仲偉軍,岳喜偉,余海濤,龐志超,賈春明

(新疆油田公司勘探開發(fā)研究院地球物理研究所，新疆 烏魯木齊 830013)

JL2井西三維二疊系上烏爾禾組分為烏一段、烏二段。其中，烏一段以扇三角洲平原沉積為主，其次為水下分流河道。主要發(fā)育大套厚層碎屑流砂體，平均孔隙度8.4%、滲透率3×10-3μm2，物性較差；烏二段主要為扇三角洲前緣水下分流河道及扇三角洲平原沉積，儲層以剩余粒間孔為主，平均孔隙度10%、滲透率2.4×10-3μm2，物性較差。根據(jù)鑄體薄片分析資料，上烏爾禾組儲集空間以粒間溶孔為主，次為粒間孔，總體屬于中低孔、低滲儲層。探井JL27井、JL33井、JL30井均見良好的油氣顯示，測井獲得油層22.8 m/4層，表明研究區(qū)烏爾禾組烏一段、烏二段均可成藏。但兩套地層的儲層特征各自不同，前期未分層細化研究，使得有利儲層的展布特征不清晰，二疊系上烏爾禾組油氣藏受何因素影響(古構(gòu)造、斷裂、物性)，也一直困擾著研究人員。

2018年面對以上問題，圍繞上烏爾禾組兩個溝槽帶，尋找有利儲層發(fā)育帶，針對烏二段、烏一段斷層-地層及斷層-巖性目標(biāo)，應(yīng)用GeoEast地震儲層綜合預(yù)測技術(shù)，開展了儲層預(yù)測、多屬性模式識別、油氣檢測以及沉積相研究，落實了高效、規(guī)模儲量區(qū)塊[1-2]。有利區(qū)內(nèi)落實了一批斷層-巖性圈閉30個，面積315 km2，為中拐凸起烏爾禾組油氣勘探突破奠定了基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

JL2井西區(qū)域構(gòu)造位置位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅車斷裂帶與中拐凸起的結(jié)合部(圖1)，目標(biāo)區(qū)東部與紅山嘴小面元精細三維相接，西部與JL2井、JL2井南小面元精細三維部分重疊，目標(biāo)區(qū)內(nèi)主要被較大面元的老資料覆蓋，處于多塊三維的結(jié)合部，且存在空白區(qū)。原有的勘探大面元三維地震資料品質(zhì)差，二疊系上烏爾禾組與下伏地層不整合接觸及上烏爾禾組內(nèi)部各層超覆尖滅特征不清，準(zhǔn)確刻畫各層超覆尖滅點位置和預(yù)測儲層比較困難，儲層預(yù)測及有利儲層展布規(guī)律研究難度較大。

JL2井西三維連片資料，運用構(gòu)造一致性保幅濾波、子波譜整形，經(jīng)過提頻處理后，頻帶拓頻10 Hz，主頻從32 Hz提高至38 Hz，基本達到了刻畫砂體的需求。提頻后資料合成記錄標(biāo)定效果較好，開展疊后反演的砂體識別能力也有了進一步提高[3-5]。

圖1 研究區(qū)位置

2 應(yīng)用效果

2.1 儲層預(yù)測及綜合評價

通過區(qū)域統(tǒng)計分析及單井分析發(fā)現(xiàn)，含礫砂巖孔隙度為10%～16%，不等粒礫巖和砂質(zhì)礫巖孔隙度分別為8%～12%、4%～12%。物性好的產(chǎn)層產(chǎn)液量明顯較高，比如J208井上部物性好的儲層產(chǎn)油23.61 m3/d， 產(chǎn)水18.95 m3/d，下部儲層物性較差，產(chǎn)油11.3 m3。地震解釋剖面上，上、下儲層段顯示的振幅特征相似(圖2)。

