碳酸鹽巖裂縫儲層地震預測技術

摘 要：隨著石油天然氣資源開發利用增多，導致常規油氣藏逐漸減少，勘探開發難度日益增大，對于裂縫油氣藏勘探已成為當今油氣勘探工作的重要領域。文章利用JLS地區三維地震資料，充分分析已鉆、測井資料，在此基礎上針對茅口組灘相沉積控制的孔隙-裂縫（縫洞）型儲層，對斷層、裂縫描述的難點采用曲率、相干、螞蟻追蹤技術刻畫裂縫發育的有利區帶展開預測研究，實現了小斷層、裂縫（縫洞）的精細刻畫。研究成果為JLS地區二疊系茅口組碳酸鹽巖裂縫儲層中的勘探開發提供了可靠依據，與實際鉆、測井吻合。

關鍵詞：裂縫預測；相干；曲率；螞蟻追蹤

1 概述

JLS工區位于四川盆地西北部，JLS構造位置處于上揚子陸塊北緣與秦嶺造山帶接合部的米倉山臺緣隆起斷褶構造帶前緣與川北低平褶皺帶之間。地面構造為一大型短軸背斜，屬地臺北部邊緣凹陷帶中印支期的三級局部構造。

JLS地區下二疊統茅口組多口井測試獲高產工業性氣流，區內L004井、L4井、L16井、L17井及L004-X1井5口井均鉆遇茅口組，茅三段為主要產層，L16井、L4井、L004-X1井在茅三段均獲高產氣。茅口組主要為灘相沉積控制的亮晶生物（屑）灰巖儲集層，局部發育細-中晶白云巖，儲層類型主要為孔隙-裂縫（縫洞）型。此外，裂縫、溶蝕縫等的發育不僅能作為儲集空間，還極大地提升了儲滲能力。因此，有必要采用一套適合JLS地區茅口組裂縫識別的技術，明確儲層裂縫分布規律，推動該區有利勘探目標優選工作。

2 裂縫預測方法及應用效果分析

本次研究工作主要以現有的地震資料和精細構造解釋成果為基礎，結合鉆完井、測井、試氣等資料，分別采用相干技術、曲率技術、螞蟻追蹤技術對JLS地區茅口組碳酸鹽巖開展裂縫預測研究。這幾種技術的方法原理不同，反映的細節也有所差異。

2.1 相干技術

通常認為地層是連續的，當地層連續性遭到破壞發生變化時，導致地震波發生變化，表現邊緣相似性的突變。通過相干運算，將地震數據體轉化為相關系數數據體，在顯示中強調不相關性，突出不連續性。針對研究區采用特征值算法提取茅口組頂界的沿層切片（圖1），對研究區斷層和裂縫帶的分布進行研究發現：斷裂的展布和構造解釋的斷層一致，主要以北東走向為主。工區內斷層分布主要集中在北部及東北，相對大斷裂較少。在工區西部則零星分布一些小斷裂，在構造背斜主體位置斷裂不發育。

2.2 曲率技術

曲率是描述曲線上任一點的彎曲程度，曲率越大越彎曲，所以可用曲率法去評價裂縫（縫洞）。從圖（圖 2）中可見：斷裂及構造變形大的地方曲率值較大，與相干預測一致，構造主體部位曲率值相對較小，斷層雖然不發育，但裂縫信息卻非常豐富，顏色越淺裂縫尺度越小裂縫。在研究工區構造主體西部及南部有許多水平切片上呈“環形、似環形”特征，通過調研國內外研究資料認為這些都是巖溶洞，對工區內溶蝕孔洞發育區進一步分析，存在兩種類型的地震異常。（1）單一溶蝕孔洞地震異常，這些異常在在偏移剖面上表現為同相軸斷續、空白反射。（2）呈線性展布的異常，從地震剖面上表現為同相軸錯斷，撓曲反射。

2.3 螞蟻追蹤技術

蟻群算法是一種用來在圖中尋找優化路徑的機率型算法，利用蟻群算法能動追蹤的特點，成功地應用到斷層和裂縫識別中，通過該技術最終可以獲得一個具有清晰斷裂痕跡的螞蟻追蹤屬性體。該技術在研究工區的檢測結果（圖3）表明：在全區范圍內，大尺度裂縫與斷裂走向一致，主要為東北走向，比較客觀地反應了全區裂縫發育與斷裂的相關性。在大斷裂不發育的地區，小尺度斷裂及裂縫識別效果明顯。相比較前兩項技術，螞蟻追蹤對小斷裂及裂縫識別能力效果更為清晰。

2.4 應用效果分析

結合相干、曲率、螞蟻追蹤綜合分析，工區內茅口組主要發育兩類斷裂發育區，一類位于圖中（圖4）圓圈區域，該區域內斷裂主要受構造斷層影響，在地震剖面上主要表現為同向軸明顯錯段，斷距較大，其發育的空間位置和走向均與斷層較為吻合，靠近龍門山沖斷帶及JLS地區西北部、東北部，靠近米倉山沖斷帶；另一類微斷裂發育區主要位于工區中部及南部，在地震剖面上主要表現為同向軸扭曲，斷距較小的微斷裂（圖5、6），在平面上展布主要以東北向為主。綜合幾項技術應用效果對比分析各有特點，相干技術能準確識別清晰明顯的斷裂，曲率技術能識斷裂及裂縫信息，并且還對溶蝕孔洞發育有一定識別效果，螞蟻追蹤技術不僅可以對研究區內大斷裂和小斷層的形態展布進行清晰地刻畫，而且在難以識別的一些小斷裂及裂縫通過該方法也能獲得較好的預測效果，總的來說螞蟻追蹤技術對裂縫及小斷裂刻畫更為精細。綜合裂縫預測結果，L004井、L4井、L16井、及L004-X1井位于裂縫發育區，而L17井（圖7）位于裂縫不發育區，與實際鉆、測井資料吻合。

3 結束語

（1）通過對JLS地區茅口組裂縫預測結果可以發現大尺度裂縫與斷裂走向一致，分布在研究區北部呈東北走向，小尺度斷裂呈網狀分布，研究區中部構造主體小尺度斷裂及裂縫發育且已鉆井獲產量普遍較高，而溶蝕孔洞主要在研究區南部及西部較為發育，預測的裂縫（孔洞）發育富集區成果對下步勘探開發提供可靠依據。

（2）文章采用相干、曲率、螞蟻追蹤互為補充進行綜合研究，裂縫預測是一項綜合性很強的研究工作，需要依靠多種方法進行綜合，相互參考對比分析，尋求共性才能取得更為精細理想的成果。

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