三道桥白垩系储层正演模拟分析

李宗杰

(1.北京大学，北京 100871;2.中石化西北油田分公司，新疆 乌鲁木齐 830011)

引 言

三道桥工区位于塔里木盆地塔东北库车坳陷和沙雅隆起的结合部位。沙雅隆起经历了多期次的构造运动，其中加里东期低缓隆升，海西晚期强烈隆升剥蚀并伴随断裂及火山活动，印支期局部的隆起剥蚀造成了沙雅隆起及其南北两翼地层保留程度差异明显，导致了三道桥白垩系地层的构造特征及储层特征相对比较复杂。白垩系主要以辫状河三角洲沉积为主，储层薄，地震分辨率低，增加了该区储层预测研究的难度。针对薄储层的研究，国内外学者在这方面做了大量的研究［1－4］。为了准确了解该区白垩系储层特征的变化，特别是含油气储层在地震剖面上的响应特征，开展了正演模拟研究，目的是明确地震响应特征与地下实际模型之间的关系。

1 白垩系储层特征

三道桥工区白垩系储层发育，白垩系巴西盖组上部泥岩、下统舒善河组泥岩为本区白垩系储层的良好盖层，其与巴西盖组、舒善河组内部砂岩形成了良好的储盖组合。根据S53、QG1、QM1井等钻井资料揭示，三道桥工区储集岩主要分布在苏维依组、古近系库姆格列木群底砂岩段、白垩系下统、寒武系和震旦系。本次研究的重点是白垩系下统砂岩储集岩，主要有白垩系下统巴什基奇克组砂岩、巴西盖组砂岩和舒善河组的砂岩储层。

1.1 巴什基奇克组储层特征

巴什基奇克组砂岩的岩性以细粒岩屑长石砂岩为主，前期分析评价为中等—较好储集层;S53井巴什基奇克组砂岩的岩性以细粒砂岩为主，其次为中砂岩，岩性疏松，单砂岩厚度较厚，测井解释的有效孔隙度为15% ～22%，渗透率为100×10－3μm2。齐满1井揭示巴什基奇克组储层岩性以粉砂岩为主，局部夹泥质粉砂岩、细粒砂岩，底部为厚层细粒砂岩、中砂岩，纵向上可分为上下2个储集层段。

1.2 巴西盖组储层特征

巴西盖组储层比较发育，从钻井资料分析该组分上下2段，上段主要为泥岩，下段主要为砂岩。在钻井取心井段岩性以岩屑砂岩为主，录井发现1层油迹，测井解释5592.5～5600.0 m为油气层，综合评价为中等—较好储集层;S53井的白垩系巴西盖组储层岩性以细粒砂岩为主，次为粉砂岩和中砂岩，单层厚度最大为8 m，最小为1 m，一般厚2～4 m，成分由长石、石英、岩屑组成，分选中等，次棱角状—次圆状，杂基为泥质，胶结物为灰质，呈孔隙式胶结，岩石结构较致密，测井解释的有效孔隙度为4% ～10%，渗透率为0.3×10－3～5.0×10－3μm2。

1.3 舒善河组储层特征

舒善河组砂岩储层主要分布在上部，钻井取心的井段解释的岩性以长石岩屑砂岩为主，测井解释5618～5623 m为干层，综合评价为中等—差储层;S53井揭示舒善河组岩性以大套泥岩夹粉砂岩、砂岩沉积为主，岩性整体偏细，下部砂岩相对发育，岩性以细粒长石石英砂岩为主，成分成熟度高，结构成熟度中等，分选好—中等。S53井舒善河组5563.11～5565.35 m取样3个，实测物性，孔隙度为5.0% ～6.7%，渗透率为0.17×10－3～0.20×10－3μm2。

2 储层模型设计

2.1 模型设计目的

利用正演模型研究薄砂岩储层的地震响应特征，在很多文献中已经有过分析研究［5－11］。从上述白垩系储层的分析可知，该区的储层特征是储层厚度薄，孔隙度、渗透率较低，对于这种厚度薄又低孔、低渗的储层，在地震剖面上很难识别。储层在地震剖面上的响应特征，储层参数的变化会给储层的振幅响应的影响，是本次研究需解决的问题。正演模拟是研究不同地质条件下构造、物性和岩性等与地震波响应特征之间关系的一门技术，可以有效识别地下真实地质模型与地震影响之间的变化规律以及验证反演的正确性，确定反演方法的应用条件和应用范围，并借此分析储层，特别是薄储层的地震响应特征［12－14］。

