王景春　竇立榮*　徐建國　魏小東　王中凡　陳洪芝

(①中國石油國際勘探開發(fā)有限公司，北京 100034； ②中國石油東方地球物理公司研究院油藏評價所，河北涿州 072751； ③中國石油華北油田分公司勘探開發(fā)研究院，河北任丘 062552)

1　概況

邦戈盆地位于乍得西南部，構造上屬于中非剪切帶中段北側，是在中非剪切帶內(nèi)發(fā)育的中—新生代陸內(nèi)裂谷盆地[1](圖1)，盆地呈 NWW向，長約280km，寬40～80km，面積約為1.8×104km2。盆地在早白堊世經(jīng)歷了強烈的斷陷，具有典型的被動裂谷特征，晚白堊世強烈抬升反轉，古近紀統(tǒng)一成盆[2-4]。

邦戈盆地基底巖性主要為前寒武系的花崗巖、花崗片麻巖和石英巖，基底之上沉積了厚達上萬米的中—新生界陸相碎屑巖地層(圖2)，白堊系深湖相泥巖為基巖潛山提供了豐富的油源和良好的蓋層[5]。

邦戈盆地基巖潛山構造帶分布在盆地的北部斜坡區(qū)，潛山的形成主要受構造背景和斷裂活動的共同影響，潛山巖性以花崗巖為主。潛山油藏為“新生古儲”型，下白堊統(tǒng)P、M組地層為潛山提供了充足的油源，也是潛山油藏良好的區(qū)域性蓋層。五個潛山帶油藏解剖分析表明，儲集空間主要包括風化作用形成的孔隙和構造活動形成的裂縫兩類[6-8]。在不同的構造帶或不同構造部位，受潛山地質成因等多因素控制，儲層發(fā)育序列、平面展布差異巨大，以風化淋濾帶和溶蝕裂縫帶為主的優(yōu)勢儲層控制了油藏豐度[9-12]。因此，如何優(yōu)選、研發(fā)針對性儲層預測技術方案，完成基巖潛山儲層精細預測是該區(qū)油藏勘探、儲量評價和開發(fā)方案的編制的重要研究內(nèi)容之一。

圖1　邦戈盆地區(qū)域構造位置圖[1]

圖2　邦戈盆地地層綜合柱狀圖

中國石油天然氣集團公司在2007年1月接管邦戈盆地油氣勘探后，加大了三維地震勘探技術攻關力度，地震資料品質不斷提高，提升了該區(qū)地質認識、實現(xiàn)了勘探突破，發(fā)現(xiàn)了基巖潛山油藏勘探目標。為了滿足基巖潛山勘探需求，2013年進一步開展了“兩寬一高(寬方位、寬頻帶、高密度)”三維地震資料采集處理一體化技術攻關，地震資料的信噪比、成像精度得到了大幅度提高，為花崗巖潛山復雜儲層表征提供了良好的基礎資料[13]。本文充分利用“兩寬一高”地震資料，探索總結了花崗巖潛山的儲層表征技術，為邦戈盆地花崗巖潛山油藏的高效勘探開發(fā)提供可靠依據(jù)。

2　花崗巖潛山儲層表征技術

2.1　儲層表征技術流程

區(qū)別于沉積巖儲層，花崗巖儲層成層性不高、儲層界面不明顯、平面分布不穩(wěn)定，儲層形成控制因素包括花崗巖礦物組構、埋藏深度、構造運動改造期次和強度、古氣候和古地貌等諸多因素，儲層表征技術也有別于沉積巖儲層表征技術。參考花崗巖地貌研究成果，綜合巖心描述、鑄體薄片、成像測井(FMI)和測井資料，將基巖花崗巖潛山儲層分為孔隙型和裂縫型兩大類，結合“兩寬一高”地震資料的低頻信息豐富、360°全方位觀測和信噪比高等特點，探索并總結出了針對花崗巖潛山復雜儲層表征的技術流程(圖3)。

