李素華,胡 昊,朱 蘭,余 洋,石國(guó)山,賈霍甫

(中國(guó)石油化工股份有限公司西南油氣分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,四川成都610041)

元壩地區(qū)位于四川盆地川中隆起北斜坡,北鄰九龍山和通南巴背斜構(gòu)造,前期主要以二疊系長(zhǎng)興組生物礁灘勘探為主[1-2]。近年來(lái)中石油在九龍山背斜二疊系茅口組頂部取得油氣勘探突破,證實(shí)川北地區(qū)茅口組油氣地質(zhì)條件好,勘探潛力大[3-4]。四川盆地茅口組沉積背景整體為西南高、北東低的碳酸鹽巖緩坡型臺(tái)地,元壩地區(qū)處于中緩坡邊緣[5],中—外緩坡坡折位置地層厚度明顯變厚,針對(duì)此特征部署的A井在茅口組三段鉆遇生屑灘巖溶縫洞型儲(chǔ)層,測(cè)試獲百萬(wàn)方工業(yè)氣流,打開(kāi)了元壩地區(qū)茅口組勘探的新局面[6],但川北地區(qū)茅口組整體勘探程度較低,生屑灘巖溶儲(chǔ)層分布規(guī)律認(rèn)識(shí)不清,亟需加強(qiáng)茅口組高能生屑灘與巖溶儲(chǔ)層分布的地球物理預(yù)測(cè)研究,對(duì)提出下一步油氣勘探方向具有一定的指導(dǎo)意義。

前人針對(duì)元壩長(zhǎng)興組礁灘刻畫(huà)的研究已有很多成功實(shí)例[7-11],主要以沉積相背景為指導(dǎo),從地質(zhì)體地震反射結(jié)構(gòu)、沉積環(huán)境、平面及空間分布等多個(gè)方面開(kāi)展儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作,技術(shù)手段有模型正演、層拉平、波形分類(lèi)、切片、三維可視化、分頻處理、頻譜成像、相干曲率體、古地貌恢復(fù)及相控多參數(shù)儲(chǔ)層反演等。元壩地區(qū)長(zhǎng)興組生物礁灘厚度大且外部多呈丘形,而茅口組生屑灘厚度薄且呈層狀分布,兩者地震響應(yīng)特征存在明顯的差異[12],且茅口組生屑灘巖溶儲(chǔ)層為首次鉆遇,目前針對(duì)該套生屑灘巖溶儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)技術(shù)仍處于探索階段。實(shí)鉆茅口組生屑灘巖溶儲(chǔ)層埋藏深、單層儲(chǔ)層薄、分布范圍有限、非均質(zhì)性強(qiáng),地震資料分辨率有限,且受上覆吳家坪組泥巖強(qiáng)反射影響,儲(chǔ)層、非儲(chǔ)層及表征巖溶作用強(qiáng)弱的地震響應(yīng)特征不明顯,強(qiáng)屏蔽下的薄層生屑灘巖溶儲(chǔ)層精細(xì)刻畫(huà)制約該區(qū)巖性圈閉識(shí)別及評(píng)價(jià)井部署。

針對(duì)茅口組生屑灘巖溶儲(chǔ)層特征及預(yù)測(cè)難點(diǎn),本文首先利用正演模擬技術(shù)確定生屑灘儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征;然后從實(shí)際沉積背景及地震反射特征入手,利用地震相和古地貌確定生屑灘有利相帶;現(xiàn)有地震資料主頻低,強(qiáng)阻抗界面屏蔽了內(nèi)部薄層生屑灘儲(chǔ)層信息,嘗試?yán)貌ㄐ畏纸馀c重構(gòu)技術(shù)解決這一問(wèn)題;充分利用橫向地震波形的差異來(lái)反映沉積相帶的變化特征,進(jìn)行相控高分辨率波阻抗反演;最后結(jié)合裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果圈定優(yōu)質(zhì)生屑灘巖溶儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。

