胡君毅，周 路

（西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都 610500）

1 工區(qū)概況

研究區(qū)位于四川盆地西北部，其主體部分在四川北部低平斷褶帶，北為四川省廣元市，西北部是龍門(mén)山推覆體構(gòu)造帶，其東邊就是南江縣，包括廣元、劍閣、旺蒼等地。從構(gòu)造上看位于米倉(cāng)山山前斷褶構(gòu)造帶，面積約1 300km2。其地面構(gòu)造形態(tài)較簡(jiǎn)單，總體上看是一個(gè)大型背斜，軸向?yàn)楸睎|-南西向，屬于一個(gè)地臺(tái)北部邊緣凹陷局部構(gòu)造。在工區(qū)東北部是整個(gè)工區(qū)斷裂發(fā)育最多的地方，斷層識(shí)別的難度非常大。川西北地區(qū)的茅口組沉積穩(wěn)定，埋深超過(guò)5 000m，地層厚度變化較大，該區(qū)域厚度最大近320m，最薄的地方約190m，屬于薄儲(chǔ)層。茅口組主要巖性是含有灰色生物碎屑灰?guī)r，灰?guī)r夾白云巖，有些地方其頂部是一套灰色硅質(zhì)頁(yè)巖。

2 巖性概況和儲(chǔ)層特征

碳酸鹽巖屬于三大巖類(lèi)中的沉積巖，常見(jiàn)的主要是石灰?guī)r和白云巖這兩種，成分主要是方解石和白云石等其他多種碳酸鹽礦物。碳酸鹽巖大多數(shù)是在海洋環(huán)境中形成，稱(chēng)為海相碳酸鹽巖，而少數(shù)在陸地環(huán)境中形成的為陸相碳酸鹽巖。碳酸鹽巖儲(chǔ)量非常大，普遍埋藏較深，基本上廣泛分布于古生界和中生界。

在我國(guó)西南地區(qū)的四川盆地和新疆地區(qū)的塔里木盆地，都發(fā)育著大量碳酸鹽巖，經(jīng)歷了五六十年的勘探發(fā)展，古生界和中生界碳酸鹽巖中的含油氣儲(chǔ)層越來(lái)越多被發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)井越來(lái)越多，預(yù)測(cè)儲(chǔ)量逐年增加。深入對(duì)碳酸鹽巖的研究已經(jīng)成為越來(lái)越多地質(zhì)勘探研究人員的共識(shí)，其重要性越來(lái)越受重視。

在碳酸鹽巖研究方面，我國(guó)明顯落后于國(guó)外的學(xué)者。在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)出版過(guò)一些專(zhuān)著，其中以《碳酸鹽巖沉積物的成巖作用》和《碳酸鹽巖》為代表，對(duì)人們認(rèn)識(shí)碳酸鹽巖沉積作用及巖石學(xué)有系統(tǒng)的概括和總結(jié)。而到了20世紀(jì)80年代國(guó)外學(xué)者又出版了《碳酸鹽巖沉積學(xué)》，更加推動(dòng)了人們對(duì)碳酸鹽巖的研究發(fā)展。與此同時(shí)，我國(guó)學(xué)者對(duì)于碳酸鹽巖沉積學(xué)的研究也開(kāi)始取得了階段性的發(fā)展，許多新理論新技術(shù)被提出并取得了較大的影響。

而在碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)層的研究方面，有以下幾點(diǎn)，一是根據(jù)巖心資料的實(shí)驗(yàn)，描述儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類(lèi)型并分類(lèi)；二是對(duì)碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)層的沉積環(huán)境以及沉積特征的研究；三是碳酸鹽巖儲(chǔ)層的識(shí)別刻畫(huà)以及預(yù)測(cè)研究；四是厘清地層的構(gòu)造演化和縫洞型儲(chǔ)層之間的關(guān)系，為今后的碳酸鹽巖儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)提供指導(dǎo)依據(jù)；五是對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層油氣成藏的研究，碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)背景和儲(chǔ)層類(lèi)型復(fù)雜多樣，橫向非均質(zhì)性極強(qiáng)，這方面的研究工作難度較大，因此對(duì)于碳酸鹽巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作有重要影響。

