走滑断裂带储层三维刻画及断储关系研究——以顺北5号断裂带为例

尼加提·艾比布拉，马龙杰

（中石化西北油田分公司勘探开发研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

顺北地区位于顺托果勒隆起，东西紧邻两个坳陷，南北为两大隆起，整体含油气。区内发育多条北东向深大断裂，资源潜力巨大，且差异性大[1]。进一步研究发现走滑断裂带对奥陶系碳酸盐岩储层的形成具有明显的“控储、控藏、控富集”作用[2-3]。

顺北5 号带是顺北油气田延伸最长的断裂带，由北、中、南三段组成，断裂结构类型复杂多样[4-5]，经历多次构造运动，是典型的一级走滑断层[6-8]。断裂带内形成的大规模的裂缝网络，不仅是良好的油气储集空间，而且为各种流体改造作用提供了有利的通道，为高质量缝洞型储层发育提供了有利条件[9-10]。同时，走滑断裂带的发育有效地改善了低孔、低渗碳酸盐岩的储层物性，但储层也表现出强烈的非均质性，其内部结构复杂多变，具有局部分隔特征[14-16]。

顺北油气田断控储集体勘探开发的关键之一是精细描述断裂体系控制下的裂缝、孔洞及洞穴型储集体，在明确各类储集体响应特征的基础上，优选敏感属性对其进行准确描述，进而落实勘探开发目标。本文以顺北5号带为例，对走滑断面、裂缝及储集体开展三维刻画、立体融合研究，通过井震分析对不同的断裂—储集体组合模式、结构关系特征进行综合评价，这对断裂控制储层的研究具有重要意义。

1 断控缝洞储集体多属性识别

1.1 储层响应特征

明确断裂带不同应力段内部结构特征对于研究断控储层具有重要意义。走滑断裂最主要的特征是分段差异性明显，不同类型断裂段的内部响应特征不同。根据走滑断层剖面构造样式的差异，本次选取典型井对不同类型断裂段进行刻画。通过对不同断裂段储层位置及形态刻画，揭示不同走滑断裂段的断裂、储层形态特征。在综合分析走滑断层的分段特征基础上，结合前人对顺北地区走滑断裂分段性研究成果[10]，对顺北5号断裂带进行分段断裂刻画。

通过对过典型井剖面特征进行分析，发现储层与主干走滑断裂及主干断裂活动伴生的次级断裂密切相关，结合实际钻井资料，确定断控储集地震响应具有“断裂+串珠异常、断裂+杂乱反射、断裂+弱反射”三种特征。结合顺北其他工区勘探开发效果[13]，发现“断裂+串珠/中强杂乱异常”反射储层的钻遇率较高，因而串珠相及杂乱相是储层属性识别的重点。

1.2 储层特征增强处理

研究区奥陶系目的层(以下简称T74)与上覆地层间存在强烈的阻抗差，导致同相轴淹没了内幕储层的反射特征。为了能够更精确地预测强反射掩盖下的储层信息，需要对地震数据中的强反射信号进行分离，即进行储层特征增强处理。利用匹配追踪算法，以输入层位为基准，根据最佳匹配准则匹配局部最优子波后，压制地层结构反射，突出储层特征，从而实现强反射的压制，使得处理结果能够更好地表征储层地震反射特征，进而实现实际地震资料储层反射特征加强，在强反射去除处理后的资料上开展敏感属性优选即能够去除T74与上覆地层间阻抗差引起的屏蔽作用。

1.3 储层敏感属性优选

地震属性技术是储层预测的重要手段，对走滑断裂和规模储集体，有多种地震属性可以对其进行表征，需要针对不同储层类型，从众多的地震属性优选出对目标储层刻画比较敏感的属性或属性组合。

为确定研究区顺北5 号带—规模储集体描述的敏感属性，本研究以不同地质模式下典型断控型储层的地震响应特征识别模式为指导进行属性降维，解决单属性局限性、多属性多解性的问题。采用结构张量、弧长张量、包络张量、边缘检测等几种边缘检测类及结构类属性表征规模储集体（图1）。通过对比、降维最终优选张量为规模储集体识别的敏感属性。

