曾 驛，汪瑞良，劉 軍 袁立忠，周小康，劉 錚 （中海石油 （中國）有限公司深圳分公司，廣東 廣州510240）

東沙隆起碳酸鹽巖儲層特征及預(yù)測

曾 驛，汪瑞良，劉 軍 袁立忠，周小康，劉 錚 （中海石油 （中國）有限公司深圳分公司，廣東 廣州510240）

針對東沙隆起珠江組碳酸鹽巖儲層以淺埋藏、弱成巖作用、基質(zhì)孔隙為主的特征，采用目前較成熟的地球物理儲層預(yù)測技術(shù)，經(jīng)過各種方法反復(fù)試驗，初步形成了適合該區(qū)基質(zhì)孔隙為主的碳酸鹽巖儲層的綜合預(yù)測技術(shù)，提高儲層預(yù)測精度，取得了較好的應(yīng)用效果。

東沙隆起；碳酸鹽巖；儲層特征；儲層預(yù)測；地震屬性；綜合評價

在我國塔里木、四川盆地等地區(qū)，碳酸鹽巖儲集層埋藏較深，基質(zhì)孔隙度低、滲透性差，有效儲集空間類型主要是經(jīng)過多期多旋回構(gòu)造、溶蝕等作用改造后形成的次生溶蝕孔洞和裂縫，經(jīng)過多年的研究，形成了一套針對縫洞型碳酸鹽巖儲層綜合預(yù)測評價技術(shù)［1］，取得了良好的效果。但在東沙隆起珠江組碳酸鹽巖多處于淺埋藏階段，所經(jīng)歷的成巖作用較弱，目前國內(nèi)外針對這類基質(zhì)孔隙為主的碳酸鹽巖儲層所做的儲層預(yù)測工作還比較少，可供借鑒的經(jīng)驗不多，還沒有一套相應(yīng)的成熟預(yù)測技術(shù)［2］。筆者通過對研究區(qū)儲層特征的分析，提出綜合應(yīng)用多種儲層預(yù)測方法，提高儲層預(yù)測精度，取得了較好的應(yīng)用效果。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東沙隆起位于南海北部大陸架南緣西接番禺低隆起，北鄰珠一坳陷，東南鄰南部隆起帶－潮汕坳陷，西南與珠二坳陷白云凹陷相連，是一個被南北坳陷夾持，由北東向南西傾沒的大型鼻狀隆起。漸新世晚期－中中新世為碳酸鹽巖臺地發(fā)育期，該時期主要為持續(xù)沉降時期，早期斷陷逐漸向坳陷轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生區(qū)域性整體沉降。北西向剪切斷裂活動停止，海水自西向東侵入。早期海侵限于東沙隆起西段，東段為剝蝕物源區(qū)。晚期整個隆起帶被海水淹沒，形成生物礁、灘發(fā)育的碳酸鹽臺地。在東沙隆起多年的勘探實踐中，發(fā)現(xiàn)了一批碳酸鹽巖生物礁油藏，如LH11－1井、LH4－1井、LF22－1井等［3］。晚中新世至今為碳酸鹽臺地淹沒及陸棚沉積期，東沙隆起整體快速沉降，斷裂活動相對減弱，由于碳酸鹽臺地 （含生物礁）生長速度小于隆起沉降速度，相對海平面上升淹沒了碳酸鹽臺地，來自珠江三角洲的細(xì)粒碎屑物（泥質(zhì)）大量注入到隆起帶上，碳酸鹽臺地掩埋在陸源碎屑沉積之下，向上過渡為非補(bǔ)償?shù)臏\海陸架沉積，僅局部高點(diǎn)殘存碳酸鹽巖沉積 （如東沙島）。

2 碳酸鹽巖儲層的基本特征

東沙隆起珠江組碳酸鹽巖儲層的巖石類型，主要為生物礁灰?guī)r及生屑灘灰?guī)r，其巖石結(jié)構(gòu)多為微晶或微亮晶結(jié)構(gòu)。生物礁灰?guī)r的造礁生物主要為珊瑚藻，還見珊瑚、苔蘚、海綿、綠藻等。居礁生物有大有孔蟲、有孔蟲、腕足、腹足、介形蟲、棘皮等。生物礁灰?guī)r巖石類型主要有骨架巖、粘結(jié)巖和障積巖（圖1）。生屑灘灰?guī)r是珠江組碳酸鹽巖儲層主要巖石類型之一，生物碎屑主要有藻屑、大有孔蟲、有孔蟲、腕足、腹足、厚殼蛤、介形蟲、棘皮等。巖性主要為骨屑藻屑灰?guī)r、有孔蟲藻屑灰?guī)r、藻屑有孔蟲灰?guī)r等生屑灰?guī)r （圖1）。生屑灰?guī)r藻屑、骨屑、有孔蟲大多破碎，反映沉積環(huán)境能量較高。生屑分選較好，粒間、粒內(nèi)溶孔發(fā)育，孔隙內(nèi)常充填灰泥或亮晶方解石。

