南陽凹陷魏崗地區井震一體化構造重構與滾動勘探實踐

朱煜華，張曉亮，劉盛陽，王樹芳，賈艷霞，龐 萌

（1.中國石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南鄭州450048；2.中國石化河南油田分公司油氣開發管理部，河南南陽473132）

1 概況

南襄盆地所屬的南陽凹陷歷經多期次構造活動，造成斷層發育、構造復雜的地質格局，根據已鉆井資料，魏崗地區鉆遇2條以上斷層的井占78%，主體區7 條走向為北東—南西向的同沉積主控斷層，將魏崗鼻狀構造切割成7 個主要含油斷塊，而各斷塊內廣泛發育垂向斷距小于20 m、橫向延伸小于1 km 的低序級斷層，相互交切形成眾多小于0.1 km2面積的低尺度復雜斷塊，導致構造破碎、油水關系復雜、滾動勘探難度較大［1］。由于低序級斷層橫向延伸短，平面上已鉆井難以有效控制對比，垂向斷距小導致常規地震資料難以識別［2］。例如，僅利用單一鉆井對比所恢復的主力油層，構造圖上由于井控程度不夠導致魏崗Ⅰ號斷層為寬斷面構造特征（圖1），平面上存在范圍較廣的油層斷缺情況，寬斷面內部是否存在殘余油層。目前鉆井結果恢復的構造圖無法滿足滾動勘探需要。隨著滾動勘探的不斷深入，利用多種物探技術、已鉆井信息互補等有效手段彌補以單一鉆井資料或地震解釋結果為主導的構造細節認識不足問題，重新構建地下地質體系［3-4］，從而發現儲量空白區有利構造目標。

圖1 根據鉆井結果恢復的魏崗地區Ⅰ-Ⅲ斷塊H2Ⅱ14小層局部構造

2 井震一體化構造重構研究

2.1 無井控制區基于地震資料構造精細解釋

針對魏崗Ⅰ號斷層（圖2 地震剖面上F1 綠色鏟式大斷層），圖中黃色虛線框內為目的層段，與圖1中Ⅰ號斷層斷缺目的層形成的寬斷面認識相矛盾，局部無井控制且已鉆井斷缺地層較多，造成恢復的主力油層構造圖上存在較大范圍的寬斷面斷缺情況。為滿足精細滾動勘探開發的需要，利用原始地震資料開展25 m×25 m 構造解釋重新認識井控程度低區真實構造［5］。地震剖面上的魏崗Ⅰ號斷層上盤存在一組反向平行排列的次級斷層形成的復雜半地塹構造［6］，地塹內部目的層段被低序級斷層分割形成多個反向翹傾斷塊，根據已鉆井目的層標定位置明確斷塊內部目的層未斷缺。證實單一鉆井恢復的構造圖上寬斷面與地震認識存在矛盾，魏崗Ⅰ號斷層上盤復雜斷塊具備形成構造圈閉條件，通過地震資料精細解釋，在以往認為的油層斷缺區寬斷面內部落實一批有利構造目標。

圖2 垂直魏崗地區Ⅰ號斷層過井地震剖面解釋成果

2.2 地震資料多解性區域已鉆井控制下構造解釋

魏崗Ⅰ號斷層上盤斷層切割關系復雜，單個含油斷塊面積小于0.3 km2的占69%，小于0.1 km2的占31%，構造破碎，地震反射雜亂，導致地震資料解釋時斷層真實位置難以確定,構造多解性強。為此通過已知井在地震剖面上準確描述復雜斷裂系統，提高井震斷點吻合率及井間低序級斷層識別能力，達到落實有利的復雜構造目標、挖掘復雜斷塊內部局部構造高點剩余油目的［7］。

地震資料反射雜亂、多解性強、區域單一地震解釋難度較大，除采用多方向測線控制解釋外，利用已鉆井斷點信息在地震剖面上標定作為約束將斷點解釋到正確位置，確保斷點精確歸位；同時地震剖面上斷層反射特征不明顯而實鉆斷層通過準確標定后在地震資料上對標定位置進行斷層解釋，達到井震結果吻合，提高了構造解釋精度［8］（圖3a、3b）。例如，W2030 井目的層段地震剖面上斷層反射特征不明顯（圖3d剖面紅色虛線位置），但實鉆結果H2Ⅱ14-15 油層斷缺，利用合成記錄時深轉換將W2030 井區鉆遇斷點信息準確標定在地震剖面上，通過W212、W2030、W270、W4 井多井多方向地震剖面（圖3c、3d、3e、3f）開展精細構造解釋落實斷點真實位置，最終識別一條垂向斷距40 m 左右、傾角50°～70°、延伸長度2.3 km 的斷層，確定斷缺W2030 新井油層斷層的真實位置和組合結果（圖3b紅色虛線位置，紅色虛線標記為識別出的低序級斷層），井間構造細節逐步完善，對后期斷塊內部優化開發井網部署具有重要意義，也為復雜斷塊油氣田開發積累技術［9］。