2.2 实际模型设计及分析

图1 过QG4－S53井的原始地震剖面

图2 实际地质模型

图3 数值模拟正演响应剖面

根据三道桥地区储层特征，设计了过QG4－S53井地震模型，根据钻井资料和录井资料解释的砂岩储层厚度最小为3 m，最大为28 m，共设计了8套砂岩储层，分布在不同层系中，地层和储层的各种参数根据实际井资料获得，模型对应的地震剖面如图1(间距为25 m)。图2为根据图1中的地震剖面，参照钻井揭示地层厚度以及8套砂体的速度、密度等参数设计的地质模型。图3为数值模拟得到的地震记录响应剖面。从模拟得到的正演剖面(图3)上可以看出，多数储层在正演记录上可以清楚地识别出界面的响应特征，且断裂也能在剖面上有较好的反应。但是已知的储层并不是全部都能在地震响应剖面上可识别，特别是那些比较薄的储层，在地震响应剖面上几乎看不到异常反应。在图3中圈出来的是储层含油气层段在地震响应剖面上的特征。为了认清储层含油气之后的地震响应特征的变化，对照综合测井、录井等资料设计了实际地质模型，并对地震数据进行处理，提取瞬时振幅属性剖面如图4。从振幅响应剖面图上可以看出，储层相对较厚的，响应特征明显，特别是在储层含油之后振幅值会明显增强。从振幅属性剖面上可以看到，在舒善河组下段反射的能量较强，这与地层的岩性变化有密切关系。

图4 模型响应的振幅属性剖面

图5是过QG1、QG101、QG102井的地震剖面，图6是对应该连井剖面设计的地质模型，定义的观测系统参数为:炮点数为170，炮检距为10 m，检波点数为171，检波点间距为10 m，采样率为4 ms，激发方式为垂直激发、垂直接收，子波选择雷克子波，子波主频为35 Hz，正演模拟。

图5 过井原始地震剖面

图6 无油气层的地质模型2

图7为正演模型结果，从正演响应剖面上可以看出，主要目的层响应特征清楚，断层错段明显易辨认。图8、图9分别为对应的振幅和频率属性剖面。从频率属性剖面上可以看出，巴西盖组上、下2段能很好地区分，上段频率较低下段频率相对较高。通过对比2组模型正演的结果发现，当储层含油、气之后振幅响应特征变化较为明显，因此可以利用振幅属性来预测储层的含油气性，储层含油、气之后会造成反射特征异常;而频率属性剖面可以较好地区分薄储层，这对利用频率信息来研究这类储层提供了充分的依据。

图7 模型地震剖面响应特征

图8 模型振幅属性剖面

图9 模型地震频率属性剖面

图2中设计的8个含油气储层，从正演的结果可以看出，受地震分辨率的影响并不是每个油气储层都能识别出来，其中含油气储层的厚度是重要的影响因素。图10统计了储层厚度与振幅的关系，从图10可以看出，地层的厚度增加，储层的振幅相对来说增强，当储层含油、气之后对振幅值影响较为明显。

图10 储层厚度与振幅关系

3 结论

(1)正演模拟是研究地下储层地震响应的一种方法，通过正演模拟分析，可以利用其振幅属性来定性预测储层的厚度及含油气性变化。

(2)从正演模拟获得的频率属性剖面中可以看出，巴西盖组地层上、下分段清晰，因此利用分频技术可以对薄储层识别提供较好的参考依据。

(3)从正演模拟获得的储层的振幅属性可以看出，在地震响应剖面上能够被识别出来的储层，与其厚度密切相关，由此可知，储层的厚度及含油气性是影响薄储层识别的重要因素。

［1］张玉芬，熊维纲.石油地震勘探中的薄层解释研究方法综述［J］.地质科技情报，1993，12(4):81－88.

［2］刘建华，刘天放，李德春.薄层厚度定量解释研究［J］.物探与化探，1997，21(1):23－28.

［3］苏盛甫.薄储集层的反射特征和定量解释方法［J］.石油地球物理勘探，1988，23(4):387－402.

［4］陈百军，边婧，赵海波.基于正演模拟分析叠后反演预测薄储层的能力［J］.大庆石油地质与开发，2012，31(4):154－158.

［5］龙国清，邓宏文，李玉君，等.基于模型正演的测井曲线重构技术在储层表征中的应用［J］.油气地质与采收率，2008，15(1):66 －68.

［6］苏朝光，闫昭岷，张营革，等.应用井约束正演模型技术解决地层圈闭描述中的几个难题——以济阳坳陷为例［J］.油气地质与采收率，2007，14(1):52－55.

［7］王军，吕小伟，王立歆.基于正演模型的地震处理技术保幅性分析与评价［J］.油气地质与采收率，2012，19(4):46－49.

［8］宁松华，汪勇.基于振幅属性法的楔状砂体厚度预测研究［J］.石油天然气学报，2010，32(5):90－94.

［9］狄帮让，裴正林，夏吉庄，等.薄互层油藏模型黏弹性波方程正演模拟研究［J］.石油地球物理勘探，2009，44(5):622－629.

［10］刘传虎.模型正演技术在油藏描述中的应用［J］.石油地球物理勘探，1993，28(4):477－483.

［11］杜劲松，韩福民，陈发亮，等.薄互层正演模拟分析及应用［J］.断块油气田，2004，11(6):4－6.

［12］何胡军，王秋语，程会明，等.频谱成像技术在滩坝砂岩预测中的应用［J］.大庆石油地质与开发，2011，30(1):161－164.

［13］石美娟，卢双舫，陈方文.地震属性在河道识别中的应用——以临江地区扶一组中部为例［J］.大庆石油地质与开发，2011，30(2):163 －166.

［14］王小品，贺振华，熊晓军.基于子波衰减的低频伴影数值模拟及油气检测［J］.大庆石油地质与开发，2011，30(1):157 －160.