宋志華 ,張鑫 ,姚茂敏，魏晨成

（1.成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院，四川 成都 610059;2.中國石油新疆油田分公司勘探事業(yè)部，新疆 克拉瑪依 834000）

目前，準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅車斷裂帶周緣石炭系發(fā)現(xiàn)了一系列油藏，但主要集中在北部斷階區(qū)的頂界風(fēng)化帶，而南部地區(qū)勘探程度較低。石炭系頂部及附近巖性預(yù)測存在較大困難，火山巖圈閉目標(biāo)落實(shí)程度較低，火山巖巖性及儲層分布特征不清晰。前期研究成果認(rèn)為，紅車斷裂帶石炭系油藏為斷層及火山巖巖性巖相雙重控制的塊狀油藏，但后期鉆探并未完全驗(yàn)證。因此，本次研究提出了以二級斷塊為單元的“體控法”反演（即：較大斷距的二級斷層控制的斷塊，三級斷塊為小斷距斷層控制，可忽略斷距的影響）。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，該方法可提高火山巖儲層預(yù)測精度，對油藏描述及鉆探目標(biāo)優(yōu)選具有一定指導(dǎo)意義。

1 體控反演思路及工作流程

火山巖儲層的分布及物性受多種因素控制?；鹕綆r常具有多個火山口，儲層巖性變化快，非均質(zhì)性強(qiáng)，預(yù)測難度較大[1]?；鹕綆r巖體一般表現(xiàn)為丘狀地質(zhì)結(jié)構(gòu)外形，且一般地區(qū)均會形成多個火山巖體的縱向或側(cè)向疊加。

1.1 體控反演原理

體控反演原理是基于火山巖巖體的丘狀反射外形，而現(xiàn)有反演軟件均基于層狀地質(zhì)模型進(jìn)行運(yùn)算。早期部分研究者在火山巖儲層預(yù)測過程中，僅采用火山巖地層的頂?shù)讓游豢刂品囱萘鞒蹋囱萁Y(jié)果表現(xiàn)為“層狀儲層”特征，不符合火山巖丘狀的地質(zhì)模型[2]。而一般地區(qū)的體控反演是在識別火山巖巖體頂?shù)捉缑婊A(chǔ)上，將不同的火山巖巖體頂?shù)捉缑孢M(jìn)行層位解釋，形成多火山巖巖體地質(zhì)模型（獨(dú)立火山巖巖體內(nèi)幕反射與頂界面反射產(chǎn)狀近平行，符合層狀地質(zhì)模型），即可進(jìn)行獨(dú)立火山巖巖體的反演運(yùn)算。在完成反演后，再利用Jason反演軟件反演體的數(shù)據(jù)合并功能，形成完整的反演數(shù)據(jù)體。

1.2 二級斷塊反射層劃分原則

研究區(qū)為西部隆起帶，主要發(fā)育逆斷層，斷層劃分為3個級別，一級斷層屬控陷斷裂，為本次反演的邊界位置，一般斷距可達(dá)1 000～1 500 m以上；二級斷層屬控圈斷裂，一般斷距為500～1 000 m；三級斷層屬派生斷層，斷距一般小于200 m。

1.3 斷塊反演約束條件

本次研究區(qū)目的層屬下石炭統(tǒng)火山巖，火山巖巖體發(fā)育受斷塊控制，除考慮巖體頂?shù)捉缑娼忉?，還需要考慮二級逆斷層斷塊對火山儲層反演的影響。本區(qū)火山巖巖體發(fā)育特點(diǎn)為在二級斷塊范圍內(nèi)縱向疊加發(fā)育，特別提出了二級斷塊控制下的體控反演思路。對于無井鉆遇的火山巖巖體，據(jù)同期火山巖巖體巖性組合類似特點(diǎn)，據(jù)地震相特征的相似性選取鄰井的電性曲線建立模擬井位控制反演運(yùn)算。對于獨(dú)立斷塊，由于獨(dú)立火山巖巖體展布范圍較小，內(nèi)幕無較大相變，本次未考慮相變反演?；鹕綆r巖體規(guī)模大、火山相帶分布明顯區(qū)域，需不同相帶均有控制井位，無井區(qū)域可根據(jù)地震相對比，利用鄰井曲線建立模擬井。

1.4 體控反演思路

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅車斷裂帶周緣石炭系內(nèi)幕構(gòu)造產(chǎn)狀及斷裂展布復(fù)雜，尤其是局部發(fā)育大斷距逆斷層，同一套地層具上下重復(fù)出現(xiàn)的特征，不能簡單使用地層頂?shù)捉缑孢M(jìn)行全區(qū)儲層反演（同一地震解釋層位名不能上下重復(fù)出現(xiàn)）；若僅用不整合面層位控制反演處理，則無法保證石炭系內(nèi)幕儲層產(chǎn)狀的突變效果，且不能區(qū)分?jǐn)鄩K間儲層的變化關(guān)系。而基于逆斷層斷塊控制的“體控法”反演技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)果更符合火山巖儲層地質(zhì)模型，可進(jìn)一步提高儲層預(yù)測精度。

