ZC地區嘉四1—嘉三碳酸鹽巖儲層非線性預測

李 瓊,何建軍,李正文,陳 杰,何榮勝，李美琪

(成都理工大學 a.“地球勘探與信息技術”教育部重點實驗室，b.地球物理學院，成都 610059)

ZC地區嘉四1—嘉三碳酸鹽巖儲層非線性預測

李 瓊a,b,何建軍a,李正文a,b,陳 杰b,何榮勝b，李美琪b

(成都理工大學 a.“地球勘探與信息技術”教育部重點實驗室，b.地球物理學院，成都 610059)

基于碳酸鹽巖儲層裂縫系統巖石物理實驗研究，裂縫系統具有明顯非線性特征，采用裂縫非線性預測技術對ZC構造嘉四1-嘉三儲層裂縫發育帶進行精細刻畫。ZC構造嘉陵江組嘉四1～嘉三儲層裂縫展布分為三個帶，兩個主要裂縫發育區塊，并分為五級，裂縫展布特征與構造特征及斷層分布密切相關。應用地震優化非線性反演方法對嘉四1-三段儲層過井剖面進行了速度反演，獲得了高分辨率速度反演剖面，清晰而詳細地反映了嘉四1-三段儲層的變化特征，有效地提高了儲層預測效果，實際鉆探證明,研究區有效裂縫富集區與天然氣富集區具有對應關系；在利用構造特征、地震反射特征、速度特征及非線性參數特征對嘉四1-嘉三儲層預測研究的基礎上，為研究區的勘探開發提供科學基礎與依據，具有重大的實際經濟意義。

嘉陵江組； 碳酸鹽巖； 裂縫； 非線性預測； 有效裂縫富集區

0 引言

研究區內鉆探第1口探井Z2井，于嘉三2層中途測試獲得工業氣流271 600 m3/d，相繼開鉆Z1井、Z3井，在嘉陵江組地層內均未獲得工業氣流。特別是Z3井，它與Z2井同井場鉆探，兩井相距不過數米，前者為干井，后者為工業氣井，反映出嘉陵江碳酸鹽巖儲層具有極強的非均質性，導致該區的油氣勘探陷入低谷。其后ZC構造主體針對嘉陵江儲層鉆探ZQ6井，于嘉二3完鉆，對嘉四1—嘉三3進行層酸化測試，獲得天然氣2 743 m3/d。此次鉆探的失敗，使ZC構造的油氣勘探工作遭遇瓶頸。

針對研究區實際情況，在前人研究基礎上，對嘉四1—嘉三儲層開展新一輪預測評價研究，其主要目的是預測嘉四1—嘉三儲層的有效區塊和儲層裂縫空間展布。

李瓊等[1]通過巖石物理實驗研究證明,裂縫型碳酸鹽巖儲層具有明顯的非線性特征?；谔妓猁}巖儲層裂縫系統具有非線性特征，提出了裂縫非線性預測評價技術。因此，從地震記錄中提取多種非線性特征參數，有望為儲層裂縫系統的識別和裂縫的空間展布提供新的認識。

1 研究區地質地球物理特征

1.1 研究區構造特征

圖1 ZC構造嘉陵江組嘉四1-嘉三頂界構造圖Fig.1 Structural map of T1j41 -T1j3 top reservoir of Jialingjiang Formation of ZC structure

圖1是研究區嘉陵江組嘉四1—嘉三頂界構造圖。該構造位于川東南中隆高陡構造區，為陽高寺構造群南部的一個局部構造，ZC構造長短軸之比4∶1，長軸軸向近于南北向，兩端偏西而中部東突似如弓背。該構造與東鄰的南廣構造、觀斗山構造相比，地勢較低，為一明顯的短軸背斜，該構造由淺至深不僅存在，而形態基本相似，為寬緩的“穹窿狀”，兩翼近于對稱，構造總體走向北北東，西與宜賓潛伏構造以向斜相接。

1.2 斷層特征

ZC構造具有一定規模的斷層共有12條，所有斷層均為逆斷層，它們控制著構造的形態和走向以及對ZC構造產生一定程度的改造作用。其中：

1)趙②號斷層位于ZC構造的東南翼，傾向北西西。其上盤為ZC構造主體，該斷層走向北北東，傾角50°，延伸長度為10 km，向上斷至須家河組，向下消失于寒武系中，落差100 m～200 m。

