官渡构造下沙溪庙组致密砂岩储层有效识别

李素华，李兆影

（1.中国石化西南油气分公司 勘探开发研究院，四川 成都 610041； 2.川庆钻探公司 地质勘探开发研究院，四川 成都 610051）

0 引言

官渡构造下沙溪庙组二、三砂层是侏罗系碎屑岩中的主产层，油气藏为构造—岩性复合控藏，但砂岩储层致密、低孔、低渗、横向非均质性强，单井产量递减快，储层预测遇到瓶颈.因此，加强储层预测研究，准确识别二、三砂层砂体展布规律及裂缝发育带，是下一步油气勘探取得突破的关键.分析各种储层预测方法，可发现常规时间域地震属性［1-2］只能简单刻画储层的异常分布范围，无法准确识别储层的空间分布规律.随着时频分析技术的发展，频谱分解、分频解释等技术得到广泛应用，利用S变换、小波变换等数学工具，将时间域地震信号变换到频率域的谱分解技术，可以解决薄储层尤其是河道砂体的预测，在岩性油气藏勘探中越来越受到人们的重视［3-4］.目前，常用的地震反演方法有稀疏脉冲反演和模型反演，两者为主频约束反演，但在井少、储层薄及横向变化快的情况下，反演结果存在多解性且子波的提取及初始模型的建立影响反演精度；分频反演［5］是无子波提取、无初始模型的高分辨率非线性反演，它合理利用地震资料有效频带范围内的低、中、高频信息，减少薄层反演的不确定性，可真实反映地层接触关系、砂体厚度变化及空间展布特征.裂缝预测技术主要包括相干［6］、方位角、倾角和曲率属性等，目前较流行的曲率属性于1994年被用于地质构造领域［7］.随着计算机技术的迅速发展，曲率属性在地质相关领域的应用日趋成熟，人们结合相干和曲率属性对地质体进行断层、裂缝及河道刻画效果非常好［8］.作为一种新技术，曲率属性对地层弯曲程度非常敏感，它不依赖于地震波形的横向变化，可弥补常规相干检测方法的不足；该方法适合用于该区构造翼部高陡部位强烈变形的裂缝检测，再结合相干、方位角、倾角属性可有效提高裂缝预测精度.

针对该区砂岩储层特征及预测难点，笔者首先利用分频成像和时频三原色技术确定砂岩储层的边界及厚度相对变化关系，再结合分频反演方法确定砂岩储层的分布；利用相干、方位角、倾角、曲率等多种属性综合预测裂缝发育带，指导下沙溪庙组致密砂岩储层油气藏勘探.

1 地质概况

官渡构造位于赤水地区东部，总体呈北北西向展布，由北向南发育官北、官中、官南3个背斜高点，构成一较大型的背斜构造，主体构造面积约为90 km2，北邻合江—长沙构造，东邻天堂坝构造，西邻太和—旺隆构造（见图1）.下沙溪庙组沉积地层由灰绿色厚层块状砂岩与紫红色含粉砂质泥岩、泥质粉砂岩不等厚互层组成，沉积环境主要为河流控制的三角洲沉积，砂体发育程度严格受沉积相带展布控制：（1）早期主要为三角洲平原沉积，河道摆动迁移频繁，使河道砂体叠置连片分布；（2）晚期发育三角洲前缘沉积，水下分流河道砂体发育，河道化程度高，砂体呈带状展布［9］.根据野外、地震、钻井资料可知，砂岩储层分布不稳定，厚度及物性变化大，裂缝主要发育在构造翼部.

2 储层特征

2.1 地质

钻井揭示下沙溪庙组二、三砂层单层砂体厚度在8～35m之间，岩性多为中―细粒长石岩屑质石英砂岩，成分以石英为主，含量占40%～70%（体积分数），其次岩屑含量占15%～30%（体积分数），长石含量占10%～30%（体积分数）.砂岩储层孔隙欠发育，以微孔为主，原生孔隙绝大部分已被充填改造或因压实、压溶作用而消失.有效孔隙类型为少量残余原生粒沿缝、次生溶蚀微孔及填隙物晶间孔，偶见破裂缝及残留粒间孔，孔径小、喉道细，连通性较差，局部层段裂缝发育（见图2）.粒沿缝、次生溶蚀微孔和破裂缝为该区砂岩储层主要孔隙类型和储渗空间，但发育不均衡，均质性差，裂缝［10］对成藏并形成工业产能起主导作用.物性特征为低孔、低渗、致密砂岩储层，平均孔隙度为3%～5%，平均渗透率为（0.010 3～0.100 0）×10-3μm2.

