建南地區須六段致密砂巖優質儲層預測技術

張水山，劉勇江，劉賢紅

（中國石化江漢油田分公司物探研究院，武漢430000）

技術方法

建南地區須六段致密砂巖優質儲層預測技術

張水山，劉勇江，劉賢紅

（中國石化江漢油田分公司物探研究院，武漢430000）

建南地區須家河組須六段為典型的致密砂巖氣藏，具有全區富砂、整體含氣及局部富集的特征，是巖性氣藏勘探的有利地區。該區須六段致密砂巖物性差、厚度薄，砂巖與泥巖波阻抗值接近，應用疊后波阻抗反演等技術難以識別儲層。通過技術攻關，建立了致密砂巖優質儲層預測技術。該技術主要包括3個步驟：①從井出發，總結典型地質體的地震相模式，利用地震屬性分析技術對致密砂巖儲層有利發育區進行宏觀預測；②利用巖石物理建模及分析技術，分析不同巖石的物理性質，如縱波阻抗與泊松比等的變化，確定識別巖性的敏感參數和方法；③綜合運用多參數反演與疊前反演技術，有效識別優質儲層。研究結果表明：該技術在建南地區須六段致密砂巖優質儲層預測中取得了較好的效果，具有一定的推廣應用價值。

致密砂巖；地震屬性；巖石物理；疊前反演；儲層預測

0　引言

建南氣田位于石柱復向斜川東褶皺帶，該區上三疊統須家河組須六段為一套三角洲前緣水下分流河道的陸相碎屑巖沉積，整套地層沉積特征相對穩定，具有全區富砂、整體含氣及局部富集的特征［1］。天然氣的局部富集受沉積及儲層的控制，具備形成巖性圈閉的有利條件［2-5］。須家河組須六段巖性以厚層塊狀灰色、淺灰色、灰綠色細砂巖及中砂巖為主，可分為上、下2套砂體，中間夾薄層深灰色泥巖或砂質泥巖，局部下部砂巖不發育［6］。測井曲線形態為鐘形、箱形或指形，是典型的水下分流河道砂巖的響應特征。須六段93.6%的巖心樣品的滲透率為0.01～0.10 mD，孔隙度較小，為1%～7%，屬典型的低孔、低滲儲層［7］。建南地區須六段砂巖發育于三角洲前緣，水體相對較淺，能量充足，大量的碎屑物質沿物源方向順水流沉積下來。對須六段水下分流河道砂巖發育層段不同巖性波阻抗統計發現：①致密砂巖波阻抗值較高，為12 497～15 500 g/cm3·m/s；②泥巖波阻抗值較低，為11 500～12 497 g/cm3·m/s；③砂巖含氣后波阻抗值降低，幾乎與泥巖重合，為11 000～12 500 g/cm3·m/s。

致密砂巖儲層評價是有效開發該類氣藏的關鍵因素之一。美國和加拿大致密砂巖氣藏勘探和開發程度均較高，在致密砂巖儲層評價研究方面積累了大量的經驗。致密砂巖氣藏主要指發現于盆地中心或斜坡區連續分布的大面積天然氣藏。也有觀點認為，大多數致密砂巖氣藏位于常規構造、地層或復合圈閉中的低滲儲層中，通常被稱為“甜點”。國外致密氣藏描述、評價和評估主要依賴于巖石學、測井和試井3種手段［8］。

建南地區須家河組須六段儲層非均質性強、孔隙結構復雜，屬于低孔、低滲儲層。儲層預測主要存在以下3個方面的問題：①含氣砂巖與泥巖難以區分，砂體邊界確定難度大；②儲層難以識別，優質儲層預測難度大；③砂體含氣性識別難度大。針對上述問題，通過巖石物理建模及分析、正演模擬與地震屬性優選等基礎工作，明確了水下分流河道砂巖的地震響應特征。在此基礎上，圍繞水下分流河道砂體宏觀預測、優質儲層定量預測和油氣檢測三大關鍵問題，開展技術攻關，形成針對性技術，以期提高儲層預測精度。

