張水山，劉勇江，劉賢紅

（中國(guó)石化江漢油田分公司物探研究院，武漢430000）

技術(shù)方法

建南地區(qū)須六段致密砂巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)

張水山，劉勇江，劉賢紅

（中國(guó)石化江漢油田分公司物探研究院，武漢430000）

建南地區(qū)須家河組須六段為典型的致密砂巖氣藏，具有全區(qū)富砂、整體含氣及局部富集的特征，是巖性氣藏勘探的有利地區(qū)。該區(qū)須六段致密砂巖物性差、厚度薄，砂巖與泥巖波阻抗值接近，應(yīng)用疊后波阻抗反演等技術(shù)難以識(shí)別儲(chǔ)層。通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，建立了致密砂巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)。該技術(shù)主要包括3個(gè)步驟：①?gòu)木霭l(fā)，總結(jié)典型地質(zhì)體的地震相模式，利用地震屬性分析技術(shù)對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層有利發(fā)育區(qū)進(jìn)行宏觀預(yù)測(cè)；②利用巖石物理建模及分析技術(shù)，分析不同巖石的物理性質(zhì)，如縱波阻抗與泊松比等的變化，確定識(shí)別巖性的敏感參數(shù)和方法；③綜合運(yùn)用多參數(shù)反演與疊前反演技術(shù)，有效識(shí)別優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。研究結(jié)果表明：該技術(shù)在建南地區(qū)須六段致密砂巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中取得了較好的效果，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

致密砂巖；地震屬性；巖石物理；疊前反演；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

0　引言

建南氣田位于石柱復(fù)向斜川東褶皺帶，該區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組須六段為一套三角洲前緣水下分流河道的陸相碎屑巖沉積，整套地層沉積特征相對(duì)穩(wěn)定，具有全區(qū)富砂、整體含氣及局部富集的特征［1］。天然氣的局部富集受沉積及儲(chǔ)層的控制，具備形成巖性圈閉的有利條件［2-5］。須家河組須六段巖性以厚層塊狀灰色、淺灰色、灰綠色細(xì)砂巖及中砂巖為主，可分為上、下2套砂體，中間夾薄層深灰色泥巖或砂質(zhì)泥巖，局部下部砂巖不發(fā)育［6］。測(cè)井曲線形態(tài)為鐘形、箱形或指形，是典型的水下分流河道砂巖的響應(yīng)特征。須六段93.6%的巖心樣品的滲透率為0.01～0.10 mD，孔隙度較小，為1%～7%，屬典型的低孔、低滲儲(chǔ)層［7］。建南地區(qū)須六段砂巖發(fā)育于三角洲前緣，水體相對(duì)較淺，能量充足，大量的碎屑物質(zhì)沿物源方向順?biāo)鞒练e下來(lái)。對(duì)須六段水下分流河道砂巖發(fā)育層段不同巖性波阻抗統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：①致密砂巖波阻抗值較高，為12 497～15 500 g/cm3·m/s；②泥巖波阻抗值較低，為11 500～12 497 g/cm3·m/s；③砂巖含氣后波阻抗值降低，幾乎與泥巖重合，為11 000～12 500 g/cm3·m/s。

致密砂巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)是有效開發(fā)該類氣藏的關(guān)鍵因素之一。美國(guó)和加拿大致密砂巖氣藏勘探和開發(fā)程度均較高，在致密砂巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)研究方面積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。致密砂巖氣藏主要指發(fā)現(xiàn)于盆地中心或斜坡區(qū)連續(xù)分布的大面積天然氣藏。也有觀點(diǎn)認(rèn)為，大多數(shù)致密砂巖氣藏位于常規(guī)構(gòu)造、地層或復(fù)合圈閉中的低滲儲(chǔ)層中，通常被稱為“甜點(diǎn)”。國(guó)外致密氣藏描述、評(píng)價(jià)和評(píng)估主要依賴于巖石學(xué)、測(cè)井和試井3種手段［8］。