2.2 测井、地震响应

下沙溪庙组二、三砂层储层电性特征与围岩相比，表现为低伽马、低中子、低声波时差、高电阻率、高密度，呈三低二高的特征［11］，自然伽马为47～77API，中子孔隙度为2%～12%，声波时差大于55μs／ft，电阻率小于800Ω·m，密度为2.35～2.45g／cm3.下沙溪庙组二砂层地震响应特征主要表现为中—强振幅、中—低频率、短轴反射，同相轴单一；三砂层主要表现为中—强振幅、连续性较好，局部出现复合波，河道位置呈眼球或透镜状反射（见图3～4，其中GR为自然伽马；IMP为纵波阻抗；CDP为线道号）.

3 储层识别

3.1 分频属性

常规振幅、频率、相位等属性可有效识别储层的异常分布范围，但无法识别储层的纵、横向变化规律，可利用地震分频技术在频率域内通过调谐振幅能量的对应关系描述储层的空间变化规律，经分频处理后的地震数据分辨率高于常规地震主频所能达到的分辨能力，有利于确定储层边界及厚度的相对变化关系［12-13］.将一维时间域信号转换为二维时间—频率域信号，通过时频三原色技术（RGB）将等时地层界面上的振幅与对应的频段联合显示（见图5（b）），每一样点表现的优势频率用红、绿、蓝三色叠和显示，能很好地反映沉积相带的展布，对相带解释有现实意义［14-15］，其中R、G、B三色分别代表低、中、高不同频率的权重信息，颜色的强弱代表储层的厚薄，通过混合色的变化描述储层空间的变化细节.下沙溪庙组三砂层30～50Hz单频体RGB融合沿层切片刻画储层的厚、薄横向变化关系，明显比单一频率的（见图5（a））清楚，细节更加丰富.其中，G11、16、18井红、绿、蓝三色叠合后颜色相近，说明3口井位于同一沉积相带内，并且物性相同，因此G16、18井三砂层在G11井获油气突破的前提下具挖潜潜力；工区东部由北向南发育一条主河道，其储层厚度明显薄于河道周边的，而单频属性只能简单刻画河道的位置（见图5（a））；G8、9、11、16、18井钻遇储层厚度均厚于周边其他井的，证实分频融合属性预测结果可靠.分频融合属性对地质体外形的刻画能力较常规地震属性的强，精细刻画储层边界及其厚度相对变化关系，储层预测精度明显提高.

3.2 分频反演

地震反演是岩性油气藏地震勘探的核心技术，主要用于岩性解释和物性预测［16］.在确定下沙溪庙组二、三砂层储层空间分布规律的基础上，利用地震反演技术确定二、三砂层砂、泥岩分布.稀疏脉冲反演适合于该区井少的情况，但子波提取形态影响反演精度及分辨率.分频反演是针对目前生产中常用的稀疏脉冲反演和模型反演存在的问题提出的一种全新反演方法，它将地震资料在有效频带范围内进行分频，依靠测井和地震研究不同厚度下振幅与频率（AVF）之间的关系，将AVF关系引入反演，建立测井波阻抗曲线与地震波形间的非线性映射关系，得到高分辨率的反演结果.

连井地震响应特征剖面（见图4）的分频反演结果见图6.由图6可以看出，下沙溪庙组二、三砂层砂体厚、薄及横向变化关系明显，与钻井吻合较好.其中，二砂层G9井砂体最厚，G11井最薄；三砂层G8、9、16井砂体较厚、横向连续性较好；主河道位置处砂体较薄，与分频融合属性预测结果一致；图4中G8、9、16井二砂层地震同相轴横向连续性较好，振幅反射强度相当，图6分频反演的3口井储层厚度存在差异，因此不能利用常规地震剖面的振幅强弱判定砂岩储层的厚、薄变化关系，证实地震分频的重要性.在此基础上，提取下沙溪庙组二、三砂层砂岩厚度平面分布图（见图7）.二砂层全区分布较广，砂体呈带状分布，在工区中、北部厚度较大（见图7（a））；三砂层在工区南部分布较广，并且厚度较大，局部单层厚度达30m（见图7（b））.裂缝改善砂岩储层的储渗条件，寻找下沙溪庙组致密砂岩储层裂缝发育带是获得高产的关键.

3.3 裂缝预测

常规地震裂缝预测方法有相干、方位角、倾角等属性，利用传统相干方法，很难识别微小断裂和裂缝，三者叠合显示可反映裂缝的细微特征.研究区构造翼部高陡部位反射同相轴不连续，常规方法识别结果存在多解性，因此有必要借助曲率属性弥补常规方法的不足.

