江橋地區薩一油層組河道砂體特征及預測

朱緒峰, 于志龍, 柯 欽, 郭 波, 張元場, 楊淑華, 郭繼茹

(東方地球物理公司 研究院地質研究中心,涿州 072750)

0 引言

松遼盆地經歷了多期構造運動，形成了凹隆相間的構造格局，盆地北部的西斜坡區為松遼盆地的一級構造單元，主要包括富裕構造帶、泰康隆起帶和西部超覆帶3個二級構造帶。西斜坡構造演化主要經歷了斷陷、坳陷和構造反轉3個階段，自下而上形成3個相應構造層，其中以坳陷層最發育，主要接受了泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組地層沉積[1-4]。

圖1 研究區位置示意圖Fig.1 Location of research area

薩爾圖油層是該區主力油層，進一步劃分為薩零、薩一、薩二三3個油層組，對應姚家組二、三段-嫩江組一段沉積時期的地層。油氣主要來自齊家-古龍凹陷的青山口組源巖，通過砂體、不整合面及斷層疏導體系，在有效圈閉內聚集成藏，具有資源大、埋藏較淺、易于開發動用的特點，經過多年的勘探與開發，相繼發現了白音諾勒、二戰、阿拉新、平洋、江橋和富拉爾基等多個油氣藏[5-10]。

江橋地區位于泰康隆起帶的中西部(圖1)，已落實J55、J75等多個控制儲量區，薩二三油層組為其產層，而以薩一油層組為產層的井位置分散，未能形成儲量區。近年來，隨著勘探程度的加深，新完鉆的J93井、J67井在薩一油層組均獲得高產工業油流，且鉆探揭示出油層段河道砂體發育，儲層物性好，進而表明針對該層仍具有較大勘探潛力。因此，有必要針對薩一油層組，在江橋地區深入剖析河道砂體特征，并運用各類物探方法預測其平面分布規律，指導下一步油氣勘探。

圖2 J93-J67連井對比圖Fig.2 Comparison of J93 and J67(a)J93井綜合柱狀圖；(b)J67井綜合柱狀圖

1 河道砂體特征

1.1 巖性組合特征

江橋地區薩一油層組發育的沉積相類型有三角洲相和湖泊相，儲集層砂體主要聚集在三角洲前緣亞相的水下分流河道、河口壩、遠砂壩及席狀砂微相。其中水下分流河道砂體巖性以粉砂巖為主，泥質含量少，粒度中等，分選較好，呈正韻律特征，電測曲線特征呈箱形、鐘形或指形；其他微相儲層包括河口壩、遠砂壩及席狀砂，巖性以泥質粉砂巖為主，泥質含量相對較高。

新鉆井連井對比揭示(圖2)，江橋地區河道砂主要發育在薩一油層組的中上部，下部為一套穩定的泥巖。當河道砂在上部發育時，砂巖厚度大，累計可達6 m；當河道砂在中部發育時，砂巖厚度小，僅為1 m左右，在其上部則發育一套累計7 m厚的河口壩砂巖。

1.2 測井響應特征

鉆井統計表明，江橋地區三角洲前緣沉積相帶內儲層發育，但儲層物性差異較大，物性好的儲層孔隙度通常大于30%，滲透率可達6 000 mD，試油為工業油層或水層，為該區河道砂體儲層，而物性差的儲層孔隙度通常小于15%，滲透率僅為100 mD ～130 mD，試油為干層，以致密儲層為主。通過統計該區部分已鉆井薩一油層組儲層的測井曲線特征(表1、表2)，可以看到，河道砂體儲層密度在1.95 g/cm3～2.05 g/cm3之間、伽馬在77 API～89 API之間、電阻在12 Ω～ 41 Ω之間、聲波時差在127 μs/ft～136 μs/ft之間，相對致密儲層，河道砂體儲層具有高聲波時差、低密度、低伽馬和高電阻特征。

1.3 地震響應特征

結合河道砂與圍巖的組合特征及其測井響應，筆者利用正演模擬方法來反映河道砂的地震響應特征。地震正演模擬是利用地下地質模型，通過射線追蹤或波動方程等方法，計算出對應于地質模型的地震記錄，通過與實際資料的對比，明確河道砂地震反射特征與儲層參數的關系，減少地震儲層預測的多解性，進而優選儲層預測方法。

根據江橋地區實際井資料，設計了薩一油層組內包含厚層河道砂、致密砂、致密砂-薄層河道砂組合等3種不同儲層類型的地質模型(圖3)，模型參數如下：上覆薩零油層組底部泥巖速度設為2 000 m/s，密度為2.10 g/cm3；薩一油層組泥巖速度設為2 200 m/s，密度為2.10 g/cm3。厚層河道砂最大厚度為6 m，速度設為2 350 m/s，密度為2.02 g /cm3；致密砂累計厚度為6 m，速度設為 2 650 m/s，密度為2.25 g/cm3；致密砂-河道組合中席狀砂累計厚度為4 m，河道砂最大厚度為2 m，地震子波主頻為65 Hz。

表1 江橋地區河道砂體儲層電性曲線特征Tab.1 Characteristic of channel sand electricity curve in Jiangqiao area

表2 江橋地區致密儲層電性曲線特征Tab.2 Characteristic of tight reservoir electricity curve in Jiangqiao area

圖3 正演模擬Fig.3 Forward modeling(a)地質模型；(b)正演剖面

通過模型正演得到以下認識：①河道砂體與致密砂相對于泥巖均表現為強波峰反射特征；②河道砂相對于致密砂則表現為弱波峰反射特征；③當河道砂位于致密砂下部時，河道砂與致密砂的巖性組合表現為強波峰反射，與厚層致密砂地震反射特征相似。

