裂縫預測在新疆某碎屑巖儲層中的應用

曾均 于丹平 雷勤梅 李遠娟 閆小偉

【摘 要】準噶爾盆地XBY地區呈北東--南西向展布，其斷裂裂縫比較發育，裂縫在油氣的儲存與運移中起著非常重要的作用。本文以XBY某地區三疊系百口全組儲層為例展開儲存裂縫預測。結合儲層的特征情況，主要采用了方向加權的相干屬性分析和構造曲率分析進行裂縫預測，對裂縫和小斷裂進行了良好的識別，利用方向相干加權成果進行玫瑰圖分析，再與測井資料相匹配，從而達到目的層裂縫預測的目的。

【關鍵詞】裂縫預測 方向加權相干 曲率

【Abstract】The XBY in The Junggar Basin is NE-SW distribution. the fracture crack has a host of growth . it plays a very important role in the storage and transport of oil and gas . In this paper ， taking an area of The Triassic Period in XBY as an example to predict fracture. Combined with the characteristics reservoir . Mainly adopts weighted direction coherence attribute analysis and structural curvature analysis for fracture prediction， To have a good recognition of fracture and small fault，Coherence of rose diagram analysis weighted results utilization direction， and then matched with the logging data， so as to achieve the purpose of the purpose layer crack prediction.

【Keywords】fractures prediction ； direction weighted coherent ； curvature

1 引言

裂縫是油氣主要的運移通道，同時也是油氣主要的儲集空間。由裂縫所引起的油氣藏在石油和天然氣的產量和儲量中占有非常重要的地位。裂縫發育帶及裂縫性油氣藏地震識別和預測技術在不斷的實踐中獲得了很大的進步，毫無疑問裂縫性儲層在油氣勘探開發中的重要性是非常大的，然而由于其成因所引起的復雜性，導致裂縫發育帶的地震預測在現在仍然是難點，并在不斷的完善和發展。裂縫的地球物理識別和預測仍主要是對裂縫的發育程度和空間展布進行預測。裂縫發育帶的識別和預測不僅在優質儲層的識別和預測方面而且對這類油氣藏的開采工藝方面也具有重要意義，因此，再次引起人們的高度關注。

2 研究區概況

MN地區主要沉積相類型為扇三角洲相，可劃分出扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲（濱淺湖）亞相。本文以準格爾盆地XBY某地區三疊系儲層為例開展的裂縫預測在碎屑巖儲層中的應用，具體工區主要是MH地區。MH西環帶地處準噶爾盆地西部隆起XBY地區，油氣資源豐富，但是復雜的地質構造增加了勘探難度系數。近年來，隨著高精度地震資料的采集，在構造平緩的斜坡區先后發現了多條具有走滑特征的斷層，使勘探效果得到明顯提升。MH凹陷南斜坡整體為一大型平緩的單斜構造，地層傾角3～5°，地層傾向東南，局部發育低幅度平臺、背斜，以及與地層有關的鼻狀構造，斷裂發育。MH1井區同時受到不同方向構造運動的相互影響，形成大型走滑調節斷裂—大侏羅溝斷裂，以及伴生的羽狀次生斷裂，深部斷距更大，斷裂封閉條件相對更好。

3 裂縫預測的方法原理

本文主要采用了方向加權相干分析曲率分析和相關的玫瑰圖分析等進行裂縫預測，主要是裂縫的發育情況以及大致走向分析，并結合鉆井及裂縫伴生地質理論對裂縫檢測結果的可靠性進行了分析，劃分出了裂縫相對發育的區域。

3.1 基于方向加權的相干檢測

方向加權相干分析是在采用相干屬性的基礎上進一步采用了方向加權濾波的方法，有效的減除了一些干擾，因而可更加準確的突出了裂縫發育帶的方向性。先對預先處理過的地震資料進行應力和斷層及構造性裂縫發育帶方向的確定，再用一定的算法檢測裂縫相干值的梯度變化方向進行定向濾波，基于方向加權相干的屬性檢測技術由于增強了裂縫和斷層的識別能力，所以更具有良好的效果，往往常用于檢測由構造變形而引起的斷層和裂縫發育帶。

