張明偉，高 凌，譚建財，潘光超，李文拓

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

鶯歌海盆地位于印支地塊與華南地塊之間，是受印藏陸-陸碰撞與南海海底擴(kuò)張等多重因素控制而形成的NW向新生代大型走滑-伸展盆地，天然氣資源豐富，是當(dāng)前南海西部天然氣勘探的主戰(zhàn)場之一[1-5]。亮點(diǎn)識別氣層技術(shù)方法在鶯歌海盆地鶯歌海組之上淺層目標(biāo)識別成功率高，在中深層受到干擾因素增多，除了含水儲層、含灰儲層外，低速泥巖形成亮點(diǎn)對含氣儲層識別難度最大，已經(jīng)成為了勘探干擾的主要因素之一。

亮點(diǎn)型低速泥巖地球物理特征表現(xiàn)為“兩紅夾一黑”，低頻、強(qiáng)振幅，有些具有明顯的水道下切特征，吸收分析具有含烴表現(xiàn)，AVO為三類，與含氣特征十分相似。筆者對近年來在鶯歌海盆地發(fā)現(xiàn)的低速泥巖通過地質(zhì)成因分析、地球物理正演分析等多種方法進(jìn)行研究歸納，發(fā)現(xiàn)低速泥巖的成因復(fù)雜，對勘探造成陷阱最大，如何在下步勘探中規(guī)避低速泥巖并用來指導(dǎo)勘探，首先必須對其成因和分布及特性進(jìn)行歸納總結(jié)研究。

1 低速泥巖的分布

鶯歌海盆地是一個典型的超壓盆地，快速沉降以及古近系-第四系的快速沉積是其超壓的基礎(chǔ)[1]。通過對鶯歌海盆地近年來鉆遇低速泥巖的11口井統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，其分布層系和范圍與盆地的壓力存在一定關(guān)系，地層孔壓越高，出現(xiàn)低速泥巖幾率越大。從淺層鶯歌海組到中深層黃流組，再到深層梅山組，在縱向上明顯呈現(xiàn)出淺層發(fā)育機(jī)率小、多為薄層、分布范圍有限的特征；深層由于地層壓力的增加，發(fā)育厚層低速泥巖層、分布范圍廣的特征。尤其在梅山組層序界面以下廣泛發(fā)育有低速泥巖的特點(diǎn)，在橫向上低速泥巖與底辟的關(guān)系十分密切，其中有10井分布于底辟周圍(圖1)。

圖1 低速泥巖在鶯歌海盆地的分布

2 低速泥巖的成因

通過對低速泥巖井的地質(zhì)、地球物理、測井、錄井及井壁芯資料綜合研究，將低速泥巖的成因分為欠壓實(shí)、含氣、裂縫三種成因。

2.1 欠壓實(shí)

鶯歌海盆地是一個快速沉降、快速沉積的盆地，受到超壓保護(hù)黃流組以下地層普遍存在欠壓實(shí)地層。在東方A區(qū)黃流組，由于梅山組至黃流組發(fā)育一定時期開啟過的微裂隙通道導(dǎo)致局部瀉壓，因此在無微裂隙位置黃流組鉆遇了DFA6、A7、A8少量低速泥巖井，而在深層的梅山組微裂隙通道關(guān)閉，壓力增大，欠壓實(shí)泥巖的發(fā)育更為普遍。以DFB1為例(圖2)，目的層位于梅山組一段，在該段地層速度出現(xiàn)明顯違背正常壓實(shí)曲線的現(xiàn)象，壓力系數(shù)達(dá)到1.9。同時測井曲線可以看到，低速泥巖層段，沙泥巖密度變化小，縱橫波速度明顯變小，Vp/Vs變小，這種橫波的改變證明欠壓實(shí)泥巖的存在。

