孫少川

（中國石化新星石油公司，北京 100083）

分頻融合技術(shù)是基于頻譜成像原理對巖相組合形態(tài)進行描述，并對儲層預測進行分析的技術(shù)，能夠有效地提高儲層幾何形態(tài)描述與儲層預測的精度［1-2］。目前，分頻融合技術(shù)已得到廣泛應用并取得了良好的應用效果，尤其在河道識別、斷裂精細刻畫、碳酸鹽巖縫洞型儲層預測等方面取得了巨大的成功。曹鑒華利用分頻融合技術(shù)成功地預測了河道體系的平面展布［3］；岳大力等基于分頻融合技術(shù)對埕島油田曲流帶進行了預測并對曲流河沉積微相進行了精細解剖［4］；楊玉杰等采用分頻融合技術(shù)精細分析了塔河油田東部奧陶系碳酸鹽巖地層古水系的空間分布，提高了小尺度河道的識別精度［5-7］；侯海龍等將分頻融合技術(shù)應用于碳酸鹽巖儲層預測［8-10］；代冬冬等采用分頻融合技術(shù)對碳酸鹽巖臺地巖溶風化殼明河與暗河的分布進行了研究［11-12］。前人對分頻融合技術(shù)的應用主要集中在沉積現(xiàn)象的定性描述，在致密砂巖儲層“甜點”的定量預測上極少進行研究。

川東北地區(qū)通南巴背斜侏羅系河道砂巖為致密儲層，橫向空間分布與縱向疊置上表現(xiàn)出強烈的非均質(zhì)性，對該類儲層“甜點”預測困難成為制約其有效動用開發(fā)的關(guān)鍵問題。為此，筆者應用分頻融合技術(shù)精確確定研究目標砂體的展布范圍，建立具有宏觀地質(zhì)意義的相控模型，在相控范圍內(nèi)建立起儲層砂體厚度、物性與地震波阻抗之間的映射關(guān)系，通過疊后高分辨率反演定量預測脆性砂巖儲層厚度與孔隙度的分布，明確“甜點”儲層發(fā)育區(qū)，為川東北地區(qū)侏羅系致密砂巖儲層天然氣勘探提供技術(shù)支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

川東北地區(qū)通南巴背斜位于米倉山與大巴山?jīng)_斷帶疊合區(qū)，由通南巴背斜、池溪凹陷與通江凹陷構(gòu)成［13-17］。米倉山向南擠壓形成通南巴背斜NEE—SWW 向主體構(gòu)造，大巴山逆沖推覆帶向西擠壓形成通南巴背斜NNW—SSE 走向的斷層和褶皺［18］，最終定型形成現(xiàn)今的構(gòu)造格局［19-20］（圖1）。千佛崖組沉積時期，川東北地區(qū)鄰近造山帶，侏羅系整體為一套以河流-三角洲沉積為主的典型陸源碎屑沉積。早侏羅世，受燕山運動Ⅰ幕影響，南秦嶺碰撞造山帶發(fā)生逆沖推覆，大巴山構(gòu)造帶劇烈隆升，川東北地區(qū)在萬源—通江—巴中一線，由北東向南西方向發(fā)育河流沖積平原-辮狀河三角洲-濱淺湖沉積體系，巖性主要為灰色石英砂巖、泥巖以及深灰色砂巖，至千佛崖組沉積晚期，開始出現(xiàn)紫紅色砂泥巖，但砂巖的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度低，交錯層理、底沖刷構(gòu)造常見，為明顯的河流相特征。通南巴背斜位于米倉山山前構(gòu)造帶，物源供給充足，廣泛發(fā)育河流碎屑巖沉積，湖盆水體明顯變淺，以長距離分流河道為顯著特點［21］。分流河道砂巖儲層具有明顯的低孔低滲透特征，孔隙度小于3.2%，滲透率小于1 mD。

2 砂巖儲層預測技術(shù)