1　優質儲層預測關鍵技術

1.1水下分流河道宏觀預測

建南地區須六段水下分流河道發育，橫向疊置，厚度為30～45 m，以砂巖為主。從已鉆井出發，可歸納總結典型地質體的地震響應特征。建南地區水下分流河道砂巖地震反射特征大致可以分為2類：一類位于研究區南部，波形特征為短軸狀、眼球狀、中強振幅；另一類位于研究區中部和北部，波形特征為連續反射、強振幅。水下分流河道間地層地震反射特征為斷續反射、弱振幅（圖1）。地震振幅屬性可定性描述研究區須六段砂巖發育區。利用須六段河道砂巖反射波組特征進行波形分類分析，結合單井沉積相認識，可精細刻畫建南地區須六段沉積微相展布，明確有利相帶分布（圖2）。在確定有利相帶的基礎上，根據各井測井及巖性資料統計得到的物性參數，從已知井出發設計地質模型，該模型主要反映了河道砂巖及其厚度變化對地震響應的影響（圖3）。

圖1　建南地區須六段典型地震相Fig.1　Typical seismic facies of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

圖2　建南地區須六段沉積微相平面圖Fig.2　Sedimentary microfacies of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

圖3　建南地區須六段地質模型（a）和地震正演（b）Fig.3　Geological model（a）and forward seismic map（b）of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

1.2致密砂巖優質儲層預測

勘探開發實踐證實，建南地區須家河組須六段致密砂巖氣藏產能大小與砂巖厚度和物性緊密相關，因此尋找厚度大、物性好的優質儲層發育區是勘探成功的關鍵。針對致密砂巖儲層預測中存在的砂巖厚度、儲層物性與含油氣性預測等3個關鍵問題，分別建立了巖石物理建模與分析技術、疊前彈性反演技術及油氣檢測技術，有效解決了上述3個問題，實現了致密砂巖優質儲層定量預測。

1.2.1巖石物理建模與分析技術

目前，應用疊前反演技術預測儲層分布時，需要運用縱波、橫波及密度測井數據來建立地層模型。由于研究區內只有建111井有橫波測井資料，因此，需要通過巖石物理建模研究，得到盡可能多的、可靠的橫波測井數據。該區巖石物理建模所遵循的技術流程為：在測井資料環境校正基礎上，進行測井解釋；選取合適的理論巖石物理模型，應用流體、礦物構成以及巖石結構等基礎信息，獲得有效的巖石彈性屬性。根據實測的縱、橫波速度及密度曲線與合成曲線的對比結果來確定模型參數。在確定了巖石物理模型后，可以用于構建其他井的縱、橫波速度及密度等彈性參數，找到識別儲層的敏感參數和方法，進一步建立優質儲層的巖石物理解釋量版（圖4）。從圖4可以看出：砂巖具有低泊松比和相對高楊氏模量的特征，采用疊前彈性參數反演技術計算這2種參數，利用交會的方法能較好地識別須六段砂巖。從須六段巖石物理解釋量版（圖5）上可以看出，用孔隙度>5%作為儲層檢測的窗口，能較好地識別須六段含氣砂巖，可以將孔隙度作為識別儲層的敏感性參數。

圖4　建南地區須六段泊松比與楊氏模量交會圖Fig.4　Intersection map of Poisson's ratio and Young's modulus of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

圖5　建南地區須六段巖石物理解釋量版Fig.5　Petrophysical interpretation volume edition of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

1.2.2疊前彈性參數反演技術

疊前彈性參數反演以疊前道集為主要資料，以測井和地質資料為約束，計算出縱、橫波速度與密度3種參數，利用這3種參數可進一步計算其他彈性參數［9］。通過前述巖石物理交會分析結果，須六段砂巖具有低泊松比和高楊氏模量的特征，可以通過這2種彈性參數來綜合刻畫砂巖的分布。從連井剖面（圖6）上看，這種方法刻畫的砂巖與鉆井資料有較好的對應關系，說明砂巖預測方法和參數均合理，可以識別須六段的砂巖。

須六段巖石物理參數的分析結果表明，優質儲層具有高孔隙度特征，因此地層孔隙度的準確計算非常關鍵，關系到優質儲層的預測是否準確。在砂巖厚度定量預測的基礎上，研究區孔隙度計算主要按以下流程展開：首先以疊前反演計算的縱、橫波速度與密度數據體以及自然伽馬曲線作為輸入，通過神經網絡方法計算出自然伽馬數據體；然后進行泥質校正，據文獻［10］報道，可進一步利用懷利時間平均方程計算地層孔隙度。由于剔除了泥質的影響，使得計算的孔隙度可以相對真實地反映地層信息。從建南地區連井孔隙度剖面（圖7）可以看出：建111井區砂巖孔隙度較高，最高可達6.15%，表明其具有較好的物性。另外，孔隙度低值區與泥巖的分布具有較強匹配性，孔隙度高值區與砂巖分布具有較強匹配性，并且與儲層的分布吻合較好。

