李 娟，鄭 茜，孫松領(lǐng)，張 斌，陳廣坡，何巍巍，韓乾鳳

（1.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院西北分院，蘭州 730020；2.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司油藏描述重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730020）

0 引言

裂縫儲(chǔ)層是一種重要的油氣儲(chǔ)層類型，廣泛發(fā)育于致密砂巖、油頁巖、碳酸鹽巖、火山巖、變質(zhì)巖等多種巖性中，在中東、中亞、北美等全世界常規(guī)及非常規(guī)油氣中占據(jù)相當(dāng)大的比例與規(guī)模［1］。由于其強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，裂縫預(yù)測(cè)是該類油氣藏勘探開發(fā)中的關(guān)鍵點(diǎn)，也是難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)裂縫儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了大量的研究。Pérez 較早提出應(yīng)用地震資料開展碳酸鹽儲(chǔ)層裂縫檢測(cè)［2］；鄧攀等［3］、Jenkins等［4］、周新桂等［5］以分形方法、巖石破裂法和能量法等為基礎(chǔ)，建立構(gòu)造裂縫分布預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型；鞠瑋等［6］、詹彥等［7］、王珂等［8］、張繼標(biāo)等［9］在巖石力學(xué)參數(shù)測(cè)試基礎(chǔ)上，應(yīng)用三維有限元法對(duì)裂縫形成期的古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，進(jìn)而預(yù)測(cè)構(gòu)造裂縫分布；王蓓等［10］應(yīng)用FMI 成像測(cè)井、疊前地震各向異性等地球物理方法開展裂縫預(yù)測(cè)，表征裂縫產(chǎn)狀、開度、密度、孔隙度等參數(shù)?，F(xiàn)有方法都存在某些局限性，如數(shù)值模擬法受到構(gòu)造應(yīng)力、形變分析及地質(zhì)模型的限制，分形幾何法基于裂縫幾何參數(shù)與數(shù)學(xué)模型，兩者得到的結(jié)果往往偏理論化，難以保證準(zhǔn)確度與儲(chǔ)層的有效性［11-12］。地球物理方法是目前油氣勘探領(lǐng)域流行的裂縫儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法。其中，基于地震疊后資料的螞蟻?zhàn)粉櫍?3］，曲率、傾角、相干、似然等地震屬性技術(shù)［14-15］，基于地震疊前資料的縱波方位各向異性技術(shù)［16-18］，以及基于測(cè)井、地震資料相結(jié)合的深度學(xué)習(xí)［19］、相控反演［20］、多屬性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演［21］等裂縫預(yù)測(cè)方法可以定性或半定量預(yù)測(cè)裂縫的發(fā)育程度與位置，但受到地震資料品質(zhì)、學(xué)習(xí)樣本數(shù)量和分布以及裂縫型儲(chǔ)層強(qiáng)非均質(zhì)性等影響，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度與精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今油氣勘探開發(fā)中裂縫儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的要求。

海拉爾盆地貝爾凹陷基巖潛山儲(chǔ)層巖性以變質(zhì)碎屑巖為主，儲(chǔ)層表現(xiàn)為裂縫、孔隙疊加發(fā)育的特征，即除構(gòu)造成因?yàn)橹鞯牧芽p外，不同級(jí)別孔隙也貢獻(xiàn)了重要的儲(chǔ)集空間，有效儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)應(yīng)當(dāng)兼顧裂縫與孔隙2 個(gè)因素。本文提出了應(yīng)用綜合概率法獲取測(cè)井儲(chǔ)層因子這一敏感參數(shù)，結(jié)合地震波形指示反演，定量預(yù)測(cè)海拉爾盆地貝爾凹陷基巖潛山儲(chǔ)層分布，在該類型油氣藏的勘探開發(fā)中有較大的應(yīng)用推廣價(jià)值。

