陆西凹陷特殊储层地震预测方法探讨

郭彦民，裴家学，赖鹏，冉波，宫振超，殷敬红

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦 124010）

陆西凹陷特殊储层地震预测方法探讨

郭彦民，裴家学，赖鹏，冉波，宫振超，殷敬红

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦 124010）

陆西凹陷为中生代凹陷，储层类型多样，除常规砂岩储层之外，钻井还揭示了薄层砂岩、凝灰质砂岩和火山岩3类特殊储层。现阶段3类特殊储层均取得较好勘探效果，已成为主要勘探对象。但是利用常规储层预测技术难以准确识别和描述，严重制约该地区的进一步勘探部署和评价研究。基于此，针对不同类型储层的特点、预测难点及对油气成藏的控制因素，采用不同的储层预测技术进行研究。采用拟声波波阻抗反演技术识别九佛堂组上段的薄层砂岩并刻画其空间展布，利用叠前弹性参数反演技术预测九佛堂组下段凝灰质砂岩的“甜点”区，通过叠前、叠后联合裂缝预测技术检测火山岩裂缝发育密度及方向。预测结果与实际钻探结果吻合良好，并指出了有利勘探区，为下步勘探部署提供重要依据。

拟声波反演；泊松比；HSV；AVAZ；裂缝预测

0　引言

陆西凹陷位于松辽盆地西南缘、大兴安岭东南侧，是在海西期褶皱基底上发育起来的中生代盆地。该凹陷是辽河外围开鲁盆地中勘探开发效果最好的凹陷，勘探面积约800 km2，其地层自下而上依次为白垩系下统义县组、九佛堂组（分为下段和上段）、沙海组和阜新组［1］。该凹陷北部地区为东陡西缓、东断西超的单断箕状凹陷，南部地区为两洼夹一隆的构造格局。陡坡带发育大型扇三角洲、近岸水下扇沉积，且发育多个有利构造，构造与有利相带匹配关系良好，已发现的油藏主要位于陡坡带。随着勘探的深入，陡坡带构造油藏以及常规砂岩岩性油藏勘探程度很高，勘探难度越来越大。近几年的勘探实践中，在薄层砂岩、凝灰质砂岩和火山岩等特殊储层领域均获得高产工业油流，取得了“点”的突破，但受地震响应特征和岩性组合特征等各种因素影响，上述储层通过常规储层预测技术难以识别和描述。为准确描述上述特殊储层的空间分布、优质储层“甜点”区，评价优选钻探目标，本文针对不同类型的特殊储层探索了相应的预测技术方法。

1　不同类型储层划分

1.1薄层砂岩储层

陆西凹陷马北斜坡佛堂组上段（九上段）以油页岩沉积为主，并发育多期辫状河三角洲前缘薄层砂体，单层厚度在2～30 m，见油浸、油斑显示，平均孔隙度为24.3%、渗透率为18.8×10-3μm2，为中孔低渗储层，物性较好。由于受成岩作用和压实作用影响，九上段薄层砂岩速度与上下围岩差异小，且密度值低于上下围岩，导致地震反射、声波时差及阻抗无异常响应，因此常规的波阻抗反演难以识别。

1.2凝灰质砂岩储层

凝灰质砂岩储层在陆西凹陷佛堂组下段（九下段）普遍发育，其特殊性在于：沉积时期凝灰质成分伴随着碎屑颗粒沉积下来，充填占位孔隙结构，使储层物性降低；在后期的成岩演化阶段，受应力改造和酸性流体的溶蚀作用，先前占位的凝灰质成分会释放部分孔隙，改善储层物性。因此，九下段凝灰质砂岩储层整体物性差，普遍为低孔、低—特低渗储层，但也存在“甜点”。例如马家铺高垒带，平均孔隙度为19.2%、渗透率为14.6×10-3μm2，属于中孔、低渗储层，储层物性较好。

1.3火山岩储层

火山岩也是本地区主要储集体，目前钻井揭示义县组以火山岩为主，局部地区有少量沉积岩夹层，岩性复杂，见基性玄武岩、中性安山岩、酸性粗安岩和各种中间性过渡型火山岩，其中每一期次旋回顶部气孔、裂缝发育，储层物性最好。九佛堂沉积时期，火山活动较弱，局部以裂隙式喷发，如该凹陷的M35—M31一带，钻遇的岩性为中性安山岩，孔隙空间类型主要为原生气孔、溶蚀孔和裂缝，具有一定的储集性能［2］。在火山岩勘探中，M31井试油日产油127 m3，取得重大突破，同时也进一步证明在该地区进行火山岩勘探具有良好的勘探前景和巨大的勘探潜力。