建南地區(qū)須家河組須六段儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬于低孔、低滲儲(chǔ)層。儲(chǔ)層預(yù)測(cè)主要存在以下3個(gè)方面的問(wèn)題：①含氣砂巖與泥巖難以區(qū)分，砂體邊界確定難度大；②儲(chǔ)層難以識(shí)別，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難度大；③砂體含氣性識(shí)別難度大。針對(duì)上述問(wèn)題，通過(guò)巖石物理建模及分析、正演模擬與地震屬性優(yōu)選等基礎(chǔ)工作，明確了水下分流河道砂巖的地震響應(yīng)特征。在此基礎(chǔ)上，圍繞水下分流河道砂體宏觀預(yù)測(cè)、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層定量預(yù)測(cè)和油氣檢測(cè)三大關(guān)鍵問(wèn)題，開展技術(shù)攻關(guān)，形成針對(duì)性技術(shù)，以期提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度。

1　優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)

1.1水下分流河道宏觀預(yù)測(cè)

建南地區(qū)須六段水下分流河道發(fā)育，橫向疊置，厚度為30～45 m，以砂巖為主。從已鉆井出發(fā)，可歸納總結(jié)典型地質(zhì)體的地震響應(yīng)特征。建南地區(qū)水下分流河道砂巖地震反射特征大致可以分為2類：一類位于研究區(qū)南部，波形特征為短軸狀、眼球狀、中強(qiáng)振幅；另一類位于研究區(qū)中部和北部，波形特征為連續(xù)反射、強(qiáng)振幅。水下分流河道間地層地震反射特征為斷續(xù)反射、弱振幅（圖1）。地震振幅屬性可定性描述研究區(qū)須六段砂巖發(fā)育區(qū)。利用須六段河道砂巖反射波組特征進(jìn)行波形分類分析，結(jié)合單井沉積相認(rèn)識(shí)，可精細(xì)刻畫建南地區(qū)須六段沉積微相展布，明確有利相帶分布（圖2）。在確定有利相帶的基礎(chǔ)上，根據(jù)各井測(cè)井及巖性資料統(tǒng)計(jì)得到的物性參數(shù)，從已知井出發(fā)設(shè)計(jì)地質(zhì)模型，該模型主要反映了河道砂巖及其厚度變化對(duì)地震響應(yīng)的影響（圖3）。

圖1　建南地區(qū)須六段典型地震相Fig.1　Typical seismic facies of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

圖2　建南地區(qū)須六段沉積微相平面圖Fig.2　Sedimentary microfacies of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

圖3　建南地區(qū)須六段地質(zhì)模型（a）和地震正演（b）Fig.3　Geological model（a）and forward seismic map（b）of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

1.2致密砂巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

勘探開發(fā)實(shí)踐證實(shí)，建南地區(qū)須家河組須六段致密砂巖氣藏產(chǎn)能大小與砂巖厚度和物性緊密相關(guān)，因此尋找厚度大、物性好的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)是勘探成功的關(guān)鍵。針對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中存在的砂巖厚度、儲(chǔ)層物性與含油氣性預(yù)測(cè)等3個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，分別建立了巖石物理建模與分析技術(shù)、疊前彈性反演技術(shù)及油氣檢測(cè)技術(shù)，有效解決了上述3個(gè)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了致密砂巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層定量預(yù)測(cè)。

1.2.1巖石物理建模與分析技術(shù)

目前，應(yīng)用疊前反演技術(shù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層分布時(shí)，需要運(yùn)用縱波、橫波及密度測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)來(lái)建立地層模型。由于研究區(qū)內(nèi)只有建111井有橫波測(cè)井資料，因此，需要通過(guò)巖石物理建模研究，得到盡可能多的、可靠的橫波測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。該區(qū)巖石物理建模所遵循的技術(shù)流程為：在測(cè)井資料環(huán)境校正基礎(chǔ)上，進(jìn)行測(cè)井解釋；選取合適的理論巖石物理模型，應(yīng)用流體、礦物構(gòu)成以及巖石結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)信息，獲得有效的巖石彈性屬性。根據(jù)實(shí)測(cè)的縱、橫波速度及密度曲線與合成曲線的對(duì)比結(jié)果來(lái)確定模型參數(shù)。在確定了巖石物理模型后，可以用于構(gòu)建其他井的縱、橫波速度及密度等彈性參數(shù)，找到識(shí)別儲(chǔ)層的敏感參數(shù)和方法，進(jìn)一步建立優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的巖石物理解釋量版（圖4）。從圖4可以看出：砂巖具有低泊松比和相對(duì)高楊氏模量的特征，采用疊前彈性參數(shù)反演技術(shù)計(jì)算這2種參數(shù)，利用交會(huì)的方法能較好地識(shí)別須六段砂巖。從須六段巖石物理解釋量版（圖5）上可以看出，用孔隙度>5%作為儲(chǔ)層檢測(cè)的窗口，能較好地識(shí)別須六段含氣砂巖，可以將孔隙度作為識(shí)別儲(chǔ)層的敏感性參數(shù)。

