準噶爾盆地克拉美麗地區溢流相火山巖氣藏預測方法探討

侯 磊, 胡宗芳， 姜 超， 艾 林， 邵 麗

(1中國石油 新疆油田公司采氣一廠，克拉瑪依 834007；2.成都理工大學 能源學院，成都 610059)

0 引言

火山巖油氣藏就全球而言也處于探索階段。我國發育的火山巖油氣區：東部環太平洋構造域的中生代松遼盆地區和新生代渤海灣盆地區;西部古亞洲洋晚古生代準噶爾盆地區和三塘湖盆地區。準噶爾盆地廣泛分布火山巖地層,約占整個盆地面積的2/3。2008年在準噶爾盆地克拉美麗地區發現的整裝火山巖氣藏，將整個火山巖儲層評價帶入了新領域。

針對火山巖儲層預測,新技術、新手段的應用取得諸多顯著成效，李明等[1]針對松遼盆地總結了一套較為成熟的火山巖儲層預測技術，包括：①全三維地震解釋技術；②三維地震反演技術；③地震波形屬性分析技術；④烴類檢測技術；⑤地震屬性技術。配合開發對上述技術進行配套應用與篩選取得了明顯的效果。皮雄等[2]采取了疊前同時反演技術對松遼盆地南部火山熔巖進行地震識別與預測；仇鵬等[3]對滴西17井區應用復雜火山巖內幕解剖技術，綜合露頭、巖心、測井、地震等資料，突出井點約束和地質模式控制，通過單井模糊界面識別、剖面精細標定與追蹤、平面多屬性圈定、空間多角度精細刻畫等方法，精細解剖了滴西17井區火山巖內幕，揭示出各結構單元的形態、疊置關系、規模和分布規律。這些技術有力地推動了火山巖勘探開發技術的進步。

波阻抗反演是地震巖性與儲層預測的主要方法,它是利用儲層段聲波時差和密度與相鄰圍巖之間的差異程度進行儲層預測[4-5]。火山巖巖性與儲層縱橫向變化快,平面分布復雜,儲層具有非均質性強、儲集空間復雜、控制因素多等特征[6-10],最為直接的表象就是地震同相軸表現出雜亂反射，振幅能量高低不均，進而影響測井曲線的聲波及密度響應特征無規律可循。所以研究學者認為波阻抗不能較好地區分火山巖儲層,常規波阻抗反演對火山巖儲層預測效果不理想。我們常利用地震剖面反射特征進行火山巖體勾畫，但這種方法不利于研究的客觀性。此外，借助偽聲波重構反演等手段進行儲層預測，但是此種方法源于阻抗反演。以上兩種預測手段的應用，能真實反映地下地質情況的波阻抗反演一直被認為不適合于火山巖儲層預測，所以造成了該方法一直無法得以有效應用的現狀[11-16]。

圖1 火山巖儲層預測技術路線圖Fig.1 Volcanic rock reservoir prediction technology roadmap

1 研究思路

克拉美麗氣田是準噶爾盆地目前發現的唯一大規模的整裝火山巖氣藏群，通過多年研究發現，該氣藏群幾乎涵蓋了火山巖儲層的各種相態，而以溢流相火山巖儲層與侵入相火山巖儲層為該區物性與含油氣性較好的兩類儲層。

溢流相火山巖是沿火山坡褶帶或低勢帶流動而形成的一種復雜熔巖的集合,它的分布受火山地形控制,可以圍繞火山口分布,亦可沿某一方向延伸展布。通過多年研究發現，克拉美麗氣田溢流相火山巖儲層較其他火山巖相機構均表現不同的反射特征，當它無沉積夾層時波組呈雜亂反射,同相軸短促，連續性差，無層狀特征；有沉積夾層的溢流相火山巖由于與其他地層的差異較大,往往可以形成清晰的阻抗分界面，在地震剖面上呈現“類層狀”的亞平行結構、中-強振幅、連續性相對較好的特征。這種“類層狀”地震相由數量不一的反射同向軸構成,它既可反映厚度較大的單層火山巖,也可是多個薄層火山巖的疊置。具有較連續的反射同向軸，巖體內部也有較好區域蓋層為油氣的儲存提供有利條件。

作者在研究區火山巖氣藏的勘探評價中，對溢流相火山巖儲層在地震剖面上表現出的呈現亞平行結構、中-強振幅、連續性相對較好的反射特征展開研究，定性地從火山巖較敏感的地震屬性，篩選出振幅統計類屬性、瞬時類屬性、相關統計類屬性、頻(能)譜類屬性等波形敏感類屬性進行分析。另外，在綜合分析測井、巖性分析資料的基礎上，采用波阻抗反演屬性定量劃分儲層有利分布范圍，對火山巖儲層分布進行預測(圖1)。

2 應用實例

克拉美麗氣田已發現氣藏自西向東沿古地形高點分布五個聚集帶(圖2)：①基性+酸性溢流相體A井區氣藏；②爆發相體B井區氣藏；③中性、酸性溢流相體C井區氣藏；④次火山侵入相體D井區氣藏；⑤酸性溢流相體E井區氣藏。滴南凸起中段石炭系巖性、巖相復雜，但各種巖相都可形成有利儲層而成藏。

研究的C井區位于滴南凸起中段，西部為B區復合火山錐，東部為D區侵入體，為火山爆發向溢流過度的相帶，縱向上英安巖、安山巖和凝灰巖互層發育(圖3)。主要發育中性、酸性火山沉積巖與溢流相英安巖的一個復雜火山巖巖性組合，從構造位置來看，緊鄰滴水泉西斷裂，構造較為平緩，符合滴南凸起石炭系成藏的普遍條件。