1 地質(zhì)概況

貝爾凹陷是海拉爾盆地重要的富油氣凹陷之一，包括貝西、貝中、貝北3 個(gè)生烴次凹及貝西斜坡帶、中部隆起帶、貝東斷隆帶3 個(gè)正向構(gòu)造單元（圖1）。石炭系—二疊系基巖之上發(fā)育沉積地層，從下往上分別為下白堊統(tǒng)銅缽廟組、南屯組、大磨拐河組、伊敏組，上白堊統(tǒng)青元崗組及古新統(tǒng)至全新統(tǒng)地層，侏羅系地層缺失。南屯組暗色泥巖為區(qū)域內(nèi)的主要烴源巖，在伊敏組沉積早期開始生烴，伊敏組沉積晚期達(dá)到生烴高峰。貝爾凹陷中部隆起帶的蘇德爾特次級(jí)構(gòu)造帶被貝西、貝中2 個(gè)主力生烴次凹環(huán)繞，具備優(yōu)越的成藏條件，是海拉爾盆地貝爾凹陷主要的含油氣構(gòu)造之一。蘇德爾特構(gòu)造帶的基巖潛山因上覆泥質(zhì)含量較高的南屯組沉積地層形成基底、銅缽廟組、南屯組多套層系立體成藏，而其北部的霍多莫爾構(gòu)造帶，雖與蘇德爾特構(gòu)造帶同屬中部隆起帶，但其基巖潛山因蓋層條件變差及斷層的強(qiáng)烈活動(dòng)而未成藏，油藏主要分布于南屯組、大磨拐河組。蘇德爾特次級(jí)構(gòu)造帶基巖潛山單井日產(chǎn)油0.15～170.2 t，平均日產(chǎn)油20 t，產(chǎn)量從西向東變化大，反映了基巖儲(chǔ)層在平面上的強(qiáng)非均質(zhì)性。西部控凹斷裂附近B30，B38，B42，B10 等井區(qū)產(chǎn)量中等，日產(chǎn)油8.1～39.7 t 不等，平均日產(chǎn)油為28.4 t；中部B28，B40，B12，B14 等井區(qū)產(chǎn)量略低，日產(chǎn)油5.22～41.9 t，平均日產(chǎn)油為22.39 t；東部B16，D112等井區(qū)產(chǎn)量最高，日產(chǎn)油9.01～170.2 t，平均日產(chǎn)油為68.8 t。

圖1 海拉爾盆地貝爾凹陷構(gòu)造單元?jiǎng)澐諪ig.1 Division of structural units in Beier Sag，Hailar Basin

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖性控儲(chǔ)

海拉爾盆地基底為石炭系—二疊系，是一套經(jīng)歷了淺變質(zhì)作用的陸源碎屑巖、火山碎屑巖、火山巖及過渡巖性的復(fù)雜巖系。儲(chǔ)層發(fā)育程度受巖性控制，主要巖性為凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、粉細(xì)砂巖等淺變質(zhì)火山碎屑巖—沉積巖系列［22］。不同巖性樣品的物性試驗(yàn)和試油結(jié)果顯示，淺變質(zhì)不等粒砂巖、碎裂蝕變凝灰質(zhì)不等粒砂巖、碎裂安山質(zhì)凝灰?guī)r和粉細(xì)砂巖的儲(chǔ)層物性最好，日產(chǎn)油可超過15 t；其他巖性如碳酸鹽泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、閃長(zhǎng)玢巖等物性差，不出油或產(chǎn)極少量油。

2.2 物性特征

根據(jù)巖心樣品的物性測(cè)試、試油及生產(chǎn)數(shù)據(jù)，貝爾凹陷基巖儲(chǔ)層可分為裂縫型、孔隙型、裂縫-孔隙型（圖2）。其中，孔隙型儲(chǔ)層的孔隙度大于4%，滲透率小于1 mD，孔隙度較高但裂縫發(fā)育程度較低，為中等儲(chǔ)層，產(chǎn)量為1～15 t/d；裂縫型儲(chǔ)層的孔隙度為2%～4%，裂縫發(fā)育導(dǎo)致滲透率較高，滲透率為1～1 000 mD，裂縫既是儲(chǔ)集空間又是滲流通道，該類儲(chǔ)層為好儲(chǔ)層，試油產(chǎn)量超過15 t/d；裂縫-孔隙型儲(chǔ)層為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，裂縫、孔隙均發(fā)育，孔隙度超過4%且滲透率超過1 mD，測(cè)試產(chǎn)量超過15 t/d，個(gè)別井可超過30 t/d?？紫抖刃∮?% 且滲透率小于1 mD 的為差儲(chǔ)層，產(chǎn)量低或不出油。

圖2 海拉爾盆地貝爾凹陷基巖儲(chǔ)層孔滲特征Fig.2 Porosity and permeability characteristics of basement reservoirs in Beier Sag，Hailar Basin