圖3　花崗巖潛山儲層表征技術流程

2.2　儲層表征

2.2.1基于地質成因儲層分類研究

邦戈盆地是在古老非洲地盾上形成的中新生代裂谷盆地，基底花崗巖體規(guī)模巨大、頂面寬緩；儲層在形成的過程中受巖石礦物組成、巖石組構、古氣候、構造運動等因素的影響[14]，潛山儲層具有似層狀的特征。本文綜合儲層的儲集空間組合特征、儲層類型及其巖石物理特征、儲層地震響應特征，將潛山儲層垂向劃分為4類儲層發(fā)育帶:風化淋濾帶、縫洞發(fā)育帶、半充填裂縫發(fā)育帶和致密帶(圖4、圖5)，以便根據(jù)儲層地震地質特征，構建針對性的預測方法。

(1)風化淋濾帶。風化淋濾帶發(fā)育孔隙型儲層，分布在相對平緩的潛山頂部的不整合面之下，厚度變化較大，是潛山優(yōu)勢儲層，孔隙度在8%以上，最高可達30%，具有很好的儲集性能，巖石結構非均質性強，總體破碎，井眼擴徑明顯，漏失嚴重，在測井曲線上，該帶的聲波時差一般為65～85μs/ft，曲線密集跳躍，幅值變化大，高、低值呈不等厚互層，密度總體小于2.5g/cm3，深側向電阻率介于100～1000Ω·m。在成像測井(FMI)圖上表現(xiàn)為總體色調暗、有麻點感，裂縫開度為0.1～6.0mm。從地震剖面上看，該類儲層與上覆的沉積層之間有明顯的反射界面，內(nèi)部以連續(xù)性好的強振幅反射特征為主，成層性較好，地層縱波速度為3600～4700m/s(圖4、圖5)。

(2)溶蝕縫洞發(fā)育帶?？p洞發(fā)育帶主要受古氣候和構造運動的影響，與上覆的風化淋濾帶之間沒有明顯界面，受大斷層的控制，裂縫發(fā)育帶沿大斷層分布。裂縫發(fā)育帶地震響應以較連續(xù)的低頻中強振幅反射為主，地層層速度為4700～6100m/s。主要發(fā)育構造裂縫，沿裂縫溶蝕孔洞發(fā)育，在斷層切割的部位裂縫更加發(fā)育，發(fā)育斷層角礫巖。在FMI圖上表現(xiàn)為暗色條帶縱橫分布，反映網(wǎng)狀縫和高角度縫發(fā)育，局部有麻點感，裂縫開度為0.1～4mm。在測井曲線上，該帶的聲波時差一般為50～65μs/ft，曲線跳躍，存在低阻、低密度的對應關系，密度和電阻率都呈同方向脈沖狀異常，密度主體為2.55～2.65g/cm3；深側向電阻率為1000～6000Ω·m，總孔隙度在3%以上，裂縫孔隙度為0.03%～0.3%，具有較好的儲集性能。Baobab C-2井縫洞發(fā)育帶位于634～1358m(圖4、圖5)。

(3)半充填裂縫發(fā)育帶。半充填裂縫發(fā)育帶巖石結構完整，裂縫偶有發(fā)育，以高角度縫為主。該帶與上覆的縫洞發(fā)育帶之間呈過渡關系，界面不明顯，內(nèi)部以低頻蠕蟲狀～變振幅反射特征為主，地層層速度約為6000m/s，向下過渡為致密巖石。由FMI圖可見裂縫樣發(fā)育，鈣質和硅質充填裂縫呈相對亮色，泥質充填縫呈暗色。測井曲線上，聲波時差約為50μs/ft，曲線整體平直，偶見脈沖狀異常，密度和電阻率呈相向脈沖狀異常，即低密度脈沖對應高阻脈沖，密度整體大于2.60g/cm3，電阻率在3000～60000Ω·m范圍內(nèi)跳躍。裂縫密度為0～3條/m，裂縫開度為0.01～0.5mm，裂縫孔隙度為0～0.03%。測井解釋的總孔隙度小于3%。試油一般為干層。在Baobab C-2井該帶位于1358～1835m，鉆井過程中見到明顯片狀方解石(圖4、圖5)。