2 河道砂體儲層預測方法

通過以上分析，明確了江橋地區薩一油層組河道砂具有高聲波時差、低密度的測井響應特征，其中上部厚層河道砂體地震上表現為弱波峰反射特征，而中部河道砂較薄，遠小于該區地震可分辨的極限λ/4(約為9 m ～10 m)，受上部致密砂影響，地震上表現為強波峰反射特征，因此僅通過提取沿層振幅無法識別中部河道砂。

為提高儲層預測縱向分辨率，我們通過地震沉積學方法，首先在精細層位標定基礎上，全區層位追蹤，建立等時層序地層格架；然后通過90°相移處理，建立地震反射同相軸與地質巖層對應關系；最后生成地層切片，并提取對應地震屬性，研究該區砂體平面展布特征。

2.1 90°相移處理

90°相移技術[11-12]是當前實現常規地震資料巖性標定的最經濟有效的方法。其基本思路是將零相位的原始地震記錄轉換為90°相位剖面后，地震反射軸相對于砂巖層對稱，而不是相對于地層頂底界面對稱，使得地震反射同相軸與地質巖層相對應，地震相位也就具有了巖性地層意義，提高了剖面的可解釋性。

具體步驟為：①對原始地震資料做相位分析(一般地震資料為最小相位，而非零相位)，提取地震子波相位譜[13-14]；②將原始地震資料轉換成零相位地震資料；③進行90°相移，獲得90°相移資料。其中地震子波的相位譜提取方法為：將測井曲線與地震數據結合，當匹配很好時，統計的子波相位角即為估算的地震相位角。

以該區工業油流井-J93井為例，可以看到，原始過井地震剖面上，薩一油層組上部砂巖頂面對應最大波峰處，砂巖底面則位于波谷反射軸內(圖4(a))；90°相移處理后，上部砂巖位于整個波峰反射軸內(圖4(b))，因此大大減少了地震反射同相軸與儲層頂底關系的不確定性，提高了儲層的辨識度。

2.2 地層切片提取

地層切片技術是以2個等時地層層序界面或解釋的層位為頂底，在頂底界面間按照等比例內插出一系列層位，并對這些插出的層位沿層提取地震屬性的技術方法。相比于沿單一層位向上或向下漂移切片，地層切片具有沉積上的等時特性，準確定位沉積單元在地震上的響應時間，并且應用地層切片可有效提高地震縱向分辨率，突破λ/4的極限[15-20]。

筆者在90°相移基礎上，將薩一油層組儲層頂底線性插出6個層(圖5)，對應地層切片1～ 6，自上而下分別提取薩一油層組頂部儲層對應切片的沿層瞬時振幅屬性(圖6)，從圖6上可以清晰地觀測到河道砂體的平面分布和縱向上的砂體走勢。

3 河道砂體分布特征

從薩一油層組地層切片屬性圖上看(圖6)，研究區西北部J64-J41-J18井區為湖泊相，地震上是弱振幅，屬性對應連片藍色低值區，大面積廣泛分布，鉆井揭示該區巖性為大套泥巖、粉砂巖質泥巖。研究區東部為三角洲相，鉆井揭示該區巖性以粉砂巖和泥質粉砂巖為主，屬性對應以紅色-黃色-綠色為主的高值區；三角洲相帶內發育多條水下分流河道，為該區優質儲層，地震上具有“強中弱”特征，屬性對應藍色低值區，分流河道走向以南北向為主。

圖4 90°相移前后過J93井地震剖面對比Fig.4 Comparison of seismic section before and after 90 degree phase shift of J93(a)原始剖面；(b)90°相移剖面

圖5 J93井測井解釋圖與過J93井90°相移后地震剖面Fig.5 Log interpretation map and Seismic section after 90 degree phase shift of J93(a)J93井測井解釋圖;(b)過J93井90°相移后地震剖面

圖6 江橋地區薩一油層組地層切片振幅屬性圖Fig.6 Strata slices of S1 oil layer in Jiangqiao area(a)地層切片1瞬時振幅；(b)地層切片2瞬時振幅；(c)地層切片3瞬時振幅；(d)地層切片4瞬時振幅；(e)地層切片5瞬時振幅；(f)地層切片6瞬時振幅

圖7 江橋地區薩一油層組河道分布圖Fig.7 Channel distribution of S1 oil layer in Jiangqiao area(a)薩一油層組晚期河道分布；(b)薩一油層組早期河道分布

根據S1頂部6個瞬時振幅地層切片河道分布特征，將江橋地區河道大體可劃分為早、晚2期發育(圖7)，其中，早期河道分布根據切片5與切片6瞬時振幅屬性得到，晚期河道分布根據切片1-切片4瞬時振幅屬性得到。

早期河道主要發育在研究區東部(圖7(b))，面積約52 km2，河道走向以南北向為主，在中西部湖平面相對較高，分流河道不發育；隨時間推移，湖平面下降，湖盆面積縮小，三角洲相面積擴大，水下分流河道向西遷移，河道發育增多，面積約80 km2， 研究區中西部的J93井區及其西部發育兩條大的南北向河道，而此時的J67井區河道不再發育，在其東部發育另外兩條河道(圖7(a))。

同時可以看到，江橋地區薩一油層組所有工業油流井均位于河道發育區，因此，下一步油氣勘探應圍繞河道砂體發育區，與構造背景結合，部署井位目標，提高油氣勘探成功率。

4 結論

1)江橋地區河道砂體在薩一油層組中上部發育，具有高聲波時差、低密度、低伽馬和高電阻的電測曲線特征，在地震上主要表現為較弱波峰反射特征。

2)以地震沉積學為指導，利用90°相移技術、地層切片技術，開展河道砂體儲層預測，識別出兩期發育的河道，提高了儲層縱向分辨率。