對(duì)預(yù)測(cè)裂縫的研究工作，國(guó)外學(xué)者在20世紀(jì)20年代就開(kāi)始了相關(guān)的研究，而相比于國(guó)外，我國(guó)的研究工作直到20世紀(jì)70年代才處于剛起步的階段，時(shí)間上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外，直到20世紀(jì)90年代我國(guó)關(guān)于碳酸鹽巖儲(chǔ)層裂縫的研究工作開(kāi)始有了較大的進(jìn)展。而在碳酸鹽巖裂縫的研究工作中，胡明等提出了用“古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬方法”來(lái)對(duì)四川盆地碳酸鹽巖裂縫分布進(jìn)行預(yù)測(cè)。對(duì)裂縫的研究包括野外識(shí)別及地質(zhì)類(lèi)比法，構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)，測(cè)井方法和地震方法以及基于非線(xiàn)性裂縫預(yù)測(cè)技術(shù)等。

3 構(gòu)形屬性原理

地震屬性是以地震數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)地震數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)一系列數(shù)學(xué)變化得到的地震波關(guān)系式，用以度量地震波的物理特征。地震屬性分析技術(shù)能夠更加高效的刻畫(huà)出地震數(shù)據(jù)中的重要信息，并與地質(zhì)資料相結(jié)合，是地震資料構(gòu)造解釋和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作中不可缺少的重要環(huán)節(jié)[1-2]。常見(jiàn)的地震屬性有振幅類(lèi)屬性，例如最大振幅、均方根振幅等，復(fù)地震道屬性比如瞬時(shí)振幅屬性、瞬時(shí)相位屬性和瞬時(shí)頻率屬性，時(shí)間序列統(tǒng)計(jì)屬性例如能量半衰時(shí)，相關(guān)統(tǒng)計(jì)屬性例如主極值振幅屬性和極小值振幅屬性等。

由于縫洞型儲(chǔ)層在橫向上具有極強(qiáng)的非均質(zhì)性，儲(chǔ)層大多數(shù)表現(xiàn)出的是低孔隙度、低滲透率，儲(chǔ)集空間非常復(fù)雜，要實(shí)現(xiàn)精確預(yù)測(cè)的目的，單靠曲率一種屬性來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)是非常困難的，而在斷裂帶發(fā)育的地方，要想精細(xì)刻畫(huà)出裂縫的展布特征，相干技術(shù)也無(wú)法滿(mǎn)足科研需求。這就指示油氣勘探研究工作者探索更好的技術(shù)來(lái)刻畫(huà)裂縫，與曲率屬性結(jié)合起來(lái)，與實(shí)際地質(zhì)測(cè)井等資料進(jìn)行綜合研究分析。

構(gòu)形屬性是結(jié)合了近年來(lái)從圖像處理領(lǐng)域引入到地震解釋中的一種新的屬性分析方法——結(jié)構(gòu)張量分析，通過(guò)疊后地震振幅數(shù)據(jù)的梯度向量構(gòu)建結(jié)構(gòu)梯度張量，對(duì)該張量進(jìn)行特征值分解獲取其特征值和特征向量，根據(jù)特征值的圖像結(jié)構(gòu)含義，對(duì)不同紋理特征的沉積地貌單元進(jìn)行刻畫(huà)[3-4]。其實(shí)質(zhì)是將地震數(shù)據(jù)視為圖像，通過(guò)識(shí)別地震圖像中的不同紋理單元（如層狀紋理、雜亂紋理等），實(shí)現(xiàn)對(duì)河道等沉積地貌進(jìn)行刻畫(huà)。

4 實(shí)際數(shù)據(jù)裂縫檢測(cè)

將該方法應(yīng)用于產(chǎn)氣井井區(qū)的碳酸鹽巖溶含氣儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中，利用結(jié)構(gòu)張量分析法對(duì)整個(gè)工區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性提取，得到茅三段斷層因子剖面與頂部含氣層斷層因子切片，如圖1、圖2所示。

