LNS地区须家河组须二段致密砂岩气藏有利区预测

陈晓东，施泽进,2，龙宏宇，王洁鑫

(1.成都理工大学 能源学院，四川 成都 610059；2.成都理工大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610059；3.西安石油大学 地球科学与工程学院，陕西 西安 710065)

LNS地区须家河组须二段致密砂岩气藏有利区预测

陈晓东1，施泽进1,2，龙宏宇1，王洁鑫3

(1.成都理工大学 能源学院，四川 成都 610059；2.成都理工大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610059；3.西安石油大学 地球科学与工程学院，陕西 西安 710065)

LNS须家河组二段致密砂岩气藏具有岩性致密、低孔低渗、非均质性强的特点。其砂岩含气储层与页岩夹层的声波传播速度特征相似，常规方法难以有效识别该类含气储层并刻画其平面展布。通过构造及小断层的精细解释确定有利的裂缝发育区，然后在拟声波反演滤除须二段泥质部分的基础上，利用低频增量属性对储层含气性进行检测以降低地震的多解性，在考虑构造裂缝发育程度、流体检测等因素的基础上，确定了研究区须二段有利勘探区域，并建立了有效的储层预测模式，为下一步勘探及井位部署工作提供支持。

致密砂岩；低孔低渗储层；含油气检测；须家河组

20世纪80年代以来，随着世界常规油气产量的持续下降和油气需求的不断增长，非常规油气资源逐渐成为全球油气储量、产量增长的重点领域和研究热点[1-2]。储集于低渗、特低渗致密砂岩储层中的典型非常规天然气资源致密砂岩气在国内外受到广泛关注。现有技术条件下，全球可采致密砂岩气储量为(10.5～24.0)×1012m3,居非常规天然气之首[3-4]。近年来，致密气藏储量占我国天然气探明储量中的比例接近50%，分布也极为广泛，巨大的资源潜力可以有效地弥补常规天然气储量的递减[5]。川中须家河组烃源岩和储层广泛发育并大面积接触，已展现出非常大的勘探潜力。成藏过程中，优质储层是天然气富集的重要因素，应该注重这些储层的分布规律研究,寻找优质储层发育的区域。研究区储层横向非均质性很强，气水关系复杂，前人对该区的研究主要集中于沉积相、成藏机理等方面，并取得了一些成果[6-7]，但在有效含气储层的预测方面仍存在诸多问题，有的研究成果甚至可能并非地质情况的真实反映，同时存在井控过于严重的问题。因此，如何有效地在须二段致密型砂岩中寻找甜点、降低勘探风险成为亟待解决的技术难题。致密砂岩中裂缝的发育对储层的改造具有显著作用，因此，本文主要针对工区储层裂缝的预测开展研究，并结合流体检测成果，有效识别该类含气储层，并刻画其平面展布，为下一步勘探井位的部署提供有效指导。

1 研究区概况

LNS地区行政上隶属于广安市，位于四川盆地内川中古隆起的平缓构造区，处于乐山古隆起的东端，与广安、磨溪处于同一构造带。研究区须家河组构造轮廓为一宽缓的背斜，轴部向北东东—南西西方向延伸。研究区构造所处的川中地区具有刚性基底，区域构造稳定，受区域构造应力作用较弱，大断层不发育，但发育大量以逆断层为主的小断层和裂缝。须二段为须家河组内断层最为发育的层段，断层平面上大多以北西、北西西向展布，平面延伸长度不大，纵向上断距较小，大多数无法贯穿须三段。在致密砂岩成藏过程中，断层和裂缝对提高孔隙度和渗透率的建设性作用明显。早期的断层和裂缝可以沟通烃源岩与储层，使生烃过程中排出的酸性液体进入储层以助溶蚀作用，提高孔隙空间，后期则是天然气高效运移的重要通道。上三叠统须家河组全盆地分布,主要为陆相河流-三角洲-湖泊碎屑岩沉积体系,纵向上泥岩与砂岩呈厚层间互式发育,其中须一段、须三段、须五段及须六段上部以泥岩沉积为主,须二段、须四段与须六段下部主要发育致密砂岩,各砂岩段厚度80～180 m[8-10]，同时须二段内发育有泥岩薄层。工区内须二段主要为三角洲前缘水下河道相沉积，沉积物分选较好，矿物成熟度较高，是最好的沉积微相[6]。