圖2 過JL33-G26-JL12-JL7井的連井地震解釋剖面

研究區(qū)上烏爾禾組發(fā)育儲層較好的含礫中-粗砂巖、砂質(zhì)小礫巖，孔隙度可達15.66%，說明在構(gòu)造較深的斜坡區(qū)依然存在厚度較大、物性較好的相對優(yōu)質(zhì)儲層(圖3)。上烏爾禾組烏一段(P3w1)，以灰色砂礫巖為主，局部夾棕紅色泥質(zhì)小礫巖。上烏爾禾組烏二段(P3w2)，以褐灰色含礫巖屑砂巖及灰色砂礫巖為主。從JL33-G26-JL12-JL7井砂體對比圖來看，總體上二疊系上烏爾禾組廣泛分布于中拐凸起斜坡區(qū)，烏一、烏二段地層自東向西超覆尖滅，儲層砂體發(fā)育。位于主河道中的砂體分選好，泥質(zhì)含量少，物性好，相應(yīng)井點的產(chǎn)液量相對較高，而河道側(cè)翼的砂體分選相對較差，泥質(zhì)含量相對較高，物性較差，相應(yīng)井點的產(chǎn)液量相對較低，因此主河道為同一相帶中，油氣相對富集區(qū)[6-8](圖3)。

圖3 過JL33井-G26井-JL12井-JL7井砂體對比

目前完鉆的JL2井區(qū)塊上烏爾禾組烏一段(P3w1)油藏和烏二段(P3w2)油藏主要受構(gòu)造控制，斷裂對油藏起到了分割和遮擋的作用，其中，烏一段油藏由于受佳木河組古地形的影響，油藏局部區(qū)域受地層控制。JL7井區(qū)塊圈閉類型為斷層-地層圈閉，圈閉內(nèi)砂層發(fā)育穩(wěn)定，從試油情況來看，JL7井區(qū)塊上烏爾禾組油藏為受斷裂和地層雙重控制的斷層-地層油藏。依據(jù)《石油天然氣儲量計算規(guī)范》中的分類標(biāo)準(zhǔn)，JL2井區(qū)塊儲集層綜合評價為：二疊系上烏爾禾組烏一段(P3w1)儲層為特低孔、特低滲儲集層；二疊系上烏爾禾組烏二段(P3w2)儲層為低孔、特低滲儲集層(圖4)。

圖4 JL2井西三維古溝槽二疊系上烏爾禾組厚度(P3w2+P3w1)

2.2 地震多屬性模式識別技術(shù)

GeoEast地震屬性模式識別就是利用模式識別方法對多屬性進行綜合分析。按照是否用到訓(xùn)練樣本，可分為有監(jiān)督和無監(jiān)督方法。根據(jù)所用方法又可分為統(tǒng)計模式識別方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在進行地震儲層預(yù)測時，通常引入與儲層預(yù)測有關(guān)的各種地震屬性,經(jīng)過一個從少到多、再從多到少的過程。針對具體問題，要從全體地震屬性中，挑選最好的地震屬性子集，即地震屬性優(yōu)化。

地震屬性優(yōu)化方法就是利用操作者的經(jīng)驗或數(shù)學(xué)方法，優(yōu)選出對所求解問題最敏感的(或最有效、最有代表性)、個數(shù)最少的地震屬性或地震屬性組合。其中，屬性選擇是從原始特征中挑選出一些最有代表性、可分性能最好的特征來；屬性壓縮是希望通過變換消除原始特征之間的相關(guān)或減少冗余，得到新的特征。如砂泥巖百分含量、孔隙度、滲透率、油氣飽和度、地層壓力、儲層厚度等，用于儲層物性參數(shù)的平面預(yù)測。

為了準(zhǔn)確預(yù)測烏爾禾組烏一段、烏二段的儲層砂體，采用了沿JL2井西三維上烏爾禾組烏二段上下30 ms開時窗的方法，提取了振幅類屬性，將瞬時振幅、均方根振幅進行繼承性分類。篩選統(tǒng)計工區(qū)20口井的儲層厚度，建立物性樣本，先分成紅色與藍色顯示兩類(圖5a)，其中紅色部分顯示出河道的形態(tài)，是重點關(guān)注的區(qū)域。然后將藍色類區(qū)域繼續(xù)分類，分成黃藍兩類，如圖5b所示。觀察可知黃色區(qū)域還有感興趣的地方，于是對黃色類繼續(xù)分類，分成黃綠兩類，如圖5c所示。通過層層分類，清楚地展示了分支河道輪廓。