儲(chǔ)集空間包括開啟裂縫、未完全充填裂縫、溶蝕裂縫、溶蝕孔洞等。儲(chǔ)層的總孔隙度由裂縫孔隙度和基質(zhì)孔隙度共同貢獻(xiàn)。其中，裂縫主要為構(gòu)造成因縫，包括高角度、低角度和水平裂縫，開啟裂縫以中高角度為主，傾角為30°～90°［圖3（a）］。多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)疊加形成的裂縫呈網(wǎng)狀，裂縫內(nèi)部被多種礦物填充或半填充，包括石英、方解石、白云石、鐵白云石、高嶺石、綠泥石和黃鐵礦［圖3（b）—（c）］。開啟裂縫以及斷裂帶充填膠結(jié)物（如方解石、白云石、鐵白云石和其他礦物）的再溶蝕形成有效儲(chǔ)集空間［圖3（b），（d）］。沿裂縫面見油漬、油斑，表明油氣可以沿著裂縫運(yùn)移聚集［圖3（e）］。顯微鏡下可見微裂縫中膠結(jié)物的溶蝕形成有效儲(chǔ)集空間［圖3（f）］。

圖3 海拉爾盆地貝爾凹陷基巖儲(chǔ)層特征（a）B15 井，2 225.70 m，淺變質(zhì)細(xì)砂巖，開啟的高角度裂縫；（b）B40 井，2 367.30 m，安山質(zhì)凝灰?guī)r，裂縫和溶蝕孔隙，裂縫部分被方解石、石英和黃鐵礦膠結(jié)物充填；（c）B28 井，1 936.05 m，泥質(zhì)粉砂巖，多期發(fā)育的被充填裂縫，呈網(wǎng)狀切割；（d）B28 井，1 935.55 m，斷層角礫巖，碎裂帶內(nèi)發(fā)育的溶蝕孔隙；（e）B40 井，2 372.6 m，安山質(zhì)凝灰?guī)r，裂縫面見油斑、油漬以及黃鐵礦；（f）B15 井，2 203.8 m，變質(zhì)砂巖，微裂縫內(nèi)的溶蝕孔隙，SEMFig.3 Basement reservoir characteristics in Beier Sag，Hailar Basin

2.3 縱向分帶性

海拉爾盆地貝爾凹陷基巖潛山縱向上有明顯的分帶特征，分為強(qiáng)風(fēng)化帶（Ⅰ）、中等風(fēng)化帶（Ⅱ）、弱風(fēng)化帶（Ⅲ）、未風(fēng)化帶（Ⅳ）4 個(gè)相帶（圖4）。強(qiáng)風(fēng)化帶因?yàn)閹r石機(jī)械風(fēng)化與強(qiáng)烈破碎，裂縫呈網(wǎng)絡(luò)狀發(fā)育，張開度高，大多被砂質(zhì)、泥質(zhì)或化學(xué)沉淀物充填，因而不易形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層；中等風(fēng)化帶由于較強(qiáng)的物理、化學(xué)風(fēng)化作用，細(xì)粒黏土物質(zhì)被搬運(yùn)帶走，發(fā)育裂縫-孔隙型儲(chǔ)層，物性好；弱風(fēng)化帶以裂縫型儲(chǔ)層為主，溶蝕孔隙較少發(fā)育；未風(fēng)化帶巖性致密，儲(chǔ)層較難發(fā)育，發(fā)育少量裂縫。

不同縱向分帶結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)層發(fā)育段在測(cè)井曲線、地震反射上均有特定的響應(yīng)特征，這是應(yīng)用測(cè)井、地震資料進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。強(qiáng)風(fēng)化帶、中等風(fēng)化帶表現(xiàn)為電阻率曲線的傾斜、跳躍，聲波、密度曲線的波動(dòng)，強(qiáng)風(fēng)化段曲線變化幅度大于中等風(fēng)化段。其中，電阻率、密度降低、聲波曲線鋸齒化、深淺電阻率值差異段為裂縫-孔隙型儲(chǔ)層發(fā)育段。弱風(fēng)化帶和未風(fēng)化帶表現(xiàn)為較平直的電阻率、聲波、密度曲線，未風(fēng)化帶的平直程度高于弱風(fēng)化帶。在地震剖面上從強(qiáng)風(fēng)化帶向到未風(fēng)化帶，振幅增強(qiáng)、頻率增高，反射特征由低頻空白弱反射變?yōu)橹蓄l較連續(xù)強(qiáng)反射，其中，裂縫-孔隙型儲(chǔ)層段表現(xiàn)為弱振幅背景下的相對(duì)強(qiáng)振幅反射特征。