圖6　建南地區連井泊松比（a）和楊氏模量（b）剖面Fig.6　Well-tie Poisson's ratio（a）and Young's modulus（b）of Jiannan area

圖7　建南地區連井孔隙度剖面Fig.7　Well-tie pre-stack inversion profile of porosity in Jiannan area

1.3油氣檢測技術

從理論上講，砂巖含氣越好，儲層低泊松比與低縱波阻抗的“雙低”特征越明顯（圖8），偏離圖8中黑色直線的距離（背景法線距離）將越大。該特征可以作為砂巖“含氣指示因子”來預測含氣性。

圖8　建南地區含氣砂巖背景趨勢Fig.8　Background trend of gas sands in Jiannan area

建南地區須家河組須六段致密砂巖、含氣砂巖和泥巖在泊松比與縱波阻抗交會圖上具有明顯的區域性分布。砂巖具有較低的泊松比，但其縱波阻抗與泥巖重合，含氣砂巖縱波阻抗低于致密砂巖，在交會圖上，含氣砂巖具有低泊松比與低縱波阻抗的特征。

從建南地區連井流體因子檢測剖面（圖9）可以看出，建111井區砂巖含氣特征明顯（紅色），與鉆井油氣顯示吻合較好。將含氣性預測結果與已鉆井油氣顯示對比（表1），二者吻合程度較高，說明該方法適用于建南地區須六段油氣檢測。

圖9　建南地區連井流體因子檢測剖面Fig.9　Fluid factor detection profile in Jiannan area

表1　建南地區“含氣指示因子”與須六段油氣顯示結果對比Table1　Comparison of gas indication factor with oil and gas show in Jiannan area

2　應用效果

應用前述技術對建南地區須家河組須六段致密砂巖優質儲層發育區進行了精細刻畫，識別Ⅰ類優質儲層面積為81.92 km2，部署評價井5口，已鉆的2口井均在須六段獲工業氣流，其中建密HF-1井獲日產5.7萬m3高產工業氣流，提交預測天然氣地質儲量402.88億m3，取得了較好的勘探效果。

3　結論

（1）巖石物理建模及交會分析均是儲層預測工作的基礎，通過開展巖石物理建模及交會分析，可以求取儲層的敏感性參數，保證儲層預測結果的可信度。

（2）通過應用泥質校正孔隙度計算方法，提高了儲層厚度預測精度。疊前地震資料的應用提高了儲層流體檢測精度。

（References）：

［1］謝慶賓，李娜，劉昊天，等.四川盆地東部建南地區三疊系須家河組低孔低滲儲集層特征及形成機理［J］.古地理學報，2014，16（1）：89-102.

Xie Qingbin，Li Na，Liu Haotian，et al.Characteristics and formation mechanism of low porosity-low permeability reservoirs of the Triassic Xujiahe Formation in Jiannan area，eastern Sichuan Basin［J］.Journal of Palaeogeography，2014，16（1）：89-102.

［2］龐雄奇，陳冬霞，張俊.隱蔽油氣藏的概念與分類及其在實際應用中需要注意的問題［J］.巖性油氣藏，2007，19（1）：1-8.

Pang Xiongqi，Chen Dongxia，Zhang Jun.Concept and categorize of subtle reservoir and problems in its application［J］.Lithologic Reservoirs，2007，19（1）：1-8.

［3］文鋼鋒，王智，韓軍，等.地質模型反演預測隱蔽油氣藏［J］.巖性油氣藏，2009，21（1）：94-98.

Wen Gangfeng，Wang Zhi，Han Jun，et al.Application of geological modelinversiontechniquetopredictionofsubtlereservoir［J］.Lithologic Reservoirs，2009，21（1）：94-98.

［4］李景明，李東旭，楊冬，等.中國巖性地層氣藏的勘探前景［J］.巖性油氣藏，2007，19（4）：1-8.