圖4　建南地區(qū)須六段泊松比與楊氏模量交會(huì)圖Fig.4　Intersection map of Poisson's ratio and Young's modulus of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

圖5　建南地區(qū)須六段巖石物理解釋量版Fig.5　Petrophysical interpretation volume edition of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

1.2.2疊前彈性參數(shù)反演技術(shù)

疊前彈性參數(shù)反演以疊前道集為主要資料，以測(cè)井和地質(zhì)資料為約束，計(jì)算出縱、橫波速度與密度3種參數(shù)，利用這3種參數(shù)可進(jìn)一步計(jì)算其他彈性參數(shù)［9］。通過(guò)前述巖石物理交會(huì)分析結(jié)果，須六段砂巖具有低泊松比和高楊氏模量的特征，可以通過(guò)這2種彈性參數(shù)來(lái)綜合刻畫砂巖的分布。從連井剖面（圖6）上看，這種方法刻畫的砂巖與鉆井資料有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，說(shuō)明砂巖預(yù)測(cè)方法和參數(shù)均合理，可以識(shí)別須六段的砂巖。

須六段巖石物理參數(shù)的分析結(jié)果表明，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層具有高孔隙度特征，因此地層孔隙度的準(zhǔn)確計(jì)算非常關(guān)鍵，關(guān)系到優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)是否準(zhǔn)確。在砂巖厚度定量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，研究區(qū)孔隙度計(jì)算主要按以下流程展開：首先以疊前反演計(jì)算的縱、橫波速度與密度數(shù)據(jù)體以及自然伽馬曲線作為輸入，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法計(jì)算出自然伽馬數(shù)據(jù)體；然后進(jìn)行泥質(zhì)校正，據(jù)文獻(xiàn)［10］報(bào)道，可進(jìn)一步利用懷利時(shí)間平均方程計(jì)算地層孔隙度。由于剔除了泥質(zhì)的影響，使得計(jì)算的孔隙度可以相對(duì)真實(shí)地反映地層信息。從建南地區(qū)連井孔隙度剖面（圖7）可以看出：建111井區(qū)砂巖孔隙度較高，最高可達(dá)6.15%，表明其具有較好的物性。另外，孔隙度低值區(qū)與泥巖的分布具有較強(qiáng)匹配性，孔隙度高值區(qū)與砂巖分布具有較強(qiáng)匹配性，并且與儲(chǔ)層的分布吻合較好。

圖6　建南地區(qū)連井泊松比（a）和楊氏模量（b）剖面Fig.6　Well-tie Poisson's ratio（a）and Young's modulus（b）of Jiannan area

圖7　建南地區(qū)連井孔隙度剖面Fig.7　Well-tie pre-stack inversion profile of porosity in Jiannan area

1.3油氣檢測(cè)技術(shù)

從理論上講，砂巖含氣越好，儲(chǔ)層低泊松比與低縱波阻抗的“雙低”特征越明顯（圖8），偏離圖8中黑色直線的距離（背景法線距離）將越大。該特征可以作為砂巖“含氣指示因子”來(lái)預(yù)測(cè)含氣性。

圖8　建南地區(qū)含氣砂巖背景趨勢(shì)Fig.8　Background trend of gas sands in Jiannan area

建南地區(qū)須家河組須六段致密砂巖、含氣砂巖和泥巖在泊松比與縱波阻抗交會(huì)圖上具有明顯的區(qū)域性分布。砂巖具有較低的泊松比，但其縱波阻抗與泥巖重合，含氣砂巖縱波阻抗低于致密砂巖，在交會(huì)圖上，含氣砂巖具有低泊松比與低縱波阻抗的特征。

