陳曉東，施澤進(jìn),2，龍宏宇，王潔鑫

(1.成都理工大學(xué) 能源學(xué)院，四川 成都 610059；2.成都理工大學(xué) 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610059；3.西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065)

LNS地區(qū)須家河組須二段致密砂巖氣藏有利區(qū)預(yù)測

陳曉東1，施澤進(jìn)1,2，龍宏宇1，王潔鑫3

(1.成都理工大學(xué) 能源學(xué)院，四川 成都 610059；2.成都理工大學(xué) 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610059；3.西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065)

LNS須家河組二段致密砂巖氣藏具有巖性致密、低孔低滲、非均質(zhì)性強的特點。其砂巖含氣儲層與頁巖夾層的聲波傳播速度特征相似，常規(guī)方法難以有效識別該類含氣儲層并刻畫其平面展布。通過構(gòu)造及小斷層的精細(xì)解釋確定有利的裂縫發(fā)育區(qū)，然后在擬聲波反演濾除須二段泥質(zhì)部分的基礎(chǔ)上，利用低頻增量屬性對儲層含氣性進(jìn)行檢測以降低地震的多解性，在考慮構(gòu)造裂縫發(fā)育程度、流體檢測等因素的基礎(chǔ)上，確定了研究區(qū)須二段有利勘探區(qū)域，并建立了有效的儲層預(yù)測模式，為下一步勘探及井位部署工作提供支持。

致密砂巖；低孔低滲儲層；含油氣檢測；須家河組

20世紀(jì)80年代以來，隨著世界常規(guī)油氣產(chǎn)量的持續(xù)下降和油氣需求的不斷增長，非常規(guī)油氣資源逐漸成為全球油氣儲量、產(chǎn)量增長的重點領(lǐng)域和研究熱點[1-2]。儲集于低滲、特低滲致密砂巖儲層中的典型非常規(guī)天然氣資源致密砂巖氣在國內(nèi)外受到廣泛關(guān)注?，F(xiàn)有技術(shù)條件下，全球可采致密砂巖氣儲量為(10.5～24.0)×1012m3,居非常規(guī)天然氣之首[3-4]。近年來，致密氣藏儲量占我國天然氣探明儲量中的比例接近50%，分布也極為廣泛，巨大的資源潛力可以有效地彌補常規(guī)天然氣儲量的遞減[5]。川中須家河組烴源巖和儲層廣泛發(fā)育并大面積接觸，已展現(xiàn)出非常大的勘探潛力。成藏過程中，優(yōu)質(zhì)儲層是天然氣富集的重要因素，應(yīng)該注重這些儲層的分布規(guī)律研究,尋找優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的區(qū)域。研究區(qū)儲層橫向非均質(zhì)性很強，氣水關(guān)系復(fù)雜，前人對該區(qū)的研究主要集中于沉積相、成藏機理等方面，并取得了一些成果[6-7]，但在有效含氣儲層的預(yù)測方面仍存在諸多問題，有的研究成果甚至可能并非地質(zhì)情況的真實反映，同時存在井控過于嚴(yán)重的問題。因此，如何有效地在須二段致密型砂巖中尋找甜點、降低勘探風(fēng)險成為亟待解決的技術(shù)難題。致密砂巖中裂縫的發(fā)育對儲層的改造具有顯著作用，因此，本文主要針對工區(qū)儲層裂縫的預(yù)測開展研究，并結(jié)合流體檢測成果，有效識別該類含氣儲層，并刻畫其平面展布，為下一步勘探井位的部署提供有效指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