3.3.1 相干、方位角、倾角属性

相干属性主要利用地震波形在横向上的不连续性检测裂缝；方位角属性检测裂缝发育带的倾向，结合倾角属性即可检测裂缝发育带的产状；三者叠合即可清晰刻画裂缝发育带地层倾角、方位角的细微变化（见图8（a）），图中椭圆形色标，不同颜色表示不同的方位角，同一种颜色的深浅程度表示倾角大小，颜色越深，倾角越大.图8（a）显示，在工区中、北部构造翼部倾角较大，裂缝发育带成片分布，G1井位于构造高部位一北西向裂缝条带上；工区南部发育一条北东向裂缝条带，G11、16、18井位于裂缝条带上；在工区东部略见图5中河道的影子.在工区中、北部构造高陡部位，因地震资料处理时偏移归位不彻底造成同相轴错断，并非真正断层的响应［17］，出现成片低相干异常，因此有必要借助曲率属性提高该部位裂缝检测结果的可靠性.

3.3.2 曲率属性

曲率属性［18］反映岩层弯曲程度的大小，地层受力变形越严重，破裂程度越大，曲率也越高.它不依赖于地震波形的横向变化，只取决于地震同相轴的弯曲程度，因此曲率属性适用于该区构造—岩性复合圈闭背景下的构造翼部强烈变形的裂缝检测，可弥补常规检测方法的不足.图8（b）显示，在工区中、北部构造翼部最大正曲率高值区域不是成片分布，曲率属性刻画裂缝的细节明显比图8（a）清晰；在G11、16、18井北东向裂缝条带的北边新刻画出一条范围更大的北东向裂缝条带，可作为下一步部署的有利区域；在工区东部河道位置处最大正曲率值没有构造翼部曲率值大.

3.3.3 预测结果

曲率属性检测因构造弯曲变形成因的裂缝明显比相干、方位角、倾角3种属性可靠，四者结合裂缝预测精度明显提高.裂缝预测结果与钻井揭示结果一致，位于低相干、大倾角和最大正曲率值异常范围内的G1、11、16、18井见良好油气显示；G11井三砂层射孔自喷日产油1.5～2.0m3，日产气（0.30～0.35）×104m3，是裂缝系统有效沟通致密砂岩储层的储渗空间，而G8、9井裂缝相对不发育，未稳产；与G11井在同一裂缝条带上的G16、18井在深层油气枯竭的基础上可考虑挖潜.

4 结论

（1）针对下沙溪庙组二、三砂层储层特征，利用分频解释技术识别薄砂岩储层的横向展布范围及宏观特征，摆脱了⅟4波长地震分辨率的限制，效果优于时间域地震属性，储层预测精度明显提高.

（2）相干、方位角、倾角和曲率属性综合预测下沙溪庙组构造高部位主要发育北西、北东向两组裂缝，构造翼部裂缝相对较发育.

（3）下沙溪庙组二、三砂层有利储层主要表现为“中—强振幅、中—低频率、同相轴单一或复合相位、裂缝相对发育”的地震、地质特征，构造相对有利、河道砂体及裂缝发育叠合区是下一步油气勘探有利区.

（References）：

［1］刘丽薇，郝兴国，赵伟，等.多属性分析技术在薄互层条件下识别古河道的应用［J］.大庆石油学院学报，2006，30（4）：4-6.Liu Liwei，Hao Xingguo，Zhao Wei，et al.Application of multi-attribute analysis to the identification of river palaeochannel in the thin interbeded reservoir［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，2006，30（4）：4-6.

［2］桑琴，黄静，程超，等.蜀南地区茅口组古岩溶识别标志及储层预测［J］.大庆石油学院学报，2012，36（2）：53-57.Sang Qin，Huang Jing，Cheng Chao，et al.Maokou paleokars interpretation in Shunan and application of seismic and logging technology in reservoir prediction［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，2012，36（2）：53-57.

［3］刘喜武，宁俊瑞，刘培体，等.地震时频分析与分频解释及频谱分解技术在地震沉积学与储层成像中的应用［J］.地球物理学进展，2009，24（5）：1679-1688.Liu Xiwu，Ning Junrui，Liu Peiti，et al.Seismic time-frequency analysis for frequency decomposition with application to seismic sedimentology and reservoir imaging［J］.Progress in Geophys，2009，24（5）：1679-1688.

［4］史忠生，王天琦，王建功，等.频谱分解技术在松辽盆地月亮泡地区岩性油藏勘探中的应用［J］.大庆石油学院学报，2011，35（5）：11-15，21.Shi Zhongsheng，Wang Tianqi，Wang Jiangong，et al.Application of spectral decomposition in the lithologic reservoir exploration of Yueliangpao area，Songliao basin［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，2011，35（5）：11-15，21.

