基于灰度能量屬性預測甜點儲層分布
——以泌陽凹陷栗園地區泌358區塊為例

嚴移勝,李恒權,楊云飛,張正強,任 樺,李 兵

(1.中國石化河南油田分公司勘探開發研究院,河南南陽 473000;2.地大匯能(北京)科技有限公司,北京 100089)

1 區域地質概況

泌陽凹陷是南襄盆地的一個中-新生代富含油氣的次級小型斷陷,栗園地區靠近栗園-泌陽大斷裂,受邊界斷裂控制,次級斷層較為發育[1]。由于邊界斷層斷面陡、落差大,核三段(Eh3)地層受到的牽引作用明顯,沿邊界斷層走向分布一系列牽引構造,多為小型鼻狀構造[2]。栗園地區物源主要來自南部扇三角洲沉積,受東南部栗園近岸水下扇、南部楊橋近岸水下扇、西南平氏三角洲控制,為多物源沉積體系[3]。油藏類型為巖性油藏,具有典型的扇中亞相控藏特點。

2 砂體展布特征

2.1 砂礫巖扇體沉積期次

泌358區塊儲層來自南部近岸水下扇沉積,儲層沉積相帶主要為近岸水下扇扇根、扇中亞相,其中扇中亞相為有利沉積相帶。該區儲層孔隙度10.3%～28.5%,平均18.9%;滲透率0.2×10-3～1 810.0×10-3μm2,平均256.4×10-3μm2,為中孔中滲儲層。

圖1為H井核桃園組砂礫巖扇體沉積期次劃分柱狀圖,核三段巖性組合為含礫砂巖與泥巖不等厚互層,自然伽馬為指狀和齒化箱形。核三段不同期次砂礫巖扇體縱向疊置且重復出現,表現為多期正旋回、反旋回疊加,旋回間部分井段發育泥巖隔層;橫向上自南向北,各期次扇體層層退積,各期次砂礫巖體除了巖性由砂礫巖向粉砂巖直至泥巖過渡、粒度逐漸變細,兩期砂礫巖體中間均存在相對穩定的泥巖隔層[4-5]。將巖相突變面作為旋回劃分的標志面,參考可靠的泥巖標志層段,泥巖不發育時參考自然伽馬曲線,扇體期次劃分的關鍵環節為旋回曲線處理,利用地震資料對沉積模式進行相約束,從而確保期次劃分符合沉積規律。通過扇體期次劃分,為甜點儲層預測奠定基礎[6]。

圖1 H井核桃園組砂礫巖扇體沉積期次劃分

2.2 砂礫巖扇體地震響應特征

砂礫巖扇體分扇根、扇中、扇端亞相,通過挑選典型井,從巖性組合、曲線形態、油氣顯示、地震反射等方面總結不同相帶的地震反射特征。

扇根亞相巖性以礫巖和含礫不等粒砂巖為主,分選差,無油氣顯示,地震呈中強波峰反射,振幅值和扇中亞相差異較小;扇中亞相巖性以含礫細砂巖、礫狀砂巖為主,多為油層或差油層,地震上呈中強波峰反射或中強波谷反射,油層厚度越大,振幅值越高;扇端亞相以細砂巖為主,為干層,呈中強波峰反射,振幅值相對較低。半深湖亞相以泥質白云巖為主,呈中強波峰反射(圖2)[7]。巖石物理交會分析表明,自然伽馬曲線能有效區分儲層與非儲層,儲層振幅屬性值為3 193～8 755,波阻抗值為0.98×104～1.27×104m·s-1·g·cm-3。

2.3 優選敏感屬性

均方根振幅屬性主要表征由巖性、儲層物性、流體性質、不整合面、地層調諧效應以及地層層序變化等多種因素引起的地震反射強度的變化,其中,巖性變化、儲層橫向物性變化、所含流體性質不同以及儲層厚度變化通常是影響地震波振幅強弱的主要因素。圖3為Eh3Ⅳ2小層均方根振幅屬性圖,靠近扇根部位呈強振幅特征,扇端部位呈弱振幅特征,扇中亞相為中強振幅特征。

圖3 Eh3Ⅳ2小層均方根振幅屬性

2.4 灰度能量屬性

基于砂礫巖體是快速混雜堆積的產物,具有粒度粗、分選差、非均質性強等特點,扇體內部與圍巖差異大,因此可利用地震紋理特性處理技術對地震資料進行處理,進而提取灰度能量屬性精細描述扇體內部特征。

地震紋理特性處理技術是基于灰度共生矩陣理論,建立在估計圖像的二階組合條件概率密度函數的基礎上,通過計算圖像中有一定距離和方向的兩像素點之間的灰度相關性,反映圖像在方向、相鄰間隔、變化幅度及快慢上的綜合信息,實現對紋理的表征。

