王 錚 王長城 蘭志國 茍明星 孫冀程 莊 彬 胡興杰 馮 雯

(1. 成都理工大學(xué) 能源學(xué)院， 成都 610059； 2. 成都龍星天然氣有限責(zé)任公司， 成都 610100)

0 前 言

目前，四川盆地的天然氣開發(fā)處于高速發(fā)展期，其中非常規(guī)氣藏開發(fā)取得了一定的成績。以洛帶氣田為代表的川西坳陷多個致密砂巖氣藏的發(fā)現(xiàn)[1]，預(yù)示該區(qū)具有極大的開發(fā)潛力。經(jīng)過20多年的滾動開發(fā)，洛帶氣田現(xiàn)處于產(chǎn)能遞減階段，提高鉆采成功率、挖掘剩余價值的任務(wù)迫在眉睫。洛帶蓬萊鎮(zhèn)組為該氣藏的主力產(chǎn)層[2-4]，發(fā)育了中 — 低孔、中 — 低滲致密砂巖儲層，沉積微相以三角洲前緣水下分流河道相為主，河道窄、變化大，疊置關(guān)系復(fù)雜，砂巖儲集體具有厚度薄、橫向變化快、非均質(zhì)性強(qiáng)等特征[1]。儲層預(yù)測工作面臨極大挑戰(zhàn)，定位砂體、確定厚度的技術(shù)有待突破。

儲層預(yù)測的技術(shù)手段很多，其中主要包括鏡下薄片觀察、測井鉆井資料分析[5]、地震資料分析[6]等。在儲層預(yù)測過程中，僅有鉆井巖心資料、測井資料是不夠的，同時還必須通過地震資料彌補(bǔ)井間信息的缺失。地震資料分析方法以多屬性分析[7-8]與波阻抗反演[9-12]最為普遍。地震波阻抗反演作為常用的地質(zhì)解釋手段，主要是通過將地震信息轉(zhuǎn)變?yōu)閹r石信息的方法來解釋地層特征。自“反演”這一概念出現(xiàn)以來，發(fā)展至今大致形成了廣義線性反演、AVO反演、約束條件下疊后波阻抗反演等地震反演技術(shù)。與常規(guī)反演方法相比，疊后波阻抗反演法在儲層空間分布與巖性特征的描述上具有顯著優(yōu)勢，在儲層預(yù)測中得以優(yōu)先選用[13-14]。

Strata是一種方法簡便、運(yùn)算快速的反演軟件[15-17]，其中提供了遞歸反演、約束稀疏脈沖反演及模型波阻抗反演等3種常用方法。本次研究將采用模型波阻抗反演法進(jìn)行儲層精細(xì)預(yù)測。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

川西坳陷位于揚(yáng)子板塊的西北緣，屬于川西前陸盆地的主體部分，整體上呈西陡東緩的態(tài)勢；同時，在印支運(yùn)動的影響下，由西往東依次形成龍門山褶皺帶、龍門山山前推覆帶、安縣 — 鴨子河 — 大邑斷裂褶皺帶、成都凹陷帶、孝泉 — 豐谷構(gòu)造帶、綿竹 — 綿陽低褶皺帶、知新場 — 龍寶梁斷裂帶等，坳陷內(nèi)發(fā)育北東 — 南西走向的斷裂帶(見圖1)。蓬萊鎮(zhèn)組地層形成于地殼作用相對穩(wěn)定的遂寧期之后，其間主要接受來自龍門山和米倉山的陸源碎屑沉積。洛帶氣田位于川西前陸盆地東南部斜坡龍泉山構(gòu)造帶西側(cè)，構(gòu)造整體上為北東向展布的背斜，因其地理位置優(yōu)越、交通便利。洛帶氣田蓬萊鎮(zhèn)組埋深一般為500～1 300 m，地層厚度為900～1 000 m不等，由下往上依次被劃分為蓬一段(JP4)、蓬二段(JP3)、蓬三段(JP2)、蓬四段(JP1)，野外露頭可見紫紅色粉砂質(zhì)泥巖及綠灰、褐灰色粉 — 細(xì)粒長石巖屑砂巖不等厚互層，偶見綠灰或淺紫色泥頁巖薄層。

圖1 川西坳陷構(gòu)造概況與研究區(qū)位置示意圖[2]

測井?dāng)?shù)據(jù)顯示，當(dāng)泥巖過渡到質(zhì)地較純的砂巖時測井曲線發(fā)生巨幅“箱形”變化，當(dāng)砂巖過渡到泥巖時伽馬曲線逐漸回歸高值，且波動穩(wěn)定。不同于泥巖，砂巖中的聲波傳遞速度相對較大、聲波時差相對較小，自然伽馬值隨著泥質(zhì)含量的增加而逐漸增大。以聲波時差65～80 μs/ft(1 ft≈0.30 m)、自然伽馬70～100 API為標(biāo)準(zhǔn)，解釋地層特征并繪制單井柱狀圖(見圖2)。