3 方法原理

基于測(cè)井資料計(jì)算裂縫孔隙度的方法，包括電阻率、聲波、放射性、地層傾角、密度、補(bǔ)償中子井以及電成像、聲成像測(cè)井等［23］，其中電阻率方法是目前國(guó)內(nèi)外常規(guī)測(cè)井計(jì)算裂縫孔隙度普遍采用的方法。常用的電阻率模型主要有Sibbit 模型、P-A 模型、網(wǎng)狀裂縫模型、三維有限元法裂縫孔隙度模型等。基本原理是根據(jù)體積模型，將實(shí)際不規(guī)則非均勻分布裂縫的地質(zhì)體簡(jiǎn)化成各種規(guī)則均勻分布的理想化模型，然后通過一定的假設(shè)條件，建立起裂縫孔隙度與電阻率的關(guān)系，繼而求解裂縫孔隙度。據(jù)文獻(xiàn)［19-22］修改如下：

（1）Sibbit 模型（T1）［24］。包括了含水裂縫孔隙模型和含油氣裂縫孔隙模型，該模型重點(diǎn)考慮了裂縫孔隙流體對(duì)電阻率的影響，沒有考慮裂縫產(chǎn)狀及其開度對(duì)電阻率的影響。

含油裂縫模型

含水裂縫模型

式（1）—（2）中：mf為裂縫孔隙度指數(shù)，一般取1.059～1.119；Kr為雙側(cè)向畸變系數(shù)（低角度縫1.2，傾斜裂縫1.1，高角度縫1.0）；Rb，Rs，Rw，Rm分別為基巖、淺側(cè)向、地層水及泥漿濾液電阻率，Ω·m。

（2）P-A 模型（T2）。將平行等間距的裂縫性地層等效為宏觀均勻的各向異性介質(zhì)，推導(dǎo)任意傾角條件下裂縫性地層的雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)［25］，進(jìn)而給出用于計(jì)算近水平或近垂直裂縫孔隙度的評(píng)價(jià)模型。

近水平裂縫孔隙模型

近垂直裂縫孔隙模型

式（3）—（4）中：Cf是裂縫孔隙流體電導(dǎo)率，S/m；孔隙充滿地層水時(shí)為Cw，充滿泥漿濾液時(shí)為Cm；Cd，Cs為深、淺側(cè)向電導(dǎo)率，S/m；雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)正差異（Rd＞Rs）為近垂直裂縫，負(fù)差異（Rd＜Rs）為近水平裂縫。

（3）網(wǎng)狀裂縫孔隙模型（T3）。將裂縫地層簡(jiǎn)化為網(wǎng)狀，假設(shè)裂隙網(wǎng)格長(zhǎng)度相對(duì)大小為χ，裂縫孔隙內(nèi)飽含水，根據(jù)并聯(lián)導(dǎo)電模型，利用雙側(cè)向測(cè)井資料推導(dǎo)網(wǎng)狀裂縫孔隙模型［26]。

地層因子

裂縫孔隙度指數(shù)

迭代算法步驟：①假設(shè)mf=1，根據(jù)式（5）計(jì)算Фf1；②將Фf1代入式（6），求取x，然后利用式（7）—（8）求mf；③再次利用式（5）計(jì)算Фf2，比較兩次計(jì)算誤差，ε=（Фf1－Фf2）/Фf1；④若誤差滿足精度要求則停止迭代，否則令Фf1=Фf2，重新由式（6）計(jì)算，直到精度滿足要求為止。

（4）三維有限元裂縫孔隙模型（T4）。根據(jù)裂縫性地層非均質(zhì)性特點(diǎn)，利用三維有限元法建立的裂縫性地層電導(dǎo)率正演模型，將裂縫分為低角度縫、傾斜縫和高角度縫3 種狀態(tài)，并分別推導(dǎo)了3 種狀態(tài)下裂縫性地層的雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)與地球物理參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系［27］。

雙側(cè)向測(cè)井響應(yīng)（電導(dǎo)率）數(shù)學(xué)模型

裂縫孔隙度

因式（9）—（10）為近似相等，根據(jù)誤差最小原則，利用二分法確定最佳x0，根據(jù)式（11）計(jì)算裂縫孔隙度；σd，σs為深、淺側(cè)向電導(dǎo)率，S/m；σb為基巖電導(dǎo)率，S/m；d1～d4，s1～s4根據(jù)裂縫產(chǎn)狀分析得到；Rmf為泥漿濾液電阻率，Ω·m。

