濟陽坳陷濁積巖圈閉成藏主控因素及描述技術研究

白晨辰

（中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院,山東 東營257022）

1 概述

濟陽坳陷隨著勘探程度的提高,規模大、地震反射特征明顯的濁積砂體大部分已被發現。目前,面對“埋藏深、厚度薄、變化快、含灰質”的復雜隱蔽型濁積巖,勘探難度越來越大,經濟效益明顯降低。從東營凹陷近期鉆探情況來看,儲層不發育和物性差成為探井失利的主要原因,因此圈閉識別與儲層描述的準確性是濁積砂體圈閉評價、提高勘探成功率的關鍵。

2 濁積巖圈閉成藏主控因素分析

2.1 有效烴源巖與濁積巖油藏分布。根據濟陽坳陷古近系濁積巖油藏的埋藏深度統計（圖1）,含油氣砂體的分布發育范圍對應源巖的生排烴深度,在埋深大于1700m 后,開始有油氣的生成,但當達到2500m～2700m后,源巖開始少量排出油氣,孤立的巖性油藏開始儲油。在2700m～3500m 范圍內,源巖進入排烴高峰期,含油氣砂體分布頻率最高,即巖性砂體集中分布在2700m～3500m 層段。排烴高峰期對應的埋深即是含油氣砂體發育的最佳層段。含油氣砂體埋深與生排烴深度對應一致,未進入生排烴門限的砂體不含油氣。圍巖生排供烴條件是一個至關重要的因素,供烴門限即是生烴的圍巖向孤立的砂巖體供油氣的臨界地質條件。從圈閉與有效烴源巖的位置關系來看,孤立的濁積巖油藏均分布在有效烴源巖范圍內或接觸有效烴源巖。與側向接觸烴源巖的濁積巖性圈閉相比,處于有效烴源巖中心,并且被有效烴源巖包裹的圈閉的含油氣性明顯變好,另外,被烴源巖包裹的各個圈閉,圈閉含油氣性與離有效烴源巖中心的距離正相關。

圖1 濟陽坳陷下第三系濁積巖油藏隨埋深變化頻率

2.2 構造背景及異常高壓。從宏觀角度來看,構造對巖性圈閉的控制作用主要體現在控制不同成因的砂體展布和油氣富集。砂體展布方面,濁積巖圈閉主要發育在構造坡折帶上,即構造引起地形坡度變化的地方或者大斷裂的下降盤,該區域物源補給快速,甚至有大量泥石流突發事件引起沉積物滑塌而形成重力流,是三角洲前緣滑塌砂體和深水濁積扇體展布和富集的有利地帶。油氣富集方面,相對于凹陷的其它構造部位,洼陷帶巖性油藏的含油性最好。以東營凹陷為例,圈閉充滿度依次為牛莊洼陷、利津洼陷、博興洼陷和民豐洼陷,分別為46%、37.5%、35%和33.5%,另外在中央背斜帶、北部陡坡帶和南部緩坡帶之中,中央背斜帶的圈閉充滿度最低,僅為23%,北部陡坡帶巖性油藏的圈閉充滿度略低于南部緩坡帶。統計數據分析表明,濁積砂體油氣藏圈閉充滿度與地層溫度、地層壓力存在明顯相關關系,超壓環境中（壓力系數大于1）圈閉含油程度高,東營凹陷、渤南洼陷、車鎮凹陷沙三段普遍存在超壓異常,濁積巖油藏富集區基本都表現為異常高壓。

2.3 濁積巖儲集物性。巖性圈閉能夠儲集油氣必須具備兩個基本特性,即孔隙性和滲透性。通過統計發現,東營凹陷含油砂體的儲集物性存在一個臨界值,即當砂體的孔隙度大于12%,滲透率大于2×10-3μm2時,砂體內才能有油氣聚集,含油砂體主要分布在孔隙度為14%～22%、滲透率為（2～100）×10-3μm2的儲集體內,而且隨著砂體物性條件變好,圈閉充滿度有變高的趨勢。因此,物性的好壞直接影響著巖性圈閉的含油氣性,物性越好,儲集體儲集性能越好,儲集空間的孔隙結構越好,越有利于烴源巖中生成的油氣排出而進入砂巖體內。

3 濁積巖圈閉識別與描述技術

3.1 地震響應及巖石物理特征分析。3.1.1 地震響應特征。在濟陽坳陷,濁積砂體主要有滑塌濁積巖、深水濁積扇砂巖和重力流水道砂巖。濁積砂體識別與描述的基礎是建立砂體的地震響應模式,受相帶變化快的影響,沙三段濁積砂體一般以砂、泥薄互層的形式存在,地震反射同相軸代表一個砂包,地震相表現為變振幅、短同相軸,主要反射特征有零星透鏡體反射、連續長反射、席狀披蓋反射、規則疊瓦狀反射、復合透鏡反射、不規則雜亂反射、交錯復合反射。3.1.2 巖石物理特征。解剖已鉆井,統計不同巖性聲波速度表明,不同地區砂體速度存在一定的差異：

