準噶爾盆地春光區塊巖性圈閉識別技術及應用效果

2017-06-19 18:34:34張永華紀甜甜華柑霖

石油地質與工程 2017年3期

張永華，張馳，紀甜甜，張悅，華柑霖，喬喜

(1.中國石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南鄭州 450018；2.中國石油大慶油田第二采油廠；3.中國地質大學(北京)能源學院；4.中國石化河南油田分公司采油氣工程服務中心)

張永華1，張馳1，紀甜甜1，張悅2，華柑霖3，喬喜4

春光區塊主要目的層沙灣組為一向北抬升的單斜構造，圈閉類型主要為巖性、地層圈閉，含油砂體為泥包砂背景下的濱淺湖灘壩相砂體，儲集層薄，巖性變化較大。為了在該區尋找可靠的巖性圈閉，從單井層位標定入手，利用正演模型技術分析儲集層的地震響應特征，利用三色混頻處理技術計算出混頻屬性體，利用地層切片技術描述沙灣組的沉積體系和儲集層的砂體展布。利用多井約束反演精細刻畫儲集層層間關系，共發現圈閉線索46個。在圈閉綜合評價的基礎上，共部署探井和評價井15口，其中CG2，CG2-1，CG2-2，CG2-6，CG10等多口井獲得工業油流，新增石油地質儲量2 000×104t。

準噶爾盆地；春光區塊；巖性油藏；圈閉識別

1 春光區塊概況

春光區塊位于準噶爾盆地西緣車排子凸起，其西北以加依爾山為界，東以紅車斷裂與昌吉凹陷相接，南為四棵樹凹陷；目的層為一向北抬升的單斜構造，地層傾角3°左右，基底為石炭系地層；自上而下依次發育第四系，新近系獨山子組、塔西河組、沙灣組，古近系，白堊系下統吐谷魯群，侏羅系下統，石炭系等地層[1]，其中沙灣組為主要勘探目的層。

該區屬于源外成藏，生烴區位于南部四棵樹凹陷和東南部昌吉凹陷，是油氣運移的有利指向區。地層不整合面、骨架砂體及斷裂構成的輸導體系，有利于油氣向該區運聚。區內有巖性、地層及復合類等圈閉類型，其中以巖性、地層圈閉為主。該區早期僅有探井7口，其中5口井見到良好的油氣顯示，但未獲得工業油氣流。2005年P2井在春光地區新近系沙灣組獲得突破，試獲日產62.79 m3的高產油流；之后又發現多個含油區帶[2]，表明春光地區具有良好的油氣勘探潛力。

春光區塊儲集層為三角洲砂體經湖浪再搬運后沉積形成的灘壩砂體，呈薄層狀展布。儲集層邊界主要受巖性控制，油藏規模小，橫向上儲集層厚度、巖性變化較大，為了增儲上產，必須尋找新的巖性油藏。本文從單井合成記錄制作、地層對比及層位標定入手，分析儲集層的地震響應特征[3-4]，應用井震反演、地層切片及多屬性分析技術識別巖性圈閉。

2 利用正演模型技術分析儲集層地震響應特征

春光區塊主要目的層為新近系沙灣組，油層埋深為900～1 400 m，含油砂體為“泥包砂”背景下的濱淺湖灘壩相砂體；出油段儲集層巖性為中、粗砂巖，較疏松, 成巖作用較弱，厚度小于7 m，孔隙度大于30 %。該砂體含油層地震反射速度急劇降低,導致地震反射系數增大，薄層砂體頂面地震反射在地震剖面上表現為中強振幅反射，呈現亮點或類亮點特征。

為了更好地研究儲集層在含油和含水不同狀況下振幅值的變化特點，利用正演模型技術反映儲集層的地震響應特征[5]。選用實鉆井鉆遇的砂巖儲集體的速度資料進行正演，該區P2-20井在5砂組含水砂體的速度為2 266 m/s，而P2井5砂組含油砂體速度為2 130 m/s，砂體含油后反射速度降低。選用不同目的層系含油砂體與含水砂體的速度資料，建立泥包砂的地質模型。圖1是根據春光區塊儲集層特點做出的地震正演剖面圖，從圖中看出，水層速度為2 266 m/s，油層速度為2 130 m/s，即油層水層速度接近時，振幅無明顯差異(圖1a)；當水層速度為2 500 m/s，油層速度為2 130 m/s，即油層水層差異小時，振幅變化較小(圖1b)；當水層速度為2 890 m/s，油層速度為2 130 m/s，即油層水層速度差異大時，振幅變化明顯(圖1c)。根據正演的結果和統計結果可知，沙灣組振幅屬性能對儲集層進行有效刻畫，對于含油層與含水層，只能區分速度差異明顯的油層和水層。