(4)致密帶。致密帶巖心完整，收獲率高，不存在天然裂縫，F(xiàn)MI圖呈亮色，可見類似層理樣暗色條帶，誘導縫明顯，偶見張開縫，開度為0.01～0.07mm。

類型成因儲集空間分布巖　心常規(guī)測井成像測井地震響應風化淋濾帶A物理風化堆積物，異地或近源粒間孔隙一類儲層>5%潛山表層緩坡區(qū)、凹槽、溝谷區(qū)溶蝕縫洞帶B節(jié)理縫、構造縫，不穩(wěn)定礦物溶解，孔洞縫復合體溶蝕裂縫、溶蝕孔洞一、二類儲層為主，夾三類儲層3%～5%潛山淺層、斷裂帶周圍半充填裂縫發(fā)育帶C節(jié)理縫、構造裂縫構造裂縫、節(jié)理縫，三類儲層為主，夾二類儲層03%～3%潛山淺層或內(nèi)部、潛山內(nèi)部斷裂帶致密帶D裂縫不發(fā)育或裂縫被方解石、泥質充填零星節(jié)理、構造裂縫，鈣質、硅質充填潛山深層核心區(qū)，基底深層

圖4基于地質成因的儲層分類方案

DT為聲波時差； LLD為深側向電阻率

圖5　花崗巖潛山儲層聲波時差—電阻率交會圖

該帶與上覆的半充填裂縫帶之間界面不明顯，對應地震響應為低頻雜亂反射特征。在Baobab C-2井1835m以下巖心上未見張開縫和孔洞，可見被鈣質或硅質膠結全填充的裂縫。在該巖相段鉆井過程中沒有擴徑現(xiàn)象，也沒有泥漿漏失，鉆時在2～3m/h。測井響應上，聲波和電阻率曲線平直，聲波時差小于50μs/ft，密度為2.66～2.7g/cm3，且局部向高密度方向跳躍；常規(guī)電阻率數(shù)值很高，大于6×104Ω·m，最高可達3×106Ω·m，總體曲線也平直，該帶為非儲層(圖4、圖5)。

2.2.2時間—頻率屬性儲層預測技術

時間—頻率屬性分析技術利用儲層地震振幅在時間域或頻率域的變化特征，預測和評價儲層的品質，針對花崗巖基巖潛山儲層的預測與評價的有效技術有譜分解共頻體、調諧體和振幅譜梯度屬性體等。

(1)譜分解技術。利用特定數(shù)學方法將目的層段地震數(shù)據(jù)進行數(shù)學變換，形成一系列離散單頻振幅數(shù)據(jù)體，對比分析儲層厚度、儲層類型及其組合關系的地震響應變化特征，為儲層地震預測技術和方法的優(yōu)選提供依據(jù)[15-17]。

在“兩寬一高”地震剖面上，優(yōu)質儲層表現(xiàn)為中—低連續(xù)、低頻強振幅特征(圖6)，表明孔隙及溶蝕孔洞儲層通常成片狀或條帶狀分布，且分布范圍具有一定的規(guī)模，與下伏裂縫型儲層具有相對明顯的界面。而裂縫型儲層在低頻(如5Hz)單頻體剖面上為不連續(xù)點狀或帶狀異常，與下伏儲層沒有明顯的地震反射界面?？傊脝晤l體能夠較好地區(qū)分和識別優(yōu)質儲層。

圖6　過井5Hz單頻體地震剖面

(2)振幅譜梯度屬性。振幅譜梯度屬性技術是利用地震資料的振幅屬性隨頻率變化速率預測儲層綜合性質的地震儲層預測技術。該技術在黏彈性理論的基礎上，分析地震屬性與儲層滲透性和流體性質，應用該技術可以較好地識別和評價基巖潛山儲層[18-20]。

在過Baobab C-2井振幅譜梯度剖面上(圖7)，風化淋濾帶孔隙型儲層發(fā)育段表現(xiàn)為連續(xù)的強振幅梯度特征，縫洞型儲層發(fā)育帶表現(xiàn)為連續(xù)性差的中—弱振幅梯度特征，裂縫型儲層為不連續(xù)點狀弱振幅異常特征，這些特征表明利用振幅譜梯度屬性能夠很好地識別和預測各類儲層的分布特征。

