楊海濤,周 鳴,趙 堯,王 靜,李 忠,陳 丹

(中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探公司,四川成都 610213)

四川盆地中部地區(qū)侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組河道砂體廣泛發(fā)育。2006年,發(fā)現(xiàn)了八角場(chǎng)構(gòu)造沙溪廟組二段(簡(jiǎn)稱沙二段)氣藏;截至2018年底,于1995年發(fā)現(xiàn)的中江沙溪廟組氣藏已落實(shí)了11層30條含氣河道,累計(jì)部署開發(fā)井130口,累計(jì)產(chǎn)氣30×108m3,實(shí)現(xiàn)了高效開發(fā)。近年來,通過老井試修和新井部署相結(jié)合,完成試油11口,均獲氣;新井試油6口,其中QL16井測(cè)試日產(chǎn)量35.51×104m3,證實(shí)了沙溪廟組發(fā)育多條河道,且大面積含氣,目前不同區(qū)塊相繼進(jìn)入勘探開發(fā)的不同階段[1-6]。已取得的勘探開發(fā)成果揭示侏羅系沙溪廟組具有河道復(fù)雜、儲(chǔ)層物性橫向變化較快,非均質(zhì)性較強(qiáng),致密氣甜點(diǎn)區(qū)難以準(zhǔn)確落實(shí)等地質(zhì)難點(diǎn),單純依據(jù)地震資料在縱波上“強(qiáng)亮點(diǎn)”反射刻畫的河道成果部署井位存在砂體邊界不準(zhǔn)、邊界之外仍鉆遇砂體,且砂體產(chǎn)能存在明顯差異等問題[7-8],難以全面滿足致密氣高效勘探開發(fā)的需求。近年來,國(guó)內(nèi)外油公司針對(duì)河道砂體儲(chǔ)層開展了多分量地震資料的采集工作,并逐步應(yīng)用于生產(chǎn)。Davies等通過對(duì)河道砂體三維多波地震時(shí)間切片研究,認(rèn)為其可以提高河道砂體邊界刻畫精度;趙邦六等人創(chuàng)新應(yīng)用“雙亮點(diǎn)”屬性及多分量地震預(yù)測(cè)砂體含氣性,提高了含氣砂體預(yù)測(cè)精度。

針對(duì)勘探與開發(fā)的需求以及面臨的地質(zhì)難點(diǎn),通過對(duì)2020年四川盆地中部QL地區(qū)侏羅系河道砂體儲(chǔ)層新采集的多波地震勘探資料開展技術(shù)研究,形成了基于多波地震資料融合的河道雕刻技術(shù),相較單一縱波可更加清楚地刻畫河道邊界,補(bǔ)充中、高阻抗河道砂體的識(shí)別;形成了基于多波資料的含氣預(yù)測(cè)技術(shù),并利用河道砂體含氣后縱波、轉(zhuǎn)換波的地震振幅響應(yīng)特征及相位特征的差異,提取縱波和轉(zhuǎn)換波的最大波峰振幅屬性,結(jié)合縱波和轉(zhuǎn)換波振幅時(shí)差,通過多波屬性的融合獲得含氣性預(yù)測(cè)成果。該研究成果支撐了區(qū)內(nèi)致密氣開發(fā)井位部署,為致密氣高效開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)概況

QL地區(qū)位于四川盆地中部,區(qū)域構(gòu)造位置屬于川中古隆平緩帶,為川中平緩帶與川北低緩帶交界處。主要目的層為中侏羅統(tǒng),其中沙二段具有明顯的辮狀河三角洲沉積特點(diǎn),水下分流河道砂體發(fā)育,平面上多條河道砂組交錯(cuò)分布,單河道砂體厚度一般較薄,但疊置連片分布,累計(jì)厚度大,單井砂巖累厚可達(dá)60～150 m,縱向發(fā)育多套厚度大于5 m的河道砂體儲(chǔ)層,儲(chǔ)層累計(jì)厚度15～90 m,是儲(chǔ)層的主要發(fā)育區(qū)。儲(chǔ)集巖巖石類型主要為長(zhǎng)石砂巖,粒度以中粒-細(xì)粒為主,儲(chǔ)集空間主要為粒間孔,次為粒內(nèi)溶孔?？紫抖戎饕獮?.0%～16.0%,平均為 12.3%;滲透率主要為0.01×10-3～1.00×10-3μm2,表現(xiàn)為低孔特低滲特征,屬于典型致密砂巖儲(chǔ)層[9-16]。其中8號(hào)河道砂體位于沙二段一亞段,以長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖為主,是主要產(chǎn)氣層段,也是本次研究的重點(diǎn)。