然而，因?yàn)榱芽p儲(chǔ)層的非均質(zhì)性及復(fù)雜性，實(shí)際應(yīng)用中單一模型很難滿足裂縫孔隙度計(jì)算的精度及準(zhǔn)確度。本次研究基于上述多種測(cè)井裂縫孔隙度模型，應(yīng)用綜合概率法構(gòu)建最佳的裂縫孔隙度計(jì)算方法。具體方法是，各種模型計(jì)算結(jié)果分別乘以一個(gè)概率系數(shù)，再取加權(quán)后的結(jié)果之和為最終裂縫孔隙度，即測(cè)井儲(chǔ)層因子LRF（Logging Reservoir Factor）。通過多次試驗(yàn)與迭代計(jì)算獲取合適的概率系數(shù)，使計(jì)算結(jié)果與成像測(cè)井解釋、試油測(cè)試結(jié)果達(dá)到最佳吻合。測(cè)井儲(chǔ)層因子計(jì)算公式為

式中：a1+a2+…+an=1；Φf為測(cè)井儲(chǔ)層因子計(jì)算裂縫孔隙度；Φi為單模型計(jì)算孔隙度；ai為單模型概率系數(shù)；n為模型個(gè)數(shù)。

通過反復(fù)測(cè)試，得到上述4 種方法的概率的系數(shù)依次為0.15，0.12，0.08 和0.65。概率系數(shù)的確定要充分結(jié)合已鉆井資料，特別是成像測(cè)井、巖心測(cè)試分析資料。首先通過儲(chǔ)層發(fā)育段的測(cè)井特征分析，并參照基礎(chǔ)模型的不同物理意義給出初始模型，即給定初始概率系數(shù)，再通過參數(shù)修改與多次迭代進(jìn)行誤差分析，最終將誤差校正到合理范圍內(nèi)，并將未參與計(jì)算的井資料進(jìn)行充分驗(yàn)證，以確保概率系數(shù)取值準(zhǔn)確。如圖5 用盲井進(jìn)行測(cè)井儲(chǔ)層因子LRF計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證，P為成像測(cè)井解釋的次生孔隙度，包括溶蝕孔隙、孔洞以及其他可識(shí)別的基質(zhì)孔隙，DF為成像測(cè)井解釋的裂縫視孔隙度。將不同基礎(chǔ)模型進(jìn)行融合獲得的測(cè)井儲(chǔ)層因子LRF，既反映了裂縫儲(chǔ)層的發(fā)育，又突出了溶蝕孔隙、孔洞對(duì)儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)，因此能有效地定量表征裂縫-孔隙型儲(chǔ)層的發(fā)育程度，也說明了概率系數(shù)取值的合理性。

圖5 海拉爾盆地貝爾凹陷典型井測(cè)井儲(chǔ)層因子分析Fig.5 Logging reservoir factor analysis of typical well in Beier Sag，Hailar Basin

4 應(yīng)用效果

4.1 測(cè)井儲(chǔ)層因子

針對(duì)海拉爾盆地貝爾凹陷基巖儲(chǔ)層，用綜合概率法構(gòu)建的測(cè)井儲(chǔ)層因子對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育段的指示效果良好。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，單一模型計(jì)算的裂縫孔隙度曲線均存在一定誤差，很難準(zhǔn)確反應(yīng)裂縫發(fā)育程度。測(cè)井儲(chǔ)層因子曲線與巖心裂縫統(tǒng)計(jì)、成像測(cè)井解釋結(jié)果及生產(chǎn)測(cè)試結(jié)論一致，計(jì)算結(jié)果與鉆井吻合程度超過70%。如B12 井T4 曲線在中下部（1 708 m以下）計(jì)算結(jié)果與巖心裂縫統(tǒng)計(jì)可基本對(duì)應(yīng)，但在上部（1 708 m 以上）與成像測(cè)井結(jié)果對(duì)應(yīng)效果一般，而T1，T2，T3 曲線在上部效果好，在中下部幾乎沒有反應(yīng)出裂縫段［圖6（a）］。構(gòu)建的測(cè)井儲(chǔ)層因子能綜合各計(jì)算方法的優(yōu)勢(shì)，與巖心、成像測(cè)井結(jié)果基本吻合，更好地指示裂縫發(fā)育段，如1 701～1 711 m，1 724～1 734 m，1 740～1 748 m 為高值，指示裂縫發(fā)育段，在1 701.8～1 707.3 m 與1 725～1 747 m 層段進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試分別獲得工業(yè)油流。