圖5 JL2井西三維烏二段(a、b)、烏一段(c、d)均方根振幅及波組抗屬性平面

RPCL方法能夠有效確定出數(shù)據(jù)中聚類個數(shù)，具有自動模型選擇的功能，但這要求數(shù)據(jù)具有較為明顯的類結(jié)構(gòu)。而在實際應(yīng)用中，由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，RPCL算法并沒有完全體現(xiàn)出自動模型選擇的效果。經(jīng)過對實際數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)這主要是由于實際數(shù)據(jù)分布的復(fù)雜性和聚類的交疊性造成的。盡管RPCL方法難于準(zhǔn)確實現(xiàn)模型選擇，但其聚類結(jié)果表現(xiàn)出一定的層次性。一些大類與實際的結(jié)構(gòu)是相對應(yīng)的，并且表現(xiàn)出很強的穩(wěn)定性，不隨k的變化而出現(xiàn)大的變化。因此，RPCL方法的聚類效果也基本上實現(xiàn)了模型選擇，可以很好地發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的結(jié)構(gòu)和特性。從模型選擇的能力上看，RPCL方法在非監(jiān)督聚類上是優(yōu)于k-means算法的,因為它能夠在一般情況下發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的主要結(jié)構(gòu)和分類特性。

JL2井西三維二疊系上烏爾禾組P3w發(fā)育沖積扇-扇三角洲平原沉積，多個水系在JL7溝槽匯聚形成自西向東流出的河流，寬約1～2 km，溝槽邊緣主要為沖積扇扇頂沉積，溝槽中心為沖積扇扇中(或扇三角洲平原)辮狀河道沉積。

利用紋理+無督模式識別預(yù)測沉積相帶，精細刻畫出了上烏爾禾組烏二段P3w2(圖6a)及烏一段P3w1(圖6b)沉積相及溝槽平面分布細節(jié)(圖6)。

圖6 JL2井西三維上烏爾禾組烏二段P3w2及烏一段P3w1沉積相平面

從圖6可以看出，G26-JL7井區(qū)P3w發(fā)育沖積扇-扇三角洲平原沉積，多個水系在JL7溝槽匯聚形成自西向東流出的水流，寬約1～2 km，溝槽邊緣主要為沖積扇扇頂沉積，溝槽中心為沖積扇扇中(或扇三角洲平原)辮狀河道沉積。通過對JL7扇的研究，先后在該區(qū)部署了JL30、JL39井等，鉆遇烏爾禾組的地層也見油氣顯示，但是試油產(chǎn)量都較低，效果不甚理想。通過進一步的資料分析認為，JL7古溝槽發(fā)育的扇體，離物源較近，水體較淺，流速較快，沉積物快速卸載，混雜堆積，導(dǎo)致儲層物性變化快變差。

2.3 油氣檢測

GeoEast軟件基于多相介質(zhì)理論的CM油氣檢測法是運用累計能量正態(tài)概率分析方法，結(jié)合井資料進行分析，找出哪些屬性與儲層、油氣關(guān)系密切，或者比較敏感，選中多個屬性進行交會分析。交會圖提供相關(guān)系數(shù)分析圖、2D單屬性交會圖、直方圖和對比直方圖，應(yīng)用相關(guān)系數(shù)分析圖，尋找相關(guān)性差的屬性，對于相關(guān)系數(shù)高的屬性，只選擇一個即可。

定量解釋：在定性分析的基礎(chǔ)上，對SOM密度圖進行半定量的分析解釋，方法是利用系統(tǒng)提供的交互分析工具，參照定性分析的結(jié)果，將密度提到每一節(jié)點賦予一個連續(xù)的數(shù)據(jù)，根據(jù)需要這一數(shù)值可以是某種可能性或者是打分值。舉例來說，如果在定性分析的時候劃分了1、2、3、4四類，經(jīng)過分析可知其中第1類對應(yīng)于儲層性質(zhì)最好，含油可能最大的一類，而第3類則對應(yīng)于最不可能含油的一類，第2、4兩類介于二者之間，那么就可以在半定量解釋時將第1類的中心位置賦予一個較大的分值(比如100)，而將第3類的中心位置賦予一個較小的分值(比如0)，再根據(jù)在密度圖上的相對位置關(guān)系逐一將其它位置打分，然后映射回地質(zhì)空間，便可得到一種對本地區(qū)含油可能性分布的半定量估算結(jié)果[9-11]。