2)趙③號斷層位于ZC構造的西北翼，與趙②號斷層組成斷壘，為控制ZC構造的主要斷層，該斷層走向為北東，傾向為南東，延伸長度為7.5 km，斷層向上至須家河組，向下至志留系消失，落差30 m～150 m。

由圖1可看出，趙②號斷層和趙③號斷層分別位于構造的兩翼，為傾軸逆斷層，控制構造的形態和走向。

1.3 地層巖性特征

三疊系下統嘉陵江組地層為海相碳酸鹽巖沉積，川西南地區三疊系嘉陵江組主要產層為嘉四1—嘉三，主要儲層為嘉四1底部細—粉晶孔隙白云巖，嘉三3為深灰—褐灰色泥晶云質灰巖，嘉三2為褐灰色泥—粉晶灰巖。嘉四1-嘉三屬于裂縫—孔隙性儲層。裂縫對儲層起著強烈的改造作用。

1.4 嘉四1—嘉三儲層的地震特征

圖2是過Z2井90NGD04地震剖面。由圖2可看出，嘉四2底界反射為雙相位附近見小斷層，內部見強波谷，斷層下盤反射呈空白狀。圖3是過ZQ6井和Z1井90NGD06地震剖面。在Z1井附近，嘉四2底界反射很弱，在ZQ6井處，嘉四2底界反射為雙較強相位，相位斷續變弱，有下凹現象?？傊?，嘉四1—嘉三2地震反射是一組弱反射，嘉四1儲層較薄，為裂縫-孔隙性儲層，含氣后密度和速度都降低，在地震剖面上表現為振幅、頻率和波形變化等。

圖2 過Z2井90NGD04地震剖面層位追蹤Fig.2 90NGD04 seismic section through well Z2

圖3 過ZQ6井和Z1井90NGD06地震剖面層位追蹤Fig.3 90NGD06 seismic section through well ZQ6 and well Z2

2 嘉四1—嘉三儲層裂縫的非線性參數特征

圖4和圖5分別是90NGD04和90NGD06儲層非線性參數剖面。由圖4和圖5可看出，三種非線性參數沿剖面變化，并出現高值異常段，尤其在Z2井和ZQ6井附近地段異常表現明顯。Z2井處于高值異常的峰值部位，而ZQ6井處于高值異常的邊緣，Z1井處于低值異常。

在嘉四1—嘉三儲層段內，在不同儲層部位出現非線性參數的異常，這反映了出現非線性參數異常的部位為嘉四1—嘉三儲層的裂縫發育段或裂縫相對發育段。

圖4 90NGD04非線性參數剖面及地震剖面Fig.4 90NGD04 non-linear parameters and seismic section(a)90NGD04非線性參數剖面;(b)地震剖面

圖5 90NGD06非線性參數剖面及地震剖面Fig.5 90NGD06 non-linear parameters and seismic section(a)90NGD06非線性參數剖面;(b)地震剖面

3 嘉四1—嘉三儲層裂縫預測

地質和地球物理研究表明嘉四1-嘉三儲層在內部結構表現出復雜多變性和內部不連續性的特征。

圖6為將3種非線性參數進行非線性綜合判別后獲得的嘉四1—嘉三儲層裂縫發育帶分布圖。由圖中分析可知，裂縫發育程度分為5個級別：①裂縫最發育區：置信度(0.74～0.93)；②裂縫發育區：置信度(0.60～0.74)；③裂縫次發育區：置信度(0.45～0.60)；④裂縫欠發育區：置信度(0.25～0.45)；⑤裂縫不發育區：置信度(0.00～0.25)。

圖6 ZC構造嘉四1-嘉三儲層裂縫發育帶分布圖Fig.6 Fracture development zone of T1j41 -T1j3 reservoir of Jialingjiang Formation of ZC structure

綜合分析可知，嘉四1-嘉三儲層裂縫發育帶分布具有下列特征：

1)裂縫展布分為三個帶：①沿趙2斷層帶；②沿構造主體部位；③沿構造西翼。

2)主要裂縫發育區塊有兩個區塊：①處于90NGD04至00YBZC20之間，NE-SW向；②處于00YBZC18至90NGD02之間。這兩區塊位于構造的有利部位，并為鉆探結果證明。

