戴曉峰 杜本強(qiáng) 張 明 李 軍 唐廷科 徐右平 甘利燈 孫夕平
1.中國石油勘探開發(fā)研究院 2.中國石油西南油氣田公司蜀南氣礦
優(yōu)質(zhì)儲層是指在普遍低孔隙度、低滲透率儲層中物性相對較好,能夠獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流的儲層。碳酸鹽巖在溶蝕作用下,發(fā)育大量次生的孔、洞、縫,構(gòu)成良好的油氣儲集空間,易于形成碳酸鹽巖縫洞型優(yōu)質(zhì)儲層。四川盆地和塔里木盆地深層均發(fā)育大量的此類儲層[1-2],特別是塔里木盆地寒武系和奧陶系碳酸鹽巖洞穴規(guī)模大,形成“縫洞體”,在地震剖面上表現(xiàn)為“串珠狀強(qiáng)反射”[3-7],成為獨(dú)有的地震地質(zhì)現(xiàn)象。
2011年,四川盆地中部(以下簡稱川中地區(qū))GS1井在上震旦統(tǒng)燈影組碳酸鹽巖儲層獲日產(chǎn)百萬立方米的高產(chǎn)氣流,發(fā)現(xiàn)了儲量規(guī)模超過1×1012m3的特大型氣田——安岳氣田[8-10],其燈影組氣藏主力儲層為頂部風(fēng)化殼巖溶儲層,儲層物性好,平面展布規(guī)模大,開發(fā)效果好。該氣田燈影組氣藏2012年完成儲量上報后,儲量主體區(qū)已完成開發(fā)井網(wǎng)設(shè)計(jì),進(jìn)入開發(fā)上產(chǎn)階段,成為中國石油西南油氣田公司的主力氣田。目前,尋找新的接替層系或新類型氣藏是安岳氣田燈影組天然氣勘探開發(fā)面臨的主要地質(zhì)任務(wù)之一。
在安岳氣田的勘探過程中,已有多口探井揭示:燈影組內(nèi)幕地層相對頂部風(fēng)化殼儲層表現(xiàn)為低孔隙度、低滲透率、多小型縫/孔洞、洞穴不發(fā)育。因此,過往研究普遍認(rèn)為燈影組內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層不發(fā)育,且在地震剖面上識別困難。由此限制了對燈影組內(nèi)幕的深化認(rèn)識和勘探開發(fā)。目前,還未見有針對燈影組內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層及其地震響應(yīng)模式分析和研究的相關(guān)文獻(xiàn)。因此,筆者針對地質(zhì)需求,以安岳氣田為例,對燈影組內(nèi)幕開展優(yōu)質(zhì)儲層及其地震響應(yīng)模式研究,預(yù)測燈影組內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層的平面分布和勘探有利區(qū),以期為該氣田燈影組內(nèi)幕儲層的下一步天然氣勘探開發(fā)提供技術(shù)支撐。
安岳氣田位于四川盆地川中古隆起東段上斜坡部位,其主體高石梯—磨溪潛伏構(gòu)造帶為古隆起帶發(fā)育的3個大型背斜構(gòu)造帶之一。高石梯—磨溪燈影組潛伏構(gòu)造為低緩型構(gòu)造,形似鼻狀構(gòu)造,構(gòu)造面積大,閉合度高,斷裂不發(fā)育(圖1)。
川中地區(qū)燈影組厚度介于200~800 m,自下而上劃分為四段。其中,燈二段和燈四段以丘灘復(fù)合體白云巖為主,地層厚度大;燈一段為含泥質(zhì)泥—粉晶云巖,燈三段為薄層泥巖和頁巖(圖1)。受桐灣運(yùn)動的影響,燈影組抬升,遭受兩期不同程度的大氣淡水淋濾改造,形成了燈四段和燈二段兩套風(fēng)化殼巖溶儲層[11]。早寒武世早期,在高低起伏的古地貌基礎(chǔ)上,沉積了下寒武統(tǒng)筇竹寺組黑灰色碳質(zhì)頁巖、粉砂質(zhì)頁巖,寒武系與下伏震旦系為不整合接觸關(guān)系。
燈影組儲層包括裂縫—孔洞型、裂縫—孔隙型兩種類型,儲集空間主要為溶孔、溶洞、溶縫及構(gòu)造裂縫。儲層物性整體相對較差,根據(jù)高石梯—磨溪地區(qū)完鉆井儲集層物性分析,全直徑巖心樣品孔隙度小于6%的樣品占比為84.85%,滲透率主要介于0.01~0.10 mD,為低孔低滲型儲層[12]。