圖3 魏崗地區H2Ⅱ14小層頂面井震一體前后構造圖與過井地震剖面

2.3 構造導向濾波技術

構造導向濾波是對原始地震資料的傾角、方位角估算，采用“各向異性擴散”平滑算法，針對地震同相軸進一步平滑處理，使原始數據中地震同相軸的斷續雜亂反射變得穩定，突出斷層引起的不連續反射效果，提高同相軸終止處（斷層）的側向分辨率，保存或改善斷點信息。同時在構造導向濾波處理后的地震數據體上進行地震體構造屬性計算（如濾波優化相干計算），可突顯小斷層，提高構造解釋精度（圖4），提高構造解釋的準確性及可靠性［10-11］。

2.4 沿層斷層屬性刻畫技術

針對復雜斷裂系統，利用原始地震資料提取構造屬性提高對小斷層的識別能力，為復雜構造圈閉落實奠定基礎。最大似然屬性（Likelihood）是Hale在2012 年研究斷面提取和斷距估算時提出的一種屬性，主要用于增強斷裂的地震成像效果［12］。Likelihood屬性值的計算公式為:

最大似然屬性值為Semblance（相似性）屬性值的指數冪與1的差值，數值范圍限定為0～1，相較于Semblance（相似性）屬性，Likelihood 屬性對相鄰樣點間相似性的對比關系有放大效應，更有助于凸顯斷裂的成像［13］。圖5 利用沿層最大似然體屬性有效識別復雜斷裂引起的構造變化信息，沿目的層平面上W502 西近東西向控圈斷層展布形態及交切關系刻畫清楚，達到檢測斷層落實構造目標的目的。

圖4 同一測線在構造導向濾波前后地震剖面對比

圖5 魏崗地區沿層最大似然體屬性斷層刻畫技術應用效果

3 基于鉆井認識下的薄儲層巖性邊界精細刻畫

3.1 潛力區優選

儲層的儲集能力是由儲集層的巖石物理性質決定的，通常包括孔隙性、滲透性，優質儲層既為儲集空間，也是油氣運移的優勢通道。魏崗地區儲層主要受控于東北方向張店—金華三角洲前緣砂體，由于三角洲前緣砂體向構造高部位推進過程中末端儲層有效厚度逐漸減薄至尖滅，儲層孔、滲性也逐漸變差，對油氣形成局部隔擋，與構造配置對油氣形成封堵成藏，是尋找斷層-巖性油藏的潛力區［15］。魏崗東翼W9、W24、W202 等井均已鉆遇良好油氣顯示并獲得工業油流，篩選H2Ⅲ203、H2Ⅲ21、H2Ⅲ22 出油小層開展研究，利用已鉆井縱向對比剖面及小層砂體厚度疊合圖，逐層精細刻畫儲層展布形態（圖6），結合已鉆井小層砂體厚度疊合圖重點刻畫W202、W9高部位儲層尖滅位置。

圖6 魏崗東翼核二段H2Ⅲ203（藍色）、H2Ⅲ21（黑色）、H2Ⅲ22（紅色）小層砂體厚度疊合

3.2 井震結合精細刻畫斷層-巖性目標

由于潛力層有效厚度小于4 m，現有地震資料垂向無法分辨，已鉆井電測曲線雖然垂向能夠分辨單砂體，但井間砂體橫向變化無法精確刻畫。通過已鉆井對比結果精細標定確定潛力小層在地震剖面上位置，提取沿層振幅屬性與已鉆井井點巖性統計數據對比確定潛力層的砂體展布規律［16］。根據魏崗東翼H2Ⅲ203小層已鉆井在地震剖面上標定結果，精細追蹤后沿層上下20 ms 時窗提取均方根振幅屬性，清晰刻畫出一支由北東向南西方向展布的強振幅能量變化區域，與已知井潛力層展布范圍及巖性邊界基本吻合。地震屬性預測結果從橫向上進一步證實魏崗東翼潛力砂體展布范圍（圖7），在構造高部位巖性變化干帶與斷層配置是尋找斷層-巖性油藏的潛力區。

圖7 魏崗地區H2Ⅲ203小層均方根屬性與砂體等值線疊合（暖色強能量區代表砂體發育區）

4 結論

（1）構造復雜區依靠單一鉆井資料或地震資料難以有效落實構造細節，充分發揮井震一體化優勢實施構造重構研究，確保井震信息吻合率提高，構造認識逐步完善，井間油水關系合理，對富油老區內部復雜斷塊油藏挖潛具有重要意義。

（2）針對研究區有效儲層薄、井間物性變化快、潛力層空間展布難以有效落實問題，通過已知井測井資料橫向對比確定潛力層儲層厚度、深度、物性數據，利用井震一體在地震資料上精確標定潛力層時間位置，在準確的時窗控制下，對追蹤后的潛力層沿層提取振幅屬性能有效刻畫目的層的空間展布范圍，落實斷層-巖性目標潛力區。