南阳凹陷马店地区微断层综合识别技术及效果

张永华,杨云飞，张 悦，王 治，郑凯文，郭 毅

(1.中国石化河南油田分公司勘探开发研究院,河南郑州 450000;2.中国石油大庆油田有限责任公司第二采油厂)

南阳凹陷马店地区微断层综合识别技术及效果

张永华1,杨云飞1，张 悦2，王 治1，郑凯文1，郭 毅1

(1.中国石化河南油田分公司勘探开发研究院,河南郑州 450000;2.中国石油大庆油田有限责任公司第二采油厂)

针对马店地区复杂小断块油藏特点，依据三维地震与钻井资料，以地质模式为指导、正演模拟分析为手段开展微断层研究工作。选取稳定的湖相泥岩作为标志层，在等时地层格架下开展小层精细对比；通过多井层位综合标定，保证地质分层在同一地震反射同相轴上；以三维可视化为基础，结合方差体、相干体精细识别微小断层；以井约束变速成图技术确定微幅度构造形态，发现落实断块圈闭33个；在已发现圈闭上部署的井位均钻遇油层并获工业油流，取得了良好勘探效果。

马店地区；微断层；复杂小断块；断层识别

1 研究区概况

马店地区位于南阳凹陷东部，处在张店鼻状构造与唐河低凸起之间，为应力转化部位，断裂发育。西南部紧邻凹陷生油中心牛三门生油次凹，储层主要受东北部张店三角洲砂体控制，储层岩性以细砂岩、粉砂岩为主，储层物性较好。砂体与断层的有效配置，使深凹区的油气向张店鼻状构造与唐河低凸起方向汇集式运移，该区成为油气运移的主要指向区，在圈闭高部位易形成复杂断块油藏[1-3]。该区主要目的层段为核桃园组核二段(EH2)、核三段(EH3)，埋深在2 144～2 800 m，是增储上产的有利区。

受当时设备与技术的限制，早期地震资料不能满足复杂断裂带解释需求。为了发现更多石油地质储量，2011年在马店地区部署了150 km2高精度三维地震，为进一步落实该区复杂断裂构造提供了较好的基础资料。本文以高精度三维地震资料为基础，通过复杂小断层的落实和储层研究工作，优选圈闭钻探取得了良好的勘探效果。

2 勘探难点

马店地区处于应力集中带，断裂结构复杂，油层沿断层高部位聚集，不同油层、圈闭高位呈“叠瓦状”展布，识别小于10 m的微小断层面临诸多难题。

2.1 断裂复杂

受南阳凹陷边界断裂影响，断裂在平面、剖面上的组合复杂，尤其是马店主体部位的西侧与东侧，断裂的展布和组合特征差异大。紧邻张店鼻状构造带的西部区域，主要发育近东西向南掉正断层；东部靠近唐河低凸起断层以北东向北掉断层为主；在马店地区主体部位，近东西向南掉正断层与北东向北掉正断层相互交切，地层构造变化剧烈且破碎，产生一系列断层，继承性相对较差。

2.2 储集层纵横向变化快

马店区块处于张店三角洲前缘相带，三角洲砂体由北东向南西延伸，湖水的周期性进积与退积所形成的部分河道砂体和河口坝砂体相互叠置，不同砂体交互穿插，使沉积特征复杂化。同时，由于断层多，部分标志层被断掉，小层对比难度大。

2.3 含油面积小、含油高度低

马店区块断块纵向上含油层系较多，所发现油藏为层状边水油藏，油层分布受断层控制，油层基本分布在断块高部位，各层沿断块圈闭高位呈“叠瓦状”分布，含油面积小，含油高度低。

3 地震地质综合描述

针对构造破碎、微小断层识别难度大，以三维地震资料为基础，以地质模式为指导，应用相干体分析技术，并结合井震资料落实小断层、识别圈闭[1-5]。

3.1 储层组划分及对比

以EH21、EH22、EH23、EH31亚段底界稳定湖相泥岩作为标志层，在等时地层格架下，对砂层组统一划分。小层划分在标准层与砂层组控制下逐级旋回对比，把沉积旋回对比与三角洲亚相和微相划分有机结合起来[4-6]。

不同断块间砂层组内部的小层由于断层错断，导致砂层反射特征与厚度的变化。在对比过程中，首先选横向相对稳定的岩性段作为标志层，对比大套的砂层组，再对各小层细致对比。按照相控思想，分析马店地区断层两盘地层的厚度变化规律，研究构造位置对沉积厚度的影响，采用沉积旋回对比和地震反射特征分析的方法，统一划分不同断块之间的小层，从而达到精确划分地层、识别断点的目的。通过地层精细划分对比，将EH2段Ⅱ油组划分14个小层、EH2段Ⅲ油组划分11个小层、EH3段Ⅰ油组划分16个小层。

3.2 多井层位综合标定[6-8]