圖1 東沙隆起珠江組碳酸鹽巖巖心

表1 東沙隆起珠江組碳酸鹽巖儲層儲集空間類型及特征

碳酸鹽巖的非均質(zhì)性、易溶性使其儲集空間演化復(fù)雜，孔隙類型多樣，橫向變化快，同一儲集層內(nèi)往往存在多種類型的孔隙 （圖1）。研究表明，東沙隆起珠江組碳酸鹽巖多處于淺埋藏階段，所經(jīng)歷的成巖作用較弱，儲集空間類型較為簡單，主要包括孔隙和裂縫?？紫斗譃樵紫逗痛紊紫?，裂縫分為構(gòu)造縫、溶蝕縫及壓溶縫 （表1）。在孔隙發(fā)育的基礎(chǔ)上，裂縫起到了很好的連通作用，縫洞體形成碳酸鹽巖儲層的連通網(wǎng)絡(luò)。

東沙隆起珠江組碳酸鹽巖儲層發(fā)育主要受高位體系域及其四級層序海退半旋回暴露、碳酸鹽臺地沉積體系及沉積相、（準(zhǔn)）同生期及表生期溶蝕作用控制。儲層平均孔隙度為6.7%～29.3%，最大值達(dá)38.8%，平均滲透率 （11.1～830）×10－3μm2，最大可達(dá)6210×10－3μm2（表2）。

表2 東沙隆起珠江組灰?guī)r物性統(tǒng)計表

3 碳酸鹽巖儲層預(yù)測技術(shù)

東沙隆起珠江組碳酸鹽巖儲層具有 “三低一高”的電性特征，即低電阻率、低伽馬、低密度、高時差。與縫洞儲集空間為主的碳酸鹽巖儲層呈現(xiàn)的團(tuán)塊狀、無規(guī)律的平面分布特征不同，該區(qū)碳酸鹽巖儲層具有明顯的成層性分布的特征，具有碎屑巖儲層的特點(diǎn)。因此在該區(qū)開展儲層預(yù)測研究的總體思路是：以該區(qū)已鉆井的油田的巖心、測井及錄井等資料為基礎(chǔ)，開展系統(tǒng)的層序地層［4］、沉積相及成巖作用分析，建立有利儲層的發(fā)育模式，確定儲層發(fā)育的有利區(qū)帶［5］，以該區(qū)碳酸鹽巖巖石地球物理及測井地球物理特征為基礎(chǔ)［6］，針對有利區(qū)帶，應(yīng)用國內(nèi)成熟的縫洞型碳酸鹽巖儲層預(yù)測技術(shù)與碎屑巖儲層地震反演技術(shù)等，開展了該區(qū)的儲層綜合研究。

3.1 基于波形分類的地震相分析技術(shù)

沉積相是控制碳酸鹽巖儲層原生孔隙發(fā)育的關(guān)鍵因素，生物礁相通常發(fā)育在高能環(huán)境，生物形成格架支撐生長，抵抗風(fēng)浪沖擊，沉積物顆粒在強(qiáng)水流中受到不同程度的磨蝕作用，灰泥及細(xì)顆粒大部分不能保留，易形成灰泥基質(zhì)少、具骨架或藻粘結(jié)結(jié)構(gòu)的礁灰?guī)r，為孔隙發(fā)育及后期改造創(chuàng)造良好條件。通過對地震波波形變化的分析，可以找出地震波波形變化的總體規(guī)律，認(rèn)識沉積相和巖相的變化規(guī)律，從而能較好地識別出碳酸鹽巖的礁灘儲層發(fā)育帶。如圖2所示，研究區(qū)主要發(fā)育碳酸鹽巖前緣斜坡相、臺緣礁灘相、臺坪相，臺緣礁灘為有利儲層發(fā)育區(qū)。

圖2 碳酸鹽巖波形分析

3.2 裂縫檢測技術(shù)

