李宗杰

(1.北京大學(xué)，北京 100871;2.中石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830011)

引 言

三道橋工區(qū)位于塔里木盆地塔東北庫車坳陷和沙雅隆起的結(jié)合部位。沙雅隆起經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運(yùn)動，其中加里東期低緩隆升，海西晚期強(qiáng)烈隆升剝蝕并伴隨斷裂及火山活動，印支期局部的隆起剝蝕造成了沙雅隆起及其南北兩翼地層保留程度差異明顯，導(dǎo)致了三道橋白堊系地層的構(gòu)造特征及儲層特征相對比較復(fù)雜。白堊系主要以辮狀河三角洲沉積為主，儲層薄，地震分辨率低，增加了該區(qū)儲層預(yù)測研究的難度。針對薄儲層的研究，國內(nèi)外學(xué)者在這方面做了大量的研究［1－4］。為了準(zhǔn)確了解該區(qū)白堊系儲層特征的變化，特別是含油氣儲層在地震剖面上的響應(yīng)特征，開展了正演模擬研究，目的是明確地震響應(yīng)特征與地下實(shí)際模型之間的關(guān)系。

1 白堊系儲層特征

三道橋工區(qū)白堊系儲層發(fā)育，白堊系巴西蓋組上部泥巖、下統(tǒng)舒善河組泥巖為本區(qū)白堊系儲層的良好蓋層，其與巴西蓋組、舒善河組內(nèi)部砂巖形成了良好的儲蓋組合。根據(jù)S53、QG1、QM1井等鉆井資料揭示，三道橋工區(qū)儲集巖主要分布在蘇維依組、古近系庫姆格列木群底砂巖段、白堊系下統(tǒng)、寒武系和震旦系。本次研究的重點(diǎn)是白堊系下統(tǒng)砂巖儲集巖，主要有白堊系下統(tǒng)巴什基奇克組砂巖、巴西蓋組砂巖和舒善河組的砂巖儲層。

1.1 巴什基奇克組儲層特征

巴什基奇克組砂巖的巖性以細(xì)粒巖屑長石砂巖為主，前期分析評價(jià)為中等—較好儲集層;S53井巴什基奇克組砂巖的巖性以細(xì)粒砂巖為主，其次為中砂巖，巖性疏松，單砂巖厚度較厚，測井解釋的有效孔隙度為15% ～22%，滲透率為100×10－3μm2。齊滿1井揭示巴什基奇克組儲層巖性以粉砂巖為主，局部夾泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)粒砂巖，底部為厚層細(xì)粒砂巖、中砂巖，縱向上可分為上下2個(gè)儲集層段。

1.2 巴西蓋組儲層特征

巴西蓋組儲層比較發(fā)育，從鉆井資料分析該組分上下2段，上段主要為泥巖，下段主要為砂巖。在鉆井取心井段巖性以巖屑砂巖為主，錄井發(fā)現(xiàn)1層油跡，測井解釋5592.5～5600.0 m為油氣層，綜合評價(jià)為中等—較好儲集層;S53井的白堊系巴西蓋組儲層巖性以細(xì)粒砂巖為主，次為粉砂巖和中砂巖，單層厚度最大為8 m，最小為1 m，一般厚2～4 m，成分由長石、石英、巖屑組成，分選中等，次棱角狀—次圓狀，雜基為泥質(zhì)，膠結(jié)物為灰質(zhì)，呈孔隙式膠結(jié)，巖石結(jié)構(gòu)較致密，測井解釋的有效孔隙度為4% ～10%，滲透率為0.3×10－3～5.0×10－3μm2。

1.3 舒善河組儲層特征

舒善河組砂巖儲層主要分布在上部，鉆井取心的井段解釋的巖性以長石巖屑砂巖為主，測井解釋5618～5623 m為干層，綜合評價(jià)為中等—差儲層;S53井揭示舒善河組巖性以大套泥巖夾粉砂巖、砂巖沉積為主，巖性整體偏細(xì)，下部砂巖相對發(fā)育，巖性以細(xì)粒長石石英砂巖為主，成分成熟度高，結(jié)構(gòu)成熟度中等，分選好—中等。S53井舒善河組5563.11～5565.35 m取樣3個(gè)，實(shí)測物性，孔隙度為5.0% ～6.7%，滲透率為0.17×10－3～0.20×10－3μm2。

2 儲層模型設(shè)計(jì)

2.1 模型設(shè)計(jì)目的

利用正演模型研究薄砂巖儲層的地震響應(yīng)特征，在很多文獻(xiàn)中已經(jīng)有過分析研究［5－11］。從上述白堊系儲層的分析可知，該區(qū)的儲層特征是儲層厚度薄，孔隙度、滲透率較低，對于這種厚度薄又低孔、低滲的儲層，在地震剖面上很難識別。儲層在地震剖面上的響應(yīng)特征，儲層參數(shù)的變化會給儲層的振幅響應(yīng)的影響，是本次研究需解決的問題。正演模擬是研究不同地質(zhì)條件下構(gòu)造、物性和巖性等與地震波響應(yīng)特征之間關(guān)系的一門技術(shù)，可以有效識別地下真實(shí)地質(zhì)模型與地震影響之間的變化規(guī)律以及驗(yàn)證反演的正確性，確定反演方法的應(yīng)用條件和應(yīng)用范圍，并借此分析儲層，特別是薄儲層的地震響應(yīng)特征［12－14］。

