摘 要:地质研究成果表明,上三叠统须家河组蕴藏着巨大的天然气资源,是四川盆地重要的勘探开发层系。从测试情况看,须二上亚段为安岳地区天然气主产层段之一,其储集砂岩体分布主要受沉积微相控制,非均质性强,单层砂岩体厚度薄,准确地预测高孔隙度砂岩储层有利区带至关重要。为此,以高分辨率三维地震资料为基础,结合高分辨率层序地层学,进行了单井层序的划分;通过井 震资料结合标定层序界面及储层位置并建立了等时地层格架;在等时格架内利用优选出的能反映高孔砂岩的敏感地震属性——AVO梯度G属性及地震波形特征,分析了该区须二上亚段沉积微相的平面展布情况,进而精细刻画出了水下分流河道,结合该区储层裂缝发育情况,最终实现了对高孔隙度砂岩储层的有利区分布预测。实钻结果表明,其预测成果为安岳地区须家河组气藏的进一步勘探开发和降低开发风险提供了重要的基础资料。
关键词:四川盆地 安岳地区 晚三叠世 砂岩 储集层 非均质性 层序地层学 地震预测
Characteristics of T3x2 gas reservoirs and seismic prediction of play fairways in the Anyue area,Sichuan Basin
Abstract:A geologic study reveals that the Upper Triassic Xujiahe Fm has a large natural gas resource potential and is a major exploration and development target in the Sichuan Basin.Testing results show that the upper interval of T3x2(the 2nd member of the Xujiahe Fm)is one of the major pay zones in the Anyue area,the distribution of reservoir sandhodies is mainly controlled by sedimentary microfacies with strong reservoir heterogeneity,and thin single sandbody,thus the accurate prediction of play fairways of sandstone reservoirs with high porosity is critical to gas exploration and development.Therefore,high resolution 3D seismic data in combination with high resolution sequence stratigraphy were used to divide sequences in a single well.The well seismic correlation method was used to calibrate reservoir horizons and establish an isochronous stratigraphic framework.Within this framework,sensitive seismic attributes revealing sandstones with high porosity,i.e.the G attribute of AVO gradient and seismic waveform。were employed to analyze the plane distribution of sedimentary microfacies of the upper interval of T3x2 and finely describe the underwater distributaries.Play fairways of sandstone reservoirs with high porosity were finally predicted based on these results and in combination with the distribution of fractures in the reservoirs.Real drilling data revealed that the prediction results are accurate and provide reference for promoting further exploration and development of the Xujiahe Fm gas reservoirs in the Anyue area and lowering such a development risk there.
Keywords:Sichuan Basin,Anyue area,Late Triassic,sandstone reservoir,heterogeneity,sequence stratigraphy,seismic exploration.waveform cluster
1 储层特征及地震预测难点
四川盆地安岳地区上三叠统须家河组为一套内陆河湖交替的陆源碎屑岩沉积,厚度为500~650m。须二上亚段发育大套河流—三角洲体系的块状砂岩,为三角洲前缘亚相,厚度在50~85m之间,分布较稳定,目前获气井产层大部分属于该亚段。岩心分析表明:有效储层孔隙度主要分布在7%~9%,平均为8.35%;有效储层渗透率主要分布在0.01~1.00mD,平均为0.40mD,总体上孔隙度与渗透率具正相关关系,孔隙是气藏主要的储集空间,裂缝改善了储层的渗流能力,为裂缝孔隙型储层[1-2]。
该区储层为厚层砂体中夹高孔隙度“甜点”薄储层,具有极强的横向非均质性,在1~2km的距离内就能产生较大变化,加之地质条件十分复杂,给地震储层预测工作带来较大难度。
2 储层地震预测方法