研究區(qū)斷層較發(fā)育，在研究過程中綜合運(yùn)用了一系列的技術(shù)來識別小斷層，包括高斯相干數(shù)據(jù)切片、小波尺度積的邊緣檢測、時頻空域分析、曲率分析等，其中曲率分析效果最好。研究結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)主要發(fā)育NE－SW向、NWW－SEE向和張扭性斷層，由早期NW－SE向拉張作用、晚期東沙運(yùn)動，及晚期沿盆地長軸方向，東北和西南兩端作順時針扭轉(zhuǎn)作用形成。研究區(qū)東部斷層比較發(fā)育，地震相分析表明該區(qū)為碳酸鹽臺坪相，處于孔隙不太發(fā)育的相帶，實鉆結(jié)果顯示該區(qū)發(fā)育4套優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲層，孔隙度15%～25%，分析認(rèn)為該區(qū)儲層主要受斷層影響，可能發(fā)育裂縫性儲層 （圖3）。

3.3 基于AVO處理技術(shù)的疊前、疊后聯(lián)合反演

疊前、疊后聯(lián)合反演是由兩部分組成，即疊前AVO處理和疊后波阻抗反演。疊前AVO處理可以獲得真正意義上的垂直入射反射波地震記錄，即P屬性剖面，筆者使用的AVO處理方法是基于Aki－Richards近似方程，采用兩參數(shù)擬合方式得到P屬性和G屬性剖面，具體的AVO處理技術(shù)見相關(guān)文獻(xiàn)。疊后波阻抗反演是對AVO處理所獲得的P屬性剖面進(jìn)行反演，以獲得縱波阻抗數(shù)據(jù)，它以模型為基礎(chǔ)，避免了直接對地震資料進(jìn)行反演，而是通過測井資料豐富的高頻信息和完整的低頻成分，采用非線性方法直接反演波阻抗。在反演處理中，通過合成地震記錄標(biāo)定及平均子波提取，將沉積環(huán)境分析、斷層解釋、層位追蹤和地層單元接觸類型研究成果合理納入模型中，最終獲得集地震、地質(zhì)及測井信息為一體，含有豐富高低頻信息和寬帶的初始波阻抗模型；確定合理的反演參數(shù)后，進(jìn)行全區(qū)反演處理。聯(lián)合反演剖面 （圖4）與疊后反演剖面比，分辨率、信噪比都較高，儲層的空間展布更合理，與實鉆井的符合程度也較高，為碳酸鹽巖儲層物性描述提供了更可靠的依據(jù)。

圖3 碳酸鹽巖頂最大正曲率

圖4 碳酸鹽巖疊前、疊后聯(lián)合反演波阻抗剖面

3.4 地震屬性技術(shù)

地震屬性指的是那些由疊前和疊后地震數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)學(xué)變化而導(dǎo)出的有關(guān)地震波的幾何形態(tài)、運(yùn)動學(xué)特征、動力學(xué)特征和統(tǒng)計學(xué)特征，如：振幅、頻率、衰減等，它是地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖性和所含流體性質(zhì)等多種因素的綜合反映。碳酸鹽巖儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)，地震屬性變化很復(fù)雜，增加了儲層預(yù)測的難度，在實際應(yīng)用中必須結(jié)合地質(zhì)、構(gòu)造、儲層、巖性等地質(zhì)因素進(jìn)行綜合分析，才能提高儲層預(yù)測精度。針對研究區(qū)，進(jìn)行了多種地震屬性的提取，發(fā)現(xiàn)均方根振幅、波形及弧長等地震屬性與儲層發(fā)育情況分布情況相符合，并與沉積相分析得出的認(rèn)識一致 （圖5）。