油氣檢測中目的層時窗的選取是一個重要參數(shù)，通過不斷實驗、調(diào)整烏爾禾組二段的時窗范圍，預(yù)測JL7井古溝槽烏二段的油氣分布情況(圖7)，整體上看分析JL7井古溝槽發(fā)育的JL7扇油氣富集程度偏低。預(yù)測出的油氣相對富集位置，除H019井外，其他位置與已知鉆井吻合情況較好。位于主槽位置的JL7井，二疊系上烏爾禾組試油，日產(chǎn)油5.78 m3，日產(chǎn)氣1×104m3，累產(chǎn)油73.9 m3；預(yù)測結(jié)果與實際結(jié)果較吻合。預(yù)測結(jié)果顯示JL30井與JL33井油氣富集程度較低，JL30井上烏爾禾組試油，日產(chǎn)油1.23 m3，水32.29 m3，為含油水層；JL33井上烏爾禾組試油，日產(chǎn)油0.25 m3,氣0.518×104m3；兩口井試油效果產(chǎn)量都較低，與實際情況較吻合。另外，JL12井烏爾禾組油氣顯示較差，H022井烏爾禾組試油為干層，預(yù)測結(jié)果也表明這兩口井所在位置油氣富集程度較差，預(yù)測結(jié)果與實際鉆井情況匹配(圖7)。

圖7 JL7井扇二疊系烏爾禾組二段油氣檢測效果平面

3 實鉆分析

“溝槽控砂”認識指導(dǎo)下精細目標(biāo)解釋分析，在JL2井西區(qū)發(fā)現(xiàn)烏一段、烏二段新的有利目標(biāo)區(qū)，疊合面積 40.8 km2。選擇構(gòu)造位置有利，埋深淺、多套砂體疊置區(qū)部署JL41井，探索二疊系上烏爾禾組二段、烏一段斷層-巖性目標(biāo)含油氣性，發(fā)現(xiàn)新的規(guī)模儲量區(qū)塊；在其西、南部目標(biāo)區(qū)儲備JL42井、JL43井，進一步擴展油藏范圍。結(jié)合油藏分布及古構(gòu)造特征可看出，這些油藏均具有一定的古構(gòu)造背景。從局部細節(jié)來看，位于古溝槽當(dāng)中的井點具有較好的油氣顯示及較高的產(chǎn)量，比如JL20、JL23、J206、J207、J201井等，構(gòu)造上均位于烏爾禾組的古溝槽當(dāng)中，都獲得了不錯的工業(yè)油氣流(圖8)。

圖8 JL2井西三維上烏爾禾組烏二段P3w2井位部署

圖8的井位部署圖最終鉆探結(jié)果是：JL39井二疊系上烏爾禾組試油最高日產(chǎn)7 m3，累產(chǎn)油76.48 m3；JL129、JL39、JL40井均未試油。上烏爾禾組主要為砂礫巖儲層，儲層非均質(zhì)性較強，物性變化較大，因此有效儲層的分布難以準(zhǔn)確預(yù)測。另外，該區(qū)油氣成藏受斷裂及地層控制，油藏范圍的確定存在一定的風(fēng)險。

4 結(jié)論

綜合應(yīng)用上述多種技術(shù)，能夠較好地解決JL2井西三維上烏爾禾組儲層預(yù)測中存在的問題，有效落實烏一段、烏二段砂體范圍及儲層展布特征，優(yōu)選出了有利勘探目標(biāo)。經(jīng)過研究得到以下結(jié)論：通過對烏爾禾組沉積特征的研究，明確了烏爾禾組扇三角洲沉積體系的剖面、平面及空間展布格局，確定了扇三角洲前緣分流河道及扇三角洲平原辮狀主河道為成藏有利相帶。區(qū)內(nèi)具有“普遍成藏、溝槽富集”的成藏模式。古構(gòu)造同時控制了扇體的發(fā)育及儲層的展布，具有溝槽富砂的特征，扇三角洲前緣為有利相帶，相對來說烏爾禾組二段的儲層物性要好于烏爾禾組一段。另外，利用GeoEast屬性技術(shù)對JL7井古溝槽的研究表明，JL7井古溝槽發(fā)育的扇體，離物源太近，儲層物性變化快，整體油氣富集程度較低。