圖2 DFB1井欠壓實(shí)成因

2.2 含氣性

除了欠壓實(shí)的原因，有些井還有另一種現(xiàn)象無法用欠壓實(shí)完全解釋。以LDF-A12井為例(圖3)，低速泥巖發(fā)育層系位于淺層鶯歌海組二段，靠近樂東23-A底辟，壓力系數(shù)1.1常溫常壓，處于非超壓段。低速泥巖段地層密度2.5 g/cm3，井壁芯非常致密，肉眼識別含砂量少，屬于質(zhì)純的泥巖。地球物理特征為低頻、強(qiáng)振幅反射，具有明顯“V”型水道下切特征。層速度只有1 950 m/s，正常泥巖速度為2 600 m/s，烴檢為三類AVO。巖電特征：高自然伽瑪，高電阻率、較背景存在氣測異常、低電阻率。

其形成原因受控于水道及底辟共同作用，前期水道經(jīng)過切割地層形成明顯水道下切特征，但水道砂過而未留，后期富泥水道或者底辟擠入的泥巖快速充填，泥巖內(nèi)部由于排水不暢流體無法排出，地層中微量的砂巖便形成了儲層，導(dǎo)致自身含微量氣，形成了含氣低速泥巖。

2.3 裂縫成因

對于DFA11井出現(xiàn)的大套泥巖，位于梅山組以下厚度達(dá)到108 m，測井顯示它具有低速2 344 m/s、較低的氣測異常、密度高達(dá)2.55 g/cm3。不含氣可以排除含氣原因造成的低速現(xiàn)象，同時2.55 g/cm3的高密度，也排除了欠壓實(shí)是低速泥巖的主要原因(圖4)。

由于該井深度較深，距離東方A底辟只有0.3 km，筆者懷疑其主要成因與底辟有更為直接的關(guān)系，通過將地震體與方差體疊合顯示，該井低速泥巖區(qū)受到底辟上拱，地層形成了大量裂縫，這些密集發(fā)育的構(gòu)造裂縫最終導(dǎo)致正常泥巖速度變低，形成了低于正常背景值的低速泥巖。

圖3 LDF-A12井低速泥巖含氣性分析

圖4 DFA11井低速泥巖構(gòu)造裂縫

綜上所述，由于鶯歌海盆地超壓高溫的復(fù)雜性，低速泥巖的成因在實(shí)際中主要受到欠壓實(shí)、含氣、構(gòu)造裂縫成因，但具體到單井，成因并不單一，大多是兩種或者三種成因的綜合作用所致。

3 低速泥巖的分類

鶯歌海盆地實(shí)際勘探中，呈現(xiàn)亮點(diǎn)特征的低速泥巖是導(dǎo)致亮點(diǎn)識別氣藏失效的最大的陷阱，但統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)鶯歌海盆地中的低速泥巖并不完全都是強(qiáng)振幅特征。根據(jù)其地球物理的地震響應(yīng)特征，將低速泥巖分為亮點(diǎn)型和非亮點(diǎn)型兩大類。在地震剖面呈現(xiàn)強(qiáng)振幅，平面振幅屬性強(qiáng)的定義為亮點(diǎn)型低速泥巖；對應(yīng)地震剖面振幅弱，地震屬性無異常低速泥巖定義為非亮點(diǎn)型低速泥巖。

亮點(diǎn)型低速泥巖，其形成亮點(diǎn)的主要原因是速度。DFB1井和LDF-A12井的正演合成記錄，證實(shí)低速泥巖段與上下圍巖的密度差異小，阻抗界面主要受速度制約，速度差異大，導(dǎo)致地震響應(yīng)呈亮點(diǎn)特征。實(shí)際地層中亮點(diǎn)型低速泥巖還受上、下圍巖不同巖性組合綜合影響。根據(jù)這些圍巖不同巖性組合又可以具體細(xì)分：第一類致密砂巖與低速泥巖組合形成亮點(diǎn)，中頻、強(qiáng)振幅、連續(xù)性中等、強(qiáng)波谷反射；第二類高速泥巖與低速泥巖組合形成亮點(diǎn)，低頻、強(qiáng)振幅[6-8]。

非亮點(diǎn)型低速泥巖在地震剖面表現(xiàn)弱振幅的原因是沒有形成明顯的阻抗差異，具體各井及不同圍巖巖性組合可以細(xì)分三類：第一類上高速泥巖與下低速泥巖漸變組合，低頻弱振幅空白反射，未形成亮點(diǎn)；第二類上低速泥巖與下高速泥巖組合，低頻弱振幅,連續(xù)性較好；第三類裂縫區(qū)發(fā)育低速泥巖，低頻空白反射(圖5)。

