基于灰度能量属性预测甜点储层分布——以泌阳凹陷栗园地区泌358区块为例

严移胜,李恒权,杨云飞,张正强,任 桦,李 兵

(1.中国石化河南油田分公司勘探开发研究院,河南南阳 473000;2.地大汇能(北京)科技有限公司,北京 100089)

1 区域地质概况

泌阳凹陷是南襄盆地的一个中-新生代富含油气的次级小型断陷,栗园地区靠近栗园-泌阳大断裂,受边界断裂控制,次级断层较为发育[1]。由于边界断层断面陡、落差大,核三段(Eh3)地层受到的牵引作用明显,沿边界断层走向分布一系列牵引构造,多为小型鼻状构造[2]。栗园地区物源主要来自南部扇三角洲沉积,受东南部栗园近岸水下扇、南部杨桥近岸水下扇、西南平氏三角洲控制,为多物源沉积体系[3]。油藏类型为岩性油藏,具有典型的扇中亚相控藏特点。

2 砂体展布特征

2.1 砂砾岩扇体沉积期次

泌358区块储层来自南部近岸水下扇沉积,储层沉积相带主要为近岸水下扇扇根、扇中亚相,其中扇中亚相为有利沉积相带。该区储层孔隙度10.3%～28.5%,平均18.9%;渗透率0.2×10-3～1 810.0×10-3μm2,平均256.4×10-3μm2,为中孔中渗储层。

图1为H井核桃园组砂砾岩扇体沉积期次划分柱状图,核三段岩性组合为含砾砂岩与泥岩不等厚互层,自然伽马为指状和齿化箱形。核三段不同期次砂砾岩扇体纵向叠置且重复出现,表现为多期正旋回、反旋回叠加,旋回间部分井段发育泥岩隔层;横向上自南向北,各期次扇体层层退积,各期次砂砾岩体除了岩性由砂砾岩向粉砂岩直至泥岩过渡、粒度逐渐变细,两期砂砾岩体中间均存在相对稳定的泥岩隔层[4-5]。将岩相突变面作为旋回划分的标志面,参考可靠的泥岩标志层段,泥岩不发育时参考自然伽马曲线,扇体期次划分的关键环节为旋回曲线处理,利用地震资料对沉积模式进行相约束,从而确保期次划分符合沉积规律。通过扇体期次划分,为甜点储层预测奠定基础[6]。

图1 H井核桃园组砂砾岩扇体沉积期次划分

2.2 砂砾岩扇体地震响应特征

砂砾岩扇体分扇根、扇中、扇端亚相,通过挑选典型井,从岩性组合、曲线形态、油气显示、地震反射等方面总结不同相带的地震反射特征。

扇根亚相岩性以砾岩和含砾不等粒砂岩为主,分选差,无油气显示,地震呈中强波峰反射,振幅值和扇中亚相差异较小;扇中亚相岩性以含砾细砂岩、砾状砂岩为主,多为油层或差油层,地震上呈中强波峰反射或中强波谷反射,油层厚度越大,振幅值越高;扇端亚相以细砂岩为主,为干层,呈中强波峰反射,振幅值相对较低。半深湖亚相以泥质白云岩为主,呈中强波峰反射(图2)[7]。岩石物理交会分析表明,自然伽马曲线能有效区分储层与非储层,储层振幅属性值为3 193～8 755,波阻抗值为0.98×104～1.27×104m·s-1·g·cm-3。

2.3 优选敏感属性

均方根振幅属性主要表征由岩性、储层物性、流体性质、不整合面、地层调谐效应以及地层层序变化等多种因素引起的地震反射强度的变化,其中,岩性变化、储层横向物性变化、所含流体性质不同以及储层厚度变化通常是影响地震波振幅强弱的主要因素。图3为Eh3Ⅳ2小层均方根振幅属性图,靠近扇根部位呈强振幅特征,扇端部位呈弱振幅特征,扇中亚相为中强振幅特征。

图3 Eh3Ⅳ2小层均方根振幅属性

2.4 灰度能量属性

基于砂砾岩体是快速混杂堆积的产物,具有粒度粗、分选差、非均质性强等特点,扇体内部与围岩差异大,因此可利用地震纹理特性处理技术对地震资料进行处理,进而提取灰度能量属性精细描述扇体内部特征。

地震纹理特性处理技术是基于灰度共生矩阵理论,建立在估计图像的二阶组合条件概率密度函数的基础上,通过计算图像中有一定距离和方向的两像素点之间的灰度相关性,反映图像在方向、相邻间隔、变化幅度及快慢上的综合信息,实现对纹理的表征。