圖1 過(guò)L004-X2-L16-L4-L004-X1井?dāng)鄬右蜃悠拭?/p>

圖2 龍門(mén)山地區(qū)茅口三段頂部斷層因子切片

從斷層因子剖面中可以看出，L16 井，L004-X1 井和L004-X2 井三口高產(chǎn)井裂縫非常發(fā)育，而L4 井低產(chǎn)井附近裂縫也有較好的顯示，但是裂縫發(fā)育程度明顯不如L16井和L004-X2井和L004-X1井這3口高產(chǎn)井。平面上，茅口組頂部含氣層的斷層因子可以看出，主要呈塊狀或帶狀分布，指示了裂縫顯示非常好的地方，結(jié)合L16井，L004-X1井和L004-X2井高產(chǎn)天然氣，可以推斷出與地質(zhì)資料相符合，即裂縫發(fā)育好的儲(chǔ)層有更大的可能富集天然氣。另外茅口組頂部橫向上的斷層因子數(shù)值差異明顯，在裂縫非常發(fā)育的區(qū)域都能非常好地表征出來(lái)，能較好地刻畫(huà)出裂縫儲(chǔ)集體的邊界范圍，也反映了深層海相碳酸鹽巖儲(chǔ)層橫向上非均質(zhì)性強(qiáng)，難以找到規(guī)律。

5 結(jié)論

1）研究區(qū)內(nèi)茅口組主要為巖溶裂縫型儲(chǔ)層，裂縫發(fā)育分布廣泛，有較大規(guī)模的裂縫發(fā)育帶，其儲(chǔ)層的孔隙，除了原生孔隙及次生孔隙和孔洞外，裂隙起了重要的作用。裂隙不僅增加孔隙度，更重要的是增加滲透性。裂隙常常把原生孔隙和次生孔隙連接起來(lái)，形成滲濾-儲(chǔ)集系統(tǒng)。因此在研究區(qū)裂縫型碳酸鹽巖儲(chǔ)層中，裂隙的發(fā)育程度往往決定了該地區(qū)油氣產(chǎn)量。

2）根據(jù)裂縫型儲(chǔ)層的滲濾-儲(chǔ)集特點(diǎn)可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是巖石中粒間孔隙很小，孔隙性及滲透性都是裂隙產(chǎn)生的，也就是真正意義上的裂縫型儲(chǔ)層；另一類(lèi)是有適當(dāng)數(shù)量的粒間孔隙，裂隙主要促使?jié)B透性大大增高。裂縫型儲(chǔ)層主要與后期構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)，石油的聚集與背斜上裂隙的密集程度有關(guān)。

3）可以引入梯度結(jié)構(gòu)張量方法，用于刻畫(huà)巖溶儲(chǔ)層的輪廓，然后再對(duì)其單一特征值及組合特征值進(jìn)行斷溶體輪廓刻畫(huà)效果的對(duì)比分析。結(jié)論認(rèn)為，地震預(yù)測(cè)裂縫成果與鉆井、測(cè)井、測(cè)試等成果匹配良好，為該區(qū)天然氣開(kāi)發(fā)井的部署與調(diào)整提供了依據(jù)。

4）在地震資料效果不好的碳酸鹽巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究工作中，可以根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況利用梯度結(jié)構(gòu)張量屬性，能達(dá)到更好的效果，可較清楚地反映地下不同構(gòu)造特征，而將三個(gè)特征向量進(jìn)行有機(jī)組合構(gòu)建一種混沌度量，可以帶來(lái)的最直接的好處就是，可以一定程度上降低彎曲地層的影響，為后面提高有效識(shí)別斷層和裂縫展布范圍的精確度。此外，如果該地區(qū)斷裂極為發(fā)育，形成機(jī)制復(fù)雜，還可以考慮根據(jù)局部構(gòu)造特征構(gòu)建基于各向異性介質(zhì)的梯度結(jié)構(gòu)張量，對(duì)初始梯度矩陣場(chǎng)求平均，用來(lái)提高檢測(cè)結(jié)果的分辨率，達(dá)到研究工作的要求。