LNS地區(qū)行政上隸屬于廣安市，位于四川盆地內(nèi)川中古隆起的平緩構(gòu)造區(qū)，處于樂山古隆起的東端，與廣安、磨溪處于同一構(gòu)造帶。研究區(qū)須家河組構(gòu)造輪廓為一寬緩的背斜，軸部向北東東—南西西方向延伸。研究區(qū)構(gòu)造所處的川中地區(qū)具有剛性基底，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定，受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用較弱，大斷層不發(fā)育，但發(fā)育大量以逆斷層為主的小斷層和裂縫。須二段為須家河組內(nèi)斷層最為發(fā)育的層段，斷層平面上大多以北西、北西西向展布，平面延伸長度不大，縱向上斷距較小，大多數(shù)無法貫穿須三段。在致密砂巖成藏過程中，斷層和裂縫對提高孔隙度和滲透率的建設(shè)性作用明顯。早期的斷層和裂縫可以溝通烴源巖與儲層，使生烴過程中排出的酸性液體進(jìn)入儲層以助溶蝕作用，提高孔隙空間，后期則是天然氣高效運移的重要通道。上三疊統(tǒng)須家河組全盆地分布,主要為陸相河流-三角洲-湖泊碎屑巖沉積體系,縱向上泥巖與砂巖呈厚層間互式發(fā)育,其中須一段、須三段、須五段及須六段上部以泥巖沉積為主,須二段、須四段與須六段下部主要發(fā)育致密砂巖,各砂巖段厚度80～180 m[8-10]，同時須二段內(nèi)發(fā)育有泥巖薄層。工區(qū)內(nèi)須二段主要為三角洲前緣水下河道相沉積，沉積物分選較好，礦物成熟度較高，是最好的沉積微相[6]。

2 儲層特征分析

目前的鉆探成果顯示，研究區(qū)須二段厚度在 100～200 m，巖性以淺灰色中厚層狀巖屑長石砂巖與深灰色薄層粉砂質(zhì)炭質(zhì)泥巖為主，中間夾有泥頁巖及煤線，其中孔隙度大于6%的砂巖可作為儲層，其厚度超過17 m，占總體厚度的12.3%。須二段儲層孔隙度為0.55%～9.35%，平均6.29%，滲透率在(0.05～4.25)×10-3μm2，平均 0.133×10-3μm2[8]。前人研究認(rèn)為須家河組砂巖儲層遭受壓實、膠結(jié)等成巖作用改造較為強烈，儲層致密化程度高，導(dǎo)致致密砂巖基巖本身不具有儲集能力，須二儲層類型均以低孔低滲、特低孔低滲為主，孔滲性相對較高的層段是成為較好儲層的基礎(chǔ)。較強的非均質(zhì)性和低孔滲的儲層中難以形成大規(guī)模氣藏，小斷層發(fā)育形成的裂縫網(wǎng)絡(luò)能夠很好地改善儲層的孔滲性和連通性，對成藏和高產(chǎn)有積極作用，所以良好的孔滲性和小斷層相對發(fā)育是研究區(qū)成藏的兩個關(guān)鍵。通過N井單井柱狀圖(圖1)可以發(fā)現(xiàn)，在儲層段聲波時差平均值為215 μs/m，自然伽馬平均值為71 API，相比周圍的非儲層(聲波時差平均值為210 μs/m，自然伽馬平均值為77 API)并沒有明顯的變化，這種表現(xiàn)不同于常規(guī)砂巖氣層中出現(xiàn)的波速明顯降低現(xiàn)象。由于斷層通過的緣故，該位置的裂縫孔隙度明顯增大，達(dá)到6.6%，相比非儲層大大提高,這與之前的認(rèn)識相一致。目前研究區(qū)部分井出現(xiàn)蹩跳鉆、井漏、井涌、井噴等顯示，表明有裂縫或溶洞發(fā)育。高產(chǎn)井均位于孔滲性良好的小斷層發(fā)育區(qū)，剖面上表現(xiàn)為弱-中振幅、同相軸不連續(xù)、頻率較低，為弱波峰夾持波谷，有相位錯動及同相軸分叉現(xiàn)象(圖2)。圖中N井鉆遇逆斷層上盤，在實際生產(chǎn)過程中產(chǎn)能達(dá)到4.96萬m3/d，屬于研究區(qū)產(chǎn)能較高的井，同時巖心也證實其儲集空間以裂縫型為主，因此，小斷層的解釋在須家河組研究中至關(guān)重要。需要注意的是，如果僅有斷層發(fā)育，附近未見不連續(xù)、扭曲弱-中振幅反射，說明僅有裂縫，而無孔隙提供油氣儲集空間，有可能測試產(chǎn)量很大，但累產(chǎn)量不會高。

