王長(zhǎng)城，趙家琳

(1.成都理工大學(xué)，四川 成都 610059;2.油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 成都理工大學(xué)，四川 成都 610059)

引 言

在美國(guó)和加拿大等石油強(qiáng)國(guó)增長(zhǎng)最快的供氣源是非常規(guī)天然氣(致密砂巖氣、頁(yè)巖氣、煤層氣)，其中致密砂巖氣的勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)最為成熟，而且取得了巨大的成效。自1990年以來(lái)，美國(guó)致密砂巖氣產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，2008年產(chǎn)量達(dá)到了1 757×108m3，占美國(guó)天然氣總產(chǎn)量的30.2%，在非常規(guī)氣中占到了近63%。早在1997年，Rogner對(duì)中國(guó)的致密砂巖氣進(jìn)行了評(píng)估，約為11×1012～14×1012m3［1］。近年來(lái)，隨著石油天然氣的不斷勘探和開(kāi)發(fā)，致密砂巖油氣藏在尋找油氣過(guò)程中的地位也顯得愈發(fā)重要。國(guó)內(nèi)外針對(duì)致密砂巖的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的重要技術(shù)手段是地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，研究方法包括疊前反演、疊前地震信息識(shí)別、疊后地震綜合預(yù)測(cè)及屬性分析等。這些方法在致密砂巖巖性分布研究和致密砂巖油氣藏類(lèi)型研究上取得了一定的成果，是目前研究致密砂巖油氣藏的重要手段，但是對(duì)有效儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)仍存在諸多難點(diǎn)。

1 研究區(qū)概況

河包場(chǎng)研究區(qū)位于川東南中隆高陡構(gòu)造區(qū)與川中古隆平緩構(gòu)造區(qū)的川中—川南過(guò)渡帶，具有區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定、沉積蓋層受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用弱及斷裂不發(fā)育等特點(diǎn)［2］。大體走向由西南向北東呈緩褶單斜，構(gòu)造發(fā)育完整，平緩，無(wú)大背斜圈閉。東部為川東古斜中隆高陡斷褶帶，南西與界市場(chǎng)構(gòu)造相鄰，南接螺觀(guān)山構(gòu)造，北為大足—安岳向斜，東為西山構(gòu)造［3］。須家河組主要發(fā)育逆斷層，在工區(qū)的東北部表現(xiàn)為緩坡形態(tài)，在工區(qū)的東南部因受川東南中隆高陡構(gòu)造的影響，南部斷層發(fā)育，地腹斷層多為傾軸逆斷層分布在鼻褶的翼部。斷層總體表現(xiàn)為縱向上斷穿、斷距小、層位少、平面延伸長(zhǎng)度不長(zhǎng)。Ⅰ區(qū)內(nèi)須家河組為三角洲—湖泊相沉積環(huán)境，儲(chǔ)層以河口壩砂體、分流河道為主，地層為一套砂、泥巖互層，巖石類(lèi)型以細(xì)粒、中粒長(zhǎng)石石英砂巖和中粒、粗粒石英砂巖及少量巖屑石英砂巖為主［4－8］。

2 儲(chǔ)層對(duì)比

四川盆地上三疊統(tǒng)至古近系總厚度達(dá)8 km，98%以上是碎屑巖，碳酸鹽巖和硫酸鹽巖不足2%，須家河組二段(以下簡(jiǎn)稱(chēng)須二段)為主要產(chǎn)氣層之一。對(duì)河包場(chǎng)區(qū)塊須家河組二段儲(chǔ)層分別進(jìn)行了東—西向、北東—南西向連井對(duì)比。結(jié)果表明:河包場(chǎng)地區(qū)須二段儲(chǔ)層多發(fā)育在上部，單層厚度大，有效儲(chǔ)層在10～40 m之間，平均為15.7 m，儲(chǔ)層有效孔隙度最大為13.5%，最小為7.9%，平均孔隙度高達(dá)9.75%，連通性相對(duì)較好，儲(chǔ)層厚度相對(duì)較大，孔隙性相對(duì)好。根據(jù)前人對(duì)研究區(qū)3366個(gè)砂巖樣品分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，砂巖具低孔、特低滲物性特點(diǎn)，且儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)。