1 儲(chǔ)層地質(zhì)地震特征

1.1 儲(chǔ)層地質(zhì)特征

儲(chǔ)層主要發(fā)育在茅口組風(fēng)化殼面之下40m范圍內(nèi),多口井鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生泥漿漏失,說(shuō)明茅口組頂部縫洞較發(fā)育。儲(chǔ)層巖性主要為灰質(zhì)粉-細(xì)晶白云巖、白云質(zhì)生屑灰?guī)r、生屑灰?guī)r,儲(chǔ)集空間以晶間溶孔、粒間溶孔及生物體腔溶孔為主,由于暴露時(shí)間較短(大約4～5Ma),大型洞穴不發(fā)育,主要發(fā)育溶蝕孔洞,裂縫改善儲(chǔ)集性能,儲(chǔ)層類(lèi)型為裂縫-孔洞型。巖心孔隙度為2.64%～8.37%,平均為5.09%,滲透率為0.06～0.24mD(1mD≈0.987×10-3μm2)。茅口組末期受東吳運(yùn)動(dòng)影響,茅口組地層抬升剝蝕,在大氣淡水溶蝕作用下,生屑顆粒間膠結(jié)物易溶蝕形成滲流通道,有利于巖溶作用和白云石化作用發(fā)生,進(jìn)而形成規(guī)模性晶間溶孔和粒間溶孔,并且白云石晶體與生屑顆?？箟簩?shí)性強(qiáng),有利于埋藏期孔隙保存。因此,生屑灘疊加表生期不整合面風(fēng)化殼巖溶作用是元壩地區(qū)茅口組頂部?jī)?yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的關(guān)鍵因素。此外,茅口組夾薄層沉凝灰?guī)r,為新類(lèi)型儲(chǔ)層,在成巖蝕變過(guò)程中火山碎屑膠狀物體積易收縮形成孔,也具有一定的儲(chǔ)集性能。

1.2 儲(chǔ)層地震特征

由A井茅口組儲(chǔ)層精細(xì)標(biāo)定結(jié)果(圖1)可知,茅口組頂部發(fā)育3套儲(chǔ)層:儲(chǔ)層①(灰質(zhì)白云巖層,厚度為10m)、儲(chǔ)層②(沉凝灰?guī)r層,厚度為5m)和儲(chǔ)層③(生屑灰?guī)r層,厚度為25m),累計(jì)厚度為40m,主要位于茅口組頂部強(qiáng)波峰振幅內(nèi)部,其中沉凝灰?guī)r儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)的聲波時(shí)差(AC)、自然伽馬(GR)、密度(ρ)、補(bǔ)償中子(CNL)曲線跳變明顯,但儲(chǔ)層薄,地震資料主頻低,3套儲(chǔ)層間地震響應(yīng)特征無(wú)明顯變化。

圖1 A井茅口組頂部?jī)?chǔ)層精細(xì)標(biāo)定結(jié)果(1ft≈0.3048m)

由過(guò)A、B井茅口組連井地震剖面(圖2)可知:①吳家坪組內(nèi)部地層反射同相軸明顯披覆在茅口組頂部(吳家坪組底)反射同相軸上,茅三段和吳家坪組地層厚度均中間厚、兩邊薄,而茅三段底至茅口組底地層為平行、連續(xù)沉積,厚度變化不大,證實(shí)茅三段沉積期工區(qū)處于中—外緩坡坡折位置,存在生屑灘發(fā)育的地質(zhì)背景;②A井鉆遇生屑灘,3套儲(chǔ)層均位于茅口組頂部“低頻、強(qiáng)振幅、寬波峰”反射同相軸內(nèi)部(黃色標(biāo)注處),且A井位置波峰寬度相對(duì)左側(cè)略窄;③茅口組頂部反射同相軸存在明顯差異,中間為“低頻、強(qiáng)振幅、寬波峰”反射,向兩側(cè)逐漸過(guò)渡為“中高頻、中強(qiáng)振幅、窄波峰”反射(綠色標(biāo)注處),右側(cè)B井位置實(shí)鉆生屑灘欠發(fā)育,波峰寬度明顯變窄;④茅口組埋深超過(guò)7000m,地震資料主頻為25～30Hz,平均層速度為6000m/s,可分辨地層厚度為50～60m,“低頻、強(qiáng)振幅、寬波峰”反射為茅口組頂部3套儲(chǔ)層的綜合地震響應(yīng)特征,現(xiàn)有地震資料無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別單一薄儲(chǔ)層,儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度受到限制。

圖2 過(guò)A井和B井茅口組連井地震剖面

2 儲(chǔ)層正演模型建立

元壩地區(qū)茅口組首次鉆遇生屑灘巖溶儲(chǔ)層,生屑灘儲(chǔ)層發(fā)育和欠發(fā)育時(shí)地震響應(yīng)特征存在明顯差異,為進(jìn)一步驗(yàn)證上述表征茅口組頂部生屑灘巖溶儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征的結(jié)論正確與否,利用A井實(shí)鉆地層厚度、速度、密度等參數(shù)建立2種正演模型,利用波動(dòng)方程垂直波場(chǎng)傳播法模擬生屑灘巖溶儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征,總結(jié)其地震反射特征變化情況。