圖2 滴南凸起石炭系勘探成果圖Fig.2 The carboniferous exploration results in Dinan area

圖3 克拉美麗氣田火山機構空間形態示意圖Fig.3 The volcanism space form in Kelameili field

研究區地震剖面上表現為中強振幅，連續性較好，與地層界面平行，形同標準反射層(圖4)。此類反射特征不同于其他火山巖地震相特征，其解決了火山巖內幕無穩定連續可追蹤的反射標志的問題，因此，巖體內部可以借鑒砂泥巖儲層的儲蓋模式進行儲層預測，有利儲層為溢流相火山巖，火山沉積巖作為巖體內部蓋層對儲層內部氣藏起到一個較好的封存作用。

巖心化驗分析資料顯示，研究區儲層孔隙度主要分布于5.8%～22.0%，平均為13.2%；滲透率主要分布于0.014 mD～196 mD，平均為0.62 mD(圖5)，屬于低孔低滲儲層，這種儲層特征能在地震剖面上形成清晰的阻抗界面，為后續阻抗反演提供了可靠的地質基礎。

通過測井分析資料發現，研究區儲層是由溢流相火山巖與沉凝灰巖共同組成的一個復合巖性體，溢流相巖體測井響應內部差異較大，總體測井響應特征為低聲波時差、低密度、高電阻率、曲線平直的特點。沉凝灰巖巖體測井曲線整體表現為中-高聲波時差、中-低密度、低電阻率、整體具韻律特征(圖6)。

在測井資料分析的基礎上，對C井區的電阻率與聲波阻抗做交會圖分析，發現石炭系主要儲層的波阻抗值要高于圍巖蓋層，且值在12 000 kg/m3*km/s以上(圖7)。因此，利用波阻抗反演方法對巖體內部儲層分布進行預測，通過圖8可以看出，C井區溢流相復合性巖體內部可分為兩大主力巖體，分別為C2與C4井所鉆遇的溢流相復合巖性體和C6井鉆遇的受D區侵入相影響的過渡相巖性體，其中溢流相復合巖性體的成層狀反射特征與儲蓋組合特征在反演剖面反映地更加清晰，與實際鉆井情況吻合程度高。

結合連井剖面對比與地震反演剖面對比分析，勾畫出C區的儲層分布特征(圖9)，C區各巖體儲層分布特征清晰，反映了溢流相火山巖性儲層展布特征。

通過地震波形聚類屬性分析，含氣儲層，對地震能量吸收衰減作用強，所以儲層發育段對應中等強度振幅(圖10紫色區域)，C4井儲層位置最好，結合地震波阻抗反演結果，對C井區成層性較好的巖體厚度進行勾畫(圖11)。巖體在南部最為發育，厚度最大為85 m，但南部巖體存在，儲層性質為C5較差向四周逐漸減薄至尖滅。

圖11是C井區成層性較好區塊的儲層厚度預測圖， C4井的儲層發育情況較好，而部署的C3井氣層厚度最薄，根據目前研究區內各個井產量：C2井日產氣5.68×104m3，C3井日產氣1.96×104m3，C4井日產氣6.13×104m3，與預測結果一致，部署井C5井也處于儲層預測發育區，因此，依照這種“常規”預測手段對非常規氣藏的研究發現，該方法對溢流相火山巖體儲層預測具有較好的預測精度。

圖4 B1-B2-C2-C4-C6-D2-D1井連井剖面Fig.4 The section of B1-B2-C2-C4-C6-D2-D1

圖5 研究區孔滲統計圖Fig.5 The statistical figure of porosity and permeability in the study area

圖6 過C2井-C3井-C4井連井對比圖Fig.6 The contrast figure of C2-C3-C4

圖7 研究區石炭系RT與IMP交會圖Fig.7 The crossplot of carboniferous RT and IMP in the study area

圖8 過B3井-C2井-C4井-C6井-D2井反演剖面Fig.8 The inversion of B3-C2-C4-C6-D2

圖9 過B3井-C2井-C4井-C6井-D2井油藏剖面Fig.9 The reservoir section of B3-C2-C4-C6-D2

圖10 研究區均方根屬性圖Fig.10 RMS attributes figure in the study area

圖11 研究區巖體厚度圖Fig.11 The thickness of rock in the study area

3 認識

通過C井區溢流相火山巖氣藏的研究，當火山巖巖體內部地震響特征呈現“類層狀”連續性反射，輪廓特征清晰的巖體反射特征時，可借鑒類似砂泥巖的儲層預測模式進行研究，一方面打消了在火山巖儲層中波阻抗反演方法“無計可施”的尷尬境地，另一方面波阻抗反演方法是地震剖面深層信息最真實的反應，是儲層預測定性分析與定量描述的基本紐帶，借助阻抗量板，設定有效儲層的門檻值的方式能對溢流相火山巖的儲層進行有效識別，相對于其他方法，其能較快地解決溢流相火山巖儲層展布的問題。因此，對于火山巖儲層的研究需要分類研究，有沉積夾層的溢流相火山巖由于與其他地層的差異較大,往往可以形成清晰的阻抗分界面，在地震剖面上呈現“類層狀”的亞平行結構、中-強振幅、連續性相對較好的特征。這種“類層狀”地震相由數量不一的反射同向軸構成,它既可反映厚度較大的單層火山巖,也可是多個薄層火山巖的疊置關系，在這種情況下，采用這種“常規”儲層預測手段也能解決非常規火山巖氣藏的預測難點。此外，這種利用波阻抗反演方法預測溢流相火山巖復合巖性體儲層提高了生產的時效性，推動了研究區快速評價建產，具有可觀的現實意義和推廣意義。