图1 断控储集体内幕储层敏感属性优选

为确定研究区顺北5号带—裂缝描述的敏感属性，采用相干、Fault Likelihood、Thinned Fault Likelihood、AFE、断裂增强、蚂蚁等多种属性(图2)。对比不同属性下不同断裂的检测结果，结合实钻井标定，最终优选断裂增强相干属性为裂缝描述敏感属性。

2 三维断裂雕刻研究

在断控储集体地震识别模式的指导下，开展了不同类型储层的地震相刻画。首先优选敏感属性确定断控储集体边界，在断控储集体边界内对反映各类储层的敏感地震属性进行属性门槛值标定，然后利用三维雕刻技术，得到不同类型储层的空间几何形态。

2.1 门槛值标定

研究区地震反射主要为断裂带控制下的串珠、杂乱和弱反射，主要对应断控储集体洞穴、孔洞和裂缝型储层。串珠相以强能量团识别为主；杂乱相以波组不连续识别为主，主要反映断裂带破碎特征；弱反射相地震反射较弱，主要反映油气的通道以及本身的储集空间特性。以纹理属性来识别断控储集体整体边界，主要以优化后的结构张量属性、杂乱属性、断裂增强相干属性刻画断控储集体内不同类型储层地震相，并通过实钻井分析确定各类储层的门槛值。

根据正演结论和实钻井标定分析，结合井上钻时变化点的融合张量属性值，最终确定断控储集体边界门槛值。以顺北S2 和S18 井为例（如图3 所示），钻时变化点统计结果显示，在到达断控储集体边界时钻时明显变快，从而确定各类敏感属性的门槛值。

本研究以不同类型储层放空漏失点及钻时变化点标定各类储层敏感属性，确定不同类型储层表征属性的门槛值。最终以结构张量属性表征洞穴型储层，其门槛值为38；以杂乱度属性表征孔洞型型储层，其门槛值为0.35；以断裂增强相干属性表征断裂型储层，其门槛值为0.85。

2.2 三维雕刻

在敏感地震属性和门槛值标定基础上，开展不同地震反射特征储层的三维几何形态雕刻，通过体融合技术明确研究区三维雕刻几何形态展布情况（图4）。雕刻结果显示，顺北5号带断面识别的井震吻合度高，断面连续性好且具有纵向差异性，与井的动态连通情况匹配性较好。根据各类属性门槛值雕刻即可获得洞穴、孔洞、断裂三类储层的空间体积。

图4 5号带断裂带+串珠+杂乱储集体三维雕刻图

3 断储关系研究

顺北5 号断裂带断裂性质、发育强度、平剖组合模式与储层的匹配关系存在明显的分段性特征。根据垂向活动的类型（隆升或下降）、垂向活动幅度大小以及平面几何特征，可将顺北5号断裂带的变形分为3种类型，即平移走滑段、拉分下降段、挤压隆升段，共计划分为10 段，包括4 个挤压隆升段、3 个拉分下降段及3 个平移走滑段。

3.1 挤压隆升段

挤压隆升段内部结构复杂，断裂发育程度高。根据同相轴错断断距以及地层隆起变形程度，可以识别出一条主断面，一般位于断裂带正花状构造中间位置。最大断面左右两侧具有不对称性，其内部小断裂发育程度、地震响应特征、两侧地层的挠曲变形情况以及垂向断距等呈现出明显差异。

以S5 井区挤压隆升段为例，中间发育最大主断面，在其左侧地层变形程度及隆升幅度都较高，内部断裂发育程度明显高于右侧，并且可见“串珠状”强反射及界面标志层错断等地震响应特征。相比之下，右侧发育的“串珠”规模较小，地层隆升幅度低。三维雕刻结果显示，挤压段断裂发育程度高，周围伴生次级断裂可能性大（图5）。S5井在钻遇主断面放空0.77m，累计漏失648.41m3，贯穿井底“串珠”及次级断面，放空2.92m，漏失453.95m3。这说明沿主断面其两侧附近出现异常地震响应部位多出现放空漏失现象，标志着钻遇裂缝或洞穴。该挤压隆升段的储集体紧邻最大主断面两侧发育，主体分布于最大主断面左侧。

