元坝西部地区须二下亚段致密砂岩储层预测研究

凡 睿,刘力辉,石文斌,张国常,曾 韬

(1.中国石油化工股份有限公司勘探分公司,四川成都610041；2.成都晶石石油科技有限公司,四川成都610041)

元坝西部地区须二下亚段致密砂岩储层预测研究

凡 睿1,刘力辉2,石文斌1,张国常1,曾 韬1

(1.中国石油化工股份有限公司勘探分公司,四川成都610041；2.成都晶石石油科技有限公司,四川成都610041)

川北元坝西部地区须家河组二段下亚段主要发育辫状河三角洲前缘沉积,水下分流河道砂体发育,但由于埋深大,压实强烈,岩石致密,有效储层预测难度大。针对上述难点,采用了“相控储层预测”研究思路:首先通过岩石物理分析优选出预测岩性的敏感地震属性,应用地震沉积学研究方法获得叠前S属性表征的目的层地震地貌图,预测河道砂岩分布；然后借助地震物相研究方法,通过坐标旋转由叠前近、远角度射线弹性阻抗反演结果得到地震物相体,预测须二下亚段致密砂岩有效储层分布。建议井位的钻探结果表明,储层预测精度高,预测方法行之有效。

元坝西部；须二下亚段；致密砂岩；地震物相；储层预测

随着勘探程度的不断深入,致密砂岩气藏在现今的油气勘探开发中受到越来越多的关注。近几年来,在鄂尔多斯盆地[1-3]苏里格、大牛地和四川盆地[4-5]中部广安、安岳等地相继取得重要发现。近期,我们通过加强老井复查研究,在四川盆地元坝西部发现须家河组二段致密砂岩气藏,储层具有大面积叠合连片特征,评价天然气资源量超千亿方,是近期有望实现规模增储的重点目标。

元坝西部在构造上位于四川盆地川北坳陷九龙山构造西南倾末端,须家河组二段下亚段砂岩主要发育于辫状河三角洲前缘水下分流河道沉积微相,砂体厚度较大且横向上叠合连片,砂体间多为薄层泥岩,俗称“砂包泥”,砂岩分布特征不清楚。埋藏深(4km以上)导致成岩期压实作用改造强烈,岩石致密,储层具低孔、低渗和强非均质性特征,为典型的致密砂岩气藏[6-9],有效储层预测缺乏有效的技术手段。

研究区采用12L×48S×240R×6T×72F(中间放炮)束状观测系统完成了三维地震资料采集,经叠前时间偏移处理后,主要目的层上三叠统须家河组地震资料信噪比较高,有效波频带约5～70Hz,主频45Hz左右,地震资料品质较好。由于致密砂岩储层与围岩物性差异小,岩石物理特征复杂,勘探初期采用叠后地震属性方法预测岩性,但其误差过大,预测精度不能满足勘探需求；而仅靠地震反演的一个波阻抗参数,也难以准确预测储层物性以确定有效储层分布,由此导致钻探成功率不高,制约了该区的油气勘探进程。为此,需要探索致密砂岩储层的有效预测方法,提高预测精度,支撑勘探部署。

针对上述难点,本文采用了“相控储层预测”研究思路:首先通过岩石物理分析,优选敏感地震属性预测岩性,从而排除泥岩在储层预测中的干扰,预测出河道砂岩分布范围；然后在有利沉积相带内通过地震物相研究,排除干层,预测有效储层分布,从而为下一步勘探提供部署目标。

1 有利沉积相带预测

对于研究区有利沉积相带的预测,在“相控储层预测”的思路下选用地震沉积学研究方法。地震沉积学研究[10-13]主要通过地层切片[14-15]技术提取敏感地震属性[16],从而达到预测沉积、岩性的目的。因此,首先需要确定敏感地震属性及沉积等时面。

1.1 敏感属性优选

元坝西部地区须二下亚段岩石物理特征分析表明,纵波速度(vP)难以区分部分泥岩(图1中蓝色三角符号)和高孔砂岩(图1中红色圆形符号),而横波速度(vS)对于岩性的区分能力明显较强(图1 中红色横线)。因此,预测研究区目的层岩性需要选用带有横波速度信息的地震属性。