2.1 生屑灘儲(chǔ)層正演模擬

生屑灘儲(chǔ)層模型(圖3a)設(shè)計(jì)為丘狀外形,茅三段地層中間厚、兩邊薄,與實(shí)際地震剖面反射結(jié)構(gòu)一致,吳家坪組不是主要目的層,因此不考慮吳家坪組內(nèi)部地層披覆特征。正演模型的地層、巖性從上至下依次為吳家坪組泥巖、茅三段灰質(zhì)白云巖(厚度為10m)、茅三段沉凝灰?guī)r(厚度為5m)、茅三段生屑灰?guī)r(厚度為25m)、茅三段致密灰?guī)r、茅三段泥巖和茅二段致密灰?guī)r。模型橫向長(zhǎng)度為1000m,縱向深度為800m,子波選用30Hz雷克子波,與實(shí)際地震資料主頻一致,正演模型中的巖石物理參數(shù)由A井實(shí)際測(cè)井曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)而得,結(jié)果如表1所示。

表1 A井實(shí)鉆厚度、巖性、速度、密度及波阻抗值參數(shù)

由圖3a正演模型的模擬結(jié)果可知,茅三段中的灰質(zhì)白云巖、沉凝灰?guī)r、生屑灰?guī)r3套儲(chǔ)層整體表現(xiàn)為“低頻、強(qiáng)振幅、寬波峰”反射;兩側(cè)生屑灘儲(chǔ)層不發(fā)育時(shí)表現(xiàn)為中高頻、中強(qiáng)振幅、窄波峰反射(圖3b);正演模擬結(jié)果與茅口組頂部實(shí)際地震剖面反射特征一致,證實(shí)生屑灘發(fā)育和欠發(fā)育時(shí)茅口組頂部波峰振幅、頻率和茅三段地層厚度變化明顯,因此,利用振幅、頻率和茅三段地層厚度變化等初步判斷生屑灘是否發(fā)育是可行的。

2.2 生屑灘巖溶縫洞儲(chǔ)層正演模擬

A井儲(chǔ)層精細(xì)標(biāo)定結(jié)果顯示,儲(chǔ)層①內(nèi)部三孔隙度曲線變化明顯,其中AC、CNL值增大,ρ值降低,說(shuō)明孔隙發(fā)育,且實(shí)鉆過(guò)程中發(fā)生泥漿漏失,證實(shí)巖溶縫洞發(fā)育。為進(jìn)一步落實(shí)生屑灘巖溶縫洞儲(chǔ)層發(fā)育時(shí)地震響應(yīng)變化情況,在圖3a正演模型的基礎(chǔ)上,直接將兩個(gè)巖溶縫洞體嵌入到生屑灘儲(chǔ)層內(nèi)部(圖3c)。巖溶縫洞①:縱波速度為3200m/s,密度為2.23g/cm3,波阻抗為7136m/s·g/cm3,與圍巖波阻抗差值較大;巖溶縫洞②:縱波速度為4500m/s,密度為2.42g/cm3,波阻抗為10890m/s·g/cm3,與圍巖波阻抗差值相對(duì)較小。由圖3c正演模型的模擬結(jié)果可知,巖溶縫洞①處反射強(qiáng)度明顯變?nèi)?寬緩波峰變窄;巖溶縫洞②處反射強(qiáng)度及波峰變化不明顯;而巖溶縫洞發(fā)育時(shí)均影響上、下地層成像,上覆地層出現(xiàn)假亮點(diǎn)、透鏡狀反射,下伏地層出現(xiàn)反射強(qiáng)度變?nèi)?、相位上拉或假?gòu)造假象(圖3d)。巖溶縫洞發(fā)育規(guī)模和與圍巖波阻抗差值大小是影響茅口組頂部反射強(qiáng)弱變化的主要因素,巖溶縫洞越寬且與圍巖阻抗差值越大,茅口組頂部反射越弱,平面地震屬性必將存在弱振幅異常區(qū)。結(jié)合巖溶縫洞正演模擬結(jié)果和地震屬性平面預(yù)測(cè)結(jié)果可指導(dǎo)解釋人員在實(shí)際地震剖面上尋找規(guī)模較大的巖溶縫洞體。

圖3 茅口組生屑灘巖溶縫洞儲(chǔ)層正演模型及模擬記錄a 生屑灘模型; b 生屑灘模型與其正演模擬記錄的疊合結(jié)果; c 生屑灘疊加巖溶縫洞模型; d 生屑灘疊加巖溶縫洞模型與其正演模擬記錄的疊合結(jié)果

2.3 正演模擬結(jié)果

以上2種正演模型模擬結(jié)果均證實(shí)茅口組頂部3套儲(chǔ)層整體表現(xiàn)為“低頻、強(qiáng)振幅、寬波峰”反射,巖溶縫洞發(fā)育且與圍巖阻抗差值較大時(shí),會(huì)引起茅口組頂部波峰變窄、振幅能量變?nèi)醯痊F(xiàn)象,與A井實(shí)鉆地震剖面反射特征一致。同時(shí),正演模擬結(jié)果也證實(shí)現(xiàn)有常規(guī)地震資料不能有效識(shí)別5,10,25m厚的薄儲(chǔ)層,“低頻、強(qiáng)振幅、寬波峰”反射為茅口組頂部3套儲(chǔ)層的綜合地震響應(yīng)特征。因此,儲(chǔ)層預(yù)測(cè)只能利用3套儲(chǔ)層的綜合地震響應(yīng)特征來(lái)識(shí)別生屑灘巖溶儲(chǔ)層是否發(fā)育。