從建南地區(qū)連井流體因子檢測(cè)剖面（圖9）可以看出，建111井區(qū)砂巖含氣特征明顯（紅色），與鉆井油氣顯示吻合較好。將含氣性預(yù)測(cè)結(jié)果與已鉆井油氣顯示對(duì)比（表1），二者吻合程度較高，說(shuō)明該方法適用于建南地區(qū)須六段油氣檢測(cè)。

圖9　建南地區(qū)連井流體因子檢測(cè)剖面Fig.9　Fluid factor detection profile in Jiannan area

表1　建南地區(qū)“含氣指示因子”與須六段油氣顯示結(jié)果對(duì)比Table1　Comparison of gas indication factor with oil and gas show in Jiannan area

2　應(yīng)用效果

應(yīng)用前述技術(shù)對(duì)建南地區(qū)須家河組須六段致密砂巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)進(jìn)行了精細(xì)刻畫，識(shí)別Ⅰ類優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層面積為81.92 km2，部署評(píng)價(jià)井5口，已鉆的2口井均在須六段獲工業(yè)氣流，其中建密HF-1井獲日產(chǎn)5.7萬(wàn)m3高產(chǎn)工業(yè)氣流，提交預(yù)測(cè)天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量402.88億m3，取得了較好的勘探效果。

3　結(jié)論

（1）巖石物理建模及交會(huì)分析均是儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作的基礎(chǔ)，通過(guò)開展巖石物理建模及交會(huì)分析，可以求取儲(chǔ)層的敏感性參數(shù)，保證儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果的可信度。

（2）通過(guò)應(yīng)用泥質(zhì)校正孔隙度計(jì)算方法，提高了儲(chǔ)層厚度預(yù)測(cè)精度。疊前地震資料的應(yīng)用提高了儲(chǔ)層流體檢測(cè)精度。

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（本文編輯：李在光）

Prediction technique of high-quality reservoir in tight reservoir of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

ZHANG Shuishan，LIU Yongjiang，LIU Xianhong
（Geophysical Research Institute of Jianghan Oilfield Company，Sinopec，Wuhan 430000，China）

The tight gas reservoir of the sixth member of Xujiahe Formation which is characterized by sandstone-rich，gas-bearing in whole and local enrichment is favorable area for exploration.The sixth member of Xujiahe Formation is chara-cterized by poor physical properties and relatively thin thickness，which gives birth to similar wave impedance of sandstone reservoirs and mudstones.Thus，it is difficult to use post-stack wave impedance inversion to distinguish reservoir.Prediction technique of high-quality reservoir in tight reservoir has been established by technical research. It includes three steps：firstly，seismic facie models of typical geologic bodies should be summarized from logging information and the macroscopic favorable zones ought to be forecasted by analyzing seismic attributes；secondly，physical properties of different types of rocks such as impedance，Poisson's ratio and so on are supposed to be analyzed by rock physics modeling，in which the sensitive lithology parameters can be picked out；thirdly，favorable reservoir is able to identified effectively by comprehensive application of multi-parameter inversion and pre-stack inversion.The application of this technique in the sixth member of Xujiahe Formation in the study area proved to have good result and have great application prospects.

tight sand；seismic attributes；petrophysics；pre-stack inversion；reservoir prediction

P631.4

A

1673-8926（2015）03-0098-05

2014-11-08；

2015-01-15

中國(guó)石化江漢油田分公司科研項(xiàng)目“鄂西渝東區(qū)須家河組儲(chǔ)層預(yù)測(cè)與流體識(shí)別”（編號(hào)：JKW4013003）資助

張水山（1964-），男，高級(jí)工程師，主要從事地震資料解釋、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及油氣藏描述方面的研究工作。地址：（430000）湖北省武漢市硚口區(qū)古田二路匯豐企業(yè)總部5棟A座物探研究院。E-mail：zhangss.jhyt@sinopec.com。