圖1 N井測井響應(yīng)特征

圖2 過N井地震剖面

3 須家河組須二段斷裂特征

研究區(qū)地表地層傾角多小于5°，出露侏羅系沙溪廟組砂、泥巖以及砂泥巖互層，局部殘留蓬萊鎮(zhèn)組砂、泥巖；深層地腹構(gòu)造平緩、簡單，大斷裂不發(fā)育，具有良好的地震品質(zhì)，地震資料較為可靠。

通過地震剖面同相軸的扭曲、錯動、分岔等現(xiàn)象進(jìn)行斷層的刻畫，須家河組二段斷點清晰，這確保了斷層解釋的可靠性。本次的斷層解釋密度達(dá)到了2道×2道，以求精細(xì)刻畫須二段斷裂發(fā)育特征。剖面反映須二段以層間小斷層發(fā)育為主，尤其須家河底部斷層更為發(fā)育，但極少斷穿須家河組，可以有效溝通底部烴源巖，這為油氣的儲集提供了較好地質(zhì)條件。因此，斷層及其伴生裂縫系統(tǒng)可以作為有效儲集層。

在斷層剖面解釋的基礎(chǔ)上，結(jié)合相干檢測技術(shù)對斷裂的平面分布進(jìn)行了刻畫。一般情況下，現(xiàn)在所有的相干技術(shù)基本上都是基于振幅的計算，利用多道相似性將三維振幅數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)化為相關(guān)系數(shù)數(shù)據(jù)體，在顯示上強調(diào)不相關(guān)異常，突出不連續(xù)性。地震道之間信號相干值的大小是判別斷層或裂縫存在的一個重要標(biāo)志，可以指導(dǎo)本次小斷層解釋并與解釋成果互相佐證。圖3顯示斷層的平面分布與相干檢測結(jié)果匹配程度較高，斷層解釋只能對具有一定斷距的斷層進(jìn)行識別，通過相干檢測，還可以對斷層伴生的裂縫系統(tǒng)進(jìn)行有效識別(圖3(b))。圖中暖色代表裂縫更發(fā)育。裂縫主要發(fā)育在斷層附近，這說明研究區(qū)的裂縫主要以構(gòu)造裂縫發(fā)育為主。預(yù)測結(jié)果顯示已鉆高產(chǎn)井基本上位于裂縫發(fā)育區(qū)(圖3中紅色井位)。

圖3 斷層的平面分布與相干檢測結(jié)果匹配程度

4 含氣性檢測

隨著地震勘探工作的深入，勘探復(fù)雜性及難度進(jìn)一步加大,油氣勘探已由原來的尋找構(gòu)造油氣藏向巖性以及構(gòu)造-巖性等復(fù)合式油氣藏發(fā)展。致密砂巖氣藏橫向非均質(zhì)性很強，即便在裂縫發(fā)育的有利區(qū)域，也很難確保儲層的有效性。開展基于頻率屬性的油氣檢測，可以更加明確產(chǎn)層段油氣的橫向變化。

地震波在穿過不同物理特性的地層(如：含油氣和非油氣層)時，其能量和頻率成分都會發(fā)生變化，而變化的主要原因是巖石內(nèi)部流體的相互作用及流動性。實際資料及正演模擬已經(jīng)證實：含油氣儲層引起地震波高頻能量衰減低頻能量增強的現(xiàn)象[11-12]。此頻譜特征的橫向變化為儲層和含油氣性預(yù)測提供了重要的依據(jù)。