燈影組氣藏為構(gòu)造背景上的巖性—地層圈閉氣藏,具有整體含氣、臺緣帶控制富集、局部含水、不具有統(tǒng)一氣水界面的特征[9]。主要勘探開發(fā)目的層以燈四段頂部巖溶儲層為主,有利的優(yōu)質(zhì)巖溶儲層主要集中在距震旦系頂界風(fēng)化殼頂100 m的縱向范圍之內(nèi)。因此,筆者將距離不整合面之下大于100 m的層段定義為燈影組內(nèi)幕[13]。
2018年肖富森等[14]在巖心標(biāo)定的基礎(chǔ)上,利用測井成像資料開展了縫洞解釋評價及測井響應(yīng)特征分析,結(jié)合測井、試井資料,認(rèn)為燈影組高產(chǎn)儲層主要包括裂縫—孔洞型和洞穴型兩種類型,二者孔隙度均不小于5%,為優(yōu)質(zhì)儲層。
溶洞成因和形態(tài)復(fù)雜,目前還沒有統(tǒng)一的孔洞和洞穴劃分標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)溶洞直徑,中國石油西南油氣田公司研究人員將燈影組溶洞分為:小洞(2~5 mm)、中洞(>5~20 mm)、大洞(>20 mm)等3類。其中大洞涵蓋的范圍太廣,從20 mm到幾十米,沒有體現(xiàn)出孔洞和洞穴的差異。為了加以區(qū)分和地質(zhì)分析的需要,筆者在此劃分方案的基礎(chǔ)上將直徑500 mm作為孔洞和洞穴的界限:直徑不超過500 mm劃分為溶洞,溶洞又細(xì)分為小洞(2~5 mm)、中洞(>5~20 mm)、大洞(>20~500 mm);直徑大于500 mm的劃分為洞穴,其中直徑介于500~5 000 mm為小型洞穴,直徑大于5 000 mm為大型洞穴(表1)。
安岳氣田燈影組內(nèi)幕儲層可見到大量的溶洞、溶溝。根據(jù)GS1井區(qū)燈四段巖心統(tǒng)計(jì),小溶洞占比為78.9%、中洞占比為13.9%、大洞占比為7.2%。巖心可見最大溶洞的洞徑可達(dá)巖心直徑,2~10 cm溶洞常見。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,在以中小溶洞為主的背景下,也發(fā)育了一定數(shù)量的大洞,證實(shí)孔洞型優(yōu)質(zhì)儲層具有一定的普遍性[15-16]。
圖1 安岳氣田筇竹寺組底界構(gòu)造圖和地層柱狀圖
表1 燈影組優(yōu)質(zhì)儲層類型及地質(zhì)響應(yīng)特征表
鉆井過程中井漏與放空現(xiàn)象是鉆遇大型裂縫與洞穴的響應(yīng),是優(yōu)質(zhì)儲集層的關(guān)鍵指示特征。安岳氣田燈影組鉆井過程中,井漏、放空等現(xiàn)象比較常見。統(tǒng)計(jì)高石梯地區(qū)18口井漏失和放空情況,除了燈影組頂部風(fēng)化殼附近,燈影組內(nèi)幕也存在較為頻繁的井漏和放空顯示。其中,燈四段有13口井出現(xiàn)25次井漏或放空,洞穴系統(tǒng)單井鉆遇率為72%。說明洞穴在高石梯地區(qū)廣泛存在,并且具有一定的規(guī)模。在25次井漏井段中,距燈影組頂界風(fēng)化殼頂100 m以下的井漏次數(shù)為16次,占總井漏次數(shù)的64%,說明燈影組內(nèi)幕溶洞更為發(fā)育,且溶洞規(guī)模也比較大。例如,GS6井在鉆井過程中,出現(xiàn)多次井漏,距離燈影組頂界不整合面之下243 m處的井段(5 201.0~5 209.9 m),鉆井液漏失量達(dá)588.3 m3,距離燈影組頂界不整合面之下292 m處的井段(5 252.0~5 256.0 m),鉆井液漏失量達(dá)993.2 m3;GS2井距離燈影組頂界不整合面之下224 m處的井段(5 208.0~5 214.8 m)漏失鉆井液101.8 m3,鉆具放空達(dá)6 m,指示存在大型洞穴系統(tǒng)[13]。在磨溪地區(qū),燈影組內(nèi)幕井漏相對較少,但也存在大型深部溶洞。例如,MX 8井距燈影組頂界不整合面約250 m處發(fā)育高2.35 m的大型溶洞[17]。