2.2 實(shí)際模型設(shè)計(jì)及分析

圖1 過QG4－S53井的原始地震剖面

圖2 實(shí)際地質(zhì)模型

圖3 數(shù)值模擬正演響應(yīng)剖面

根據(jù)三道橋地區(qū)儲層特征，設(shè)計(jì)了過QG4－S53井地震模型，根據(jù)鉆井資料和錄井資料解釋的砂巖儲層厚度最小為3 m，最大為28 m，共設(shè)計(jì)了8套砂巖儲層，分布在不同層系中，地層和儲層的各種參數(shù)根據(jù)實(shí)際井資料獲得，模型對應(yīng)的地震剖面如圖1(間距為25 m)。圖2為根據(jù)圖1中的地震剖面，參照鉆井揭示地層厚度以及8套砂體的速度、密度等參數(shù)設(shè)計(jì)的地質(zhì)模型。圖3為數(shù)值模擬得到的地震記錄響應(yīng)剖面。從模擬得到的正演剖面(圖3)上可以看出，多數(shù)儲層在正演記錄上可以清楚地識別出界面的響應(yīng)特征，且斷裂也能在剖面上有較好的反應(yīng)。但是已知的儲層并不是全部都能在地震響應(yīng)剖面上可識別，特別是那些比較薄的儲層，在地震響應(yīng)剖面上幾乎看不到異常反應(yīng)。在圖3中圈出來的是儲層含油氣層段在地震響應(yīng)剖面上的特征。為了認(rèn)清儲層含油氣之后的地震響應(yīng)特征的變化，對照綜合測井、錄井等資料設(shè)計(jì)了實(shí)際地質(zhì)模型，并對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取瞬時(shí)振幅屬性剖面如圖4。從振幅響應(yīng)剖面圖上可以看出，儲層相對較厚的，響應(yīng)特征明顯，特別是在儲層含油之后振幅值會明顯增強(qiáng)。從振幅屬性剖面上可以看到，在舒善河組下段反射的能量較強(qiáng)，這與地層的巖性變化有密切關(guān)系。

圖4 模型響應(yīng)的振幅屬性剖面

圖5是過QG1、QG101、QG102井的地震剖面，圖6是對應(yīng)該連井剖面設(shè)計(jì)的地質(zhì)模型，定義的觀測系統(tǒng)參數(shù)為:炮點(diǎn)數(shù)為170，炮檢距為10 m，檢波點(diǎn)數(shù)為171，檢波點(diǎn)間距為10 m，采樣率為4 ms，激發(fā)方式為垂直激發(fā)、垂直接收，子波選擇雷克子波，子波主頻為35 Hz，正演模擬。

圖5 過井原始地震剖面

圖6 無油氣層的地質(zhì)模型2

圖7為正演模型結(jié)果，從正演響應(yīng)剖面上可以看出，主要目的層響應(yīng)特征清楚，斷層錯(cuò)段明顯易辨認(rèn)。圖8、圖9分別為對應(yīng)的振幅和頻率屬性剖面。從頻率屬性剖面上可以看出，巴西蓋組上、下2段能很好地區(qū)分，上段頻率較低下段頻率相對較高。通過對比2組模型正演的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)儲層含油、氣之后振幅響應(yīng)特征變化較為明顯，因此可以利用振幅屬性來預(yù)測儲層的含油氣性，儲層含油、氣之后會造成反射特征異常;而頻率屬性剖面可以較好地區(qū)分薄儲層，這對利用頻率信息來研究這類儲層提供了充分的依據(jù)。

圖7 模型地震剖面響應(yīng)特征

圖8 模型振幅屬性剖面

圖9 模型地震頻率屬性剖面

圖2中設(shè)計(jì)的8個(gè)含油氣儲層，從正演的結(jié)果可以看出，受地震分辨率的影響并不是每個(gè)油氣儲層都能識別出來，其中含油氣儲層的厚度是重要的影響因素。圖10統(tǒng)計(jì)了儲層厚度與振幅的關(guān)系，從圖10可以看出，地層的厚度增加，儲層的振幅相對來說增強(qiáng)，當(dāng)儲層含油、氣之后對振幅值影響較為明顯。

圖10 儲層厚度與振幅關(guān)系

3 結(jié)論

(1)正演模擬是研究地下儲層地震響應(yīng)的一種方法，通過正演模擬分析，可以利用其振幅屬性來定性預(yù)測儲層的厚度及含油氣性變化。

(2)從正演模擬獲得的頻率屬性剖面中可以看出，巴西蓋組地層上、下分段清晰，因此利用分頻技術(shù)可以對薄儲層識別提供較好的參考依據(jù)。

(3)從正演模擬獲得的儲層的振幅屬性可以看出，在地震響應(yīng)剖面上能夠被識別出來的儲層，與其厚度密切相關(guān)，由此可知，儲層的厚度及含油氣性是影響薄儲層識別的重要因素。

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