3 利用地層屬性切片描述巖性圈閉

該區灘壩砂體多為2～6m的薄層，為了有效識別小型薄砂層的空間展布，在高精度層序地層學研究基礎上，以高精度三維地震數據為基礎，處理并優選多種屬性體，應用地層切片技術對不同屬性體通過小時窗間隔連續的地層切片觀察、分析刻畫巖性圈閉[6-8]。

圖1 地震正演剖面

3.1 振幅屬性

根據春光區塊巖性油藏特點，在已知井層位標定的基礎上，利用高精度三維地震資料進行屬性分析，優選出與儲集層物性及含氣性較為敏感的均方根振幅屬性進行分析。

由于春光區塊油層的單層厚度一般在5 m以下，地震資料縱向分辨率只能達到7～10 m，為此，以三維屬性體為基礎，以地震沉積學的研究方法進行研究[9]。首先對地震數據體進行振幅體提取，然后選擇等比例內插方法，分別對沙灣組一段和沙灣組二段進行地層切片制作。為了更清晰地刻畫出砂體的形態和厚度等特征，對地層進行60等份的切片。對比發現地層切片能夠反映薄儲集層的變化，圖2為CG2井均方根振幅屬性圖，圖中大紅色的范圍為2砂組巖性油藏的分布范圍，該圖振幅的變化反映了含油儲集層的空間變化。

圖2 CG2井2砂組均方根振幅屬性

3.2 三色混頻屬性

三色混頻屬性是將分頻處理后的高、中、低三種頻率的均方根振幅體利用不同的顏色混合在一起形成一種融合屬性體。通常情況下低頻能量體有利于解釋相對厚的儲集層，高頻能量體有利于識別相對薄的儲集層。而任何巖性圈閉不可能是單一厚度儲層控制的，只有經過高中低頻能量體的混頻處理得到新的融合體，才可更清楚地刻畫砂體與沉積關系。

本區地震資料主頻為60 Hz左右，頻寬為10～120 Hz，分頻處理后得到30，60，90 Hz分頻體，用紅、綠、藍分別對應低、中、高頻率能量體，因此不同的顏色表示砂體的不同厚度。紅色代表厚層，藍色表示薄層，綠色介于兩者之間。

圖3為春光區塊2砂組三色混頻地層切片，從圖中紅綠藍色在全區分布不均勻，說明砂體厚度變化快，但其分布具有規律性。在研究區由東南至西北，顏色由綠紅色漸變為藍綠色，說明砂體從東南中部至西北方向由厚變薄；圖中中部區域綠色偏多，單獨的綠色個體代表辮狀河沉積環境下的側緣尖滅砂體。目前發現的2砂組油藏，CG2，C2-6，C10油藏在圖中清晰可見，邊界鮮明，且顏色為淡綠色；對應的頻率大約為60 Hz，與油藏的頻率響應相同，2砂組砂體尖滅線位置也清晰地刻畫出來(圖中黃色線代表尖滅線位置)。三色混頻屬性體的地層切片對多期砂體疊置現象顯示好，立體感強。

4 利用井震反演刻畫儲集層層間關系

井震反演是綜合運用地震、測井、地質等資料來揭示儲集層空間幾何形態和目標層微觀特征，將大面積連續分布的地震資料與具有高垂向分辨率的井點測井資料進行匹配、轉換和結合的過程[10-11]。

經過井震反演，把常規地震剖面轉換為絕對波阻抗剖面，由于春光區塊儲集層具有低阻抗的特征，大于5 m的儲集層在波阻抗剖面上能夠清晰地分辨，波阻抗剖面中相對“藍色”區代表儲集層。

圖3 沙二段2砂組三色混頻地層切片

為了更精細刻畫儲集層，在稀疏脈沖反演的基礎上，用具有高分辨率測井阻抗曲線作為硬約束，地震反演的波阻抗體做軟約束進行了隨機反演和隨機模擬反演。反演后的數據體分辨率得到明顯提高，能夠分辨2～5 m的單砂層。圖4為過CG2-1井-CG2-3井隨機反演剖面。從圖中可以看出，CG2-1井和CG2井的油層與CG2-2和CG2-3井油層不為同一小層(圖中箭頭所示)，后經沉積微相研究證實它們是同期積沉的不同砂體。