碳酸鹽巖溶蝕孔洞的測井響應(yīng)特征十分典型:當(dāng)巖溶洞穴未充填時,井徑擴(kuò)徑較為嚴(yán)重,井徑值增大。三孔隙度測井出現(xiàn)“兩高一低”,即高中子、高聲波時差、低密度,反映孔隙異常增大;電阻率在高背景值下會出現(xiàn)大幅度降低;成像圖像上通常為局部不規(guī)則的暗色斑點(diǎn)、團(tuán)塊狀。結(jié)合鉆井中井漏、放空和常規(guī)測井資料,對高石梯地區(qū)儲層進(jìn)行分類,燈影組內(nèi)幕儲層主要包括密集孔洞型和獨(dú)立洞穴型兩種優(yōu)質(zhì)儲層。
2.3.1 密集孔洞型儲層
在一段地層內(nèi),溶蝕孔洞密集發(fā)育形成一定厚度的高孔隙度優(yōu)質(zhì)儲層。此類儲層以中小溶洞為主,含少量大洞。測井顯示:聲波時差一般大于47 μs/ft,密度一般小于2.75 g/cm3,電阻率在高背景值下出現(xiàn)塊狀低值區(qū),成像圖像上出現(xiàn)大量點(diǎn)狀、斑狀、團(tuán)塊狀暗色區(qū)域,整體呈蜂窩狀(表1)。
GS1井燈二段井段5 380.3~5 393.2 m為典型的孔洞密集發(fā)育段,從常規(guī)測井曲線(圖2-a)看,平均聲波時差為52 μs/ft,電阻率為2 257 Ω·m,測井綜合解釋氣層厚度為12.0 m,平均有效孔隙度為4.6%。對應(yīng)的成像測井圖上溶洞特征十分明顯:井段5 386.0~5 389.0 m暗色斑點(diǎn)廣泛分布,形狀多為不規(guī)則橢圓—扁圓狀,整體呈現(xiàn)蜂窩狀;暗色斑點(diǎn)大小差異較大,局部斑點(diǎn)尺寸達(dá)到100 mm;井深5 387.5 m處溶洞最為發(fā)育,其聲波時差最低為54 μs/ft,最低密度為2.67 g/cm3,最高孔隙度為10.0%。
2.3.2 獨(dú)立洞穴型儲層
根據(jù)孔洞發(fā)育、充填程度的不同,巖溶儲層測井響應(yīng)特征亦有所差異,孔洞越發(fā)育,儲層與圍巖差異越大。相對密集孔洞型優(yōu)質(zhì)儲層,獨(dú)立洞穴型優(yōu)質(zhì)儲層的測井特征更為明顯。
在GS7井燈四段綜合測井圖(圖2-b)上,井段5 250.0~5 252.0 m漏點(diǎn)距燈影組頂界163 m,屬于燈影組內(nèi)幕儲層,該儲層段井徑擴(kuò)徑嚴(yán)重,三孔隙度測井結(jié)果均出現(xiàn)明顯升高,聲波時差由45 μs/ft升到61 μs/ft,密度由 2.75 g/cm3降到 2.26 g/cm3;電阻率降低明顯;常規(guī)測井資料指示儲層孔隙發(fā)育,測井綜合解孔隙度最大值為12.5%。成像測井顯示大片黑色斑塊,斑塊直徑約900 mm,綜合解釋為小型洞穴。井段5 337.5~5 345.0 m洞穴特征也十分明顯,測井綜合解釋孔隙度最大值為14.0%,成像測井指示洞穴井徑約1 000 mm。井段5 332.0~5 340.5 m取心7.70 m,巖心縫洞較發(fā)育,中上部為褐灰色、灰褐色致密白云巖,見半充填大縫發(fā)育,近底部為1.2 m厚、發(fā)育溶洞的褐灰色白云巖。整筒巖心見6條大縫、5條中縫、4個大洞,透明狀自形晶石英晶簇和白云巖半充填,溶洞個數(shù)較少、洞徑較大,為洞穴型儲層。
圖2 密集孔洞型與獨(dú)立洞穴型優(yōu)質(zhì)儲層測井特征圖
綜上表明,獨(dú)立洞穴型儲層的測井響應(yīng)特征為:聲波時差大于55 μs/ft,密度小于2.60 g/cm3,電阻率在高背景值出現(xiàn)塊狀低值區(qū),成像圖像以獨(dú)立大面積暗色團(tuán)塊狀和片狀為主,不受巖石組構(gòu)限制,可切割地層界面。已鉆井的錄井和測井資料證明,燈影組內(nèi)幕儲層溶洞較發(fā)育,溶洞整體上尺度較小,局部發(fā)育較大尺寸的洞穴,個別洞穴可達(dá)數(shù)米級別。燈影組內(nèi)幕存在局部范圍大型溶洞系統(tǒng)和大型洞穴系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)儲層。
燈影組內(nèi)幕儲層溶蝕孔洞規(guī)模相對較小,且洞穴尺度差異大,其地震反射特征也有所不同,需要建立地質(zhì)模型,對不同規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲層進(jìn)行正演模擬研究,分析其對應(yīng)的地震響應(yīng)特征。筆者嘗試通過模型正演探討利用地震資料識別洞穴儲層的可能性,從理論上分析洞穴儲層達(dá)到多大規(guī)模時才能利用地震資料進(jìn)行識別,以期能夠指導(dǎo)其后的地震資料處理和解釋。