2　储层分类预测方法

不同的储层都有其预测难点以及需要研究的关键问题。分析认为：对于九上段的薄层砂岩，关键在于砂岩的识别和刻画；对于九下段凝灰质砂岩，关键在于“甜点”预测；对于火山岩，关键在于裂缝预测。

2.1预测九上段薄层砂岩分布

常规的声波时差和波阻抗特征难以识别九上段薄层砂岩，通过测井曲线进行敏感性分析发现，深侧向电阻率（Rt）对该地区薄层砂岩具有很好地响应特征，Rt大于9 Ω·m为砂岩，Rt小于9 Ω·m为泥岩。

基于储层特征重构的思想，建立声波时差曲线与电阻率曲线的多种交会关系，通过分布最优回归算法来确定排列顺序。重构声波时差与原始声波时差趋势、数量级一致，保持了地层的速度趋势，而且在薄层砂岩段具备电阻率曲线特征，反映了岩性信息，从重构曲线看，能够满足薄层砂体的预测要求。再利用重构声波时差进行拟声波反演，很好地识别了九上段薄层砂体［3］（见图1）。利用三维可视化技术和三维立体雕刻技术，在B32井及其西侧一共刻画薄层砂体6个，叠合面积为38 km2。

2.2预测九下段凝灰质砂岩甜点区

研究表明，纵波阻抗与泊松比交会分析指示，高阻抗、低泊松比与好的凝灰质砂岩储层对应良好，说明低泊松比对优质凝灰质砂岩储层具有一定的识别能力，可以用于凝灰质砂岩的甜点区预测。

利用CRP道集进行分角度叠加，得到近道、中道、远道叠加数据体，分别进行标定并提取相应的子波；再利用纵波曲线、横波曲线和密度曲线建模，建立相应的低频模型；结合近道、中道、远道地震数据体以及相应的子波进行反演，生成纵波阻抗、横波阻抗，并最终计算出泊松比数据体。

利用纵波阻抗刻画凝灰质砂岩的平面分布，再针对所预测的凝灰质砂岩提取泊松比属性图，预测其“甜点”区。LC3井在九下段钻遇的凝灰质砂岩，储层物性较好，录井见油斑、油浸显示，试油获工业油流。从预测的泊松比平面分布来看，LC3井位于“甜点”区，预测结果与实钻结果吻合，该套凝灰质砂岩的东北部也为低泊松比的“甜点”区，是评价部署的有利区（见图2）。而在陆西凹陷的五十家子庙洼陷、马北斜坡以及小井子洼陷内多套凝灰质砂岩储层为低泊松比值，为优质储层发育区，是下一步凝灰质砂岩勘探的重点区带。

2.3预测火山岩裂缝发育区

该地区九下段局部发育火山岩，义县组火山岩广覆式发育，因此，对于九下段的火山岩，首先需要对岩体进行平面预测。九下段火山岩地震反射特征为低频、连续、中强振幅，测井曲线为高电阻、高密度、低时差，因此利用多属性RGB融合与波阻抗反演能够识别和刻画火山岩的分布［3］。对于火山岩储层，裂缝的发育程度是其成藏的关键，裂缝对于火山岩油气储层的贡献通常表现在2个方面：裂缝为油气储存提供储集空间；裂缝能够起到沟通气孔、溶蚀孔的作用，提高储层渗透率。因此，火山岩储层裂缝的准确识别、描述和定量预测是有效开发裂缝性储层的关键［4-6］。针对火山岩储层，裂缝预测方法很多，主要有地质类比法、成像测井、地震预测、DFN模型裂缝建模和古构造应力场数值模拟预测［7］。在众多方法中，地震预测最常见，而且预测空间覆盖广、探测深度大，更适合勘探评价研究，地震裂缝预测技术又分为叠后预测和叠前预测。

2.3.1叠后多属性HSV融合裂缝预测

HSV融合方法属于一种颜色变换的融合方法，HSV颜色变换是把标准的RGB图像变换到色度、饱和度和亮度图像，其流程是对多光谱影像3个波段使用HSV颜色正变换为H，S，V三幅图像，然后利用高分辨率影像代替H图像，最后对H，S，V图像实施HSV颜色变换的逆变换得到的融合图像［8-9］。