圖4 過CG2-1井～CG2-3井隨機反演剖面

為了得到儲集層在平面上的展布情況，根據油層在波阻抗剖面上的顯示位置，在反演數據體上對油層的頂面反射層進行追蹤解釋。以解釋層位為基礎層，選擇上下5 ms的時窗，提取波阻抗信息來研究砂體平面分布特征。圖5為CG2井區2砂組波阻抗平面圖，具有低波阻抗特征的油層為圖中藍色區域，描述了CG2，CG2-1井的油層平面變化，較好地刻畫了油層邊界。

5 利用地震振幅確定薄層砂體厚度

對春光區塊三維地震資料頻譜分析發現，地震資料頻率范圍為8～120 Hz，主頻63 Hz。該區砂巖層速度為2 600 m/s，按照1/4 λ的垂向極限分辨率，則能夠分辨的砂巖最小厚度為9m。鉆探表明砂體厚度為1～5 m，都在1/4 λ的調諧厚度范圍內。在1/4 λ范圍之內，厚度跟振幅存在一個近似線性的關系[12]。為了分析振幅值和儲集層厚度之間的關系，對春光區塊13個油藏進行了屬性提取，通過統計分析，發現地震數據體振幅值(A)和儲集層厚度(H)存在下面的函數關系：

圖5 CG2井2砂組砂體波阻抗平面圖

H= 0.002 2A2+ 0.364 8A+ 17.248

式中：H——儲基層厚度，m；A——振幅，dB。

從圖6可看出，厚度越大，振幅值越大。如P206-8井的油層厚度為4.6 m，振幅值為-115；而P2-19井的厚度為2.5 m，振幅值為-80；地震振幅大小與砂體厚度的分布具有較好的相關性，該式經實鉆資料驗證符合率達85%以上，因此，可根據振幅能量計算春光區塊砂巖厚度。

圖6 地震反射振幅值與砂層厚度關系

6 應用效果

通過對春光區塊多井儲集層特性的分析認為，沙灣組儲集層的地震響應特征為亮點或類亮點、高振幅值，測井曲線的響應特征為高孔、高滲、高電阻率。應用地震反演、三色混頻及地震屬性分析技術，發現圈閉46個。在圈閉綜合評價的基礎上，共部署探井和評價井15口，其中CG2，CG2-1，CG2-2，CG2-6，CG10等多口井獲得工業油流，新增石油地質儲量2 000×104t。

[1] 史建南, 鄒華耀.準噶爾盆地車排子凸起隱蔽油氣藏成藏機理[J].西安石油大學學報,2009, 24(2):26-29.

[2] 劉傳虎，王學忠.沙灣組油氣地質特征與勘探實踐[J].中國工程科學, 2011,13(4):87-95.

[3] 付代國 ,張永華，張德超.泌陽凹陷南部地區巖性油藏預測技術與效果[J].石油天然氣學報,2008,30(2):453-455.

[4] 張永華,楊晟. 微幅度構造解釋及變速成圖方法[J].石油物探，2010，49(2)：176-181.

[5] 王軍,張金偉,董臣強. 準噶爾盆地排2井區巖性油藏的地震正演模擬[J].油氣地質與采收率, 2008,15(4):43-44.

[6] 張永華．三維地震資料綜合解釋方法探討[J].石油物探，2004，43(1)：49-53.

[7] 張永華,陳萍．基于合成記錄的綜合層位標定技術[J].石油地球物理勘探，2004,38(1):92-96.

[8] 朱筱敏，劉長利,張義娜．地震沉積學在陸相湖盆三角洲砂體預測中的應用[J].沉積學報，2009，27(5)：915-921.

[9] 張延章，尹壽鵬，張巧玲，等. 地震分頻技術的地質內涵及其效果分析[J].石油勘探與開發，2006，33(1):64-71.

[10] 曹丹平, 印興耀.井間地震約束下的高分辨率波阻抗反演方法研究[J].石油物探，2010,49(5)：425-429.

[11] 張永華,楊道慶.井約束反演技術在白云巖縫洞型儲集層頒測中的應用[J].新疆石油地質，2006，27(2)：219-222.

[12] 柏冠軍,吳漢寧,趙希剛,等. 地震資料預測薄層厚度方法研究與應用[J].地球物理學進展,2006，21(2)：554-558.