測(cè)井儲(chǔ)層因子的優(yōu)勢(shì)在于綜合表征了儲(chǔ)層中裂縫和溶蝕孔對(duì)孔隙度的疊加貢獻(xiàn)，能更好地反映儲(chǔ)層的真實(shí)物性。B30 井2 296～2 305 m 巖心顯示該段以發(fā)育孔洞為主，局部發(fā)育高角度、低角度裂縫，成像測(cè)井顯示電阻極高，圖像為明顯亮色，表明該段發(fā)育裂縫、溶蝕孔洞優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。該段除T4 曲線有響應(yīng)外，T1，T2，T3 曲線均無響應(yīng)［圖6（b）］。測(cè)井儲(chǔ)層因子的孔隙度曲線有明顯響應(yīng)，該段曲線值大幅度高于純裂縫發(fā)育段（2 280～2 294 m），是裂縫與溶蝕孔孔隙度的綜合響應(yīng)，儲(chǔ)層物性優(yōu)，生產(chǎn)測(cè)試獲得日產(chǎn)油30.78 t。

圖6 海拉爾盆地貝爾凹陷B12 井裂縫孔隙度計(jì)算結(jié)果（a）與B30 井裂縫孔隙度計(jì)算結(jié)果（b）T1.Sibbit 模型；T2.P-A 模型；T3.網(wǎng)狀模型；T4.三維有限元模型；LRF.測(cè)井儲(chǔ)層因子；D.巖心觀察裂縫密度Fig.6 Fracture porosity calculation of well B12（a）and well B30（b）in Beier Sag，Hailar Basin

4.2 儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)

由于地震分辨率的限制，井震聯(lián)合反演可以充分利用測(cè)井高、低頻信息，進(jìn)而拓寬頻帶，是目前高精度儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的有效手段之一。當(dāng)前流行的高精度反演方法包括地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演和地震波形指示反演等［28-29］。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演的核心是利用變差函數(shù)來表征空間變異程度，即在對(duì)未知井進(jìn)行隨機(jī)模擬時(shí)，根據(jù)所有井統(tǒng)計(jì)出的變程優(yōu)選樣本進(jìn)行模擬［圖7（a）］，因此預(yù)測(cè)值受到樣本距離和是否均勻分布的影響，對(duì)儲(chǔ)層的橫向變化不敏感，平面分辨率低［30-31］。地震波形指示反演是以地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，采用波形相控反演思想的一種高精度地震反演方法。根據(jù)波形相似性和距離2 個(gè)因素優(yōu)選統(tǒng)計(jì)樣本，因此能更好地體現(xiàn)沉積、巖性等宏觀要素的影響，實(shí)現(xiàn)相控隨機(jī)反演［圖7（b）］。

圖7 地震反演統(tǒng)計(jì)樣本優(yōu)選原理示意Fig.7 Principles of selecting statistical samples for seismic inversion

變質(zhì)巖裂縫儲(chǔ)層發(fā)育程度宏觀上受到巖性分布的影響，變質(zhì)火山碎屑巖-沉積巖是儲(chǔ)層發(fā)育的主要巖性序列。巖性的變化與地震波形特征的變化有相關(guān)性。因此，選擇了波形指示反演方法，考慮巖性對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的宏觀控制因素，能實(shí)現(xiàn)相控隨機(jī)模擬，更符合儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)律。利用地震數(shù)據(jù)與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)建立初始地質(zhì)模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)優(yōu)選，并將預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際地震的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比質(zhì)控，得到適合本區(qū)的反演關(guān)鍵參數(shù)。