圖2 LS25D-2井柱狀解釋圖

2 基于Strata軟件的幾種反演方法

(1) 遞歸反演法。遞歸反演法的最大特點(diǎn)是僅需較少的測井資料即可完成運(yùn)算，主要適用于未開發(fā)工區(qū)或測井資料較少的工區(qū)，可利用原始資料估算反射系數(shù)[17]。遞歸反演法對地震資料的品質(zhì)要求較高，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡便、運(yùn)算快速、經(jīng)濟(jì)效益高、實(shí)用范圍廣，適用于開發(fā)前期，但其預(yù)測精度難以滿足洛帶氣田中后期的開發(fā)要求。

(2) 稀疏脈沖反演法。稀疏脈沖反演法是基于趨勢約束脈沖反演法進(jìn)行運(yùn)算[18-21]，與模型波阻抗反演法較為相似，運(yùn)算過程中同樣需要以測井信息作為約束條件。稀疏脈沖反演法與模型波阻抗反演法的最大區(qū)別是，其運(yùn)算過程中可以跳過模型建立這一步驟，具有計算量小、數(shù)據(jù)處理過程簡單的優(yōu)點(diǎn)。但是，該方法的計算精度受原始數(shù)據(jù)精度的影響較大，對較薄砂巖儲集層識別與刻畫的效果相對較差，缺乏足夠的細(xì)節(jié)描述。與遞歸反演法相比，稀疏脈沖反演法具有精度高、噪聲抵抗力強(qiáng)等優(yōu)勢。

(3) 模型波阻抗反演法。模型波阻抗反演法建立在井震結(jié)合的基礎(chǔ)上，主要以縱向高精度的測井資料為約束條件，以橫向高精度的地震資料為輔助條件[22]。該方法一方面可利用高頻測井信息彌補(bǔ)地震資料有限帶寬不足的缺點(diǎn)，另一方面也填充了井間地質(zhì)信息的空白。與遞歸反演法、稀疏脈沖反演法相比，模型波阻抗反演法能夠最大限度地提高數(shù)據(jù)的利用率，充分發(fā)揮各種數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，從而達(dá)到更高的預(yù)測精度；其不足之處是，需要面臨數(shù)據(jù)處理過程中計算量大的問題。

結(jié)合洛帶氣田蓬萊鎮(zhèn)組井網(wǎng)密集程度高、氣藏中后期未動用儲量減少等特點(diǎn)，綜合對比各反演方法的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選用模型波阻抗反演法進(jìn)行儲層預(yù)測，以提高預(yù)測精度，充分挖掘氣藏潛力。

3 模型波阻抗反演法的應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備

對聲波時差測井曲線進(jìn)行校正和標(biāo)準(zhǔn)化處理，以減少井內(nèi)環(huán)境對曲線數(shù)值與形態(tài)的影響。標(biāo)準(zhǔn)化處理的步驟主要包括標(biāo)準(zhǔn)層確定、曲線數(shù)值擬合及數(shù)值校正。

3.2 子波的選取與合成記錄的標(biāo)定

子波的選取影響著合成記錄的準(zhǔn)確度與匹配度，進(jìn)而影響反演應(yīng)用的結(jié)果。首先，進(jìn)行子波的初選，將選取的子波與反射系數(shù)褶積生成合成地震記錄；然后，調(diào)節(jié)時間漂移和子波相位，使合成記錄中的同相軸與過井的井旁地震剖面同相軸相匹配；最后，運(yùn)用統(tǒng)計方法篩選子波，分別完成不同振幅、 不同相位屬性子波的合成地震記錄的制作。通過與井旁地震道的多次對比，發(fā)現(xiàn)雷克35子波具有良好的吻合度(見圖3)。

圖3 地震子波

3.3 模型的建立

圖4 蓬萊鎮(zhèn)組低頻模型(以CJ619井為例)

3.4 結(jié)果分析

圖5 模型波阻抗反演剖面

圖6 反演波阻抗和實(shí)際波阻抗的相關(guān)性曲線

圖層波阻抗平面展布

4 結(jié) 語

為了滿足洛帶氣田開發(fā)中后期的產(chǎn)能需求，針對洛帶蓬萊鎮(zhèn)組儲層展開了精細(xì)預(yù)測研究。研究結(jié)果表明，采用波阻抗反演法能較好地解決洛帶蓬萊鎮(zhèn)組開發(fā)中后期井網(wǎng)密集、有效儲層分布不均勻、變化快、厚度薄、疊置關(guān)系復(fù)雜等特點(diǎn)所帶來的問題，實(shí)現(xiàn)較精細(xì)的預(yù)測儲層。對基于Strata軟件的遞歸反演法、稀疏脈沖反演法及模型波阻抗反演法進(jìn)行了對比分析，發(fā)現(xiàn)以測井資料為約束的模型波阻抗反演法在儲層預(yù)測精度、薄層等細(xì)節(jié)問題刻畫方面效果更佳。

模型波阻抗反演結(jié)果顯示，優(yōu)質(zhì)砂巖儲集體具有低阻抗特征，在地震剖面上常以透鏡狀疊置呈現(xiàn)，薄砂泥互層明顯，反演預(yù)測值與實(shí)際阻抗值的吻合度高達(dá)99.77%。這表明，模型波阻抗反演法可用于儲層的空間分布與平面展布預(yù)測，其精度較高，匹配度良好。