3 儲(chǔ)層識(shí)別及預(yù)測(cè)

生屑灘巖溶儲(chǔ)層受沉積相帶、古地貌、生屑灘發(fā)育程度、巖溶及斷裂等多種因素控制[13-14],沉積相帶控制生屑灘分布,生屑灘控制儲(chǔ)層展布,古地貌、巖溶和斷裂決定儲(chǔ)層發(fā)育程度,因此,總體研究思路以區(qū)域沉積相背景為指導(dǎo),由井-震標(biāo)定、地震正演模擬確定生屑灘巖溶儲(chǔ)層地震識(shí)別模式,結(jié)合地震相、古地貌等特征確定生屑灘發(fā)育相帶,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合多種預(yù)測(cè)手段識(shí)別生屑灘巖溶儲(chǔ)層分布。茅口組生屑灘巖溶儲(chǔ)層識(shí)別及預(yù)測(cè)流程如圖4所示。

圖4 茅口組生屑灘巖溶儲(chǔ)層識(shí)別及預(yù)測(cè)流程

3.1 生屑灘發(fā)育有利相帶

工區(qū)內(nèi)4口鉆井僅A井為茅口組專(zhuān)探井,其余3口井以長(zhǎng)興組為目的層,B井和C井在茅口組未鉆遇生屑灘,D井鉆遇薄層生屑灘,僅A井獲得油氣突破。在4口井的地震地質(zhì)層位精細(xì)標(biāo)定結(jié)果的基礎(chǔ)上,結(jié)合鉆井資料對(duì)沉積相、測(cè)井相、地震相等進(jìn)行綜合分析(圖5)。茅一期至茅二期,研究區(qū)沉積穩(wěn)定,水體較深,主要沉積泥晶灰?guī)r,茅三期時(shí)受峨眉地裂運(yùn)動(dòng)早期活動(dòng)影響海平面下降,水體由深變淺,GR曲線底部基值明顯高于上部,上部生屑灰?guī)r厚度增加。A井茅三段地層厚度明顯變厚,上部亮晶生屑灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r含量明顯增多,下部鉆遇泥質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖,測(cè)井曲線底部和中部呈高GR、高AC特征,泥質(zhì)含量高,地震波形為雙強(qiáng)波峰夾一強(qiáng)波谷反射,頂部波峰復(fù)波反射、能量強(qiáng)、相位寬、頻率低。B井茅三段鉆遇泥質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖互層,測(cè)井曲線GR、AC數(shù)值變化較大,整段泥質(zhì)含量高于A井和D井,地震波形為雙強(qiáng)波峰夾一強(qiáng)波谷反射,頂、底波峰反射強(qiáng)度相當(dāng),相位窄,頻率高。C井茅三段鉆遇泥質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖夾碳質(zhì)泥巖,測(cè)井曲線底部和上部呈高GR、高AC特征,泥質(zhì)含量高,地震波形特征與B井相似。D井茅三段鉆遇生屑灰?guī)r,底部電測(cè)特征呈高GR、高AC特征,泥質(zhì)含量增高,地震波形頂部為強(qiáng)波峰,中間波谷能量不強(qiáng),底部為弱波峰反射。綜合巖性、電性及地震反射特征分析可知,A、B、C和D井分別位于不同沉積相帶上,其中A井位于高能生屑灘核部,D井位于灘后低能帶,因此,生屑灘沉積相帶是控制油氣富集的主要因素,高能沉積相帶控制生屑灘的發(fā)育與展布。

圖5 由西向東過(guò)D、A、B、C井茅三段地震相(上)及測(cè)井相特征(下)

首先借助地震相確定生屑灘發(fā)育的有利相帶,利用波形聚類(lèi)屬性對(duì)地震波形細(xì)微變化進(jìn)行有效分類(lèi)[15],以期反映不同巖性或巖相引起的地震微相變化,再通過(guò)鉆井標(biāo)定的測(cè)井相轉(zhuǎn)換為沉積微相,總結(jié)生屑灘發(fā)育分布規(guī)律。波形聚類(lèi)采用自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,參數(shù)主要涉及時(shí)窗大小、分類(lèi)個(gè)數(shù)和迭代次數(shù)等。由實(shí)鉆資料及地震剖面可知:僅茅三段發(fā)育生屑灘,茅三段整體對(duì)應(yīng)兩波峰夾一波谷特征,可滿足波形分類(lèi)時(shí)窗大于半個(gè)波形周期的條件,分類(lèi)時(shí)窗設(shè)為整個(gè)茅三段;分類(lèi)個(gè)數(shù)不宜太多也不宜太少,5～10類(lèi)最好,設(shè)為6類(lèi)時(shí)即能反映沉積微相展布規(guī)律;迭代次數(shù)在保證預(yù)測(cè)精度及運(yùn)算效率的前提下,設(shè)為20次。