2 河道砂體刻畫技術(shù)

2.1 測(cè)井與地震響應(yīng)特征

根據(jù)測(cè)井曲線特征分析,沙溪廟組8號(hào)河道砂體測(cè)井曲線表現(xiàn)為“箱形”或“鐘形”,具有低自然伽馬(GR)、中-高聲波時(shí)差(AC)特征;含氣儲(chǔ)層主要表現(xiàn)為低縱波速度、低密度(DEN)的低縱波阻抗特征;而橫波速度由于不受流體影響,含氣儲(chǔ)層與上覆泥巖仍然存在正向速度差異。對(duì)區(qū)內(nèi)多口井目的層段的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行交會(huì)分析,結(jié)果表明利用縱波速度無法區(qū)分河道砂體儲(chǔ)層和泥巖,而利用橫波速度可以有效區(qū)分河道砂體儲(chǔ)層和泥巖(圖1)。

圖1 巖石物理交會(huì)圖

通過對(duì)已鉆井8號(hào)河道砂體精細(xì)的縱波和轉(zhuǎn)換波井震標(biāo)定可知,在縱波地震剖面上8號(hào)河道砂體頂界表現(xiàn)為波谷反射特征,底界表現(xiàn)為波峰反射特征;而在轉(zhuǎn)換波地震剖面上8號(hào)河道砂體頂界表現(xiàn)為波峰反射特征。

2.2 多波地震正演模擬

通過對(duì)鉆井、測(cè)井資料和地震剖面分析可知,8號(hào)河道砂體的阻抗變化在縱波和轉(zhuǎn)換波剖面上的地震響應(yīng)特征是不同的。為了更好地分析和認(rèn)識(shí)8號(hào)河道砂體及儲(chǔ)層的多波地震響應(yīng)模式,基于測(cè)井分層與縱波、橫波速度曲線等開展巖石物理分析并建立了8號(hào)河道砂體和儲(chǔ)層的正演模型,從正演模型上看,8號(hào)河道砂體含氣儲(chǔ)層縱波的速度低于上覆泥巖的速度。利用二維聲學(xué)波動(dòng)方程疊后偏移進(jìn)行多波地震響應(yīng)模式正演分析(圖2),結(jié)果表明:①當(dāng)河道砂體為高阻抗砂體時(shí),縱波和轉(zhuǎn)換波砂體頂界的地震響應(yīng)均表現(xiàn)為波峰反射特征;②當(dāng)河道砂體為中等阻抗砂體時(shí),縱波砂體頂界的地震響應(yīng)特征減弱,而轉(zhuǎn)換波砂體頂界的地震響應(yīng)仍表現(xiàn)為波峰反射特征;③當(dāng)河道砂體為含氣儲(chǔ)層時(shí),縱波砂體的速度發(fā)生倒轉(zhuǎn)低于上覆泥巖的速度,儲(chǔ)層頂界為波谷反射特征,儲(chǔ)層底界為波峰反射特征;而轉(zhuǎn)換波由于不受流體的影響,主要反映的是巖性的界面,儲(chǔ)層頂界為波峰反射特征,但振幅能量減弱。