2.1 河道刻畫

鄒才能等認為，“相控論”是油氣勘探由構(gòu)造油氣藏向巖性油氣藏轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵，基于高分辨率三維地震數(shù)據(jù)的高精度沉積相帶（儲層巖性組合）刻畫與儲層預測是“相控論”可以成功實踐的基礎(chǔ)［22］。針對致密砂巖儲層的高精度刻畫提出了一種基于目標巖性體（儲層）頻譜特征，應用分頻融合技術(shù)刻畫儲層巖性展布范圍與幾何形態(tài)的方法，其理論基礎(chǔ)是同一沉積相帶具有“同期次”、“同頻譜”的特征，即在同一沉積時期（儲層巖性對比不能穿時）的巖性組合具有相同或者相近的頻譜分布。不同頻率段的振幅調(diào)諧體可以定量表征儲層在巖性組合與厚度上的差異。地震的低頻可以有效地表征單一厚層巖性的分布，如以厚層砂巖為主要沉積物的河床滯留沉積；中高頻段對砂泥巖交互的薄儲層表征較好，如三角洲前緣亞相。目標巖性組合的不同頻率振幅調(diào)諧體應用RGB 混色融合技術(shù)進行融合，形成具有通頻信息的融合數(shù)據(jù)體，該融合數(shù)據(jù)體突出不同主頻數(shù)據(jù)體對沉積體的分辨能力，克服單一頻率對地質(zhì)異常體反映的片面性，尤其對具有明顯幾何形態(tài)的特殊地質(zhì)異常體，如鹽丘、河道、斷裂等具有良好的分辨效果［23-25］。

采用分頻融合技術(shù)對沉積體幾何形態(tài)與展布范圍的刻畫主要包括3個方面：首先，分析明確巖性組合（研究目標）的地震頻譜響應特征，確定巖性組合的有效頻帶分布與主頻。其次，通過譜分解技術(shù)建立起目標巖性組合的不同頻率的振幅調(diào)諧體。最后，采用RGB 混色融合技術(shù)描述沉積體幾何形態(tài)與展布范圍。

通南巴背斜千一段發(fā)育兩期河道，地震反射特征表現(xiàn)為強振幅反射，鉆井揭示兩期河道的測井相主要為厚層箱狀特征。早期（第1 期）河道以m102井為代表，儲層目標巖性的低頻為10 Hz，主頻（中頻）為20 Hz，高頻為40 Hz；晚期（第2 期）河道以m101與m1井為代表，儲層目標巖性的頻率相同，低頻為20 Hz，主頻（中頻）為40 Hz，高頻為60 Hz（圖2）。因此，同一沉積時期的儲層具有相同或者相近的頻譜分布，而不同沉積時期的儲層頻譜差異較大。以千一段沉積早期河道為例，采用低頻10 Hz反映河道主體（河床滯留沉積），主頻20 Hz 反映河流整體全貌沉積（該頻率兼顧低頻與高頻的部分特征），以高頻40 Hz 補充砂泥巖互層的分布，通過RGB 混色融合技術(shù)形成新的通頻融合數(shù)據(jù)體，完成河道邊界的刻畫（圖3）。河道主要為曲流型河道，呈蜿蜒曲折的流路，呈NE—SW 向展布，具有埋藏淺、分布廣、面積大的特點。南部通江凹陷河道在研究區(qū)內(nèi)分布極為有限，河道長度較小，根據(jù)平面展布形態(tài)初步認為該河道為高彎度曲流型。

圖2 通南巴背斜千一段河道沉積頻譜特征Fig.2 Spectral characteristics of channel deposit in Qianyi Member of Tongnanba anticline

圖3 千一段第1期河道不同頻率下的分辨特征與分頻融合顯示結(jié)果Fig.3 Channel resolution characteristics and spectral decomposition and fusion display results at different frequencies in first-stage channel of Qianyi Member