在計算得到共生矩陣之后,往往不是直接應用計算的灰度共生矩陣,而是在此基礎上計算紋理特征量,灰度能量是灰度共生矩陣各元素值的平方和,是對圖像紋理的灰度變化穩定程度的度量,反映了圖像灰度分布均勻程度和紋理粗細度,能量值大表明當前紋理是一種規則變化較為穩定的紋理。

基于灰度能量屬性描述扇體內部特征,與其他屬性相比,從砂礫巖沉積機理上,建立了砂體快速堆積、分選差與圖像紋理的灰度變化穩定程度的對應關系;具有扇體邊界清楚且刻畫了扇體內部不同部位的灰度能量差異的特點,利于進行沉積相帶的劃分(圖4)。

圖4 Eh3Ⅳ2小層灰度能量屬性

圖4表明,南部灰度能量值超過850,呈近東西向條帶狀分布,分選差,為扇根亞相;中部灰度能量值介于300～850,呈近南北向條帶狀分布,分選中等,為扇中亞相;北部灰度能量值低于300,呈環狀分布,分選最好,為扇端亞相。

2.5 有利沉積相帶

沉積相是控制儲層非均質性的根本因素,本文從井點出發,結合扇體分布與古地貌匹配關系、均方根振幅、灰度能量,進行扇體沉積相帶劃分,明確有利相帶分布。

不同相帶巖性及電性特征差異大,扇根亞相巖性組合以厚層砂礫巖夾薄層泥巖為主,多發育塊狀砂礫巖,自然伽馬曲線多為齒化箱形,無油氣顯示;扇端亞相巖性組合以薄層砂巖與泥巖不等厚互層為主,自然伽馬曲線多為指狀,測井解釋多為干層;扇中亞相巖性組合以厚層含礫不等粒砂巖、礫狀砂巖夾薄層泥巖為主,自然伽馬曲線多為箱形、漏斗狀,錄井顯示豐富,測井解釋見油層[8-9]。湖相巖性組合以厚層深灰色泥巖為主,部分夾薄層粉、細砂巖,自然伽馬曲線多為泥巖基線,測井解釋為干層。

結合實鉆井巖性組合、曲線形態及不同相帶儲層響應特征,井震結合刻畫了Eh3Ⅳ2小層的沉積相平面分布(圖5)。扇根亞相呈條帶狀沿斷裂帶分布,寬度較窄;扇端亞相分布范圍局限;扇中亞相發育多條近南北向水道,其向前推進距離受水道長度控制。

圖5 Eh3Ⅳ2小層沉積相平面分布

3 甜點儲層預測

該區塊共5口井試油,以試油數據井點為準,統計試油井段,巖性以礫狀砂巖和含礫細砂巖為主,無明顯差異,隨著埋深增加,孔隙度下降明顯,其下限為4%。5口試油井均位于扇中亞相,中強振幅,表明沉積相是影響有效儲層的根本控制因素,扇中亞相巖性分選好、儲層物性較好[10]。

在儲層分布基礎上,疊合砂礫巖扇體邊界、沉積相邊界、屬性下限、波阻抗下限,最終預測了該區甜點儲層分布范圍。甜點儲層主要發育在扇中亞相,靠近物源方向由于砂礫巖快速堆積、沉積物搬運距離短、分選差,造成其具有典型的高阻抗特征[11]。由于波阻抗和孔隙度具有負相關關系,扇體根部物性差,典型井如B井、E井;扇體前段受儲層巖性變細影響,泥質膠結程度強,降低了儲層物性,典型井如J;甜點儲層區具有儲層厚度大、物性好的特點,典型井如H井、I井、F井(圖6)。

4 結論

1)泌358區塊核三段有利沉積相帶為扇中亞相,為中孔中滲儲層。縱向上不同期次砂礫巖扇體疊置且重復出現,橫向上自南向北各期次扇體由下而上具有層層退積的特點,兩期砂礫巖體間存在相對穩定的泥巖隔層。

2)不同相帶砂礫巖體的地震響應特征存在明顯差異,扇根亞相呈中強波峰反射,扇中亞相呈中強波峰反射或中強波谷反射,扇端亞相呈中強波峰反射,半深湖亞相呈中強波峰反射。

3)井震結合刻畫了3個小層的沉積相平面分布,扇根亞相呈條帶狀沿斷裂帶分布,寬度較窄;扇端亞相分布范圍局限;扇中亞相發育多條近南北向水道,其向前推進距離受水道長度控制。

4)甜點儲層主要發育在扇中亞相,扇根和扇端亞相由于物性差,可通過多曲線疊合進行有效區分。