图1 研究区目的层砂岩和泥岩纵、横波速度交会分析

目前用于岩性预测的具有横波信息的叠前地震属性主要有叠前AVO属性[17]中的S属性和叠前广角弹性阻抗[18-19]属性两种,叠前AVO属性不受模型影响,表征地震岩性有明显的优势。为此,本次研究选用叠前S属性预测研究区目的层岩性。叠前S属性的表达式为：

(1)

1.2 地震沉积学方法预测有利相带

通过层序地层学研究表明,元坝西部须二段底界为三级层序界面,须二段中亚段为区域最大湖泛面。以须二中亚段和须二底(图2)为沉积等时面作地层切片,提取叠前地震S属性,得到研究区须二下亚段地震地貌图(图3,其中A至F为已钻井,Y1至Y4为建议井位),刻画岩性平面分布。通过标定,图3中红、黄色代表辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体,蓝色代表分流河道间湾的泥岩沉积；由图3可以看出,河道砂体呈近北西—南东向展布,多期河道在平面上叠置,辫状特征显著。通过地震沉积学方法,明确了研究区须二下亚段河道砂岩分布范围,为有效储层预测奠定了基础。

图2 研究区目的层段地震剖面展示须二下亚段地层切片位置

图3 研究区须二下亚段2砂组叠前S属性表征的地震地貌

2 有效储层预测

针对低孔低渗致密砂岩储层物性预测的难点,刘力辉等[20]提出地震物相的概念。地震物相是指地震物性相或储集相,即与储层物性相关、地震弹性参数可识别的属性类别。在地震物相划分时既考虑了储层的微观结构(即影响储层的主要成岩作用),又考虑地震反演的弹性参数的可识别性。

2.1 地震物相划分及测井解释

元坝西部须二下亚段储层岩性以细粒岩屑砂岩为主,压实作用、胶结作用和溶蚀作用是影响储层物性的主要成岩作用。综合考虑以上因素,地震物相划分方案定义为:物相1，物相2和物相3,分别对应于测井储层评价的气层(φ≥8%)、含气层(6%≤φ<8%)和非储层(φ<6%),非储层包括干层和泥岩隔夹层。气层为有效储层。根据自然伽马、纵、横波速度比和孔隙度曲线,建立须二下亚段测井物相解释标准(图4)。

2.2 相控岩石物理分析

相控岩石物理分析采用四维交会分析方法,综合物相类型、储层物性和地震弹性参数等因素。对于地震弹性参数,选择射线弹性阻抗(REI),包括近偏移距射线弹性阻抗和远偏移距射线弹性阻抗。一方面,近偏移距射线弹性阻抗主要反映孔隙和流体,远偏移距射线弹性阻抗反映岩性,二者综合了岩性和物性因素；另一方面,研究区储层表现为负反射系数,Ⅲ类AVO特征[21],随着偏移距增大射线弹性阻抗减小,因此可以用近、远偏移距射线弹性阻抗区分物相。考虑到叠前道集品质和软件设置条件,近角选择7°(入射角3°～11°叠加),远角选择31°(入射角27°～35°叠加)。

图4 研究区目的层地震物相划分方案及测井物相解释标准

在常规坐标系统下的岩石物理分析结果表明,远、近偏移距弹性阻抗虽然在趋势上可以大致识别物相类型,但是任何一个参数均没有确定的门槛值(图5a)。分析两个参数和地震物相类型之间有个角度关系。通过坐标转换方法,不断转换角度进行扫描,最终发现当转换角度为24.9596°时,可以有效区分各种物相。采用转换公式((2)式)将大、小角度射线弹性阻抗(IREI31°和IREI7°)线性组合为一个新的地震弹性参数CAVOIMP,由图5b可以看出,CAVOIMP<0的样点主要为气层,因此可以用CAVOIMP作为须二下亚段储层物性预测的参数。

sin24.9596°×IREI31°-7078

(2)

2.3 地震物相预测有效储层

相控岩石物理分析模板得到的坐标转换公式((2)式)以及CAVOIMP对储层的划分模板都是基于测井分析结果,对地震预测而言,还存在分辨率和反演误差问题,因此需要用地震反演数据建立地震物相解释模板。

从地震叠前反演的井旁道抽取近、远偏移距射线弹性阻抗曲线,用坐标旋转关系计算CAVOIMP曲线,在井上识别出地震物相。在时间域内对比测井解释物相和地震反演物相(图6),反演结果不仅与井点测井解释物相数据吻合度高,而且反演分辨率也较高。由此则可以用叠前近、远角度弹性阻抗反演数据,通过坐标转换方法得到地震物相体。