波形分類(lèi)結(jié)果(圖6a)顯示:6類(lèi)波形均呈北西向條帶展布,4口井分別位于不同波形區(qū)域內(nèi),與單井相分析結(jié)果一致;A井位于紅色波形內(nèi),實(shí)鉆資料揭示規(guī)模性高能生屑灘發(fā)育且地層厚度明顯變厚,與區(qū)域沉積相對(duì)比,沉積相帶為中—外緩坡坡折帶;D井鉆遇薄層生屑灘且地層厚度薄,與A井茅三段地震反射特征明顯不同,沉積相帶為中緩坡;B井和C井生屑灘不發(fā)育、GR值跳變明顯且地層厚度薄,沉積相帶對(duì)應(yīng)外緩坡;自西南向北東依次為中緩坡(棕色)、中—外緩坡坡折帶(紅、黃色)、外緩坡(綠、藍(lán)、粉色),判定紅色波形區(qū)域?yàn)樯紴┌l(fā)育有利部位,但紅色波形分布范圍有限,呈片狀或零星鑲嵌在黃色波形內(nèi)(圖6a)。古地貌既控制沉積微相也控制儲(chǔ)層發(fā)育程度[16],古地貌高部位既有利于生屑灘沉積也有利于溶蝕及白云巖化作用。古地貌恢復(fù)常用方法有印模法和殘厚法。印模法利用茅口組上覆地層厚度來(lái)鏡像反映古地貌形態(tài),前提條件是上覆地層反射波組連續(xù)、穩(wěn)定,但實(shí)際地震剖面中茅口組上覆地層吳家坪組和長(zhǎng)興組地層厚度起伏較大,吳家坪組為臺(tái)地邊緣過(guò)渡期沉積,長(zhǎng)興組為臺(tái)地邊緣礁灘沉積,上覆地層反射波組不連續(xù),因此,印模法不能真實(shí)反映茅口組古地貌特征。殘厚法利用茅口組殘余厚度來(lái)反映古地貌形態(tài),實(shí)際地震剖面中茅三段地層厚度變化明顯,茅二段—茅一段地層厚度穩(wěn)定,因此,利用茅三段殘余厚度恢復(fù)茅口組沉積末期的古地貌真實(shí)可靠,殘留厚度大小與古地貌高低呈正相關(guān)關(guān)系,A井位于古地貌較高部位,生屑灘巖溶儲(chǔ)層發(fā)育,其余3口井位于古地貌較低部位,生屑灘欠發(fā)育(圖6b)。對(duì)比地震相和古地貌平面圖可知,兩者平面分布趨勢(shì)一致,古地貌相對(duì)較高部位分布于地震相紅、黃色波形范圍內(nèi),兩者有效結(jié)合初步明確茅口組頂部生屑灘儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū),生屑灘呈北西向條帶發(fā)育在工區(qū)西南部中—外緩坡坡折帶上,且位于古地貌高部位。

圖6 茅口組生屑灘有利相帶平面分布a 茅三段地震相; b 茅口組沉積末期古地貌

3.2 生屑灘體識(shí)別

工區(qū)整體位于構(gòu)造斜坡區(qū),A井測(cè)試結(jié)果證實(shí)發(fā)育生屑灘巖性圈閉,因此,生屑灘體邊界刻畫(huà)至關(guān)重要。在確定生屑灘儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步篩選地震屬性精細(xì)刻畫(huà)生屑灘體及其邊界。

由A井實(shí)鉆數(shù)據(jù)(表1)可知,上覆吳家坪組泥巖與下伏茅口組灰?guī)r波阻抗差值較大,且地震資料主頻低,低頻能量強(qiáng),造成茅口組頂部“低頻、強(qiáng)振幅、寬波峰”反射,強(qiáng)反射背景必將影響茅三段薄層灰質(zhì)白云巖、沉凝灰?guī)r和生屑灰?guī)r儲(chǔ)層的響應(yīng)特征,常規(guī)振幅屬性不能真實(shí)反映茅口組頂部薄儲(chǔ)層信息,儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果存在多解性。如何有效識(shí)別強(qiáng)反射界面之下的儲(chǔ)層響應(yīng)特征,前人在塔中碳酸鹽巖和松遼盆地薄砂層[17-18]中均有成功實(shí)例,因此,嘗試借助波形分解技術(shù)分離本區(qū)茅口組頂部強(qiáng)反射界面信息,以期突出茅三段內(nèi)部生屑灘薄儲(chǔ)層信息。