圖7　過Baobab C-2井振幅譜梯度剖面

2.2.3基于古地貌的多信息融合技術

花崗巖孔隙型、縫洞復合型儲層地震響應表現(xiàn)為連續(xù)性好的低頻強振幅反射。同時，其發(fā)育與分布受地貌形態(tài)影響，現(xiàn)今往往分布于潛山頂面相對平緩的部位[21，22]。利用地震信息開展預測的試驗表明，單一信息預測具有一定局限性，與鉆井的吻合率低。因此在綜合地質成因、地震響應特征的基礎上，構建了基于古地貌的多屬性融合技術，對基巖潛山儲層敏感地震屬性和古地貌參數(shù)之一的構造傾角參數(shù)進行融合，形成了以振幅屬性、瞬時頻率屬性和基巖潛山古地貌參數(shù)三種數(shù)據(jù)聯(lián)合預測花崗巖優(yōu)質儲層預測思路和計算方法，即

F(a,f,d)=a×fn/d

式中：F為屬性融合后的優(yōu)勢儲層指示屬性；a為振幅屬性；f為瞬時頻率；d為潛山頂面傾角；n為常數(shù)，當振幅屬性與頻率屬性正相關時取1，負相關時取-1。

花崗巖基底發(fā)育的孔隙型儲層是在古氣候影響下風化淋濾作用形成的，主要發(fā)育在靠近潛山頂部的不整合面。地震多屬性融合和地震反演技術可以定性和定量地進行花崗巖孔隙型儲層預測。

孔隙型儲層在地震剖面上主要表現(xiàn)為低頻強振幅的特征，主頻范圍在5～30Hz?？紫缎蛢拥姆植际芄诺孛驳挠绊懀饕l(fā)育在地層傾角較大的潛山發(fā)育帶。多屬性融合技術可以綜合不同屬性來揭示儲層特征，更準確地預測孔隙型儲層的分布，鉆井統(tǒng)計多屬性融合預測成功率達86%(圖8c)。

2.2.4地震反演

對比潛山不同類型儲層的巖石物理特征(圖9a)，縱波阻抗與孔隙度有明顯的負相關關系，利用波阻抗反演可以預測孔隙型儲層分布。應用稀疏脈沖反演方法完成潛山波阻抗反演[23]，形成波阻抗數(shù)據(jù)體，圖9b為波阻抗反演剖面，靠近潛山頂面低阻抗的綠色區(qū)為有利儲層發(fā)育區(qū)，與下伏高阻抗地層能夠明顯區(qū)分開，與鉆井揭示的孔隙型儲層位置一致。圖9c為應用縱波阻抗預測的孔隙型儲層厚度，分布特征與基于地震屬性預測結果(圖8c)和鉆井孔隙度預測結果(圖9d)基本一致，說明應用波阻抗反演可較好地預測風化淋濾帶和規(guī)模層狀溶蝕縫洞型有利儲層的分布。

2.2.5地震裂縫預測技術

地震波在HTI各向異性介質中傳播時，縱波沿裂縫走向傳播時旅行時最短，能量最強；隨著地震波傳播方向與裂縫走向的夾角增大，旅行時增大，能量變?nèi)酰?當?shù)卣鸩ù怪庇诹芽p方向傳播時旅行時最長，能量最弱。根據(jù)以上HTI介質地震波傳播原理，利用方位各向異性分析技術可實現(xiàn)裂縫帶預測[24，25]。

疊前“五維”地震數(shù)據(jù)裂縫預測是在“兩寬一高”地震資料的基礎上，充分利用地震信息在橫坐標、縱坐標、時間、炮檢距和方位角上的變化特征，實現(xiàn)疊前裂縫預測。其核心是通過分析OVT域螺旋道集上地震波振幅、旅行時和速度等屬性隨炮檢距和方位角的變化規(guī)律，研究基巖潛山的各向異性特征，結合鉆井取心、成像測井和試油等資料預測裂縫發(fā)育程度、分析裂縫延伸方向、評價裂縫有效性、圈定裂縫儲層發(fā)育區(qū)帶。

