一維時間域信號轉換為二維時間—頻率域信號，通過時頻三原色技術（RGB）將等時地層界面上的振幅與對應的頻段聯合顯示（見圖5（b）），每一樣點表現的優勢頻率用紅、綠、藍三色疊和顯示，能很好地反映沉積相帶的展布，對相帶解釋有現實意義［14-15］，其中R、G、B三色分別代表低、中、高不同頻率的權重信息，顏色的強弱代表儲層的厚薄，通過混合色的變化描述儲層空間的變化細節.下沙溪廟組三砂層30～50Hz單頻體RGB融合沿層切片刻畫儲層的厚、薄橫向變化關系，明顯比單一頻率的（見圖5（a））清楚，細節更加豐富.其中，G11、16、18井紅、綠、藍三色疊合后顏色相近，說明3口井位于同一沉積相帶內，并且物性相同，因此G16、18井三砂層在G11井獲油氣突破的前提下具挖潛潛力；工區東部由北向南發育一條主河道，其儲層厚度明顯薄于河道周邊的，而單頻屬性只能簡單刻畫河道的位置（見圖5（a））；G8、9、11、16、18井鉆遇儲層厚度均厚于周邊其他井的，證實分頻融合屬性預測結果可靠.分頻融合屬性對地質體外形的刻畫能力較常規地震屬性的強，精細刻畫儲層邊界及其厚度相對變化關系，儲層預測精度明顯提高.

3.2 分頻反演

地震反演是巖性油氣藏地震勘探的核心技術，主要用于巖性解釋和物性預測［16］.在確定下沙溪廟組二、三砂層儲層空間分布規律的基礎上，利用地震反演技術確定二、三砂層砂、泥巖分布.稀疏脈沖反演適合于該區井少的情況，但子波提取形態影響反演精度及分辨率.分頻反演是針對目前生產中常用的稀疏脈沖反演和模型反演存在的問題提出的一種全新反演方法，它將地震資料在有效頻帶范圍內進行分頻，依靠測井和地震研究不同厚度下振幅與頻率（AVF）之間的關系，將AVF關系引入反演，建立測井波阻抗曲線與地震波形間的非線性映射關系，得到高分辨率的反演結果.

連井地震響應特征剖面（見圖4）的分頻反演結果見圖6.由圖6可以看出，下沙溪廟組二、三砂層砂體厚、薄及橫向變化關系明顯，與鉆井吻合較好.其中，二砂層G9井砂體最厚，G11井最?。蝗皩覩8、9、16井砂體較厚、橫向連續性較好；主河道位置處砂體較薄，與分頻融合屬性預測結果一致；圖4中G8、9、16井二砂層地震同相軸橫向連續性較好，振幅反射強度相當，圖6分頻反演的3口井儲層厚度存在差異，因此不能利用常規地震剖面的振幅強弱判定砂巖儲層的厚、薄變化關系，證實地震分頻的重要性.在此基礎上，提取下沙溪廟組二、三砂層砂巖厚度平面分布圖（見圖7）.二砂層全區分布較廣，砂體呈帶狀分布，在工區中、北部厚度較大（見圖7（a））；三砂層在工區南部分布較廣，并且厚度較大，局部單層厚度達30m（見圖7（b））.裂縫改善砂巖儲層的儲滲條件，尋找下沙溪廟組致密砂巖儲層裂縫發育帶是獲得高產的關鍵.

3.3 裂縫預測

常規地震裂縫預測方法有相干、方位角、傾角等屬性，利用傳統相干方法，很難識別微小斷裂和裂縫，三者疊合顯示可反映裂縫的細微特征.研究區構造翼部高陡部位反射同相軸不連續，常規方法識別結果存在多解性，因此有必要借助曲率屬性彌補常規方法的不足.

3.3.1 相干、方位角、傾角屬性

相干屬性主要利用地震波形在橫向上的不連續性檢測裂縫；方位角屬性檢測裂縫發育帶的傾向，結合傾角屬性即可檢測裂縫發育帶的產狀；三者疊合即可清晰刻畫裂縫發育帶地層傾角、方位角的細微變化（見圖8（a）），圖中橢圓形色標，不同顏色表示不同的方位角，同一種顏色的深淺程度表示傾角大小，顏色越深，傾角越大.圖8（a）顯示，在工區中、北部構造翼部傾角較大，裂縫發育帶成片分布，G1井位于構造高部位一北西向裂縫條帶上；工區南部發育一條北東向裂縫條帶，G11、16、18井位于裂縫條帶上；在工區東部略見圖5中河道的影子.在工區中、北部構造高陡部位，因地震資料處理時偏移歸位不徹底造成同相軸錯斷，并非真正斷層的響應［17］，出現成片低相干異常，因此有必要借助曲率屬性提高該部位裂縫檢測結果的可靠性.