3)位于構造西翼的第三個裂縫發育帶，為零星分布著的小區塊。

4 儲層的速度特征

通過地震高分辨率非線性反演，獲得了高分辨率反演剖面，即速度剖面。該方法在實際反演中，首先由井點出發構造測井資料與井旁地震道的非線性映射關系，并根據地下介質在橫向上的變化特征來更新非線性映射關系，同時，考慮相鄰道的相似性，自動完成整條剖面的反演，以實現地震高分辨率非線性反演。

4.1 90NGD04速度反演剖面

圖7 過Z2井(同場Z3井)的90NGD04速度反演剖面Fig.7 90NGD04 velocity non-linear inversion section through well Z2 and well Z3

圖7是過Z2井(同場Z3井)的90NGD04速度反演和氣層標定圖。由圖7可看出，嘉四1—嘉三儲層的速度具有下列特征：①在嘉四1頂出現速度為5 700 m/s～6 100 m/s的薄層，其分布范圍為CDP1820-1920；②在嘉三高速背景(6 200 m/s～6 700 m/s)出現三個速度降低條帶(5 700 m/s ～6 100 m/s)，其分布范圍為CDP1715-1780、CDP1785-1815和CDP1855-1935；③Z2井獲氣27.16×104m3/d，這與第二速度降低帶有關，而Z3井雖與Z2井同井場，可能偏向了無速度降低的大CDP方向，因此，未獲氣流。

4.2 90NGD06速度反演剖面

圖8 90NGD06速度反演剖面Fig.8 90NGD06 velocity non-linear inversion section

由圖8看出，嘉四1-嘉三儲層在該剖面上具有下列特征：①嘉四1為速度大于6 500 m/s以上的高速層；②在嘉四1-嘉三之間出現斷續的速度為5 800 m/s ～6 500 m/s的速度降低的薄層；③ZQ6井獲氣0.743×104m3/d，這與高速背景下速度降低帶有關，其速度帶低但不相連，且范圍有限。Z1井為干井，它處于高速背景之中，裂縫不發育所致。

由90NGD04和90NGD06速度反演剖面可看出，ZC嘉四1-嘉三儲層從北到南速度變化規律有所不同，良好儲層處于高速背景下的速度降低(層)帶，并與速度降低(層)帶的延伸范圍和延續性有關。

5 結束語

在利用構造特征、地震反射特征、速度特征及非線性參數特征對嘉四1—嘉三儲層預測研究的基礎上，基于儲層裂縫系統具有非線性特征，采用裂縫非線性預測技術對ZC構造嘉四1—嘉三儲層裂縫發育帶進行精細刻畫，所采用的裂縫非線性預測技術是由相空間的重建、裂縫的關聯維分析、混沌及突變理論預測技術所組成。通過對研究區儲層內部結構的非線性研究和預測，對裂縫系統開展詳細的認識，揭示裂縫的空間展布和變化規律，并較準確地預測了嘉四1—三段儲層裂縫發育帶及空間展布；鉆探證明研究區有效裂縫富集區與天然氣富集區具有對應關系；應用地震優化非線性反演方法對嘉四1—三段儲層過井剖面進行了速度反演，獲得了高分辨率速度反演剖面，清晰而詳細地反映了嘉四1—三段儲層的變化特征，有效地提高了儲層預測效果。

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LI Qionga,b,HE Jian-junb,LI Zheng-wena,b,CHEN Jieb,HE Rong-shengb，LI Mei-qib

(Chengdu University of Technology a.Key Laboratory of Earth Exploration and Information Technology of Ministry of Education,b.College of Geophysics,Chengdu 610059,China)

Jialingjiang Formation; carbonate； fracture; non-linear prediction; effective fracture abundance zone

2016-10-30 改回日期：2016-11-02

國家自然科學基金(41274129)

李瓊(1968-),女，博士，教授，主要研究方向為復雜油氣儲層地球物理方法及綜合預測研究、地震巖石物理等，E-mail：liqiong@cdut.edu.cn。

1001-1749(2016)06-0746-05

P 631.4