當(dāng)儲層中含有液體或氣體時，會引起地震波能量和頻率的變化，表現(xiàn)為高頻端能量衰減和低頻端能量相對增強，主頻降低。含氣層對頻率的影響程度要大于油層及水層，因此，頻率屬性非常適用于含氣性的預(yù)測。圖4(a)為普通致密砂巖(不含氣)，圖4(b)為含氣砂巖，可以明顯看出由于含氣，造成地震子波高頻端迅速衰減，且子波往低頻端移動，低頻部分能量增強。因此，可以利用低頻能量屬性進(jìn)行油氣檢測。

圖4 地震波能量和頻率的變化

擬聲波曲線構(gòu)建是利用對巖性比較敏感的曲線中的高頻信息，結(jié)合原始聲波時差曲線中的低頻信息，通過小波分解等特征處理，然后將2條曲線融合在一起，使新得到的擬聲波曲線既具有聲波量綱，又可以區(qū)分巖性。利用擬聲波反演進(jìn)行巖性區(qū)分，可以在砂巖中有效地扣除泥質(zhì)因素影響，然后在剩余的致密砂巖范圍內(nèi)進(jìn)行含油氣性檢測，保證規(guī)避泥巖引起的誤差。圖5為研究區(qū)油氣檢測剖面圖，圖中顏色越紅代表低頻增量越強，也即含油氣的可能性更高。結(jié)合單井來看，N88-1井測試產(chǎn)量達(dá)到了4.96萬m3/d，產(chǎn)氣段低頻增量響應(yīng)非常明顯。NS002-4井測試產(chǎn)量為9.36萬m3/d，產(chǎn)氣段也具有一定的響應(yīng)，并且位于局部的構(gòu)造高點。NS002-3井測試產(chǎn)量為2.7萬m3/d，剖面上響應(yīng)特征不明顯，低頻增量為小值。實際生產(chǎn)過程中，該井采用了射孔加砂壓裂工藝，因此，極有可能是壓裂產(chǎn)生的裂縫系統(tǒng)溝通了附近的含氣系統(tǒng)。整體來說，目前研究區(qū)所有產(chǎn)氣井與低頻增量屬性預(yù)測結(jié)果吻合率超過86%，并且不利用任何鉆井信息進(jìn)行約束，是純地震信息的真實反映， 結(jié)果較為客觀(圖6)。 圖中顏色越紅代表含氣概率越大。高產(chǎn)井均位于預(yù)測的紅色區(qū)域。從平面上看，有利的含氣區(qū)域主要集中發(fā)育在研究區(qū)東北部，同時考慮構(gòu)造位置、裂縫發(fā)育等因素，圈定圖6中淡黃色區(qū)域為研究區(qū)最有利的位置，有利區(qū)的含氣部分(紅色部分)可直接作為部署井位的重點目標(biāo)，相比之前的有利區(qū)預(yù)測精度有很大提升。

圖5 油氣檢測剖面圖(低頻增量屬性)

圖6 須二段流體預(yù)測平面圖

5 結(jié) 論

(1)研究區(qū)大斷層不發(fā)育，但發(fā)育大量以逆斷層為主的小斷層和裂縫，區(qū)域斷層能夠提供油氣運移通道，與斷層伴生的裂縫系統(tǒng)提供有效儲集空間，這也是研究區(qū)高產(chǎn)井所共有的地球物理響應(yīng)特征及發(fā)育模式。

(2)結(jié)合預(yù)測裂縫發(fā)育帶及含氣性檢測的基本預(yù)測模式，綜合考慮構(gòu)造特征，沉積優(yōu)勢相、成藏特征等多種因素圈定了研究區(qū)內(nèi)有利的勘探目標(biāo)，有利區(qū)內(nèi)的含氣部分(紅色部分)可直接作為部署井位的重點目標(biāo)。

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責(zé)任編輯：王 輝

2014-10-28

國家自然科學(xué)基金項目“薄互層油氣藏地震多波波場分析研究”(編號：41204091)

陳曉東(1985-)，男，博士研究生，現(xiàn)主要從事儲層地質(zhì)及儲層預(yù)測方面的研究。E-mail：honinbodosaku@126.com

1673-064X(2015)03-0031-05

TE122

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