须家河组主要发育岩性油气藏,油气的分布受层序地层格架和砂体分布的控制,针对安岳地区须二上亚段储层特点及地震预测难点,本次研究采用高分辨三维地震资料,充分发挥地震资料信息横向连续性的优势[3],用层序和地震“等时”的共性,结合高分辨率层序地层学,进行单井层序及沉积相划分,并通过井震结合建立等时地层格架,然后在等时格架内利用能够反映高孔砂岩的敏感地震属性——AVO梯度G属性及地震波形,分析该区须二上亚段沉积微相平面展布特征,预测高孔隙度砂岩(以下简称高孔砂岩)储层有利区的分布。
2.1 单井层序及沉积相划分
四川盆地川中地区须家河组划分为4个三级层序,每个层序可进一步识别出低位、水进和高位3个体系域,其中低位体系域以三角洲相为主,水进和高位体系域则以湖泊相为主,该区须二段总体上位于低位体系域[4](图1)。
以上层序地层划分所解决的问题是建立区域年代地层大格架、搞清沉积体系以及生储盖组合的配置关系,但是为了解决陆相三角洲 湖泊相地层岩性展布和相互叠置关系,确定岩性圈闭发育的有利层位和区带,以满足油气藏进一步勘探开发的需求,则要在高分辨率层序地层学指导下,利用具有空间连续性、蕴含丰富地质信息的地震资料进行沉积微相的精细刻画。
本次研究采用6级划分方案(巨旋回、超长期旋回、长期旋回、中期旋回、短期旋回、超短期旋回),笔者以Yl05井为例,将须二段划分为一个中期旋回,即一个上升半旋回,代表基准面上升,可容纳空间增加,对应三角洲前缘亚相。该区典型井沉积微相的测井相模式如表1所示。这一时期总体上为一个水域变宽、沉积物粒度逐渐变细的时期,层序叠加样式为退积式;在其内部进而划分出两个短期旋回,分别对应须二下亚段和须二上亚段,其中须二上亚段GR曲线呈箱状(2233~2316m),说明有大套砂体叠置,层序叠加样式为加积式到退积式,识别为可容纳空间增加的上升半旋回(图2)。
地震相主要是通过地震反射外部几何形态、内部反射结构、振幅、连续性、波形排列以及视频率等特征进行识别与划分。在区域最大湖泛面(须三段底)拉平地震剖面上,对于整个须二段可见清晰的三角洲前缘亚相叠瓦状前积反射结构,两个平行的反射层之间存在几组倾斜的、叠瓦状排列的同相轴(图3),可作为判断物源方向的依据。但对该区须二上亚段20~30ms小时窗内(厚度50~85m),地震微相特征不明显,后续沉积微相的划分需要借助地震属性的分析。
2.2 井震标定、等时地层格架的建立
由于河湖相地层横向变化大,而层序界面的追踪对比必须是等时的、精细的,因此,在单井层序划分的基础上,以区内8口典型井合成地震记录为桥梁,以波形、波组特征以及能量的相关性为识别依据,在高分辨率处理的地震资料上进行层序界面的对比追踪,最终建立该区须二段等时地层格架,确保了后续地震属性的准确提取。图4是以Y5、GKl井为例的连井解释剖面。
2.3 地震敏感属性优选
安岳地区须二上亚段主要为高孔砂岩、致密砂岩和泥岩,从叠后参数的岩石物理分析结果看,伽马、速度、孔隙度各类样点值分散、叠置,常规属性难以区分出高孔砂岩(图5)。
根据弹性理论,可以由纵波速度(up)和横波速度(us)计算得到泊松比(m)[5]:
Zoeppritz方程具有多种近似公式,1985年Shuey R T对各种近似公式进行了重组,并迸一步研究了泊松比对反射系数的影响。他首次提出了反射系数的AVO截距和梯度的概念,证明了相对反射系数随炮检距的变化梯度主要由泊松比来决定,给出了不同角度项表示的反射系数近似公式,式(2)为q<30°时的简化式[6]。即
式中NI为直线的截距,是法线入射时的反射系数;G为直线的斜率。
式(1)和式(2)表明纵横波速度比(up/us)、泊松比(m)及AVO梯度G之间存在直接关系。
通过安岳地区须二上亚段单井及多井叠前参数的岩石物理实际资料分析,表明up/us。与高孔砂岩也呈明显对应关系(图6)。因此,与up/us相关的AVO梯度G能够预测高孔砂岩的分布规律。
另外,地震波形包含了振幅、频率、相位的信息,地层岩性、岩相的变化能导致地震波形的变化,因此波形聚类技术的优势能够反映储层的地质特征。近年来在储层预测中被广泛应用,效果较好[7]。
因此,在安岳地区优选了AVO梯度G及地震波形两类属性。
3 有利区分布预测及效果
通过单井相的划分和岩石物理分析,在等时地层格架内对安岳地区须二上亚段AVO梯度G和地震波形进行了提取和分析,精细刻画了沉积微相及高孔砂岩的平面分布。
图7-a反映了该区须二上亚段AVO梯度G属性的平面展布特征,根据单井对比,图中红黄色代表水下分流河道的高孔砂岩,蓝色代表水下分流间湾,以泥岩为主;图7-b为波形聚类平面图,反映了区内须二上亚段(顶、底界20~30ms时窗范围)地震波形变化特征,该波形变化表征了砂、泥岩横向变化规律。图中,红、绿色代表高孔砂岩,蓝色代表泥岩。
从两种属性平面分布特征对比可以看出,二者具有很好的相关性,均反映了该区砂岩普遍存在,主要为水下分流河道和水下分流间湾沉积微相,其中水下分流河道为储层发育有利区,物源主要为东南北西向。
结合钻井测试资料验证性分析(图7),工业气井主要分布在以高孔砂岩为主的水下分流河道,微气井或干井主要分布于以泥岩为主的水下分流间湾,地震预测与钻井成果吻合较好。仅Yll4井位于水下分流间湾,但该井在须二上亚段产工业气流,究其原因:①邻近水下分流河道;②该区储层为裂缝孔隙型,钻井产能的高低与高孔砂岩及裂缝的发育程度均密切相关,针对井区地震裂缝预测结果显示,该层段裂缝发育,提高了储层渗流能力(图8)。
4 结论与认识
1)从理论和实际资料分析了AVO梯度G属性在非均质性强的复杂岩性地区预测高孔砂岩的优势,并首次将该属性在复杂陆相碎屑岩地区的高孔砂岩预测中得到有效应用。
2)针对安岳地区须二上亚段陆相碎屑岩地层横向非均质性强、地质条件复杂的特点,结合高分辨率层序地层学,在等时地层格架下提取敏感地震属性——AVO梯度G属性及地震波形,进行沉积微相划分及高孔砂岩预测的技术思路是可行、有效的。
3)运用该方法技术预测了安岳地区须二上亚段沉积微相及高孔砂岩的平面展布规律,认为水下分流河道是储层发育有利区。这为安岳地区进一步勘探开发和降低开发风险提供了重要的基础资料。
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本文作者:周路 倪华玲 郭海洋 刘力辉 欧阳明华
作者单位:“油气藏地质及开发工程”国家莺点实验室·西南石油大学
中国石油川庆钻探工程公司地球物理勘探公司
成都晶石科技有限公司
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