在模型地震正演方面,塔里木盆地針對洞穴型儲層做了大量、深入的研究。川中地區(qū)碳酸鹽巖內(nèi)幕洞穴儲層更為隱蔽,目前的地震剖面難以分辨,沒有關(guān)于內(nèi)幕洞穴的正演、地震響應(yīng)特征研究。筆者結(jié)合安岳氣田燈影組地層結(jié)構(gòu)和縫洞規(guī)模,將復(fù)雜的洞穴儲層簡化為相對均質(zhì)、統(tǒng)一彈性參數(shù)的地質(zhì)體,通過實(shí)測測井?dāng)?shù)據(jù)獲得地層和優(yōu)質(zhì)儲層的波阻抗,設(shè)計(jì)了含有不同大小孔洞的水平層狀二維模型,基于等效介質(zhì)模型,采用35 Hz雷克子波褶積正演得到地震剖面,進(jìn)行正演分析。
正演模型參數(shù)設(shè)置:燈影組頂部風(fēng)化殼上覆蓋層為下寒武統(tǒng)筇竹寺組頁巖地層,聲波時差為64 μs/ft,密度為2.63 g/cm3,波阻抗為12 500 g/cm3·m/s;燈四段為厚層白云巖,聲波時差為45.5 μs/ft,密度為2.72 g/cm3,波阻抗為18 200 g/cm3·m/s;燈三段為頁巖,平均厚度為40 m,聲波時差為54 μs/ft,密度為2.67 g/cm3,波阻抗為15 000 g/cm3·m/s;儲層位于燈四段碳酸鹽巖地層中部,儲層橫向?qū)挾葹?0 m。
根據(jù)GS2井井段5 208.3~5 210.2 m洞穴型儲層的測井資料,設(shè)定獨(dú)立洞穴型儲層聲波時差為68.6 μs/ft,密度為 2.25 g/cm3,波阻抗為 10 000 g/cm3·m/s;根據(jù)GS1井井段5 386.0~5 389.0 m孔洞發(fā)育段的測井資料,設(shè)定密集孔洞型儲層的平均聲波時差為47 μs/ft,密度為2.50 g/cm3,波阻抗為16 025 g/cm3· m/s。
圖3 獨(dú)立洞穴型儲層地質(zhì)模型及其地震正演剖面圖
圖3-a為洞穴高度(洞高)介于0.5~3.0 m(等間隔為0.5 m)的波阻抗模型和地震正演剖面。從正演剖面上看,儲層底部對應(yīng)出現(xiàn)不同能量的波峰,且洞高越大,波峰能量越強(qiáng)。由于洞高小,受調(diào)諧作用的影響,波峰位于儲層底面向下四分之一波長的位置。考慮到地震資料存在不同程度的噪音,加入最大振幅為50%和100%的等概率分布噪聲,模擬分析實(shí)際地震資料情況下儲層的地震反射特征及其可識別性。當(dāng)噪聲振幅為50%時(圖3-b),0.5 m高度的洞穴地震反射被淹沒無法識別;1.0 m高度的洞穴地震反射和背景噪聲相當(dāng),洞穴特征比較清楚,但邊界畸變嚴(yán)重、難以有效識別;1.5 m高度以上的洞穴地震反射明顯強(qiáng)于背景噪聲,洞穴邊界清晰。當(dāng)噪聲振幅為100%時(圖3-c),結(jié)果近似。正演分析表明,洞穴型優(yōu)質(zhì)儲層地震響應(yīng)特征清晰,受噪聲干擾影響小,高品質(zhì)的地震資料可以從地震剖面上識別出1.5 m高度及其以上的洞穴。
圖4-a為密集孔洞型儲層厚度介于4~24 m(等間隔為4 m)的波阻抗模型和正演地震剖面。對比洞穴型優(yōu)質(zhì)儲層,密集孔洞型儲層的地震響應(yīng)更為微弱。儲層厚度越大,底部對應(yīng)波峰能量越強(qiáng)。當(dāng)噪聲振幅為50%的情況下(圖4-b),從地震剖面能夠識別厚度超過12 m的儲層,8 m厚的儲層邊界模糊,16 m厚的儲層邊界較為準(zhǔn)確。當(dāng)噪聲振幅為100%時(圖4-c),厚度介于8~12 m的儲層的地震響應(yīng)和噪聲能量相當(dāng),僅能分辨20 m厚的儲層。
綜上所述,密集孔洞型儲層能量更弱,在目前的地震資料狀況下,識別困難。相同厚度情況下,洞穴型儲層的波阻抗和圍巖差異更大,產(chǎn)生更強(qiáng)的地震反射,珠狀特征更為明顯,受地震噪聲干擾影響小,更易于識別。因此,優(yōu)質(zhì)獨(dú)立洞穴型儲層為當(dāng)前燈影組內(nèi)幕更為現(xiàn)實(shí)的地質(zhì)目標(biāo)。