图5 常规坐标系统下(a)和坐标转换后新坐标系统下(b)的相控岩石物理分析模板

图7为研究区须二下亚段2砂组地震物相属性平面图(图中:红色代表气层；绿色代表含气层；蓝色代表干层),地震物相反映出储层主要发育于三角洲前缘水下分流河道,呈北西、南东向展布,为本区继承性水下分流河道,具明显相控特征。

图8为研究区须二下亚段2砂组有效储层预测厚度分布图。从图8中可以看出,储层厚度主体大于15m,西北部近物源区多期河道叠置,有效储层厚度较大,最大可达40m；往东南部储层厚度逐渐减薄。

在有效储层预测的基础上,通过综合评价,提出4口建议井位(Y1,Y2,Y3,Y4)并得到采纳。经钻探,4口井均钻遇较厚优质储层,其中Y1,Y2和Y3井已测试均获得工业气流,Y4井待测试。表1为钻后储层预测误差统计结果,可以看出,除C井因储层厚度薄,厚度预测的相对误差较大外,其余井预测厚度与实钻结果吻合度较高,相对误差均小于8.5%。

图6 基于地震叠前反演的地震物相验证

图7 研究区须二下亚段2砂组地震物相属性平面分布

图8 研究区须二下亚段2砂组有效储层厚度预测结果

表1 研究区须二下亚段2砂组储层厚度预测误差统计

井号钻井厚度/m预测厚度/m绝对误差/m相对误差，%A17．318．00．74．0B12．013．01．08．3C3．03．50．516．7D20．221．00．84．0E41．439．0-2．45．8F7．16．5-0．68．5Y113．014．01．07．7Y219．020．01．05．3Y322．521．0-1．56．7Y421．020．0-1．04．8

3 结束语

1) 在通过岩石物理分析确定岩性识别敏感地震属性的基础上,应用地震沉积学研究方法获得叠前S属性表征的目的层地震地貌图,预测出研究区须二下亚段辫状河三角洲前缘水下分流河道分布规律,明确了河道砂岩分布范围。

2) 利用地震物相研究方法,通过坐标旋转由叠前近、远角度射线弹性阻抗反演数据得到地震物相体,预测出须二下亚段有效储层分布。继承性水下分流河道为研究区有效储层发育有利相带。

3) 研究结果表明,“先岩性,后物性”的“相控储层预测”研究方法在研究区致密砂岩有效储层预测中取得了良好的应用效果,建议井位的钻探结果证实预测方法是行之有效的。

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(编辑：顾石庆)

Tight sandstone reservoir prediction of lower subsection of Xu_2 member in western Yuanba area

Fan Rui1,Liu Lihui2,Shi Wenbin1,Zhang Guochang1,Zeng Tao1

(1.ExplorationCompany,SINOPEC,Chengdu610041,China; 2.RockstarPetroleumScienceTechnologyLimited,Chengdu610041,China)

Braided river delta front facies mainly develop in lower subsection of Xu_2 member in western Yuanba area,where sand bodies develop in subaqueous distributary channels.Deep buried depth,strong compaction and compact rocks would increase difficulty in reservoir prediction.To solve the problems mentioned above,“facies-controlled reservoir prediction” research ideas are adopted.First of all,the seismic attributes that are sensitive to lithological prediction are optimally selected by petrophysics analysis,and by utilizing seismic sedimentology research method,the seismic geomorphologic maps represented by prestackSattribute is obtained to predict the distribution of channel sands.And then the data bodies of seismic reservoir property facies are derived by coordinate rotation from prestack near,far angle elastic impedance inversion results,which is used to predict the distribution of effective reservoirs in lower subsection of Xu_2 member.Drilling results of recommended well locations show that the reservoir prediction accuracy is high and the method is effective.

western Yuanba area,lower subsection of Xu_2 member,tight sandstone,seismic reservoir property facies,reservoir prediction

2013-12-06;改回日期：2014-08-18。

凡睿(1966—),男,高级工程师,现主要从事石油地震地质综合研究工作。

国家科技重大专项“碎屑岩层系大中型油气田富集规律与勘探关键技术”(2011ZX05002-004)资助。

P631

A

1000-1441(2015)01-0083-07

10.3969/j.issn.1000-1441.2015.01.012