三道橋白堊系儲層正演模擬分析

李宗杰

(1.北京大學，北京 100871;2.中石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830011)

引 言

三道橋工區位于塔里木盆地塔東北庫車坳陷和沙雅隆起的結合部位。沙雅隆起經歷了多期次的構造運動，其中加里東期低緩隆升，海西晚期強烈隆升剝蝕并伴隨斷裂及火山活動，印支期局部的隆起剝蝕造成了沙雅隆起及其南北兩翼地層保留程度差異明顯，導致了三道橋白堊系地層的構造特征及儲層特征相對比較復雜。白堊系主要以辮狀河三角洲沉積為主，儲層薄，地震分辨率低，增加了該區儲層預測研究的難度。針對薄儲層的研究，國內外學者在這方面做了大量的研究［1－4］。為了準確了解該區白堊系儲層特征的變化，特別是含油氣儲層在地震剖面上的響應特征，開展了正演模擬研究，目的是明確地震響應特征與地下實際模型之間的關系。

1 白堊系儲層特征

三道橋工區白堊系儲層發育，白堊系巴西蓋組上部泥巖、下統舒善河組泥巖為本區白堊系儲層的良好蓋層，其與巴西蓋組、舒善河組內部砂巖形成了良好的儲蓋組合。根據S53、QG1、QM1井等鉆井資料揭示，三道橋工區儲集巖主要分布在蘇維依組、古近系庫姆格列木群底砂巖段、白堊系下統、寒武系和震旦系。本次研究的重點是白堊系下統砂巖儲集巖，主要有白堊系下統巴什基奇克組砂巖、巴西蓋組砂巖和舒善河組的砂巖儲層。

1.1 巴什基奇克組儲層特征

巴什基奇克組砂巖的巖性以細粒巖屑長石砂巖為主，前期分析評價為中等—較好儲集層;S53井巴什基奇克組砂巖的巖性以細粒砂巖為主，其次為中砂巖，巖性疏松，單砂巖厚度較厚，測井解釋的有效孔隙度為15% ～22%，滲透率為100×10－3μm2。齊滿1井揭示巴什基奇克組儲層巖性以粉砂巖為主，局部夾泥質粉砂巖、細粒砂巖，底部為厚層細粒砂巖、中砂巖，縱向上可分為上下2個儲集層段。

1.2 巴西蓋組儲層特征

巴西蓋組儲層比較發育，從鉆井資料分析該組分上下2段，上段主要為泥巖，下段主要為砂巖。在鉆井取心井段巖性以巖屑砂巖為主，錄井發現1層油跡，測井解釋5592.5～5600.0 m為油氣層，綜合評價為中等—較好儲集層;S53井的白堊系巴西蓋組儲層巖性以細粒砂巖為主，次為粉砂巖和中砂巖，單層厚度最大為8 m，最小為1 m，一般厚2～4 m，成分由長石、石英、巖屑組成，分選中等，次棱角狀—次圓狀，雜基為泥質，膠結物為灰質，呈孔隙式膠結，巖石結構較致密，測井解釋的有效孔隙度為4% ～10%，滲透率為0.3×10－3～5.0×10－3μm2。

1.3 舒善河組儲層特征

舒善河組砂巖儲層主要分布在上部，鉆井取心的井段解釋的巖性以長石巖屑砂巖為主，測井解釋5618～5623 m為干層，綜合評價為中等—差儲層;S53井揭示舒善河組巖性以大套泥巖夾粉砂巖、砂巖沉積為主，巖性整體偏細，下部砂巖相對發育，巖性以細粒長石石英砂巖為主，成分成熟度高，結構成熟度中等，分選好—中等。S53井舒善河組5563.11～5565.35 m取樣3個，實測物性，孔隙度為5.0% ～6.7%，滲透率為0.17×10－3～0.20×10－3μm2。

2 儲層模型設計

2.1 模型設計目的

利用正演模型研究薄砂巖儲層的地震響應特征，在很多文獻中已經有過分析研究［5－11］。從上述白堊系儲層的分析可知，該區的儲層特征是儲層厚度薄，孔隙度、滲透率較低，對于這種厚度薄又低孔、低滲的儲層，在地震剖面上很難識別。儲層在地震剖面上的響應特征，儲層參數的變化會給儲層的振幅響應的影響，是本次研究需解決的問題。正演模擬是研究不同地質條件下構造、物性和巖性等與地震波響應特征之間關系的一門技術，可以有效識別地下真實地質模型與地震影響之間的變化規律以及驗證反演的正確性，確定反演方法的應用條件和應用范圍，并借此分析儲層，特別是薄儲層的地震響應特征［12－14］。