图5 S5井断控体剖面雕刻展布特征示意图

3.2 拉分下降段

拉分段内部结构复杂，小断裂网状展布，以张性断裂为主，剖面上表现为负花状构造。根据地震同相轴错断及地层下掉变形程度判断，最大主断面常位于断裂带中部，最大断面左右两侧也具有不对称性。

以S14 井区拉分下降段为例（图6），钻井过程中发生多次放空漏失，累计漏失287.13m3。其中最大的一次放空漏失点接近井底附近，该位置位于“串珠状”强反射区域。在断裂带拉张下掉段，弱反射背景下的杂乱地震反射区，也出现了放空漏失现象。与挤压隆升段相比，拉分下降段断裂结构表现为负花状构造，由两侧的边界主断面与中部后期形成次级断面组成。断裂活动性较强的一侧通常是储层发育的主体区，在该位置发育的内幕串珠及杂乱弱反射等地震响应特征。

图6 S14井断控体三维雕刻局部放大图

3.3 平移走滑段

平移段表现为单支直立走滑断裂，内部结构相比较于压隆和拉分段较简单，主断面两侧次级断裂发育较少，一般主断面左右两侧变形幅度较小，地震同相轴错断但断距较小。

以S13井区平移走滑段为例（图7），井轨迹垂直钻遇断裂带下掉地堑处，在井底附近钻遇放空0.63m，漏失泥浆33.42m3，测井解释该井钻遇裂缝型储层。表明该井轨迹附近储层发育有限，仅发育裂缝—孔洞型储层，井周东侧发育洞穴和孔洞型储层，断裂纵向上连通性较差。三维雕刻结果也显示S13 井周围断裂发育差，断裂纵、横向连续性差。

图7 S13井断控体三维雕刻局部放大图

结合多井储集体放空漏失与断面相对位置的相关性，确定四种断储关系，即断面旁发育储集体、储集体直接过断面、双断面挟持储集体和断裂带边缘储集体不发育。四种关系分别对应漏失量较大、漏失量中等、漏失量较少（表1）。进一步分析发现该断储关系对油藏分布起到控制作用，距离滑动面越远，油气富集程度越低。

表1 放空漏失与断面相对位置的关系

4 结论

通过对顺北5号带断控储层的分类研究，利用三维雕刻技术对储集空间分段描述，结合实际钻井资料厘定断储关系，形成了以下结论：

（1）针对储层进行特征增强处理能够有效提高储层响应特征，在此基础上进行属性优选，明确了各类储层的敏感表征属性，即结构张量属性对串珠相储集体具有较好的识别效果，断裂增强相干属性表征断裂型储层敏感性较好。

（2）根据实际钻井的标定分析可以确定相关属性的门槛值。基于断裂、规模储集体的分类三维雕刻，能够较好地刻画走滑断裂带的断储空间关系。

（3）顺北5 号断裂带分段特征明显，不同应力段断储空间特征不同。挤压隆升段的断裂带储集体紧邻最大主断面两侧发育，主体分布于最大主断面一侧。拉分下降段以张性断裂为主，剖面上表现为负花状构造，最大主断面常位于断裂带中部，最大断面左右两侧常具有不对称性。平移段表现为单枝直立走滑断裂，内部结构较简单，主断面两侧可发育少量缝洞体。

（4）断储关系对顺北5号断裂带油藏分布起到控制作用。根据储集体与断面相对位置，确定了四种断储关系，即断面旁发育储集体、储集体直接过断面、双断面挟持储集体和断裂带边缘储集体不发育，分别对应漏失量较大、漏失量中等、漏失量较少。