［5］于建国，韩文功，刘力辉.分频反演方法及应用［J］.石油地球物理勘探，2006，41（2）：193-197.Yu Jianguo，Hai Wengong，Liu Lihui.The AVFI method and application［J］.Oil Geophysical Prospecting，2006，41（2）：193-197.

［6］张凤莲，曹国银，李玉清，等.地震属性分析技术在松辽徐东地区火山岩裂缝中的应用［J］.大庆石油学院学报，2007，31（2）：12-14.Zhang Fenglian，Cao Guoyin，Li Yuqing，et al.Seismic property analysis in the application of the lava crack research at the area of Xudong in Songbei［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，2007，31（2）：12-14.

［7］Lisle R J.Detection of zones of abnormal strains in structures using gaussian curvature analysis［J］.AAPG Bulletin，1994，78（12）：1811-1819.

［8］Marfurt K.Curvature attribute application to 3Dsurface seismic data［J］.The Leading Edge，2007，26（4）：404-414.

［9］田亚铭，施泽进，王长城，等.官渡构造带下沙溪庙组砂体展布特征研究［J］.石油物探，2008，47（3）：213-218.Tian Yaming，Shi Zejin，Wang Changcheng，et al.Sand distribution in lower Shaximiao formation of Guandu structure belt［J］.GPP，2008，47（3）：213-218.

［10］谢刚平，夏斌，王良军，等.赤水凹陷浅层碎屑岩天然气成藏条件及勘探潜力［J］.西南石油大学学报，2008，30（3）：37-41.Xie Gangping，Xia Bin，Wang Liangjun，et al.Natural gas in Chishui sag shallow clastic rock reservoir forming conditions and exploration potential［J］.Journal of Southwest Petroleum University，2008，30（3）：37-41.

［11］陈祖庆，张劲松，杨鸿飞.官南构造碎屑岩储层综合预测方法探讨［J］.南方油气，2005，18（2）：18-20.Chen Zuqing，Zhang Jinsong，Yang Hongfei.Study of clastic reservoirs in Guannan structure integrated prediction method［J］.Southern China Oil ＆ Gas，2005，18（2）：18-20.

［12］刘云武，吴海波，刘金平.大庆长垣南部扶杨油层河道砂体预测方法与应用［J］.大庆石油地质与开发，2006，25（5）：106-108.Liu Yunwu，Wu Haibo，Liu Jinping.Forecasting methods and application of Fuyang river sand in southern Daqing placanticline［J］.Daqing Petroleum Geology and Development，2006，25（5）：106-108.

［13］胡水清，韩大匡，刘文岭，等.应用谱分解技术预测河道砂体［J］.新疆石油地质，2008，29（3）：370-372.Hu Shuiqing，Han Dakuang，Liu Wenling，et al.Application of spectrum decomposition technique to prediction of river channel sands［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2008，29（3）：370-372.

［14］余鹏.分频技术在储层预测中的应用［J］.油气地球物理，2006，4（1）：45-47.Yu Peng.Application of frequency division technique in reservoir prediction［J］.Petroleum Geophysics，2006，4（1）：45-47.

［15］李素华，卢齐军，许国明，等.川西XC地区雷口坡组顶不整合面储层预测方法［J］.石油地球物理勘探，2013，48（5）：793-798.Li Suhua，Lu Qijun，Xu Guoming，et al.Reservoir prediction in the top Leikoupo unconformity surface in the area XC，Sichuan［J］.Oil Geophysical Prospecting，2013，48（5）：793-798.

［16］冯凯，查朝阳，钟德盈.反演技术和频谱成像技术在储层预测中的综合应用［J］.石油物探，2006，45（3）：262-266.Feng Kai，Zha Chaoyang，Zhong Deying.The comprehensive application of inversion and spectral imaging technique in reservoir prediction［J］.Geophysical Prospecting for Petroleum，2006，45（3）：262-266.

［17］李素华，王云专，卢齐军，等.火山岩波动方程正演模拟研究［J］.石油物探，2008，47（4）：361-366.Li Suhua，Wang Yunzhuan，Lu Qijun，et al.Wave equation forward modeling for volcanic rock［J］.Geophysical Prospecting for Petroleum，2008，47（4）：361-366.

［18］王雷，陈海清，陈国文，等.应用曲率属性预测裂缝发育带及其产状［J］.石油地球物理勘探，2010，45（6）：885-889.Wang Lei，Chen Haiqing，Chen Guowen，et al.Application of curvature attributes in predicting fracture developed zone and its orientation［J］.Oil Geophysical Prospecting，2010，45（6）：885-889.