相對于塔里木盆地大規(guī)模的溶洞(直徑多介于10~30 m)碳酸鹽巖儲層的“串珠狀強(qiáng)反射”的特征,高石梯地區(qū)燈影組內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層溶蝕孔洞規(guī)模相對較小,主要為單個波峰反射、反射能量較弱、縱向規(guī)模小,很容易被地震資料的噪聲掩蓋,稱之為隱蔽型“珠狀”反射特征。
圖4 密集孔洞型儲層地質(zhì)模型及其地震正演剖面圖
高石梯—磨溪地區(qū)地表地勢平緩,地表激發(fā)和接收條件較好,地下構(gòu)造簡單,地震資料整體上品質(zhì)較高。但是,近年來研究認(rèn)為川中地區(qū)深層地震資料存在較強(qiáng)的層間多次波,層間多次波對深層弱的有效信號產(chǎn)生較強(qiáng)屏蔽作用,形成較多的異常強(qiáng)能量干擾,使得燈影組內(nèi)幕地震反射形態(tài)畸變、振幅異常、測井合成地震記錄和實(shí)際地震剖面難以匹配[18]。由于燈影組埋藏深(2 200~2 500 ms),碳酸鹽巖內(nèi)幕地層之間的波阻抗差異小,難以形成強(qiáng)反射界面,地層的地震反射能量弱;內(nèi)幕洞穴規(guī)模相對較小,有效信號能量相對弱,即使局部存在優(yōu)質(zhì)儲層,也是隱蔽型“珠狀”反射。因此,有效地震反射很容易被噪聲影響甚至掩蓋,使地震資料不能反映真實(shí)的地層特征,難以建立有效的儲層地震響應(yīng)模式。
在過GS7井三維常規(guī)地震成果剖面(圖5-a)上,直觀上信噪比相對較高,橫向連續(xù)性好。但實(shí)際上并不符合碳酸鹽巖內(nèi)幕地層整體弱的地震反射特征,優(yōu)質(zhì)儲層隱蔽型“珠狀”反射難以有效反映。圖5-a中燈四段和燈二段中部黃色箭頭所指的強(qiáng)能量連續(xù)反射,和已鉆井合成地震記錄不符說明為強(qiáng)能量干擾,對弱的有效信號形成嚴(yán)重的屏蔽效應(yīng)。GS7井井段5 250.0~5 251.0 m有一個900 mm的大型洞穴,但其在該地震剖面上對應(yīng)微弱的地震波峰反射,遠(yuǎn)小于周圍背景能量,無法識別。
因此,內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層識別的關(guān)鍵是深層弱有效信號成像。根據(jù)多次波干擾強(qiáng)、有效信號弱的特點(diǎn),采用相對保幅的高保真、高信噪比的處理思路,包括保幅處理、靜校正、速度拾取和多次波壓制等關(guān)鍵技術(shù),以提高碳酸鹽巖內(nèi)幕地震資料品質(zhì)。
圖5 過GS7井地震剖面圖
4.2.1 疊前去噪
研究區(qū)除了規(guī)則面波、線性干擾外,還存在一些與環(huán)境相關(guān)的噪聲如野值、隨機(jī)干擾、高頻干擾等,且在工區(qū)內(nèi)分布不均勻。根據(jù)實(shí)際干擾波特性,采用分時/分頻去噪、梯次迭代,逐漸壓制噪聲;再根據(jù)野外同一單炮上子波形態(tài)和子波衰減的規(guī)律性,利用合理的算法對不符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行修正;在壓制面波、聲波、隨機(jī)噪音及強(qiáng)能量干擾的同時,消除野值、高頻噪聲對地震資料的影響,最大限度地保留有效成分,實(shí)現(xiàn)保幅去噪。
4.2.2 高精度靜校正
靜校正是實(shí)現(xiàn)CMP同相疊加的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工作,不僅影響疊加速度精度,而且影響疊加的質(zhì)量和構(gòu)造形態(tài),對弱信號成像尤其重要。高精度靜校正能使有效信號同相疊加,提高深層資料的信噪比和連續(xù)性。