圖2 沙三段不同巖性的聲波速度分布

（1）牛莊地區不同巖性的速度與埋深成正相關,速度值從高到低依次是：灰質砂巖、砂巖和泥巖,速度分別為3800m/s 以上、3600m/s～4200m/s 和低于3600m/s；灰質泥巖、泥質砂巖和砂質泥巖的速度介于砂巖速度和泥巖速度之間,且速度差異較小（圖2）。

（2）史南地區單砂層較薄,泥巖速度為2800～3100 m/s,砂巖速度為3200～3500 m/s,砂、泥巖之間存在明顯的速度差異,因此,沙三段中亞段泥巖與砂巖,泥巖與灰質泥巖可形成地震反射。

3.2 濁積巖發育相帶預測技術。3.2.1 基于Wheeler 域層序劃分技術。以T2 與T6 為層序格架,應用地震層序劃分方法在地質年代域剖面中將東營凹陷沙三中三角洲前積層劃分為8 個四級層序,在四級層序下進一步劃分相帶,尋找濁積巖發育有利相帶。在朵體內部可應用相位、數據雙驅動式細小層序精細劃分方法,將復雜地區四級層序進一步精細劃分成可識別和描述的五級層序。3.2.2 古地貌恢復技術。不同古地形控制砂體的類型和展布。因此可以通過古地形恢復技術確定濁積巖發育范圍。通過建立高精度古地形恢復方法,結合相標志、古流向、砂巖厚度圖等鉆井資料、地質規律、地震資料的驗證,進一步調整參數,從而得出精確的古地形圖（圖3）。

圖3 東營凹陷沙三中古地形圖

3.3 波形分類相帶劃分技術。波形分類就是將地震數據樣點值的變化轉換成地震道形狀的變化,道形狀分類代表了地震信號真實的橫向異常。從而反映不同沉積相帶的變化特征。從圖4 東營凹陷牛莊南部沙三中4 層組的波形分類結合鉆井資料可以看出,自東向西依次為前緣砂和濁積巖發育區,中間的過渡區為坡移扇發育區。

圖4 牛莊南部沙三中4 波形分類地震相

3.4 儲層描述技術。3.4.1 分頻分析技術。地震分頻信息可以有效識別儲集層時間厚度的變化及檢測地質體橫向上的不連續性,其基本算法是離散傅立葉變換（DFT）或最大嫡方法。根據DFT 算法,每個薄層產生的地震反射信號在頻率域都有一個與之相對應的特定的唯一頻率成分。針對薄層濁積巖,通過分頻處理,獲取對儲層敏感的頻率信息,調諧反射振幅譜的相干信息揭示了地震反射波的單個薄層信息,可以更準確估算薄層厚度；像層間小斷層、裂隙或者沉積相帶的變化這種橫向上地層的不連續性,可以利用相位譜上相位的不穩定性來識別；結合相位譜、振幅譜,可以快速有效的定量識別巖性、物性變化并進行成圖。3.4.2 地震屬性優化技術。地震屬性比常規地震剖面有更強的橫向分辨能力,對于垂向上難以分辨的地質體,在空間可以反映出其變化。基于地震響應分析,通過敏感屬性提取優化,可更好地突出儲層與圍巖的差異,從而識別與描述濁積巖儲層展布。圖5 是王58 井區濁積砂體地震多屬性分析優化結果,從圖中比較準確的判斷王58 井區濁積砂體物源方向和砂體發育分布范圍。3.4.3 地震反演技術。濟陽坳陷各洼陷帶的沙三段砂、泥巖存在波阻抗差,可以利用測井約束反演方法對儲層進行識別和描述。測井約束反演不僅應用了測井資料的高、低頻成分作為約束,同時也應用了地震資料作為橫向約束。與地震剖面相比,反演剖面的分辨力有所提高,在低速泥巖背景下,相對高速的砂體橫向變化清楚,可以清楚地顯示5m 的薄層砂體,砂體間的油水關系合理。疊后地震反演技術適用砂泥巖速度差異明顯、圍巖灰質成分相對不發育的地區。

圖5 王58 井區濁積砂體振幅類屬性優化分布圖

4 結論

濁積巖圈閉是典型的巖性圈閉,屬于成熟的勘探類型,通過多年的攻關研究及實踐,基于三維地震以儲層為核心的圈閉識別描述技術取得較大進展及應用效果。針對濟陽坳陷濁積砂巖圈閉形成了濁積巖圈閉識別與描述技術,包括在層序劃分基礎上,利用古地貌恢復技術確定濁積巖發育區帶,通過地質統計、波形分類技術劃分濁積巖相帶；利用分頻、屬性優化及反演技術進行儲層描述；基于儲層地震響應及巖石物理特征分析,通過幅頻比、疊前反演獲取縱橫波速度比壓制灰質影響,進而確定濁積巖有效儲層分布。