通過井震精細(xì)標(biāo)定，測(cè)井儲(chǔ)層因子反映的儲(chǔ)層發(fā)育程度與地震波形信息有相關(guān)性，儲(chǔ)層發(fā)育段與不發(fā)育段的波形特征存在較大差異。測(cè)井儲(chǔ)層因子高值指示裂縫-孔隙型儲(chǔ)層發(fā)育，在井旁地震道上表現(xiàn)為不對(duì)稱雙峰正偏態(tài)波形，振幅值高，形態(tài)表現(xiàn)為中到高等尖度［圖8（a）］。測(cè)井儲(chǔ)層因子低值指示的儲(chǔ)層不發(fā)育段則表現(xiàn)為基本對(duì)稱的單峰形態(tài)，振幅值低，形態(tài)平坦變化幅度?。蹐D8（b）］。反演結(jié)果表明儲(chǔ)層預(yù)測(cè)分辨率高，在縱向和平面上基本與已鉆井儲(chǔ)層發(fā)育情況一致（圖9）。如B14 井的4 個(gè)儲(chǔ)層段在反演結(jié)果中均有很好的體現(xiàn)［圖8（c）］，預(yù)測(cè)儲(chǔ)層厚度與鉆井結(jié)果一致。如第2，4 段鉆井揭示裂縫儲(chǔ)層發(fā)育，反演預(yù)測(cè)孔隙度值高，厚度大，橫向較連續(xù)；第1，3 段裂縫發(fā)育程度略低，預(yù)測(cè)結(jié)果孔隙度值降低，厚度減小，橫向不連續(xù)分布。提取不同地震時(shí)窗預(yù)測(cè)結(jié)果，代表不同縱向分帶的不同地區(qū)儲(chǔ)層發(fā)育情況，研究區(qū)鉆井驗(yàn)證儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果的符合率超過75%（圖10），該技術(shù)能有效預(yù)測(cè)基巖潛山裂縫-孔隙型儲(chǔ)層。

圖8 海拉爾盆地貝爾凹陷B14 井地震波形特征對(duì)比與反演結(jié)果Fig.8 Seismic waveform characteristics and inversion results of well B14 in Beier Sag，Hailar Basin

圖9 海拉爾盆地貝爾凹陷中部構(gòu)造帶基巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)剖面Fig.9 Predicted profiles of basement reservoirs in the central uplift belt of Beier Sag，Hailar Basin

圖10 海拉爾盆地貝爾凹陷中部構(gòu)造帶基巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)平面圖Fig.10 Predicted planar distribution of basement reservoirs in the central uplift belt of Beier Sag，Hailar Basin

4.3 判別閾值確定

為了能更精確地揭示貝爾凹陷中部構(gòu)造帶基巖裂縫-孔隙型儲(chǔ)層的發(fā)育程度，達(dá)到定量識(shí)別預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的目標(biāo)，通過對(duì)已鉆井的油層、干層測(cè)井儲(chǔ)層因子統(tǒng)計(jì)分析（圖11），表明研究區(qū)基巖產(chǎn)油層段的測(cè)井儲(chǔ)層因子均大于0.008，結(jié)合地震預(yù)測(cè)值的分布情況，將預(yù)測(cè)值0.01 作為該區(qū)有效儲(chǔ)層是否發(fā)育的判別閾值，超過該值，則判定有效儲(chǔ)層發(fā)育，且數(shù)值越大代表儲(chǔ)層發(fā)育程度越高，低于該值，判定為有效儲(chǔ)層欠發(fā)育。

圖11 海拉爾盆地貝爾凹陷各井油層、干層平均測(cè)井儲(chǔ)層因子Fig.11 Distribution diagram of average logging reservoir factor of oil layer and dry layer of each well in Beier Sag，Hailar Basin

5 結(jié)果分析討論

5.1 儲(chǔ)層分布形態(tài)

基巖巖性與原始沉積地層對(duì)儲(chǔ)層的分布形態(tài)有控制作用。從預(yù)測(cè)結(jié)果看，剖面上儲(chǔ)層形態(tài)呈現(xiàn)整體似層狀、局部不連續(xù)，平面上呈不連續(xù)的片狀、點(diǎn)狀展布形態(tài)。研究區(qū)內(nèi)基巖有效儲(chǔ)層呈短丘狀、豆?fàn)畹钠拭嫘螒B(tài)，以及平面的不連續(xù)性均反應(yīng)儲(chǔ)層發(fā)育的強(qiáng)非均質(zhì)性，而剖面上儲(chǔ)層整體又呈準(zhǔn)連續(xù)分布的似層狀，這與變質(zhì)碎屑巖基巖巖性控儲(chǔ)的宏觀規(guī)律有關(guān)。由于基巖儲(chǔ)層的優(yōu)勢(shì)巖性為變質(zhì)碎屑沉積巖、沉積火山碎屑巖等，變質(zhì)程度較低，因此儲(chǔ)層分布的整體形態(tài)可能繼承了原始沉積地層的層狀分布特征，這是此類裂縫-孔隙型儲(chǔ)層分布形態(tài)的特殊性（圖12）。