圖8　孔隙型儲層的地震多屬性融合預測結果

圖9　孔隙型儲層的地震反演預測

花崗巖基底裂縫型儲層受斷層和裂縫幾何特征的控制，裂縫的發(fā)育強度與走向方位有助于更好地識別儲層甜點位置，輔助水平井的設計。區(qū)域構造斷裂分析、曲率體、相干體和裂縫玫瑰圖等地震屬性有助于精細裂縫網(wǎng)絡的識別與預測[26]。

研究區(qū)的曲率體(圖10)和相干體(圖11)地震屬性切片以及基于曲率體計算的裂縫玫瑰圖(圖12)分析表明，研究區(qū)的裂縫體系與構造斷裂體系密切相關，主要發(fā)育有NW-SE和NE-SW兩組不同方向的裂縫。曲率體和相干體的地震屬性切片可以比較清楚地預測潛山的裂縫發(fā)育程度，鉆井證實裂縫密度較強的區(qū)域是潛山的油氣富集區(qū)，基于曲率體計算的裂縫玫瑰圖可以清晰地揭示研究區(qū)裂縫的發(fā)育方向(圖12)。

圖11　研究區(qū)相干體水平切片(1300ms)

圖12　研究區(qū)裂縫走向玫瑰花屬性水平切片(1300ms)

3　應用效果

花崗巖潛山儲層表征方法的應用，完成了邦戈盆地基巖潛山儲層的預測，預測結果揭示基巖潛山主要發(fā)育兩組裂縫，即NW-SE走向和NE-SW走向兩組，與FMI裂縫識別統(tǒng)計結果符合率高達83%(圖13)；以孔隙型—溶蝕縫洞型儲層為主的優(yōu)勢儲層分布在潛山淺層200m范圍之內(nèi)，是潛山油藏儲量主要集中段，與鉆井實際情況一致；NW-SE走向裂縫有效性好于NE-SW走向裂縫，所有NW-SE走向裂縫發(fā)育井段試油皆獲高產(chǎn)，只有NE-SW走向裂縫的井段試油皆為低產(chǎn)。

從目前已經(jīng)實施的Baobab區(qū)塊的鉆井結果看，綜合裂縫預測與孔隙型儲層預測成果繪制的Baobab區(qū)塊優(yōu)質儲層分布圖(0～200m)與14口后驗井的符合率高達79%，11口井成功鉆遇花崗巖潛山優(yōu)質儲層并獲得高產(chǎn)工業(yè)油流，大大地提高了乍得邦戈盆地Baobab區(qū)塊的花崗巖潛山勘探的成功率(圖14)。

圖13　乍得邦戈盆地花崗巖基底頂面構造與實鉆裂縫走向疊合圖

圖14　Baobab區(qū)塊花崗巖潛山優(yōu)質儲層分布圖

4　結論

(1)“兩寬一高”地震資料不僅能夠提高潛山成像質量，而且能夠揭示潛山內(nèi)幕儲層的分布特征，為邦戈盆地花崗巖潛山儲層精細表征奠定了良好的基礎。

(2)基于地質成因的儲層分類及對儲層的儲集空間組合特征、儲層類型及其巖石物理特征和相應地震響應特征的總結，是制定花崗巖潛山儲層預測技術對策、優(yōu)選主要技術的依據(jù)。

(3)分類預測是實現(xiàn)花崗巖潛山復雜儲層預測的有效技術對策，裂縫型儲層聯(lián)合應用區(qū)域構造、曲率體、相干體和OVT等地震屬性預測裂縫發(fā)育帶和發(fā)育強度。

(4)孔隙型儲層主要分布在潛山表層，具有層狀—似層狀展布特征，與沉積型儲層類似，應用地震多屬性融合和地震反演等技術能進行儲層定性和定量預測。

(5)儲層預測結果的疊合分析和綜合評價認為，基巖油藏為統(tǒng)一油水界面的塊狀油藏，優(yōu)質油層主要分布在潛山表層200m以上，優(yōu)質儲層表征能夠提高潛山油藏表征精度和鉆井成功率。

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