3.3.2 曲率屬性

曲率屬性［18］反映巖層彎曲程度的大小，地層受力變形越嚴重，破裂程度越大，曲率也越高.它不依賴于地震波形的橫向變化，只取決于地震同相軸的彎曲程度，因此曲率屬性適用于該區構造—巖性復合圈閉背景下的構造翼部強烈變形的裂縫檢測，可彌補常規檢測方法的不足.圖8（b）顯示，在工區中、北部構造翼部最大正曲率高值區域不是成片分布，曲率屬性刻畫裂縫的細節明顯比圖8（a）清晰；在G11、16、18井北東向裂縫條帶的北邊新刻畫出一條范圍更大的北東向裂縫條帶，可作為下一步部署的有利區域；在工區東部河道位置處最大正曲率值沒有構造翼部曲率值大.

3.3.3 預測結果

曲率屬性檢測因構造彎曲變形成因的裂縫明顯比相干、方位角、傾角3種屬性可靠，四者結合裂縫預測精度明顯提高.裂縫預測結果與鉆井揭示結果一致，位于低相干、大傾角和最大正曲率值異常范圍內的G1、11、16、18井見良好油氣顯示；G11井三砂層射孔自噴日產油1.5～2.0m3，日產氣（0.30～0.35）×104m3，是裂縫系統有效溝通致密砂巖儲層的儲滲空間，而G8、9井裂縫相對不發育，未穩產；與G11井在同一裂縫條帶上的G16、18井在深層油氣枯竭的基礎上可考慮挖潛.

4 結論

（1）針對下沙溪廟組二、三砂層儲層特征，利用分頻解釋技術識別薄砂巖儲層的橫向展布范圍及宏觀特征，擺脫了?4波長地震分辨率的限制，效果優于時間域地震屬性，儲層預測精度明顯提高.

（2）相干、方位角、傾角和曲率屬性綜合預測下沙溪廟組構造高部位主要發育北西、北東向兩組裂縫，構造翼部裂縫相對較發育.

（3）下沙溪廟組二、三砂層有利儲層主要表現為“中—強振幅、中—低頻率、同相軸單一或復合相位、裂縫相對發育”的地震、地質特征，構造相對有利、河道砂體及裂縫發育疊合區是下一步油氣勘探有利區.

（References）：

［1］劉麗薇，郝興國，趙偉，等.多屬性分析技術在薄互層條件下識別古河道的應用［J］.大慶石油學院學報，2006，30（4）：4-6.Liu Liwei，Hao Xingguo，Zhao Wei，et al.Application of multi-attribute analysis to the identification of river palaeochannel in the thin interbeded reservoir［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，2006，30（4）：4-6.

［2］桑琴，黃靜，程超，等.蜀南地區茅口組古巖溶識別標志及儲層預測［J］.大慶石油學院學報，2012，36（2）：53-57.Sang Qin，Huang Jing，Cheng Chao，et al.Maokou paleokars interpretation in Shunan and application of seismic and logging technology in reservoir prediction［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，2012，36（2）：53-57.

［3］劉喜武，寧俊瑞，劉培體，等.地震時頻分析與分頻解釋及頻譜分解技術在地震沉積學與儲層成像中的應用［J］.地球物理學進展，2009，24（5）：1679-1688.Liu Xiwu，Ning Junrui，Liu Peiti，et al.Seismic time-frequency analysis for frequency decomposition with application to seismic sedimentology and reservoir imaging［J］.Progress in Geophys，2009，24（5）：1679-1688.

［4］史忠生，王天琦，王建功，等.頻譜分解技術在松遼盆地月亮泡地區巖性油藏勘探中的應用［J］.大慶石油學院學報，2011，35（5）：11-15，21.Shi Zhongsheng，Wang Tianqi，Wang Jiangong，et al.Application of spectral decomposition in the lithologic reservoir exploration of Yueliangpao area，Songliao basin［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，2011，35（5）：11-15，21.

［5］于建國，韓文功，劉力輝.分頻反演方法及應用［J］.石油地球物理勘探，2006，41（2）：193-197.Yu Jianguo，Hai Wengong，Liu Lihui.The AVFI method and application［J］.Oil Geophysical Prospecting，2006，41（2）：193-197.