Li Jingming，Li Dongxu，Yang Dong，et al.Exploration prospect of litho stratigraphic gas reservoirs in China［J］.Lithologic Reservoirs，2007，19（4）：1-8.

［5］李慶忠.巖性油氣藏地震勘探若干問題討論（Ⅰ）［J］.巖性油氣藏，2008，20（2）：1-5.

Li Qiongzhong.Discussion on seismic exploration of lithologic reservoirs（Ⅰ）［J］.Lithologic Reservoirs，2008，20（2）：1-5.

［6］陳輝明，孟繁松，張振來.鄂西秭歸盆地下侏羅統香溪組新型剖面的研究［J］.地層學雜志，2002，26（3）：187-192.

Chen Huiming，Meng Fansong，Zhang Zhenlai.New patterm section study of the lower Jurassic Xiangxi Formation in Zigui basin west Hubei［J］.Journal of Stratigraphy，2002，26（3）：187-192.

［7］董曉霞，梅廉夫，全永旺.致密砂巖氣藏的類型和勘探前景［J］.天然氣地球科學，2007，18（3）：351-355.

Dong Xiaoxia，Mei Lianfu，Quan Yongwang.Types of tight sand gas accumulation and its exploration prospect［J］.Natural Gas Geoscience，2007，18（3）：351-355.

［8］谷江銳，劉巖.國外致密砂巖氣藏儲層研究現狀和發展趨勢［J］.國外油田工程，2009，25（7）：1-5.

Gu Jiangrui，Liu Yan.Research status and development trend of tight sandstone gas reservoir abroad［J］.Foreign Oilfield Engineering，2009，25（7）：1-5.

［9］王威，李臻，田敏，等.巖性-地層油氣藏勘探方法技術研究現狀及進展［J］.巖性油氣藏，2009，21（2）：121-125.

Wang Wei，Li Zheng，Tian Min，et al.Current status and progress of exploration technology for lithologic-stratigraphic reservoirs in China［J］.Lithologic Reservoirs，2009，21（2）：121-125.

［10］劉震，張厚福，張萬選.擴展時間平均方程在碎屑巖儲層孔隙度預測中的應用［J］.石油學報，1991，12（4）：21-26.

Liu Zhen，Zhang Houfu，Zhang Wanxuan.Application of extended time average equation in the prediction of porosities of clastic reservoir rocks［J］.Acta Petrolem Sinica，1991，12（4）：21-26.

（本文編輯：李在光）

Prediction technique of high-quality reservoir in tight reservoir of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

ZHANG Shuishan，LIU Yongjiang，LIU Xianhong
（Geophysical Research Institute of Jianghan Oilfield Company，Sinopec，Wuhan 430000，China）

The tight gas reservoir of the sixth member of Xujiahe Formation which is characterized by sandstone-rich，gas-bearing in whole and local enrichment is favorable area for exploration.The sixth member of Xujiahe Formation is chara-cterized by poor physical properties and relatively thin thickness，which gives birth to similar wave impedance of sandstone reservoirs and mudstones.Thus，it is difficult to use post-stack wave impedance inversion to distinguish reservoir.Prediction technique of high-quality reservoir in tight reservoir has been established by technical research. It includes three steps：firstly，seismic facie models of typical geologic bodies should be summarized from logging information and the macroscopic favorable zones ought to be forecasted by analyzing seismic attributes；secondly，physical properties of different types of rocks such as impedance，Poisson's ratio and so on are supposed to be analyzed by rock physics modeling，in which the sensitive lithology parameters can be picked out；thirdly，favorable reservoir is able to identified effectively by comprehensive application of multi-parameter inversion and pre-stack inversion.The application of this technique in the sixth member of Xujiahe Formation in the study area proved to have good result and have great application prospects.

tight sand；seismic attributes；petrophysics；pre-stack inversion；reservoir prediction

P631.4

A

1673-8926（2015）03-0098-05

2014-11-08；

2015-01-15

中國石化江漢油田分公司科研項目“鄂西渝東區須家河組儲層預測與流體識別”（編號：JKW4013003）資助

張水山（1964-），男，高級工程師，主要從事地震資料解釋、儲層預測及油氣藏描述方面的研究工作。地址：（430000）湖北省武漢市硚口區古田二路匯豐企業總部5棟A座物探研究院。E-mail：zhangss.jhyt@sinopec.com。