圖12 海拉爾盆地貝爾凹陷變質(zhì)巖基巖儲(chǔ)層發(fā)育模式Fig.12 Development pattern of basement reservoirs in Beier Sag，Hailar Basin

5.2 儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)律

變質(zhì)碎屑巖基巖的縱向分帶控制裂縫-孔隙型儲(chǔ)層的發(fā)育深度，儲(chǔ)層主要發(fā)育在基巖中部，上部次之，下部弱?；鶐r中部中等—弱風(fēng)化帶儲(chǔ)層最發(fā)育，預(yù)測(cè)結(jié)果與鉆井資料裂縫-孔隙型儲(chǔ)層吻合。強(qiáng)風(fēng)化帶由于細(xì)粒物質(zhì)充填較多，導(dǎo)致儲(chǔ)層發(fā)育中等，如B15，B28，B38-22 等井在基巖上部亦發(fā)育儲(chǔ)層。未風(fēng)化帶儲(chǔ)層發(fā)育最弱，僅有B30，B38-22 等井在基巖下部局部發(fā)育儲(chǔ)層。

變質(zhì)碎屑巖基巖的斷裂、構(gòu)造位置控制裂縫-孔隙型儲(chǔ)層的平面分布。整體上斷裂附近的儲(chǔ)層發(fā)育程度高于遠(yuǎn)離斷裂的地區(qū)；受斷層控制發(fā)育的基巖構(gòu)造高部位儲(chǔ)層發(fā)育程度高于構(gòu)造低部位；背斜、斷背斜的脊部?jī)?chǔ)層發(fā)育程度高于翼部。好儲(chǔ)層主要發(fā)育在斷裂帶附近，以及背斜、斷背斜、斷塊等構(gòu)造高部位，在中等—弱風(fēng)化帶好儲(chǔ)層發(fā)育程度高、面積大，相對(duì)能連片，鉆探證實(shí)在B16，D110，B12 等井均發(fā)現(xiàn)中—高產(chǎn)工業(yè)油層。在強(qiáng)風(fēng)化帶好儲(chǔ)層發(fā)育面積較小而分散，呈不連續(xù)發(fā)育，鉆探證實(shí)在B15，B28，B10 等井發(fā)現(xiàn)低產(chǎn)工業(yè)油層。未風(fēng)化帶整體儲(chǔ)層不發(fā)育，但在大斷裂附近有儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，面積小，局部具備儲(chǔ)層甜點(diǎn)特征，如B30，B38-22井在潛山內(nèi)幕獲得油流，這與烴源巖生烴作用過程中的流體以及巖漿熱液等流體對(duì)儲(chǔ)層的溶蝕作用有關(guān)［32］，是基巖內(nèi)幕油氣勘探的潛在領(lǐng)域。

6 結(jié)論

（1）海拉爾盆地貝爾凹陷變質(zhì)火山碎屑巖基巖的裂縫-孔隙型儲(chǔ)層定量預(yù)測(cè)的判別標(biāo)準(zhǔn)是預(yù)測(cè)值大于0.01 為有效儲(chǔ)層，數(shù)值越大代表儲(chǔ)層發(fā)育程度越高。

（2）基巖巖性對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育有宏觀控制作用，儲(chǔ)層分布整體形態(tài)繼承了原始沉積地層的層狀分布特征，有效儲(chǔ)層在地震剖面上呈整體準(zhǔn)連續(xù)似層狀分布的短丘狀、豆?fàn)钚螒B(tài)，平面上呈不連續(xù)的片狀、點(diǎn)狀展布。

（3）儲(chǔ)層發(fā)育受垂向分帶、斷裂和構(gòu)造位置的控制。中等—弱風(fēng)化段的裂縫-孔隙型儲(chǔ)層最發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化段次之，好儲(chǔ)層主要發(fā)育在斷裂帶附近，以及背斜、斷背斜、斷塊等構(gòu)造高部位。未風(fēng)化段儲(chǔ)層不發(fā)育，在大斷裂附近局部發(fā)育儲(chǔ)層甜點(diǎn)，是基巖內(nèi)幕油氣勘探的潛在領(lǐng)域。