在计算得到共生矩阵之后,往往不是直接应用计算的灰度共生矩阵,而是在此基础上计算纹理特征量,灰度能量是灰度共生矩阵各元素值的平方和,是对图像纹理的灰度变化稳定程度的度量,反映了图像灰度分布均匀程度和纹理粗细度,能量值大表明当前纹理是一种规则变化较为稳定的纹理。

基于灰度能量属性描述扇体内部特征,与其他属性相比,从砂砾岩沉积机理上,建立了砂体快速堆积、分选差与图像纹理的灰度变化稳定程度的对应关系;具有扇体边界清楚且刻画了扇体内部不同部位的灰度能量差异的特点,利于进行沉积相带的划分(图4)。

图4 Eh3Ⅳ2小层灰度能量属性

图4表明,南部灰度能量值超过850,呈近东西向条带状分布,分选差,为扇根亚相;中部灰度能量值介于300～850,呈近南北向条带状分布,分选中等,为扇中亚相;北部灰度能量值低于300,呈环状分布,分选最好,为扇端亚相。

2.5 有利沉积相带

沉积相是控制储层非均质性的根本因素,本文从井点出发,结合扇体分布与古地貌匹配关系、均方根振幅、灰度能量,进行扇体沉积相带划分,明确有利相带分布。

不同相带岩性及电性特征差异大,扇根亚相岩性组合以厚层砂砾岩夹薄层泥岩为主,多发育块状砂砾岩,自然伽马曲线多为齿化箱形,无油气显示;扇端亚相岩性组合以薄层砂岩与泥岩不等厚互层为主,自然伽马曲线多为指状,测井解释多为干层;扇中亚相岩性组合以厚层含砾不等粒砂岩、砾状砂岩夹薄层泥岩为主,自然伽马曲线多为箱形、漏斗状,录井显示丰富,测井解释见油层[8-9]。湖相岩性组合以厚层深灰色泥岩为主,部分夹薄层粉、细砂岩,自然伽马曲线多为泥岩基线,测井解释为干层。

结合实钻井岩性组合、曲线形态及不同相带储层响应特征,井震结合刻画了Eh3Ⅳ2小层的沉积相平面分布(图5)。扇根亚相呈条带状沿断裂带分布,宽度较窄;扇端亚相分布范围局限;扇中亚相发育多条近南北向水道,其向前推进距离受水道长度控制。

图5 Eh3Ⅳ2小层沉积相平面分布

3 甜点储层预测

该区块共5口井试油,以试油数据井点为准,统计试油井段,岩性以砾状砂岩和含砾细砂岩为主,无明显差异,随着埋深增加,孔隙度下降明显,其下限为4%。5口试油井均位于扇中亚相,中强振幅,表明沉积相是影响有效储层的根本控制因素,扇中亚相岩性分选好、储层物性较好[10]。

在储层分布基础上,叠合砂砾岩扇体边界、沉积相边界、属性下限、波阻抗下限,最终预测了该区甜点储层分布范围。甜点储层主要发育在扇中亚相,靠近物源方向由于砂砾岩快速堆积、沉积物搬运距离短、分选差,造成其具有典型的高阻抗特征[11]。由于波阻抗和孔隙度具有负相关关系,扇体根部物性差,典型井如B井、E井;扇体前段受储层岩性变细影响,泥质胶结程度强,降低了储层物性,典型井如J;甜点储层区具有储层厚度大、物性好的特点,典型井如H井、I井、F井(图6)。

4 结论

1)泌358区块核三段有利沉积相带为扇中亚相,为中孔中渗储层。纵向上不同期次砂砾岩扇体叠置且重复出现,横向上自南向北各期次扇体由下而上具有层层退积的特点,两期砂砾岩体间存在相对稳定的泥岩隔层。

2)不同相带砂砾岩体的地震响应特征存在明显差异,扇根亚相呈中强波峰反射,扇中亚相呈中强波峰反射或中强波谷反射,扇端亚相呈中强波峰反射,半深湖亚相呈中强波峰反射。

3)井震结合刻画了3个小层的沉积相平面分布,扇根亚相呈条带状沿断裂带分布,宽度较窄;扇端亚相分布范围局限;扇中亚相发育多条近南北向水道,其向前推进距离受水道长度控制。

4)甜点储层主要发育在扇中亚相,扇根和扇端亚相由于物性差,可通过多曲线叠合进行有效区分。