針對川中地區(qū)近地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜、低降速帶變化大的問題,主要采用了高程靜校正、折射波靜校正和地表一致性剩余靜校正技術(shù)?;谠搮^(qū)地表?xiàng)l件和折射波分層的特點(diǎn),將折射波分為兩層模型,采用廣義線性反演的折射波靜校正計(jì)算方法;再通過實(shí)測折射波初至?xí)r間和近地表模型的正演模擬時間對比迭代,獲得與觀測折射波到達(dá)時間擬合最好的近地表模型,解決長波長靜校正問題。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用三維反射波剩余靜校正方法,通過模型道互相關(guān)求取時差,分解到炮點(diǎn)項(xiàng)、檢波點(diǎn)項(xiàng)、偏移距項(xiàng)等,應(yīng)用到地震數(shù)據(jù)以消除殘余短波長靜態(tài)時差的影響;再通過對模型道進(jìn)行信號加強(qiáng)處理提高模型道質(zhì)量,強(qiáng)化過程質(zhì)控,進(jìn)行剩余靜校正的多次迭代,逐步優(yōu)化,提高速度譜精度,拾取精確的剩余靜校正量。
4.2.3 精細(xì)速度分析
研究區(qū)深層以大套高速碳酸鹽巖和變質(zhì)基巖為主,內(nèi)幕反射整體能量較弱。受噪聲及多次波干擾的影響,速度譜聚焦差、多解性強(qiáng),在速度譜上很容易引起速度拾取錯誤,為此采用了層控速度拾取的方法。
在高速碳酸鹽巖地層的背景下,存在下寒武統(tǒng)滄浪鋪組和筇竹寺組、燈三段和燈一段等低速泥巖地層,形成強(qiáng)反射界面,這些強(qiáng)反射界面橫向穩(wěn)定,可辨識性高,不易被干擾波掩蓋,能夠連續(xù)追蹤。通過構(gòu)造解釋得到強(qiáng)反射界面層位,加載到速度譜中作為標(biāo)志層,采用“沿層拾取,避開層間”的思路,沿層拾取疊加速度,避開不合理速度點(diǎn),減少將干擾波當(dāng)作有效波進(jìn)行速度拾取的情況,提高速度拾取精度。
4.2.4 多次波壓制
燈影組附近的多次波不僅能量強(qiáng),并且速度和一次波速度差異小。通過測試試驗(yàn),采用疊前層控Radon變換和疊后模式識別方法組合,精細(xì)、逐步衰減層間多次波。首先,在疊前時間偏移道集上,進(jìn)行高精度剩余速度分析與Radon變換壓制多次波迭代處理。其次,經(jīng)過Radon變換處理后,近偏移距地震道中還存在強(qiáng)能量的多次波,采用優(yōu)勢偏移距疊加處理技術(shù),選取合理的偏移距范圍,實(shí)現(xiàn)高信噪比的地震道疊加,減小多次波能量的干擾,提高深層資料信噪比。最后,在疊后數(shù)據(jù)體上開展處理和解釋聯(lián)作,在分析深層多次波主要來源層位的基礎(chǔ)上,對中淺層多次波來源層位進(jìn)行構(gòu)造解釋,沿層提取中淺層多次波來源層的地震頻譜信息,對深層目的層開展F-X域?yàn)V波方法識別和壓制殘留多次波。
通過以上針對弱信號恢復(fù)和多次波壓制目標(biāo)處理后,和以往疊前時間偏移剖面對比,地震剖面質(zhì)量有了很大的改變。風(fēng)化面成像質(zhì)量、地震波組特征層次、斷裂特征、井震匹配程度等方面得到明顯改善。
圖5-b為弱信號恢復(fù)重新處理的過GS7井地震剖面。從圖5-b中可以看出,燈影組頂、燈三段底、燈影組底等3個標(biāo)志層形態(tài)得到精細(xì)刻畫,燈影組碳酸鹽巖內(nèi)幕具有斷續(xù)、弱能量的地震反射特征,地震剖面和已鉆井合成地震記錄匹配良好,典型碳酸鹽巖儲層的反射特征明顯,為燈影組內(nèi)幕碳酸鹽巖縫洞型儲層識別奠定了基礎(chǔ)。
根據(jù)以上地震正演、新處理地震資料和已鉆井揭示的地層情況,安岳氣田高石梯地區(qū)燈影組整體具有3強(qiáng)2弱的“三明治”地震反射特征:筇竹寺組底、燈三段底和燈影組底為低速頁巖、泥巖與高速白云巖界面,波阻抗差異大,在地震剖面上表現(xiàn)為3個連續(xù)性好、能量強(qiáng)的地震反射界面,3個強(qiáng)反射界面之間夾持的燈四段和燈二段的內(nèi)幕為塊狀白云巖,其內(nèi)部地層之間波阻抗差異小,在地震剖面上表現(xiàn)為2段斷續(xù)、弱能量的地震反射特征。在燈四段和燈二段整體弱能量的背景下,其內(nèi)幕發(fā)育的優(yōu)質(zhì)儲層具有較低的波阻抗,表現(xiàn)為相對能量較強(qiáng)的“珠狀”反射,局部大型優(yōu)質(zhì)儲層“珠狀”反射能量更強(qiáng),外形特征更為明顯。