首先依據(jù)A井目標(biāo)層段頻譜分析結(jié)果,確定地震數(shù)據(jù)有效頻帶范圍,在此基礎(chǔ)上,將原始目標(biāo)層段地震數(shù)據(jù)在有效頻帶范圍內(nèi)進(jìn)行波形分解,分解成不同形態(tài)、不同頻率的數(shù)據(jù)體,再利用波形分量分析技術(shù)將儲(chǔ)層段附近地震波形進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類(lèi),不同分量可反映不同地質(zhì)體或地層特征,一般第一分量可反映地層反射界面信息,其余單一或組合分量可反映儲(chǔ)層響應(yīng)特征。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)分析后發(fā)現(xiàn),采用此技術(shù)可有效分離茅口組頂部強(qiáng)反射界面信息,優(yōu)選出的分量信息能表征儲(chǔ)層信息,與鉆井標(biāo)定結(jié)果一致,能真實(shí)、客觀地反映實(shí)際地質(zhì)沉積規(guī)律。但需注意以下幾個(gè)問(wèn)題:①地震數(shù)據(jù)可行性分析,井、震資料相結(jié)合分析地震數(shù)據(jù)保真、保幅性,分解結(jié)果能表征儲(chǔ)層信息;②層位解釋精度,對(duì)于地層接觸關(guān)系復(fù)雜、低頻、寬相位或復(fù)波的同相軸,解釋人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際沉積特征準(zhǔn)確確定解釋層位所在的相位位置;③時(shí)窗大小以包含儲(chǔ)層頂、底為宜,時(shí)窗太大,會(huì)有非儲(chǔ)層信息出現(xiàn);④分量個(gè)數(shù)一般不多于5個(gè),時(shí)窗越大,分量越多,隨機(jī)噪聲和假象也越多。解釋層位、時(shí)窗大小和分量個(gè)數(shù)三者任意一項(xiàng)均影響波形分量平面分布規(guī)律,可與地震相、古地貌、常規(guī)地震屬性等預(yù)測(cè)結(jié)果相互驗(yàn)證,以期求取最佳波形分量設(shè)置參數(shù)。

圖7為過(guò)A井的A1、A2、A3和A4波形分量的地震剖面。圖8為A1和A2波形分量的平面分布圖。由圖7和圖8可以看出:A1波形分量剖面顯示茅口組頂部整體表現(xiàn)為低頻、強(qiáng)振幅反射,橫向連續(xù)性很好(圖7a),且A1波形分量平面分布結(jié)果與常規(guī)振幅屬性平面預(yù)測(cè)結(jié)果一致(圖8a),因此,A1波形分量主要反映地層反射界面信息;A2波形分量剖面中,茅口組頂部表現(xiàn)為短軸、低頻、中強(qiáng)振幅反射,橫向分布不連續(xù)(圖7b),與生屑灘儲(chǔ)層響應(yīng)特征一致;而A3和A4波形分量剖面無(wú)明顯有效信號(hào)(圖7c、圖7d),因此,利用A2波形分量即可表征生屑灘儲(chǔ)層發(fā)育情況,A2波形分量平面分布規(guī)律與地震相、古地貌等平面分布趨勢(shì)均匹配,且波形分量屬性刻畫(huà)灘體邊界更為清晰可靠,灘體總體呈北西向條帶狀展布,南部灘體規(guī)模較大、邊界清楚(圖8b),波形分解儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度明顯高于常規(guī)振幅屬性。

圖7 過(guò)A井A1(a)、A2(b)、A3(c)和A4(d)不同波形分量地震剖面

圖8 A1(a)、A2(b)波形分量平面分布

3.3 優(yōu)質(zhì)生屑灘儲(chǔ)層分布

在定性確定生屑灘分布基礎(chǔ)上,利用儲(chǔ)層物性參數(shù)反演定量表征生屑灘儲(chǔ)層分布。茅口組頂部?jī)?chǔ)層段波阻抗與上覆吳家坪組和下伏茅三段致密灰?guī)r波阻抗差值大,且與孔隙度呈負(fù)相關(guān),因而利用波阻抗反演即可識(shí)別儲(chǔ)層。常規(guī)地震反演由地震數(shù)據(jù)出發(fā),利用井插值建立確定性模型,與地震反演阻抗合并,地震反演結(jié)果的頻帶與原始地震數(shù)據(jù)基本相當(dāng),無(wú)高頻成分。隨機(jī)反演要求井多且分布均勻,縱向分辨率高,但橫向分辨率低,變差函數(shù)擬合效果不理想,無(wú)法預(yù)測(cè)橫向變化快的儲(chǔ)層,平面規(guī)律性差,隨機(jī)性強(qiáng)。工區(qū)鉆井僅4口,且生屑灘受沉積相帶控制明顯,儲(chǔ)層薄、非均質(zhì)性強(qiáng),利用常規(guī)地震反演和隨機(jī)反演均不能有效識(shí)別這套儲(chǔ)層。