概括低速泥巖對地震反射的影響主要有兩個方面。第一方面是產(chǎn)生假亮點(diǎn)。有與差砂巖產(chǎn)生的假亮點(diǎn)，有自身產(chǎn)生的假亮點(diǎn)，有與下伏地層產(chǎn)生的假亮點(diǎn)。第二方面是使振幅變?nèi)?，沙泥巖不易區(qū)分，有在目的層上方的，有的呈厚層分布振幅變?nèi)醯摹８鶕?jù)這些影響，對低速泥巖進(jìn)行了分類匯總。

4 低速泥巖與儲層識別

盡管低速泥巖的成因已清楚，但是勘探中如何規(guī)避假亮點(diǎn)陷阱風(fēng)險仍然存在一定難度，必須解剖其形成亮點(diǎn)的主要原因進(jìn)行規(guī)避[4]。疊后資料識別主要難點(diǎn)是薄層不易識別，與圍巖速度差異小難以識別，厚度達(dá)到20 m以上的地層可以從速度譜尋找低速段與地層對比綜合分析。疊前資料勘探井少區(qū)難以識別，多井區(qū)可以通過疊前資料進(jìn)行區(qū)分低速泥巖陷阱和儲層。

4.1 疊后大套厚層低速泥巖識別

通過上文可知，低速泥巖無論與何種圍巖組合，要產(chǎn)生強(qiáng)振幅亮點(diǎn)特征必須有明顯的低縱波速度。在疊后地震資料中，厚度達(dá)到20 m以上地層，且速度較圍巖足夠低的低速泥巖段，在速度譜會有一定的顯示，可以結(jié)合地質(zhì)分析識別。但受到速度譜分辨率的限制，薄層的低速泥巖在疊后資料無法識別。分析LDF-A12井低速泥巖段，第一套厚度近20 m，鉆井實(shí)測層速度1 950 m/s，上部圍巖層速度速2 600 m/s，速度譜上對應(yīng)深度識別層速度1 936 m/s。對于第二套低速泥巖實(shí)測速度2 400 m/s，與圍巖速度差異小，速度譜仍難以識別(圖6)。

圖5 低速泥巖與圍巖組合的分類

圖6 LDF-A12井速度譜分析

4.2 疊前地球物理方法識別儲層

盡管疊后資料對低速泥巖和儲層識別有限制，但從疊前資料，仍然可以清楚識別出儲層。低速泥巖與儲層在彈性參數(shù)的表現(xiàn)上存在很大差異，多口井的分析顯示儲層與低速泥巖縱波阻抗存在重疊難以識別，但疊前彈性參數(shù)Vp/Vs、λρ、泊松比值可以區(qū)別儲層與低速泥巖，儲層明顯低于低速泥巖(圖7)。實(shí)際生產(chǎn)中可以在多口井區(qū)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)測，井少區(qū)對橫向分布范圍預(yù)測精度低。

5 低速泥巖的規(guī)避和應(yīng)用

對于亮點(diǎn)型低速泥巖，在實(shí)際勘探中應(yīng)結(jié)合地質(zhì)和地球物理識別的方法進(jìn)行規(guī)避，避免勘探陷阱，提高鉆探成功率[5]。鶯歌海盆地通過對低速泥巖的識別，有效地避免了假亮點(diǎn)陷阱，同時創(chuàng)新地落實(shí)了多個圈閉有效性。