高石梯地區(qū)燈影組巖溶儲層縱向上分帶較明顯。朱訊等[19]根據(jù)燈影組巖心、薄片、測井等資料將燈影組近地表巖溶體系自上而下劃分為表生巖溶帶、垂直滲流帶、水平潛流帶,認(rèn)為:表生巖溶帶厚度小、溶孔多數(shù)被充填;垂直滲流巖溶帶發(fā)育較多垂直或高角度的溶溝、溶縫,可見少量拉伸狀的小型溶孔;水平穩(wěn)定潛流帶以水平形態(tài)巖溶為主,多形成蜂窩狀溶蝕孔洞,是最有利于巖溶儲層發(fā)育的巖溶帶。
筆者根據(jù)地質(zhì)綜合研究,結(jié)合鉆井錄井對燈四段巖溶進(jìn)行了重新劃分。從鉆井漏失分布(圖6)看,統(tǒng)計(jì)的13口在燈四段識別出溶洞25個,在縱向上分布具有3分段特征:
1)第一段為燈影組頂界以下100 m左右的范圍內(nèi)。8口井在該段內(nèi)共有井漏顯示9個井段,占識別溶洞總數(shù)的36%,溶洞主要集中在風(fēng)化殼面附近,對應(yīng)朱訊等[19]劃分的表生巖溶帶+垂直滲流帶+水平潛流帶,為目前主力開發(fā)層系。
2)第三段為燈三段頁巖以上100 m之內(nèi)。燈三段為深水沉積產(chǎn)物,主要由頁巖和白云質(zhì)泥巖組成,巖性致密、質(zhì)地較硬,原始孔隙少,后期溶蝕作用弱。地下水垂直滲流接近燈三段段頁巖后,難以繼續(xù)下滲,流水順頁巖頂面?zhèn)认蝽槍訚B流和溶蝕。10口井在燈三段頁巖之上100 m左右的順層巖溶帶范圍內(nèi),共發(fā)育溶洞11個,占總?cè)芏磾?shù)量的44%,漏失井段數(shù)量比例最大,漏失量也大于第一段,7個漏失量超過500 m3的井段中有5個位于此段。GS7井地震剖面上可以觀察到的珠狀反射特征也主要集中在燈四段下部(圖5-b)。由于燈四段下部順層巖溶帶遠(yuǎn)離不整合面,往往溶洞充填程度低,溶蝕空間連通性相對較好,容易形成優(yōu)質(zhì)洞穴型儲層。
3)第二段為中間層段,位于第一、三段之間。有3口井識別出4個溶洞。
綜上所述,根據(jù)已鉆井的錄井、測井資料,第三段的井漏頻次、洞徑大小以及大型洞穴的鉆遇率相對第二段更易形成較大型的溶洞系統(tǒng),成為內(nèi)幕的優(yōu)質(zhì)儲層,且內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層主要集中在燈三段泥巖底板之上100 m范圍內(nèi),水平方向順層發(fā)育巖溶帶。
已鉆井的測井和巖心資料顯示,高石梯地區(qū)燈四段儲層各井之間溶洞發(fā)育程度相差大。統(tǒng)計(jì)的18口井中有13口井見井漏顯示,少數(shù)井漏點(diǎn)數(shù)量多、漏失量高,各井的井漏差異很大,說明洞穴型儲層平面上具有強(qiáng)烈的非均質(zhì)性。
基于內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層的隱蔽型“珠狀”反射特征,確定珠狀振幅門檻值,對相對高振幅進(jìn)行優(yōu)質(zhì)儲層三維雕刻,并沿?zé)羲亩蜗虏宽槍訋r溶帶統(tǒng)計(jì)其時間厚度得到優(yōu)質(zhì)儲層平面分布。圖7是利用地震預(yù)測的GS19井區(qū)內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層時間厚度圖,圖中GS7井、GS8井、GS109井位于預(yù)測巖溶體內(nèi),其中GS7井鉆遇的巖溶洞穴規(guī)模較大,與實(shí)際鉆探結(jié)果一致。
平面上,優(yōu)質(zhì)儲層呈點(diǎn)狀、珠狀特征,巖溶體分布規(guī)律清晰,單體規(guī)模不大,大部分珠狀直徑小于250 m;局部地區(qū)巖溶作用強(qiáng)烈,珠狀巖溶體橫向連通、平面復(fù)合連片,形成有利巖溶發(fā)育帶,最大優(yōu)質(zhì)儲層展布范圍達(dá)到1 500 m,為潛在大型縫洞體(圖7白色虛線圈)。根據(jù)該預(yù)測結(jié)果,認(rèn)為GS103井西側(cè)(圖7黃色虛線圈)存在大型洞穴優(yōu)質(zhì)儲層,洞穴規(guī)模寬730 m,長3 830 m,為GS19井區(qū)最有利區(qū)之一。