针对火山岩储层，提取了振幅、平均瞬时频率和相干属性，振幅属性反映反射波强弱，用于地层岩性相变分析；平均瞬时频率用于检测频率吸收情况，可检测含气层、识别小断层、裂缝带等吸收系数大的地层；地震相干是对相邻地震道之间地震属性（如波形、振幅、频率和相位）相似程度的测量，其目的是突出那些不相干的地震数据［10］，在地层岩性发生突变或出现断层、裂缝时，地震道之间的相关性发生突变，对于火山岩而言，可以用于裂缝预测。该地区火山岩裂缝发育，表现为弱振幅、低频率和低相干。将振幅、频率、相干属性进行HSV融合，振幅属性定义为H，平均瞬时频率定义为S，相干定义为V，得到最终的融合图像。从九下段火山岩多属性HSV融合图可以看出（见图3），分辨率基本没有变化，但色彩信息更加丰富，利于断裂的识别与分析，蓝色虚框内裂缝发育，但发育程度有所差异，M31井区和M35井东侧裂缝更为发育。

2.3.2叠前各向异性裂缝预测

叠后多属性融合技术能够很好地识别断裂和一些大的裂缝，对于中小裂缝的预测难度大，同时叠后属性在计算的过程中采用的是纯波或成果数据，该地震数据经过全方位或分方位叠加处理，虽然提高了地震数据信噪比，但却丢失了方位信息，因此无法识别裂缝的方向。为了准确识别微小裂缝及裂缝方向，需要利用叠前全方位道集进行各向异性裂缝预测，目前常用的预测方法为AVAZ（振幅随方位角变化）反演［11-13］。

AVAZ反演的基础是保真保幅的全方位道集，在偏移处理时，应用几何扩散校正能够得到高质量的保幅数据，但由于不规则的野外采集会在偏移道集中产生振幅假象，可以利用偏移最小化这些假象并得到真实的振幅，如果偏移不能成功处理这个问题，可采用照明道集进行振幅均衡。AVAZ反演的关键是道集的拉平处理，道集同相轴不平，预测的裂缝方向不准确。

从该区预测结果来看，M31井区裂缝发育。通过对M31-X3井成像测井分析以及岩心观察，该地区1 180～1 190 m裂缝倾角以69～89°高角度裂缝为主，倾向以170～195°为主，对应裂缝走向为110°左右，预测结果也为110°左右，与实际钻探情况吻合［14-15］。

从九下段火山岩裂缝发育情况来看，M31井区以及M35井东西两侧裂缝非常发育，与叠后裂缝预测结果具有很好的一致性，通过与已知井的对比，叠前预测结果更准确、更精细。

对于义县组火山岩，M2块及其西侧是裂缝主要发育区，M34块和B32井南侧裂缝密度也较大，M31井区局部裂缝发育，但范围小。义县组裂缝发育与构造运动和九佛堂时期岩浆活动有关，在构造运动和后期火山活动双重影响下，一方面建造了良好的构造背景条件，另一方面产生大量的裂缝，改善了火山岩的储集性能；该地区火山岩裂缝方向以NW向为主，而生烃中心位于工区的东南部，利于油气的疏导，因此，M2块及其西侧是义县组火山岩勘探的有利区。

3　结论

1）陆西凹陷发育3类特殊储层，分别为九上段薄层砂岩储层、九下段凝灰质砂岩储层和九下段以及义县组火山岩储层。

2）利用拟声波波阻抗反演能够识别和刻画九上段薄层砂岩的分布特征；叠前弹性参数反演能够预测九下段凝灰质砂岩储层的“甜点”区；利用叠后多属性HSV融合技术宏观预测火山岩的裂缝发育区，叠前AVAZ反演预测裂缝密度与方向，叠前与叠后预测结果具有较好的一致性，与已知钻探结果吻合良好，且叠前预测更加精细。