3.5 儲層綜合預(yù)測

地球物理參數(shù)是儲層的某種反映，各地球物理方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，會給勘探帶來較大風(fēng)險。所以，針對碳酸鹽巖儲層的上述特點(diǎn)，在碳酸鹽巖儲層預(yù)測中要以地質(zhì)、測井為基礎(chǔ)，將每種預(yù)測成果結(jié)合地質(zhì)、構(gòu)造、巖性等因素作綜合評價。基于波形分類的地震相分析技術(shù)能從區(qū)域上明確碳酸鹽巖的沉積格架及沉積相展布特征，掌握碳酸鹽巖儲層的整體發(fā)育規(guī)律，進(jìn)而指導(dǎo)其他預(yù)測方法；裂縫檢測技術(shù)能較好地分析出研究區(qū)裂縫展布特點(diǎn)，進(jìn)行碳酸鹽巖裂縫性儲層的預(yù)測；疊前、疊后聯(lián)合反演技術(shù)是地震儲層預(yù)測的核心技術(shù)，能夠較綜合利用疊前疊后地震資料的信息，可以得到準(zhǔn)確的儲層預(yù)測結(jié)果；應(yīng)用地震屬性進(jìn)行儲層預(yù)測具有復(fù)雜性和多解性，其關(guān)鍵在于評價地震屬性的有效性及地質(zhì)意義。最后分析評價每一種方法預(yù)測的結(jié)果，確定權(quán)系數(shù)，進(jìn)行加權(quán)綜合預(yù)測，減少各預(yù)測結(jié)果的多解性，提高預(yù)測精度，該項研究主要采用了主成分分析法進(jìn)行多屬性參數(shù)的綜合分析。在綜合應(yīng)用多種地震方法的預(yù)測結(jié)果基礎(chǔ)上，得到了研究區(qū)的碳酸鹽巖儲層綜合預(yù)測圖 （圖6），儲層預(yù)測結(jié)果表明研究區(qū)珠江組沉積期古地貌差異明顯，呈西北低東南高的特征，從西向東發(fā)育陸棚相、臺緣斜坡相、臺地邊緣礁灘相及瀉湖相，其中臺地邊緣礁灘相帶為有利的儲層發(fā)育區(qū)，礁灘儲層呈北東－南西向成排成帶展布，地震剖面上以低頻強(qiáng)振幅為響應(yīng)特征，波阻抗反演剖面上低阻抗異常明顯，儲層極為發(fā)育。在東部的瀉湖相部分區(qū)域斷層發(fā)育，波阻抗反演剖面上斷層發(fā)育區(qū)低阻抗異常明顯，可能發(fā)育裂縫性儲層，該區(qū)具有明顯的構(gòu)造背景，是油氣運(yùn)移的指向區(qū)，勘探的潛力較大。

圖5 碳酸鹽巖均方根振幅平面圖

圖6 碳酸鹽巖儲層綜合預(yù)測圖

4 結(jié) 語

研究區(qū)珠江組碳酸鹽巖處于淺埋藏階段，成巖作用較弱，筆者較全面地總結(jié)出其儲層發(fā)育特征；在對研究區(qū)碳酸鹽巖儲層及巖石地球物理特征分析的基礎(chǔ)上，提出了基于波形分類的地震相分析，裂縫檢測，疊前、疊后聯(lián)合反演及地震屬性技術(shù)的綜合儲層預(yù)測方法，提高儲層預(yù)測精度，取得了較好的應(yīng)用效果。

碳酸鹽巖基質(zhì)孔隙型儲層的預(yù)測和評價還存在較大困難，特別是較薄儲層以及無井、少井約束區(qū)儲層難度更大，誤差也更大，當(dāng)然隨著認(rèn)識及研究工作的深入、隨著更高品質(zhì)地震資料的采集與使用、隨著更多新的地球物理儲層預(yù)測方法的綜合應(yīng)用，儲層預(yù)測的精度會得到進(jìn)一步提高。

［1］李宗杰，王勤聰.塔北超深層碳酸鹽巖儲層預(yù)測方法和技術(shù) ［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2002，23（1）：35～40.

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Carbonate Reservoir Characteristics and Its Prediction of Dongsha Massif

ZENG Yi，WANG Rui－liang，LIU Jun，YUAN Li－zhong，ZHOU Xiao－kan，LIU Zheng（Author's Address：Shenzhen Branch，CNOOC，Guangzhou510240，Guangdong，China）

In allusion to the characteristics of shallow burial，weak diagenesis，matrix pores of Zhujiang Formation carbonate reservoir in Dongsha Massif，mature geophysical reservoir prediction technologies were used and repeated tests were used to establish integral prediction methods of carbonate matrix pores reservoirs.The result indicates that the method could be used to improve the accuracy of reservoir prediction and better effect is obtained.

Dongsha Massif；carbonate rock；reservoir characteristics；reservoir prediction；seismic attribute；comprehensive evaluation

P631.44

A

1000－9752（2011）06－0069－05

2010－12－20

國家科技重大專項 （2008ZX05025－003）。

曾驛 （1975－），男，1998年大學(xué)畢業(yè)，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事油氣勘探方面的研究工作。

［編輯］ 龍 舟