3 儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征

3.1 Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層地震響應(yīng)及儲(chǔ)層替換實(shí)驗(yàn)

川中—川南過(guò)渡帶的須家河組整體為一套砂泥巖互層，須一段、須三段以泥巖為主夾砂巖，須二段、須四段以砂巖為主夾泥巖，須家河組大套砂巖中的高孔段即為儲(chǔ)層。由圖1可知，M井在須二段頂部40 m左右有油氣顯示。經(jīng)試油證實(shí)，在1 756～1 768 m段產(chǎn)氣6.38×104m3/d。從測(cè)井響應(yīng)特征來(lái)看，該段聲波時(shí)差曲線(xiàn)表現(xiàn)為明顯的跳躍波動(dòng)，測(cè)井解釋分為三層，上部和下部時(shí)差增大明顯，均值分別為244.55、255.58 μs/m，自然伽馬在須一段、須三段呈鋸齒狀，須二段表現(xiàn)為低值箱型，明顯低于上下砂泥巖層，均值為38.836 API。在M井的過(guò)井剖面上可以清晰地看到，同相軸出現(xiàn)了明顯的下拉現(xiàn)象，并具有振幅強(qiáng)、頻率低的特點(diǎn)(圖2)。

圖1 M井測(cè)井響應(yīng)特征

圖2 過(guò)M井地震剖面

圖3 M井儲(chǔ)層替換實(shí)驗(yàn)

為了進(jìn)一步研究?jī)?chǔ)層剖面特征，以井旁測(cè)井響應(yīng)為依據(jù)，采用儲(chǔ)層替換的手段來(lái)分析須二段儲(chǔ)層地震反射的形成機(jī)制。圖3a為M井原始合成記錄，顯示儲(chǔ)層具有底部振幅強(qiáng)，內(nèi)部頻率低近空白反射的特征，在須二段上部發(fā)育2套厚儲(chǔ)層，累計(jì)厚度達(dá)33.75 m，平均孔隙度13.7%。圖3b為將儲(chǔ)層替換成孔隙度為8%后的合成記錄，顯示2個(gè)波峰反射，視頻率增大，儲(chǔ)層底部振幅減弱，在過(guò)井剖面上波峰與剖面右邊儲(chǔ)層不發(fā)育區(qū)相似。儲(chǔ)層替換結(jié)果表明，在含氣儲(chǔ)層發(fā)育的情況下，須二段會(huì)出現(xiàn)底部中強(qiáng)振幅，內(nèi)部頻率低的特征。

須二段儲(chǔ)層呈低速特征，與下部致密砂巖形成較強(qiáng)波阻抗差，所以在底部形成強(qiáng)反射，將儲(chǔ)層替換為孔隙度為8%的非儲(chǔ)層后，速度增大，與下部致密砂巖阻抗差變小，根據(jù)褶積模型及合成記錄的形成原理，其底部振幅會(huì)減弱。

3.2 Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層地震響應(yīng)及儲(chǔ)層替換實(shí)驗(yàn)

由圖4可知，N井在須二段頂部20 m左右有油氣顯示，經(jīng)試油證實(shí)，在1 770～1 790 m段產(chǎn)氣3.65×104m3/d。從測(cè)井響應(yīng)特征來(lái)看，儲(chǔ)層段聲波時(shí)差增大明顯，均值為231.92 μs/m，須二段自然伽馬值低于須一段、須三段，均值為 90.835 API。N井的過(guò)井剖面表現(xiàn)為視頻率高，內(nèi)部同相軸較連續(xù)，呈平行或亞平行結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)層發(fā)育部位振幅增強(qiáng)。