圖2 河道砂體縱波與轉(zhuǎn)換波地震正演模擬

2.3 多波聯(lián)合刻畫

根據(jù)該地區(qū)沙溪廟組河道砂體儲(chǔ)層的地質(zhì)特征,可以明確“泥中找砂,砂中找儲(chǔ),儲(chǔ)中找氣”的技術(shù)思路。首要問題就是要準(zhǔn)確識(shí)別河道砂體并進(jìn)行空間刻畫。沙溪廟組8號(hào)河道砂體含氣后,由于縱波速度發(fā)生倒轉(zhuǎn),河道砂體在縱波剖面上整體表現(xiàn)為“亮點(diǎn)”反射特征,即強(qiáng)波峰反射,但這種強(qiáng)波峰反映的不是河道砂體與上覆泥巖的界面,僅依靠縱波資料無法準(zhǔn)確識(shí)別河道砂體邊界并進(jìn)行河道砂體刻畫。因此,通過對(duì)區(qū)內(nèi)實(shí)際多波資料的對(duì)比與解釋,結(jié)合模型正演結(jié)論,形成了基于多波地震資料融合的河道雕刻技術(shù)。具體實(shí)施步驟:①利用已知井對(duì)縱波、轉(zhuǎn)換波數(shù)據(jù)開展振幅匹配,將兩者的振幅校正到與井吻合的同一振幅能級(jí);②利用縱波、轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)分別對(duì)河道砂體進(jìn)行雕刻;③對(duì)獲得的兩套砂體做融合處理。該技術(shù)充分利用縱波資料高分辨率、轉(zhuǎn)換波資料巖性識(shí)別的優(yōu)勢(shì)對(duì)8號(hào)河道砂體進(jìn)行精細(xì)識(shí)別和刻畫,尤其是在縱波資料上響應(yīng)特征不明顯、而轉(zhuǎn)換波資料上有波峰反射特征的中、高阻抗河道砂體的識(shí)別,有效補(bǔ)充了縱波資料上較難識(shí)別的中、高阻抗砂體。最終綜合利用多波地震資料刻畫的8號(hào)河道砂體較單一縱波刻畫的砂體新增5條河道,新增河道面積較單一縱波刻畫砂體面積多15.47 km2。

3 河道砂體含氣性預(yù)測(cè)技術(shù)

通過對(duì)區(qū)內(nèi)多口井合成地震記錄、正演模擬和過井地震剖面綜合分析,建立了沙溪廟組8號(hào)河道砂體高產(chǎn)氣井的多波地震響應(yīng)模式:①“雙亮點(diǎn)”。即縱波和轉(zhuǎn)換波的雙強(qiáng)波峰反射特征,且縱波的振幅強(qiáng)于轉(zhuǎn)換波的振幅;②兩者的波峰反射有時(shí)差。即縱波的強(qiáng)波峰反射為河道砂的底界反射,轉(zhuǎn)換波的強(qiáng)波峰反射為河道砂的頂界反射,兩者在地震剖面上存在明顯時(shí)差。通過對(duì)區(qū)內(nèi)鉆遇8號(hào)河道砂體鉆井的儲(chǔ)層厚度和產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果表明縱波和轉(zhuǎn)換波的強(qiáng)波峰時(shí)差大小與儲(chǔ)層厚度、產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系(圖3)。因此,可提取縱波和轉(zhuǎn)換波強(qiáng)波峰的時(shí)差來預(yù)測(cè)河道砂體的含氣性;同時(shí),利用縱波和轉(zhuǎn)換波地震資料提取了多種地震振幅統(tǒng)計(jì)類屬性,優(yōu)選了最大波峰振幅屬性,綜合利用縱波和轉(zhuǎn)換波最大波峰振幅屬性與兩者波峰反射時(shí)差比例融合獲得8號(hào)河道砂體最終含氣預(yù)測(cè)平面圖。將含氣預(yù)測(cè)結(jié)果與已知井進(jìn)行驗(yàn)證分析,區(qū)內(nèi)14口井僅1口井不吻合,預(yù)測(cè)吻合率達(dá)92.85%,較單一利用多波屬性融合進(jìn)行含氣預(yù)測(cè)提高了7.14%。

圖3 鉆遇8號(hào)河道砂體的井儲(chǔ)層厚度、產(chǎn)量與縱波、轉(zhuǎn)換波的強(qiáng)波峰時(shí)差關(guān)系圖

4 結(jié)論

1)研究區(qū)沙溪廟組8號(hào)河道砂體縱波和轉(zhuǎn)換波地震剖面上波峰“亮點(diǎn)”反射特征明顯,沿河道走向砂體連續(xù)、穩(wěn)定分布。

2)綜合利用多波地震資料上河道砂體地震響應(yīng)特征的差異可以更準(zhǔn)確地刻畫區(qū)內(nèi)沙溪廟組8號(hào)河道砂體的邊界,所獲得的8號(hào)河道砂體含氣預(yù)測(cè)平面圖與已知井吻合度高,可有效指導(dǎo)區(qū)內(nèi)下步井位部署工作。