2 储层特征分析

目前的钻探成果显示，研究区须二段厚度在 100～200 m，岩性以浅灰色中厚层状岩屑长石砂岩与深灰色薄层粉砂质炭质泥岩为主，中间夹有泥页岩及煤线，其中孔隙度大于6%的砂岩可作为储层，其厚度超过17 m，占总体厚度的12.3%。须二段储层孔隙度为0.55%～9.35%，平均6.29%，渗透率在(0.05～4.25)×10-3μm2，平均 0.133×10-3μm2[8]。前人研究认为须家河组砂岩储层遭受压实、胶结等成岩作用改造较为强烈，储层致密化程度高，导致致密砂岩基岩本身不具有储集能力，须二储层类型均以低孔低渗、特低孔低渗为主，孔渗性相对较高的层段是成为较好储层的基础。较强的非均质性和低孔渗的储层中难以形成大规模气藏，小断层发育形成的裂缝网络能够很好地改善储层的孔渗性和连通性，对成藏和高产有积极作用，所以良好的孔渗性和小断层相对发育是研究区成藏的两个关键。通过N井单井柱状图(图1)可以发现，在储层段声波时差平均值为215 μs/m，自然伽马平均值为71 API，相比周围的非储层(声波时差平均值为210 μs/m，自然伽马平均值为77 API)并没有明显的变化，这种表现不同于常规砂岩气层中出现的波速明显降低现象。由于断层通过的缘故，该位置的裂缝孔隙度明显增大，达到6.6%，相比非储层大大提高,这与之前的认识相一致。目前研究区部分井出现蹩跳钻、井漏、井涌、井喷等显示，表明有裂缝或溶洞发育。高产井均位于孔渗性良好的小断层发育区，剖面上表现为弱-中振幅、同相轴不连续、频率较低，为弱波峰夹持波谷，有相位错动及同相轴分叉现象(图2)。图中N井钻遇逆断层上盘，在实际生产过程中产能达到4.96万m3/d，属于研究区产能较高的井，同时岩心也证实其储集空间以裂缝型为主，因此，小断层的解释在须家河组研究中至关重要。需要注意的是，如果仅有断层发育，附近未见不连续、扭曲弱-中振幅反射，说明仅有裂缝，而无孔隙提供油气储集空间，有可能测试产量很大，但累产量不会高。

图1 N井测井响应特征

图2 过N井地震剖面

3 须家河组须二段断裂特征

研究区地表地层倾角多小于5°，出露侏罗系沙溪庙组砂、泥岩以及砂泥岩互层，局部残留蓬莱镇组砂、泥岩；深层地腹构造平缓、简单，大断裂不发育，具有良好的地震品质，地震资料较为可靠。

通过地震剖面同相轴的扭曲、错动、分岔等现象进行断层的刻画，须家河组二段断点清晰，这确保了断层解释的可靠性。本次的断层解释密度达到了2道×2道，以求精细刻画须二段断裂发育特征。剖面反映须二段以层间小断层发育为主，尤其须家河底部断层更为发育，但极少断穿须家河组，可以有效沟通底部烃源岩，这为油气的储集提供了较好地质条件。因此，断层及其伴生裂缝系统可以作为有效储集层。

在断层剖面解释的基础上，结合相干检测技术对断裂的平面分布进行了刻画。一般情况下，现在所有的相干技术基本上都是基于振幅的计算，利用多道相似性将三维振幅数据体转化为相关系数数据体，在显示上强调不相关异常，突出不连续性。地震道之间信号相干值的大小是判别断层或裂缝存在的一个重要标志，可以指导本次小断层解释并与解释成果互相佐证。图3显示断层的平面分布与相干检测结果匹配程度较高，断层解释只能对具有一定断距的断层进行识别，通过相干检测，还可以对断层伴生的裂缝系统进行有效识别(图3(b))。图中暖色代表裂缝更发育。裂缝主要发育在断层附近，这说明研究区的裂缝主要以构造裂缝发育为主。预测结果显示已钻高产井基本上位于裂缝发育区(图3中红色井位)。