3）储层预测的基础是地震资料品质、钻井、测井、分析化验等基础资料，成败关键是技术方法的选择，只有将二者有机地结合起来，才能真正解决实际地质问题。

［1］裴家学．陆家堡凹陷火山活动与油气关系探讨［J］．石油地质与工程，2015，29（2）：1-4．

［2］裴家学．辽河外围盆地岩性油藏形成条件及识别［J］．特种油气藏，2015，22（3）：62-65．

［3］裴家学，方圆．陆西凹陷马北斜坡有效储层预测［J］．石油天然气学报，2014，36（9）：58-62．

［4］关宝文，郭建明，杨燕，等．油气储层裂缝预测方法及发展趋势［J］．特种油气藏，2014，21（1）：12-17．

［5］刘清俊，聂保锋，于炳松，等．火山岩储层特征及影响因素分析：以新疆三塘湖盆地牛东区块为例［J］．大庆石油地质与开发，2011，30 （1）：25-31．

［6］武群虎.埕岛—桩海地区中生界火成岩油气成藏特征［J］．特种油气藏，2014，21（3）：32-36．

［7］苑书金．地震相干体技术的研究综述［J］．勘探地球物理进展，2007，30（1）：10-15．

［8］李微，李德仁．基于HSV色彩空间的MODIS云检测算法研究［J］．中国图像图形学报，2011，16（9）：1696-1701．

［9］岳求生，周书仁，李峰，等．HSV与LBP特征融合的杏仁检测方法研究［J］．计算机工程与科学，2014，36（10）：1997-2001．

［10］韦红，朱仕军，谭勇，等．地震相干体技术在识别小断层和裂缝中的应用：以川西地区沙溪庙组为例［J］．勘探地球物理进展，2009，32 （5）：362-364．

［11］甘其刚，杨振武，彭大钧．振幅随方位角变化裂缝检测技术及其应用［J］．石油物探，2004，43（4）：373-376．

［12］张虹，沈忠民．超致密裂缝性储层地震预测方法研究：以川西新场气场须二气藏勘探为例［J］．成都理工大学学报（自然科学版），2008，35（2）：149-157．

［13］张利萍，潘仁芳，樊太亮．基于P波方位AVO技术的火成岩裂缝检测［J］．大庆石油地质与开发，2011，30（4）：144-148．

［14］裴家学．宽方位地震资料在陆西凹陷勘探中的应用［J］．大庆石油地质与开发，2015，34（5）：146-150．

［15］佘晓宇，董政，龚晓星，等.塔中卡塔克隆起南北坡上奥陶统礁滩地震识别与储层预测［J］.石油实验地质，2014，36（1）：16-24.

（编辑杨会朋）

Seismic prediction of special reservoirs in Luxi Depression

GUO Yanmin，PEI Jiaxue，LAI Peng，RAN Bo，GONG Zhengchao，YIN Jinghong
（Research Institute of Exploration and Development，Liaohe Oilfield Company，PetroChina，Panjin 124010，China）

Luxi Depression is a Mesozoic Depression which has developed various types of reservoirs.In addition to conventional sandstone reservoir，drilling also reveals three special reservoirs，thin layer sandstone，tuff sandstone and volcanic rock.These three special reservoirs have become the major exploration subjects based on the favorable exploration results.However，due to the difficulties in accurately identifying and describing special reservoirs，conventional reservoir prediction technique seriously restricts exploration deployment and evaluation research in this area.Therefore，different reservoir prediction methods are established according to the features and the prediction difficulties of each reservoir，as well as hydrocarbon accumulation controlling factors. To be exactly，pseudo acoustic wave impedance inversion technique is used to identify thin layer sandstone，the Upper Member of Jiufotang Formation，and depict its spatial distribution.Pre-stack elastic parameter inversion technique is introduced to predict the rich area of tuff sandstone reservoir in the Lower Member of Jiufotang Formation.Moreover，the pre-stack and post-stack fracture prediction technique is taken to detect fracture density and azimuth of volcanic rock.The predictions coincide with the actual drilling results，which pointoutthe favorable exploration area and provide importantbasis for nextexploration deployment.

pseudo acoustic inversion；Poisson′s ratio；HSV；AVAZ；fracture prediction

中国石油天然气集团公司重大科技专项“辽河油田原油千万吨持续稳产关键技术研究——辽河滩海和外围规模储量发现关键技术及有利目标优选研究”（2012E-3002）

TE132.1+4；P631

A

10.6056/dkyqt201604010

2015-10-01；改回日期：2016-05-12。

郭彦民，男，1970年生，高级工程师，硕士，1993年毕业于石油大学（华东）勘查地球物理专业，2002年毕业于大连理工大学计算机应用技术专业，现在主要从事特殊储层预测及油气勘探部署研究。E-mail：94478821@qq.com。

引用格式：郭彦民，裴家学，赖鹏，等.陆西凹陷特殊储层地震预测方法探讨［J］.断块油气田，2016，23（4）：451-454.

GUO Yanmin，PEI Jiaxue，LAI Peng，et al.Seismic prediction of special reservoirs in Luxi Depression［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23 （4）：451-454.