5.1 低速泥巖確定圈閉有效性

研究低速泥巖的分布規(guī)律及特征，可提高對儲層封堵性評價工作的認(rèn)識。樂東D-A區(qū)塊是近年來發(fā)現(xiàn)的新區(qū)塊，位于鶯歌海盆地近凹陷斜坡帶，在梅山組發(fā)育有大量的水道砂儲層，下部緊鄰三亞組烴源巖，運(yùn)移通道暢通，資源量初步估算3 000萬t油當(dāng)量。其中突破該區(qū)的首選目標(biāo)定為了LDD-A1水道，水道內(nèi)部縱向上多套目標(biāo)疊置，水道長度近200 km，平均寬度2～4 km，水道內(nèi)部充填沉積厚度150 m左右，由于坡度變化較大，不同區(qū)段充填的巖性差別較大，上游主要以過路沉積為主，在中下游部位水道濁流沖涮能力弱，以卸載沉積為主，來自水道復(fù)合體沉積為在此堆積，形成以強(qiáng)振幅充填為主的地震反射特征。除水道充填沉積外，發(fā)育于水道兩側(cè)的溢岸沉積也可作為優(yōu)質(zhì)油氣儲層。

但該區(qū)由于目的層水道底部直接與梅山組界面接觸，形成一套強(qiáng)振幅、連續(xù)性強(qiáng)的波谷反射同相軸，常規(guī)認(rèn)識這是一套梅山組發(fā)育的低位濁積砂，破壞了圈閉底部的封堵條件，致使儲層缺失底板，在高部位使得圈閉側(cè)封條件不能形成，破壞成藏[9-13]。但是筆者通過對整個鶯歌海盆地低速泥巖的研究，結(jié)合已鉆遇到梅山組的實(shí)際井的巖石物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)，在該區(qū)梅山組的層序界面發(fā)育不應(yīng)該是濁積砂巖，而是一套致密低速泥巖的界面，從而排除了該套目標(biāo)的風(fēng)險性。經(jīng)鉆探證實(shí)該套目標(biāo)為高阻氣層，不存在側(cè)封風(fēng)險，驗(yàn)證了低速泥巖對儲層的封堵性。

同樣在樂東E-B目標(biāo)，也存在側(cè)封風(fēng)險性，但筆者研究認(rèn)為其高部位仍然是一套低速泥巖，有待進(jìn)一步鉆探證實(shí)(圖8)。

5.2 利用低速泥巖區(qū)分目標(biāo)

鶯歌海盆地東方C-A目標(biāo)，主力儲層層系位于梅山組，距離底辟較遠(yuǎn)，不存在底辟影響，但由于距離9 km的東方B1探井已在同層系鉆遇了亮點(diǎn)低速泥巖，致使儲層認(rèn)識上有專家認(rèn)為該目標(biāo)也為低速泥巖。為確定該主力層析的強(qiáng)亮點(diǎn)的目標(biāo)是否也是低速泥巖，根據(jù)低速泥巖是縱波速度突變原因?qū)е?，結(jié)合其他地球物理和地質(zhì)因素綜合分析進(jìn)行一系列的預(yù)測。

東方C-A是T40海侵晚期多期退積海底扇中的一期，具有高能的沉積環(huán)境，表現(xiàn)在明顯的水道下切特征， 振幅異常，方差體切片海底扇輪廓清晰， 厚度預(yù)測28 m以上，理論上可以通過速度譜層速度檢測該層系是否存在速度突變，實(shí)際在速度譜沒有發(fā)現(xiàn)低速段，因此發(fā)育低速泥巖可能性小。進(jìn)一步通過對目標(biāo)進(jìn)行烴檢及流體替換，分析得出了東方C-A目標(biāo)不僅不會是低速泥巖而且是孔隙度大的儲層，肯定了該主力層系的非低速泥巖及含氣性。

圖7 DFA1井巖石物理分析

圖8 樂東D-A區(qū)和樂東E-B區(qū)潛力目標(biāo)地震剖面圖

6 結(jié) 論

1) 低速泥巖成因主要可以分為三種：欠壓實(shí)、含氣、構(gòu)造裂縫，實(shí)際通常是兩種或者三種成因的綜合響應(yīng)結(jié)果。

2) 亮點(diǎn)型低速泥巖主要受到縱波速度明顯低于圍巖致使縱波阻抗明顯降低，密度對縱波阻抗的降低不能起到關(guān)鍵作用影響。

3) 厚度達(dá)20 m以上大套泥巖并且縱波速度與圍巖存在較大差異時可以從速度譜上利用層速度與儲層加以識別，薄層低速泥巖必須通過疊前參數(shù)才能有效區(qū)分低速泥巖和儲層。