3.2 曲率分析

曲率屬性是地震幾何屬性，與地下界面的彎曲程度有直接相關，由于曲率屬性可以表征地下地質體所受到應力的情況，而裂縫與斷層很大程度上與地質體的受應力情況相關，所以間接曲率能出裂縫與斷層的發育情況，多用于地震資料的構造識別和解釋。曲率屬性對裂縫和褶皺都很敏感，廣泛的用于地震資料的裂縫預測中，它是描述地質體構造特征的實用方法。在數學上曲率是表述曲線上任意一點的彎曲程度，可表示為角度與弧長變化率之比，或是表示成該點的二階微分形式。在實際地質中，水平層或斜平層時曲率為零，背斜為正，向斜為負。通常用于表示曲面上一點的彎曲程度，將同一面上不同的曲率屬性進行組合可以進行局部形態檢測，這樣就可以將曲率從數學上聯系到實際的地質構造中來。

4 實例應用

下圖1為上述方法在MN地區的應用，根據實際結果對比而得，取得了較好的效果，很好的展示了該目的層的裂縫發育及其分布特征。

4.1 方向加權相干

目的層三疊系百口泉組巖性主要為砂礫巖、含礫細砂巖，夾薄層泥巖。圖1展示了利用基于方向加權相干分析對研究區百口泉組分析結果，可以明顯看出，利用這種方向濾波技術，可以對已知應力場方向的裂縫、斷層進行強化，從而突出其特征。

圖1 百口泉組相干/AFE屬性及裂縫檢測圖

4.2 地震玫瑰圖平面分析

根據方向加權相干分析得到了一些有意義的反映小斷層和裂縫的一些有一定方向性的線性段后，我們可以進一步對這些線性段進行統計分析并用玫瑰圖的形式表示出來，如圖2所示。利用地震玫瑰圖可以和測井分析所得到的玫瑰圖進行對比分析，加入它們具有較好的對應性，說明通過方向測度加權得到裂縫識別結果比較可靠。因此玫瑰圖被廣泛的應用于地震裂縫預測中，玫瑰圖不僅可以反映裂縫帶的走向，而且也可在一定程度上定性的表示裂縫的發育強度。我們可以看到裂縫方向及密度的變化，利用這種玫瑰圖所反映的裂縫方向與區域構造（應力）方向的關系來進一步確定地震裂縫檢測結果的可靠性和對裂縫進行進一步的解釋。

圖2 百口泉組地震平面玫瑰圖

通過對MH4井雙井徑分析及FMI圖像觀察認為，本井井壁崩落方位為近南北向，即現今最小水平主應力方向為近南北向；誘導縫走向為近東西即現今最大水平主應力方向為近東西向，綜合分析認為MH4井井旁現今最大水平主應力方向為近東西向（圖3所示），地震玫瑰圖所反映的裂縫發育特征與測井裂縫特征吻合較好。

圖3 MH4井現今最大水平主應力分析

4.3 曲率分析

為了評價該方法在本研究區的應用效果，以百口泉組儲層為例進行了體曲率分析。可以看出該區最大正曲率和最小負曲率沿層切片上斷裂特征清晰，構造形態起伏明顯，斷層和裂縫的細節信息十分豐富，有效的突出了小斷裂及裂縫發育帶。與相干結果對比，可以看到，曲率結果能更好的突出一些小斷層或裂縫發育區，提供更豐富的信息。圖4為目的層段最大正曲率和最大負曲率沿層切片。

圖4 沿百口泉組底界提取的最大正曲率屬性及斷層平面組合圖

5 結語

儲層裂縫預測在地震資料儲層預測中起著重要作用，在相干屬性的基礎上采用了方向加權技術，此法對相干分析所得到的線性異常進行提取，從而突出了斷層及裂縫特征，再結合相干玫瑰圖分析，對裂縫發育帶空間展布的識別和預測起著很好的實用效果。利用三維地震數據體計算得到空間方位信息，擬合出趨勢面而得到的曲率屬性，方位角對斷層裂縫的走向識別比較明顯，曲率屬性從構造的角度出發，其是描述地質體彎曲程度的幾何屬性，與地質體的受力程度成正比，進而也與因受力而形成的裂縫發育特征相關，這樣得到更加精確的地質構造和裂縫發育情況。本文利用上述方法綜合起來對目的層段的裂縫預測達到了比較好的效果，并與實際結果達到了很好的吻合度。

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作者簡介：曾均（1988—），男，四川宣漢人，成都理工大學碩士研究生在讀，研究方向：地震資料解釋。