地震波形指示反演利用地震波形橫向變化代替變差函數(shù)表征儲(chǔ)層空間變異程度[19-20],更符合沉積地質(zhì)規(guī)律,體現(xiàn)了相控的思想。橫向分辨率由有效樣本數(shù)控制,有效樣本數(shù)表示地震波形相似的井,有效樣本數(shù)越多,橫向連續(xù)性越好?？v向分辨率由最佳截止頻率控制,根據(jù)識(shí)別最小儲(chǔ)層厚度的需求,在地震有效帶寬基礎(chǔ)上,適當(dāng)補(bǔ)齊井的低頻和高頻信息,隨著頻帶進(jìn)一步拓寬,確定性逐漸減少,隨機(jī)成分逐漸增加。波形差異反演方法適用于井少的地區(qū),根據(jù)實(shí)際地質(zhì)、地震、鉆井資料及反演結(jié)果確定性的要求,設(shè)定有效樣本數(shù)為4個(gè)、最佳截止頻率為120Hz(地震有效帶寬為8～60Hz),縱、橫向分辨率明顯高于常規(guī)地震反演和隨機(jī)反演。在此基礎(chǔ)上,橫向以生屑灘沉積相邊界為約束條件,縱向以高頻層序地層格架模型和測(cè)井資料為約束條件,通過(guò)反距離加權(quán)縱、橫向插值建立初始模型,與波形差異反演相對(duì)阻抗相加,獲得高分辨率的絕對(duì)阻抗。反演結(jié)果有效識(shí)別了茅口組頂部生屑灘儲(chǔ)層空間變化特征,證實(shí)沉積相帶和古地貌控制了生屑灘分布,生屑灘儲(chǔ)層厚度較大的區(qū)域呈北西向分布于工區(qū)西南部,與A2波形分量平面預(yù)測(cè)趨勢(shì)大體一致,但兩者略有不同(圖9黑圈標(biāo)注處),波形差異反演使用的原始地震數(shù)據(jù)無(wú)法消除茅口組頂部強(qiáng)反射背景的影響,因此,圈定優(yōu)質(zhì)生屑灘儲(chǔ)層分布時(shí),應(yīng)充分結(jié)合波形分量的分析結(jié)果。

圖9 茅口組生屑灘儲(chǔ)層厚度

3.4 巖溶縫洞識(shí)別

生屑顆粒結(jié)構(gòu)具有較好的支撐性,粒間間隙利于流體滲透,使顆粒間膠結(jié)物易溶;斷裂、裂縫為大氣淡水提供滲流通道,促進(jìn)生屑灘溶蝕;巖溶高地與巖溶斜坡區(qū)古水文體系發(fā)達(dá),因此生屑灘發(fā)育程度、斷裂、裂縫、古地貌是巖溶縫洞發(fā)育的主控因素。在確定古地貌高部位、生屑灘發(fā)育基礎(chǔ)上,進(jìn)一步利用基于疊后地震數(shù)據(jù)體的相干、傾角、方位角及曲率[21]等屬性確定茅口組頂部生屑灘儲(chǔ)層巖溶縫洞發(fā)育情況。實(shí)際地震資料顯示茅口組內(nèi)部大斷裂欠發(fā)育,全頻帶地震數(shù)據(jù)體包含所有信息,對(duì)小斷層或裂縫刻畫(huà)不清晰,分頻成像可利用地震低、中、高頻帶信息,選擇最佳頻帶,突出小斷層和裂縫信息,分析30Hz分頻數(shù)據(jù)體即可滿足裂縫預(yù)測(cè)精度要求。30Hz分頻數(shù)據(jù)體裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果表明,茅口組頂部規(guī)模較大的斷層呈北東向發(fā)育在九龍山構(gòu)造東南翼(圖10a黑色低相干區(qū));工區(qū)中東部發(fā)育北西向和北東向“X”型剪切裂縫;生屑灘發(fā)育部位主要發(fā)育北西向和北東向兩組裂縫,其中北東向裂縫規(guī)模較大(圖10b),明顯與區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān),其余微裂縫明顯與溶蝕作用有關(guān)。A井位置發(fā)育北西向微裂縫,鉆井過(guò)程中發(fā)生漏失,而其余3口井位置均比A井裂縫發(fā)育,但均未獲油氣,進(jìn)一步證實(shí)生屑灘發(fā)育程度是控制油氣富集的主要因素。因此,利用多種方法確定生屑灘儲(chǔ)層分布后再結(jié)合裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果可圈定生屑灘發(fā)育部位的優(yōu)質(zhì)巖溶儲(chǔ)層分布。

