地震裂縫預測技術在戶部寨氣田開發中的應用

李香芹　曹正安　王健　孫宏偉　方園　任壘

摘 要：裂縫性氣藏在世界天然氣儲量中占有十分重要的地位。裂縫性氣藏裂縫是天然氣主要的滲流通道，裂縫的分布和發育程度決定了氣井的產能。以典型裂縫性氣藏戶部寨氣田為例，運用疊后幾何屬性預測大裂縫和疊前各向異性屬性預測小裂縫，綜合分析裂縫預測結果，明確了裂縫的展布特征和發育程度，為優化井位部署提供了可靠的依據。

關鍵詞：裂縫性氣藏；各向異性屬性；發育程度；方差體技術

中圖分類號：P631.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.152

基于多個細小裂縫組成的裂縫系統或裂縫發育帶會引起地震波的動力學特征（振幅、能量、吸收衰減和頻率等）和運動學特征（走時、速度和時差等）發生變化，根據巖石物理理論建立關鍵井的裂縫儲層地質模型和巖石物理模型，運用地震波模擬技術模擬裂縫儲層地震波各向異性的地震響應，分析由裂縫引起的地震屬性隨偏移距和方位角的變化特征，并利用該技術分析裂縫產生的地震響應特征，從而確定裂縫的空間分布。

1 地震裂縫的預測

1.1 基于疊后幾何屬性的大裂縫預測

基于疊后地震屬性預測大裂縫和斷裂的地震屬性通常有以下6種：①相干體屬性。相干體技術用于檢測地震波同相軸的不連續性。②方差體屬性。應用方差體技術通過計算道集內地震道與平均地震道之間的方差值得到方差體，從而突出了由斷層或異常地質體所造成的地震反射異常。③螞蟻體屬性。螞蟻追蹤算法利用了仿生學概念，在相干屬性樣點處模擬放置螞蟻，并且設置了不同的路徑，在有斷層存在時，螞蟻會沿著斷面追蹤，并在斷層終止處停止。④方位角屬性。方位角φ定義為y方向時間梯度與x方向時間梯度之比的反正切。⑤傾角屬性。傾角定義為時間梯度的大小，首先在x，y（主測線和聯絡測線）方向分別檢測傾角，然后由其梯度獲得該點的傾角值，傾角分布圖可展示層位構造起伏的大小。⑥曲率屬性。曲率屬性反映了地層受構造應力擠壓時層面的彎曲程度，一般曲率越大，張應力越大，張裂縫也就越發育。

提取與裂縫有關系的疊后構造幾何地震屬性包括方差體、傾角體、螞蟻體、最大正曲率和最大負曲率。方差屬性主要側重于大斷層識別，但對大斷層附近伴生的裂縫帶表征不清晰；傾角屬性和方位角屬性是用來計算曲率屬性的過渡屬性，不用來預測大裂縫；螞蟻體屬性用來計算因地震軸相位變化而引起的水平層間縫；曲率屬性能很好地刻畫大斷層，同時，可清晰表征大斷層伴生的裂縫帶產狀。最終選擇最大曲率屬性預測大裂縫。

通過最大曲率屬性對戶部寨氣田的大裂縫進行預測，其平面特征主要表現為：整體在3個斷塊（衛351、衛79-7和部11塊）的主斷層附近大裂縫發育，其中，沙四下東南部大裂縫較沙四上發育。

1.2 基于疊前各項異性屬性的小裂縫預測

1.2.1 井震正演模擬分析

在疊前正演模擬研究中，要建立裂隙儲層的地質模型和裂縫巖石的巖石物理模型。首先需要從井中資料中獲取巖石的縱、橫波速度和密度，然后根據巖石的物理模型計算井中含有裂縫的儲層段的巖石的彈性張量和各向異性等效的Thomsen指數，從而了解裂縫對各向異性巖石物理參數的影響。

正演模擬為地震合成記錄提供了準確的疊前地震波波場、振幅、頻率和相位特征，為研究具有物理意義的地震屬性參數及其對裂隙敏感性的影響提供了反演依據。

1.2.2 三維裂縫巖石物理模型

通過簡單的單井正演模擬無法很好地分析不同裂縫尺度對不同疊前地震屬性敏感性的影響，需要建立更加復雜的三維裂縫巖石物理模型，以進行不同尺度裂縫、不同流體的疊前地震屬性的數值模擬分析，從而優選對裂縫敏感的疊前物理參數，做到有效預測裂縫。

1.2.3 尺度裂縫模型疊前異性屬性的優選

瞬時振幅類屬性和AVO梯度屬性對小尺度裂縫在實際地震資料頻帶范圍內有各向異性的異常響應，但對于不同的偏移距條件，瞬時振幅易受到偏移距的影響，裂縫預測效果較差。雖然AVO梯度屬性能很好地預測裂縫，但對裂縫尺度不敏感，無法區分裂縫尺度。衰減屬性能很好地預測裂縫，并區分裂縫尺度，但在疊前分析中易受干擾，計算不穩定；頻率梯度屬性能很好地預測裂縫，且能區分裂縫尺度，計算抗干擾性強，比較穩定。因此，本次研究將頻率梯度屬性優選為檢測裂縫的敏感屬性。

1.2.4 小裂縫預測成果

從裂縫各向異性強度圖和走向分布圖中可以發現，沙四上（1～4砂組）總體裂縫發育程度從上到下呈由差變好的趨勢，其中，4砂組裂縫發育最好，1砂組裂縫發育程度最差，裂縫主要集中在戶部寨氣田中部和南部，北部和東部總體發育差；沙四下（5～8砂組）裂縫發育程度從上到下呈現由好變差的趨勢，其中，5砂組裂縫發育最好，8砂組裂縫發育相對較差，裂縫主要在戶部寨氣田中部和南部發育，北部和東部發育差。

2 結束語

裂縫性氣藏裂縫的分布影響著氣井的產能，因此，摸清裂縫的分布規律是裂縫性氣藏高效開發的關鍵。方差、曲率、相干、螞蟻和各向異性等地震屬性對裂縫有著不同的響應，可用于預測裂縫的空間分布和方位判定。本次優選最大曲率屬性預測戶部寨氣田大裂縫的分布，同時，利用頻率梯度屬性預測小裂縫的分布。綜合大、小裂縫的預測結果，明確了氣藏裂縫的方位和空間分布，為優化井位部署、高效開發氣藏提供了充分、可靠的依據。

參考文獻

[1]劉振峰，曲壽利，孫建國.地震裂縫預測技術研究進展[J].石油物探，2012，51（2）：191-198.

[2]黃建東.低滲透砂巖油藏儲層裂縫識別與預測研究[D].青島：中國石油大學，2008.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： Fractured gas reservoir plays an important role in the worlds natural gas reserves. Fractured gas reservoir is the main flow passage of natural gas， and the distribution and development of the cracks determine the gas well productivity. This paper to typical crack gas Ministry of the Tibetan village field as an example， using post stack geometric properties prediction fissure and prestack anisotropic properties predicted small cracks， comprehensive analysis of cracks in forecasting results， clear the distribution characteristics of the fractures and degree of development and the reliable basis is provided for the optimum well location deployment.

Key words： fractured gas reservoir； anisotropic property； development degree； variance body technology