河包場須家河組二段致密砂巖有效儲層預測

王長城，趙家琳

(1.成都理工大學，四川 成都 610059;2.油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室 成都理工大學，四川 成都 610059)

引 言

在美國和加拿大等石油強國增長最快的供氣源是非常規天然氣(致密砂巖氣、頁巖氣、煤層氣)，其中致密砂巖氣的勘探開發技術最為成熟，而且取得了巨大的成效。自1990年以來，美國致密砂巖氣產量快速增長，2008年產量達到了1 757×108m3，占美國天然氣總產量的30.2%，在非常規氣中占到了近63%。早在1997年，Rogner對中國的致密砂巖氣進行了評估，約為11×1012～14×1012m3［1］。近年來，隨著石油天然氣的不斷勘探和開發，致密砂巖油氣藏在尋找油氣過程中的地位也顯得愈發重要。國內外針對致密砂巖的儲層預測的重要技術手段是地震儲層預測，研究方法包括疊前反演、疊前地震信息識別、疊后地震綜合預測及屬性分析等。這些方法在致密砂巖巖性分布研究和致密砂巖油氣藏類型研究上取得了一定的成果，是目前研究致密砂巖油氣藏的重要手段，但是對有效儲層的預測仍存在諸多難點。

1 研究區概況

河包場研究區位于川東南中隆高陡構造區與川中古隆平緩構造區的川中—川南過渡帶，具有區域構造穩定、沉積蓋層受區域構造應力作用弱及斷裂不發育等特點［2］。大體走向由西南向北東呈緩褶單斜，構造發育完整，平緩，無大背斜圈閉。東部為川東古斜中隆高陡斷褶帶，南西與界市場構造相鄰，南接螺觀山構造，北為大足—安岳向斜，東為西山構造［3］。須家河組主要發育逆斷層，在工區的東北部表現為緩坡形態，在工區的東南部因受川東南中隆高陡構造的影響，南部斷層發育，地腹斷層多為傾軸逆斷層分布在鼻褶的翼部。斷層總體表現為縱向上斷穿、斷距小、層位少、平面延伸長度不長。Ⅰ區內須家河組為三角洲—湖泊相沉積環境，儲層以河口壩砂體、分流河道為主，地層為一套砂、泥巖互層，巖石類型以細粒、中粒長石石英砂巖和中粒、粗粒石英砂巖及少量巖屑石英砂巖為主［4－8］。

2 儲層對比

四川盆地上三疊統至古近系總厚度達8 km，98%以上是碎屑巖，碳酸鹽巖和硫酸鹽巖不足2%，須家河組二段(以下簡稱須二段)為主要產氣層之一。對河包場區塊須家河組二段儲層分別進行了東—西向、北東—南西向連井對比。結果表明:河包場地區須二段儲層多發育在上部，單層厚度大，有效儲層在10～40 m之間，平均為15.7 m，儲層有效孔隙度最大為13.5%，最小為7.9%，平均孔隙度高達9.75%，連通性相對較好，儲層厚度相對較大，孔隙性相對好。根據前人對研究區3366個砂巖樣品分析數據統計，砂巖具低孔、特低滲物性特點，且儲層非均質性較強。

3 儲層地震響應特征

3.1 Ⅰ類儲層地震響應及儲層替換實驗

川中—川南過渡帶的須家河組整體為一套砂泥巖互層，須一段、須三段以泥巖為主夾砂巖，須二段、須四段以砂巖為主夾泥巖，須家河組大套砂巖中的高孔段即為儲層。由圖1可知，M井在須二段頂部40 m左右有油氣顯示。經試油證實，在1 756～1 768 m段產氣6.38×104m3/d。從測井響應特征來看，該段聲波時差曲線表現為明顯的跳躍波動，測井解釋分為三層，上部和下部時差增大明顯，均值分別為244.55、255.58 μs/m，自然伽馬在須一段、須三段呈鋸齒狀，須二段表現為低值箱型，明顯低于上下砂泥巖層，均值為38.836 API。在M井的過井剖面上可以清晰地看到，同相軸出現了明顯的下拉現象，并具有振幅強、頻率低的特點(圖2)。

圖1 M井測井響應特征

圖2 過M井地震剖面

圖3 M井儲層替換實驗

為了進一步研究儲層剖面特征，以井旁測井響應為依據，采用儲層替換的手段來分析須二段儲層地震反射的形成機制。圖3a為M井原始合成記錄，顯示儲層具有底部振幅強，內部頻率低近空白反射的特征，在須二段上部發育2套厚儲層，累計厚度達33.75 m，平均孔隙度13.7%。圖3b為將儲層替換成孔隙度為8%后的合成記錄，顯示2個波峰反射，視頻率增大，儲層底部振幅減弱，在過井剖面上波峰與剖面右邊儲層不發育區相似。儲層替換結果表明，在含氣儲層發育的情況下，須二段會出現底部中強振幅，內部頻率低的特征。

須二段儲層呈低速特征，與下部致密砂巖形成較強波阻抗差，所以在底部形成強反射，將儲層替換為孔隙度為8%的非儲層后，速度增大，與下部致密砂巖阻抗差變小，根據褶積模型及合成記錄的形成原理，其底部振幅會減弱。

3.2 Ⅱ類儲層地震響應及儲層替換實驗

由圖4可知，N井在須二段頂部20 m左右有油氣顯示，經試油證實，在1 770～1 790 m段產氣3.65×104m3/d。從測井響應特征來看，儲層段聲波時差增大明顯，均值為231.92 μs/m，須二段自然伽馬值低于須一段、須三段，均值為 90.835 API。N井的過井剖面表現為視頻率高，內部同相軸較連續，呈平行或亞平行結構，儲層發育部位振幅增強。

圖4 N測井響應特征

同樣以儲層測井響應分析為依據，利用儲層替換與正演模型的方法來共同分析。N井儲層替換實驗曲線顯示，須二段上部低速儲層發育，與下部高速泥巖速度差大，振幅較強;將儲層孔隙度替換為8%的儲層后，速度增大，儲層與泥巖速度差減小，波峰反射還是存在，但振幅明顯減弱。由此推論:儲層是否發育就是導致須二段中部連續同相軸強—弱變振幅的原因。

4 儲層平面分布特征

根據建立的Ⅰ、Ⅱ類儲層地震響應模式，對整個三維區進行5×5測線的追蹤解釋，刻畫了Ⅰ、Ⅱ類儲層的平面分布范圍，并將其與須二頂面構造圖疊合。須二段頂面構造形態由工區西南角往北東方向傾伏，在B16井附近軸線變為北北東向，北東側為構造埋深最大區域，深度大于1 600 m，沿南西方向逐漸抬升，構造起伏達到360 m，大斷層不發育。I類儲層主要發育在構造高點周緣的斜坡部位，Ⅱ類儲層主要分布在較低的構造斜坡部位(圖5)。

5 結論

(1)須二段儲層孔隙性、連通性較好，儲層單層厚度較大，可以形成連片的孔隙型儲層，主要儲層發育在上部。

(2)須二段儲層有2種典型的地震響應特征。一類為低頻率、強振幅、同相軸下拉的特征;另一類為視頻率高、平行—亞平行反射，須二上段內部為連續反射中振幅相對較強特征。

(3)Ⅰ類儲層主要發育在構造高點周緣的斜坡部位，Ⅱ類儲層主要分布在較低的構造斜坡部位。該研究結果對河包場地區須二段致密砂巖的進一步勘探開發有一定的參考價值。

圖5 河包場須二段有效儲層預測示意圖

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