［6］張鳳蓮，曹國銀，李玉清，等.地震屬性分析技術在松遼徐東地區火山巖裂縫中的應用［J］.大慶石油學院學報，2007，31（2）：12-14.Zhang Fenglian，Cao Guoyin，Li Yuqing，et al.Seismic property analysis in the application of the lava crack research at the area of Xudong in Songbei［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，2007，31（2）：12-14.

［7］Lisle R J.Detection of zones of abnormal strains in structures using gaussian curvature analysis［J］.AAPG Bulletin，1994，78（12）：1811-1819.

［8］Marfurt K.Curvature attribute application to 3Dsurface seismic data［J］.The Leading Edge，2007，26（4）：404-414.

［9］田亞銘，施澤進，王長城，等.官渡構造帶下沙溪廟組砂體展布特征研究［J］.石油物探，2008，47（3）：213-218.Tian Yaming，Shi Zejin，Wang Changcheng，et al.Sand distribution in lower Shaximiao formation of Guandu structure belt［J］.GPP，2008，47（3）：213-218.

［10］謝剛平，夏斌，王良軍，等.赤水凹陷淺層碎屑巖天然氣成藏條件及勘探潛力［J］.西南石油大學學報，2008，30（3）：37-41.Xie Gangping，Xia Bin，Wang Liangjun，et al.Natural gas in Chishui sag shallow clastic rock reservoir forming conditions and exploration potential［J］.Journal of Southwest Petroleum University，2008，30（3）：37-41.

［11］陳祖慶，張勁松，楊鴻飛.官南構造碎屑巖儲層綜合預測方法探討［J］.南方油氣，2005，18（2）：18-20.Chen Zuqing，Zhang Jinsong，Yang Hongfei.Study of clastic reservoirs in Guannan structure integrated prediction method［J］.Southern China Oil ＆ Gas，2005，18（2）：18-20.

［12］劉云武，吳海波，劉金平.大慶長垣南部扶楊油層河道砂體預測方法與應用［J］.大慶石油地質與開發，2006，25（5）：106-108.Liu Yunwu，Wu Haibo，Liu Jinping.Forecasting methods and application of Fuyang river sand in southern Daqing placanticline［J］.Daqing Petroleum Geology and Development，2006，25（5）：106-108.

［13］胡水清，韓大匡，劉文嶺，等.應用譜分解技術預測河道砂體［J］.新疆石油地質，2008，29（3）：370-372.Hu Shuiqing，Han Dakuang，Liu Wenling，et al.Application of spectrum decomposition technique to prediction of river channel sands［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2008，29（3）：370-372.

［14］余鵬.分頻技術在儲層預測中的應用［J］.油氣地球物理，2006，4（1）：45-47.Yu Peng.Application of frequency division technique in reservoir prediction［J］.Petroleum Geophysics，2006，4（1）：45-47.

［15］李素華，盧齊軍，許國明，等.川西XC地區雷口坡組頂不整合面儲層預測方法［J］.石油地球物理勘探，2013，48（5）：793-798.Li Suhua，Lu Qijun，Xu Guoming，et al.Reservoir prediction in the top Leikoupo unconformity surface in the area XC，Sichuan［J］.Oil Geophysical Prospecting，2013，48（5）：793-798.

［16］馮凱，查朝陽，鐘德盈.反演技術和頻譜成像技術在儲層預測中的綜合應用［J］.石油物探，2006，45（3）：262-266.Feng Kai，Zha Chaoyang，Zhong Deying.The comprehensive application of inversion and spectral imaging technique in reservoir prediction［J］.Geophysical Prospecting for Petroleum，2006，45（3）：262-266.

［17］李素華，王云專，盧齊軍，等.火山巖波動方程正演模擬研究［J］.石油物探，2008，47（4）：361-366.Li Suhua，Wang Yunzhuan，Lu Qijun，et al.Wave equation forward modeling for volcanic rock［J］.Geophysical Prospecting for Petroleum，2008，47（4）：361-366.

［18］王雷，陳海清，陳國文，等.應用曲率屬性預測裂縫發育帶及其產狀［J］.石油地球物理勘探，2010，45（6）：885-889.Wang Lei，Chen Haiqing，Chen Guowen，et al.Application of curvature attributes in predicting fracture developed zone and its orientation［J］.Oil Geophysical Prospecting，2010，45（6）：885-889.