层位标定是复杂断块油藏构造解释的关键环节, 为了保证层位、断点解释准确,在标定过程中,首先对声波曲线进行环境校正，对地震资料主频进行分析，从井旁地震道提取时变子波,把标准层对准确后，再对目标层段油层进行标定。通过不断微调整合成记录制作参数和标定速度,提高合成记录与井旁地震道相关性。为了保证储层及油层标定的合理性，通过连井线剖面的追踪、对比，检查不同井同一层位界面是否闭合，进而确定单井标定的合理性。如果界面闭合则标定合理，否则应该进行复查与调整，以此来提高地震地质层位的标定精度。图1是多井联井标定剖面,从图中看出L16、N75、N137、N66等井的地质分层都在统一的同相轴上。

图1 多井联井标定剖面

3.3 微断层识别与描述[9]

马店地区大的断裂基本落实,关键是低序级的微断层(即断距为10 m左右的断层)、小断块的识别与落实工作。利用高精度三维地震资料与钻井资料，精细识别描述低序级微断层，使小断块在空间上精确定位。

3.3.1 断裂构造样式

马店地区断裂的形成受控于边界断裂，由于边界断裂具有分段性，导致断裂的展布方向不同。微断层的形成与大断层具有伴生关系[7,8]。从断层的剖面形态分析看,马店地区主要发育“Y”型、反“Y”型及“Y”型与反“Y”型复合断裂样式(图2)。根据复杂断块所处的构造位置,结合断层样式指导断裂解释, 按照“切片定走向、剖面定倾向”的解释原则，对微断层进行预测,使解释的复杂断层交切关系符合地质规律。

图2 马店地区断裂样式

3.3.2 正演模拟[10]

为了保证描述微断层的可靠性，以该区高精度三维地震观测系统参数为依据，通过正演模拟评价地震资料识别复杂断块的能力。为此，根据马店地区地质情况设计了断距为10,20,30 m，断面倾角30°的断裂模型。结合钻井的声波测井资料，计算出目的层的地层速度，分别取主频为20，25，30 Hz雷克子波，对剖面加入4%的随机噪声，利用射线追踪法进行正演模型分析研究。分析表明，地震子波频率为25 Hz时,10 m断距仅能看到微弱的扭动；地震子波频率为30 Hz时,10 m断距能看到比较明显的扭动。该区三维地震资料主频在25～30 Hz之间，剖面上同相轴微小的扭动可能是断层的表现。受各种噪音影响，实际地震资料对断层识别能力要比理想模型有所降低，但不同地震子波主频的正演模拟为小断裂量化解释提供了依据。

3.3.3 三维立体解释[11]

为查清复杂断裂带断裂特征、识别微小断层，从井出发,沿任意线剖面、水平切片进行立体解释[9-11]。充分利用钻井的地质分层、断点深度,不断调整地震剖面上小断层的断点位置，做到地质与地震的统一。同时，通过计算地震反射同相轴倾角和方位角，突出相邻道之间地震信号的非相似性，产生相干数据体,进行断层识别,落实断裂的展布及断层的组合关系。图3是马店地区1 690 ms相干时间切片，反映了小断层的变化，准确确定了断裂展布。

3.3.4 井约束变速成图[12]

马店区块处在构造转换区，受断裂及地层结构的影响，速度在横向上变化较大。为了搞准复杂小断块的高点，利用地震资料处理得到的速度谱资料建立初始速度模型，用精细解释的T41，T42，T4，T51地震反射层位进行控制,以地震测井、VSP等资料作标定,按照层位控制法建立三维速度场。利用速度场对T0图进行时-深转换,形成构造图。由于受地震分辨率的影响，依据地震资料编制的构造图，断面宽度、延伸长度、构造深度等方面存在局部误差。利用井钻遇的断点位置、地质分层、断距等数据对构造图进行修正，提高构造成图精度。

4 应用效果

5 结论

(1)针对复杂断裂带的特点，在储层组划分及对比过程中，以稳定湖相泥岩或页岩作为标志层，在等时地层格架下，采用沉积旋回对比和地震反射特征分析的方法，统一划分不同断块之间的小层。

(2)为了保证目的层位标定的合理性，采用多井层位综合标定技术，通过连井剖面的追踪、对比，不同井的地质分层都在统一的地震同相轴上。

(3)根据断层的剖面形态分析确定断裂构造样式，根据复杂断块所处的构造位置,结合断层样式指导断裂解释。

(4)根据地震资料的反射特征，利用正演模拟技术识别微小断层，为小断裂量化解释提供了依据。

(5)从井出发,利用地震数据体及相干数据体沿任意剖面、水平切片进行立体解释，识别小断层。

(6)为了搞准复杂小断块的高点，利用速度谱地震测井、VSP等资料建立三维速度场,进行变速成图。利用井钻遇的断点位置、层位深度、断距等数据对构造图进行校正，提高构造成图精度。

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编辑：张 凡

1673-8217(2017)02-0038-03

2016-07-27

张永华，教授级高级工程师，1965年生，1988年毕业于大庆石油学院石油物探专业，长期从事地震资料解释与储层预测工作。 基金项目:中石化股份公司科技项目“南阳凹陷新领域油气成藏条件研究” (P 15099)。

文献标识码：A