圖6 高石梯地區(qū)燈四段測井解釋氣層和錄井井漏顯示對比圖(沿?zé)粲绊攲永剑?/p>
圖7 GS19井區(qū)燈四段內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層預(yù)測圖
在前人關(guān)于深層存在多次波認(rèn)識的指導(dǎo)下,在GS19井區(qū)開展弱信號恢復(fù)以及多次波壓制處理后,地震剖面品質(zhì)有所提高,燈影組內(nèi)幕出現(xiàn)了反映洞穴型儲層的珠狀反射,驗(yàn)證了燈影組存在多次波干擾的認(rèn)識,顯示出當(dāng)前地震資料的潛力和開展目標(biāo)處理的必要性,也希望引起油氣工作者對老地震資料的評價和重新認(rèn)識。同時,該處理思路及技術(shù)對川中地區(qū)深層地震資料處理具有一定的借鑒意義。
筆者通過對燈影組內(nèi)幕儲層研究認(rèn)為,相對于平面復(fù)合連片、大面積分布的燈四段頂部風(fēng)化殼巖溶儲層,內(nèi)幕洞穴型儲層橫向規(guī)模要小得多,但仍有望在川中地區(qū)局部疊合連片,形成一定數(shù)量、規(guī)模分布的優(yōu)質(zhì)儲層,成為小而富的氣藏。并且,內(nèi)幕洞穴型儲層在地震剖面上呈珠狀反射特征,已被鉆井證實(shí)為洞穴型優(yōu)質(zhì)儲層,具有較大的勘探潛力。
目前,已鉆井大多數(shù)都不在最有利的洞穴連片區(qū),內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層整體還處于待認(rèn)識的階段,也沒有專門針對內(nèi)幕洞穴型儲層進(jìn)行鉆探,還未引起勘探開發(fā)者的重視。筆者建議針對GS103井附近大型洞穴型優(yōu)質(zhì)儲層進(jìn)行鉆探,探索其勘探開發(fā)潛力,并進(jìn)一步檢驗(yàn)新地震資料在優(yōu)質(zhì)儲層預(yù)測方面的可靠性。如果鉆探成功,可實(shí)現(xiàn)川中地區(qū)燈影組勘探開發(fā)層系從風(fēng)化殼頂部向內(nèi)幕拓展,成為川中地區(qū)天然氣勘探和開發(fā)新領(lǐng)域。
1)安岳氣田燈影組內(nèi)幕地層在鉆井過程中井漏、放空顯示頻繁,常規(guī)測井和成像測井指示溶蝕孔洞發(fā)育程度高,燈影組內(nèi)幕存在密集孔洞型和獨(dú)立洞穴型兩種優(yōu)質(zhì)儲層。
2)內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層在縱向上主要集中在燈三段泥巖底板之上100 m的范圍內(nèi),水平方向順層發(fā)育巖溶帶;橫向上非均質(zhì)性強(qiáng),呈現(xiàn)出散點(diǎn)、珠狀特征,規(guī)模較??;局部巖溶作用強(qiáng)烈、珠狀巖溶體復(fù)合連片形成大型洞穴型優(yōu)質(zhì)儲層區(qū),具有較大規(guī)模,勘探潛力大,可成為川中地區(qū)天然氣勘探和開發(fā)新領(lǐng)域。
3)燈影組內(nèi)幕優(yōu)質(zhì)儲層地震響應(yīng)表現(xiàn)為單波峰的隱蔽型“珠狀”反射特征,波峰能量相對較弱,容易受到地震資料的噪聲掩蓋。通過深層弱信號的采集和處理一體化攻關(guān),進(jìn)一步提高深層地震資料的保幅性和信噪比,可實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)儲層的有效識別。
4)安岳氣田燈影組內(nèi)幕發(fā)育一定數(shù)量和規(guī)模的優(yōu)質(zhì)洞穴型儲層,但整體規(guī)模不大,大部分巖溶體小于250 m,最大展布范圍為1 500 m。其中GS103井西側(cè)存在大型洞穴型優(yōu)質(zhì)儲層,為GS19井區(qū)最有利區(qū)之一。