2.2 致密砂巖儲層“甜點”預測

以分頻融合技術(shù)為基礎(chǔ)的致密砂巖儲層“甜點”預測是一種基于相控的高分辨率反演的儲層預測方法。該方法有效解決了因儲層致密性導致的儲層與圍巖或非儲層之間在層速度、密度與阻抗等地球物理參數(shù)差異較小，基于阻抗的疊后儲層反演預測困難的問題。通過分頻融合技術(shù)將目標地質(zhì)體從時間域轉(zhuǎn)換到頻率域，刻畫目標地質(zhì)體的展布范圍，建立目標儲層相控模型。該模型一方面明確儲層與非儲層之間的邊界，約束反演過程中的模型插值范圍，提高儲層反演的預測精度；另一方面建立具有通頻信息的混頻地震數(shù)據(jù)體，壓制非儲層地震響應的同時提高信噪比，改善目標地質(zhì)體地震反射的連續(xù)性，提高地震資料品質(zhì)［26-27］。但由于相控范圍內(nèi)巖性較為單一，巖性的阻抗差異不大，基于阻抗差異進行巖性的區(qū)分存在困難，為此通過儲層敏感參數(shù)特征曲線重構(gòu)，在分頻融合技術(shù)確定的有利巖相范圍內(nèi)，進一步提高巖性差異的分辨率，識別脆性砂巖的厚度［28-30］，有效區(qū)分相控模型內(nèi)儲層巖性的細微差異。

以通南巴背斜千一段第1 期河道為例，選取北部埋藏較淺且大面積展布的曲流河道為研究目標。該河道以砂巖為主，自然伽馬為44～75 API，河道主體即河床滯留沉積自然伽馬小于55.2 API，砂體橫向分布穩(wěn)定，呈強振幅連續(xù)反射特征，縱波阻抗與自然伽馬交會分析顯示基于阻抗反演無法識別巖性的差異（圖4a），而巖性與自然伽馬曲線有良好的相關(guān)性，通過以聲波曲線為載體，利用自然伽馬曲線對聲波曲線進行重構(gòu)，建立新的波阻抗曲線，該曲線與巖性之間具有明顯的線性相關(guān)性（圖4b）。

在阻抗反演的基礎(chǔ)上計算自然伽馬小于65 API的砂巖厚度，結(jié)果顯示河道內(nèi)脆性砂體厚度變化較快，非均質(zhì)性強（圖5a），背斜構(gòu)造帶處河道砂巖儲層厚度較大，一般大于20 m，北部池溪凹陷的儲層厚度較?。▓D6a）。致密砂巖儲層的物性對甜點分布至關(guān)重要，千一段河道砂巖內(nèi)孔隙度與原始縱波阻抗相關(guān)性較好（相關(guān)系數(shù)為0.73）（圖4c），通過原始阻抗反演可獲得孔隙度預測的分布范圍，反演結(jié)果顯示河道砂巖孔隙度小于6%（圖5b），具有致密性、非均質(zhì)性強及局部孔隙發(fā)育的特點，孔隙發(fā)育主要集中于背斜帶附近（圖6b）。結(jié)合砂體厚度分布與孔隙度分布分析，背斜帶高部位河道砂體厚度大、脆性好、孔隙度相對較高、埋藏淺，是千一段“甜點”發(fā)育區(qū)。

圖4 自然伽馬、孔隙度與縱波阻抗交會圖Fig.4 Cross plots of GR，porosity，and P-wave impedance curves

圖5 河道巖性與孔隙度預測反演剖面Fig.5 Prediction inversion profiles of channel lithology and porosity

圖6 致密河道砂巖儲層定量預測Fig.6 Quantitative prediction of tight channel sandstone reservoirs

3 結(jié)論

分頻融合技術(shù)可以更好地將目標砂體與地震頻譜建立起非線性映射關(guān)系，可以提供更加準確和更高精度的砂體平面展布范圍，建立起具有宏觀地質(zhì)意義的相控模型用以約束反演過程中的插值范圍，使儲層預測的反演結(jié)果具有相控和高分辨率的特征。該技術(shù)有效提高了儲層預測的分辨率，對致密砂巖儲層勘探有著重要支撐作用。

川東北地區(qū)通南巴背斜千一段的有利勘探目標主要為河道砂巖儲層，河道內(nèi)砂體橫向分布穩(wěn)定，非均質(zhì)性強。儲層預測結(jié)果顯示千一段背斜帶河道砂體厚度大（>20 m）、脆性好（GR<65 API）、孔隙度相對較高（4%～6%）、埋藏淺（小于2 500 m），是千一段“甜點”發(fā)育區(qū)。