2.2 實際模型設計及分析

圖1 過QG4－S53井的原始地震剖面

圖2 實際地質模型

圖3 數值模擬正演響應剖面

根據三道橋地區儲層特征，設計了過QG4－S53井地震模型，根據鉆井資料和錄井資料解釋的砂巖儲層厚度最小為3 m，最大為28 m，共設計了8套砂巖儲層，分布在不同層系中，地層和儲層的各種參數根據實際井資料獲得，模型對應的地震剖面如圖1(間距為25 m)。圖2為根據圖1中的地震剖面，參照鉆井揭示地層厚度以及8套砂體的速度、密度等參數設計的地質模型。圖3為數值模擬得到的地震記錄響應剖面。從模擬得到的正演剖面(圖3)上可以看出，多數儲層在正演記錄上可以清楚地識別出界面的響應特征，且斷裂也能在剖面上有較好的反應。但是已知的儲層并不是全部都能在地震響應剖面上可識別，特別是那些比較薄的儲層，在地震響應剖面上幾乎看不到異常反應。在圖3中圈出來的是儲層含油氣層段在地震響應剖面上的特征。為了認清儲層含油氣之后的地震響應特征的變化，對照綜合測井、錄井等資料設計了實際地質模型，并對地震數據進行處理，提取瞬時振幅屬性剖面如圖4。從振幅響應剖面圖上可以看出，儲層相對較厚的，響應特征明顯，特別是在儲層含油之后振幅值會明顯增強。從振幅屬性剖面上可以看到，在舒善河組下段反射的能量較強，這與地層的巖性變化有密切關系。

圖4 模型響應的振幅屬性剖面

圖5是過QG1、QG101、QG102井的地震剖面，圖6是對應該連井剖面設計的地質模型，定義的觀測系統參數為:炮點數為170，炮檢距為10 m，檢波點數為171，檢波點間距為10 m，采樣率為4 ms，激發方式為垂直激發、垂直接收，子波選擇雷克子波，子波主頻為35 Hz，正演模擬。

圖5 過井原始地震剖面

圖6 無油氣層的地質模型2

圖7為正演模型結果，從正演響應剖面上可以看出，主要目的層響應特征清楚，斷層錯段明顯易辨認。圖8、圖9分別為對應的振幅和頻率屬性剖面。從頻率屬性剖面上可以看出，巴西蓋組上、下2段能很好地區分，上段頻率較低下段頻率相對較高。通過對比2組模型正演的結果發現，當儲層含油、氣之后振幅響應特征變化較為明顯，因此可以利用振幅屬性來預測儲層的含油氣性，儲層含油、氣之后會造成反射特征異常;而頻率屬性剖面可以較好地區分薄儲層，這對利用頻率信息來研究這類儲層提供了充分的依據。

圖7 模型地震剖面響應特征

圖8 模型振幅屬性剖面

圖9 模型地震頻率屬性剖面

圖2中設計的8個含油氣儲層，從正演的結果可以看出，受地震分辨率的影響并不是每個油氣儲層都能識別出來，其中含油氣儲層的厚度是重要的影響因素。圖10統計了儲層厚度與振幅的關系，從圖10可以看出，地層的厚度增加，儲層的振幅相對來說增強，當儲層含油、氣之后對振幅值影響較為明顯。

圖10 儲層厚度與振幅關系

3 結論

(1)正演模擬是研究地下儲層地震響應的一種方法，通過正演模擬分析，可以利用其振幅屬性來定性預測儲層的厚度及含油氣性變化。

(2)從正演模擬獲得的頻率屬性剖面中可以看出，巴西蓋組地層上、下分段清晰，因此利用分頻技術可以對薄儲層識別提供較好的參考依據。

(3)從正演模擬獲得的儲層的振幅屬性可以看出，在地震響應剖面上能夠被識別出來的儲層，與其厚度密切相關，由此可知，儲層的厚度及含油氣性是影響薄儲層識別的重要因素。

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