圖10 茅口組頂部裂縫預(yù)測(cè)平面分布a 30Hz分頻相干+傾角+方位角疊合屬性(圖中,H表示方位角;S表示傾角,顏色越深表示傾角越大); b 30Hz分頻曲率屬性

3.5 優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育帶

生屑灘發(fā)育相帶和發(fā)育程度是評(píng)價(jià)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布的主要因素,斷裂、裂縫分布作為次要因素。首先根據(jù)沉積相、地震相、古地貌、地震屬性、地震反演等結(jié)果確定生屑灘分布,再結(jié)合斷裂、裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果圈定生屑灘發(fā)育部位的優(yōu)質(zhì)巖溶儲(chǔ)層分布區(qū)。綜合分析可知,茅口組頂部?jī)?yōu)質(zhì)生屑灘巖溶儲(chǔ)層有利區(qū)主要呈北西向分布在工區(qū)西南部緩坡坡折帶上,位于古地貌高部位,生屑灘儲(chǔ)層厚度大,網(wǎng)狀微裂縫發(fā)育,生屑灘巖溶儲(chǔ)層有利區(qū)面積約203km2,較有利區(qū)面積約392km2(圖11)。

圖11 茅口組優(yōu)質(zhì)生屑灘巖溶儲(chǔ)層分布

4 預(yù)測(cè)效果

綜合預(yù)測(cè)茅三段生屑灘受沉積相帶控制明顯,非均質(zhì)性強(qiáng),單一薄儲(chǔ)層無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別,正演模擬和波形分量預(yù)測(cè)結(jié)果均表明3套儲(chǔ)層總體表現(xiàn)為“低頻、強(qiáng)振幅、寬波峰”反射。波形分解與重構(gòu)技術(shù)能有效分離生屑灘儲(chǔ)層信息,預(yù)測(cè)精度明顯高于常規(guī)振幅屬性,生屑灘主要發(fā)育在工區(qū)西南部中—外緩坡坡折帶上,其中3個(gè)生屑灘厚度較大,位于古地貌高部位,且網(wǎng)狀小斷層和裂縫發(fā)育,有利于生屑灘溶蝕和云化作用,溝通巖溶縫洞儲(chǔ)層,在北部和東部灘體上部署評(píng)價(jià)井,鉆遇優(yōu)質(zhì)生屑灘巖溶儲(chǔ)層,證實(shí)了預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性。

5 結(jié)束語(yǔ)

1) 元壩地區(qū)茅口組頂部強(qiáng)屏蔽下的薄層生屑灘巖溶儲(chǔ)層精細(xì)刻畫(huà)制約著該區(qū)巖性圈閉的勘探?；诔练e相與巖溶特征建立2種生屑灘巖溶儲(chǔ)層正演模型,模擬結(jié)果證實(shí)生屑灘儲(chǔ)層具有“低頻、強(qiáng)振幅、寬波峰”反射特征。結(jié)合波形分解與重構(gòu)、波形指示反演、分頻數(shù)據(jù)體裂縫預(yù)測(cè)等方法,對(duì)茅三段生屑灘巖溶儲(chǔ)層進(jìn)行識(shí)別,效果較好。明確了茅口組頂部?jī)?yōu)質(zhì)生屑灘巖溶儲(chǔ)層主要呈北西向分布在工區(qū)西南部緩坡坡折帶上,生屑灘發(fā)育規(guī)模是控制油氣富集的主要因素,生屑灘發(fā)育區(qū)疊合構(gòu)造高部位和裂縫發(fā)育區(qū)是下一步重點(diǎn)勘探目標(biāo)區(qū),地質(zhì)與地球物理研究相結(jié)合有效指導(dǎo)了下一步勘探評(píng)價(jià)部署。

2) 現(xiàn)有地震資料主頻低,低頻反射能量強(qiáng),高頻信號(hào)弱,波形分解與重構(gòu)技術(shù)能有效分離吳家坪組泥巖與茅口組灰?guī)r的強(qiáng)反射背景,突出茅三段薄層生屑灘儲(chǔ)層信息,在本區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中值得推廣,但應(yīng)提高地震資料處理的保真性,加強(qiáng)地質(zhì)物探結(jié)合減少預(yù)測(cè)的多解性。

3) 茅口組頂部生屑灘巖溶儲(chǔ)層埋藏深度超過(guò)7000m,儲(chǔ)層厚度薄,現(xiàn)有地震資料單一薄儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征不明顯,仍需進(jìn)一步提高原始地震資料的分辨率。