图3 断层的平面分布与相干检测结果匹配程度

4 含气性检测

随着地震勘探工作的深入，勘探复杂性及难度进一步加大,油气勘探已由原来的寻找构造油气藏向岩性以及构造-岩性等复合式油气藏发展。致密砂岩气藏横向非均质性很强，即便在裂缝发育的有利区域，也很难确保储层的有效性。开展基于频率属性的油气检测，可以更加明确产层段油气的横向变化。

地震波在穿过不同物理特性的地层(如：含油气和非油气层)时，其能量和频率成分都会发生变化，而变化的主要原因是岩石内部流体的相互作用及流动性。实际资料及正演模拟已经证实：含油气储层引起地震波高频能量衰减低频能量增强的现象[11-12]。此频谱特征的横向变化为储层和含油气性预测提供了重要的依据。

当储层中含有液体或气体时，会引起地震波能量和频率的变化，表现为高频端能量衰减和低频端能量相对增强，主频降低。含气层对频率的影响程度要大于油层及水层，因此，频率属性非常适用于含气性的预测。图4(a)为普通致密砂岩(不含气)，图4(b)为含气砂岩，可以明显看出由于含气，造成地震子波高频端迅速衰减，且子波往低频端移动，低频部分能量增强。因此，可以利用低频能量属性进行油气检测。

图4 地震波能量和频率的变化

拟声波曲线构建是利用对岩性比较敏感的曲线中的高频信息，结合原始声波时差曲线中的低频信息，通过小波分解等特征处理，然后将2条曲线融合在一起，使新得到的拟声波曲线既具有声波量纲，又可以区分岩性。利用拟声波反演进行岩性区分，可以在砂岩中有效地扣除泥质因素影响，然后在剩余的致密砂岩范围内进行含油气性检测，保证规避泥岩引起的误差。图5为研究区油气检测剖面图，图中颜色越红代表低频增量越强，也即含油气的可能性更高。结合单井来看，N88-1井测试产量达到了4.96万m3/d，产气段低频增量响应非常明显。NS002-4井测试产量为9.36万m3/d，产气段也具有一定的响应，并且位于局部的构造高点。NS002-3井测试产量为2.7万m3/d，剖面上响应特征不明显，低频增量为小值。实际生产过程中，该井采用了射孔加砂压裂工艺，因此，极有可能是压裂产生的裂缝系统沟通了附近的含气系统。整体来说，目前研究区所有产气井与低频增量属性预测结果吻合率超过86%，并且不利用任何钻井信息进行约束，是纯地震信息的真实反映， 结果较为客观(图6)。 图中颜色越红代表含气概率越大。高产井均位于预测的红色区域。从平面上看，有利的含气区域主要集中发育在研究区东北部，同时考虑构造位置、裂缝发育等因素，圈定图6中淡黄色区域为研究区最有利的位置，有利区的含气部分(红色部分)可直接作为部署井位的重点目标，相比之前的有利区预测精度有很大提升。

图5 油气检测剖面图(低频增量属性)

图6 须二段流体预测平面图

5 结 论

(1)研究区大断层不发育，但发育大量以逆断层为主的小断层和裂缝，区域断层能够提供油气运移通道，与断层伴生的裂缝系统提供有效储集空间，这也是研究区高产井所共有的地球物理响应特征及发育模式。

(2)结合预测裂缝发育带及含气性检测的基本预测模式，综合考虑构造特征，沉积优势相、成藏特征等多种因素圈定了研究区内有利的勘探目标，有利区内的含气部分(红色部分)可直接作为部署井位的重点目标。

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责任编辑：王 辉

2014-10-28

国家自然科学基金项目“薄互层油气藏地震多波波场分析研究”(编号：41204091)

陈晓东(1985-)，男，博士研究生，现主要从事储层地质及储层预测方面的研究。E-mail：honinbodosaku@126.com

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