圖4 N測(cè)井響應(yīng)特征

同樣以?xún)?chǔ)層測(cè)井響應(yīng)分析為依據(jù)，利用儲(chǔ)層替換與正演模型的方法來(lái)共同分析。N井儲(chǔ)層替換實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)顯示，須二段上部低速儲(chǔ)層發(fā)育，與下部高速泥巖速度差大，振幅較強(qiáng);將儲(chǔ)層孔隙度替換為8%的儲(chǔ)層后，速度增大，儲(chǔ)層與泥巖速度差減小，波峰反射還是存在，但振幅明顯減弱。由此推論:儲(chǔ)層是否發(fā)育就是導(dǎo)致須二段中部連續(xù)同相軸強(qiáng)—弱變振幅的原因。

4 儲(chǔ)層平面分布特征

根據(jù)建立的Ⅰ、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層地震響應(yīng)模式，對(duì)整個(gè)三維區(qū)進(jìn)行5×5測(cè)線(xiàn)的追蹤解釋?zhuān)坍?huà)了Ⅰ、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層的平面分布范圍，并將其與須二頂面構(gòu)造圖疊合。須二段頂面構(gòu)造形態(tài)由工區(qū)西南角往北東方向傾伏，在B16井附近軸線(xiàn)變?yōu)楸北睎|向，北東側(cè)為構(gòu)造埋深最大區(qū)域，深度大于1 600 m，沿南西方向逐漸抬升，構(gòu)造起伏達(dá)到360 m，大斷層不發(fā)育。I類(lèi)儲(chǔ)層主要發(fā)育在構(gòu)造高點(diǎn)周緣的斜坡部位，Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層主要分布在較低的構(gòu)造斜坡部位(圖5)。

5 結(jié)論

(1)須二段儲(chǔ)層孔隙性、連通性較好，儲(chǔ)層單層厚度較大，可以形成連片的孔隙型儲(chǔ)層，主要儲(chǔ)層發(fā)育在上部。

(2)須二段儲(chǔ)層有2種典型的地震響應(yīng)特征。一類(lèi)為低頻率、強(qiáng)振幅、同相軸下拉的特征;另一類(lèi)為視頻率高、平行—亞平行反射，須二上段內(nèi)部為連續(xù)反射中振幅相對(duì)較強(qiáng)特征。

(3)Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層主要發(fā)育在構(gòu)造高點(diǎn)周緣的斜坡部位，Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層主要分布在較低的構(gòu)造斜坡部位。該研究結(jié)果對(duì)河包場(chǎng)地區(qū)須二段致密砂巖的進(jìn)一步勘探開(kāi)發(fā)有一定的參考價(jià)值。

圖5 河包場(chǎng)須二段有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)示意圖

［1］牛寶榮，陳慧，李潤(rùn)梅，等.致密砂巖氣藏特征及關(guān)鍵技術(shù)展望［J］.吐哈油氣，2010，15(2):300－307.

［2］李建忠，郭彬程，鄭民，等.中國(guó)致密砂巖氣主要類(lèi)型、地質(zhì)特征與資源潛力［J］.天然氣地球科學(xué)，2012，23(4):607－615.

［3］姚建軍，鄭浚茂，寧寧.四川盆地高石梯—磨溪構(gòu)造帶震旦系含油氣系統(tǒng)研究［J］.天然氣地球科學(xué)，2002，13(5):74－79.

［4］張曉東，譚秀成，陳景山.川中—川南過(guò)渡帶嘉二段儲(chǔ)集性及儲(chǔ)層控制因素研究［J］.天然氣地球科學(xué)，2005，16(3):338 －342.

［5］曾富英，金惠，楊威，等.川中—川南地區(qū)須家河組有利儲(chǔ)集砂體地震識(shí)別及其分布預(yù)測(cè)［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2011，18(1):30 －33.

［6］林良彪，陳洪德，姜平，等.川西前陸盆地須家河組沉積相及巖相古地理演化［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，33(4):376 －383.

［7］鄭榮才，葉泰然，翟文亮，等.川西坳陷上三疊統(tǒng)須家河組砂體分布預(yù)測(cè)［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2008，29(3):405－417.

［8］單俊峰，劉興周，李理.古近系致密砂巖“優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層”預(yù)測(cè)方法初探［J］.特種油氣藏，2012，19(5):11－14.