1.5 體控反演工作流程

具體操作流程如下：在每個二級斷塊內(nèi)利用多個反射層位將二級斷層轉(zhuǎn)換為層位文件，共同參與控制進(jìn)行某個斷塊的獨(dú)立反演處理。最后，將各個二級斷塊的反演結(jié)果進(jìn)行疊加合并，形成一個完整的反演數(shù)據(jù)體，可保證逆斷層多斷塊的反演效果，凸顯斷塊間儲層變化關(guān)系，保證儲層預(yù)測產(chǎn)狀與地震產(chǎn)狀一致（圖1）。

圖1 逆斷層斷塊控制的“體控法”反演工作流程Fig.1 Inversion flow chart of"volume control method"for reverse fault block control

2 “體控法”反演在紅車斷裂帶火山巖儲層預(yù)測的應(yīng)用效果

2.1 儲層電性特征分析

通過測井曲線與火山巖儲層對比敏感性分析，認(rèn)為GR曲線對火山巖巖性具有一定響應(yīng)，火山巖基本屬低GR特征，但幅度異常程度略有變化，但GR曲線與儲層不具備響應(yīng)特征；同時，確定了針對火山巖儲層敏感性，認(rèn)為聲波、密度和波阻抗曲線對于儲層敏感性較好，表現(xiàn)為低密度、低阻抗特征[2-6]，其中,波阻抗曲線響應(yīng)特征最好。綜合認(rèn)為，利用波阻抗反演預(yù)測火山巖儲層是比較有效的方法（圖2）。

圖2 儲層測井敏感性分析Fig.2 Sensitivity analysis of reservoir logging

在初步利用測井曲線識別儲層敏感性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步運(yùn)用多井測井綜合解釋及試油成果,針對石炭系建立波阻抗與儲層的交匯關(guān)系，以綜合解釋的油層和水層作為儲層，以綜合解釋的干層和致密層作為非儲層，建立波阻抗和聲波速度的交匯分析圖，確立阻抗識別儲層標(biāo)準(zhǔn)（圖3）。

圖3 波阻抗與聲波交匯分析圖Fig.3 analysis diagram of wave impedance and sound wave intersection

2.2 反演效果分析

從研究區(qū)內(nèi)一條EW 向連井地震剖面可看出（圖4），紅車斷裂帶發(fā)育大量逆斷層且斷距巨大。斷層兩側(cè)地層產(chǎn)狀和地震反射特征變化較大，且每個斷塊內(nèi)幕的地層產(chǎn)狀也是變化的[7-10]，認(rèn)為利用石炭系頂面層位控制進(jìn)行統(tǒng)一反演處理是不可行的。因此，提出了以二級斷塊控制的體控反演，即對每個斷塊進(jìn)行獨(dú)立反演，將各個斷塊的反演結(jié)果進(jìn)行合并，形成一個完整的反演數(shù)據(jù)體。

圖4 CH712-CH30連井地震解釋剖面圖Fig.4 seismic interpretation profile of ch712-ch30 well connection

按照波阻抗識別儲層門限值，將波阻抗反演結(jié)果的色標(biāo)7 500～12 500 值域范圍設(shè)置為紅色反映儲層；綠色代表超低阻抗的非儲層；藍(lán)色代表高阻抗的非儲層。利用二級斷塊控制的“體控法”反演，可清晰識別不同斷塊的儲層分布產(chǎn)狀，儲層展布與地震相位產(chǎn)狀具有很好的吻合關(guān)系，還可清楚的識別斷塊間儲層變化和接觸關(guān)系（圖5）。

從對比圖中可看出（圖5）：若不采用“體控法”反演，僅采用石炭系頂面層位進(jìn)行反演控制，預(yù)測儲層與石炭系內(nèi)幕地震地層產(chǎn)狀不完全一致，橫向上表現(xiàn)為不同斷塊之間的儲層連通，與火山巖儲層實(shí)際的地質(zhì)認(rèn)識不相符。因此，認(rèn)為以逆斷層斷塊內(nèi)幕火山巖巖體頂?shù)捉缑鎸游豢刂频摹绑w控法”反演結(jié)果更符合火山巖儲層發(fā)育的地質(zhì)認(rèn)識，適用于該區(qū)的儲層預(yù)測[16-20]。

圖5 石炭系爆發(fā)相與火山沉積相裂縫照片對比圖Fig.5 Comparison of fracture photos of Carboniferous explosive facies and volcanic sedimentary facies

2.3 有利區(qū)預(yù)測

據(jù)本區(qū)鉆井認(rèn)為，并非所有預(yù)測的儲層都可形成油藏，儲層必須與構(gòu)造、烴源巖，油氣運(yùn)移具有良好的匹配關(guān)系才能形成有利的油藏聚集。從平面屬性圖中可看出（圖6），紅色區(qū)代表儲層發(fā)育的有利阻抗屬性區(qū)，CH712 井東側(cè)的紅色區(qū)及CH30井所在紅色區(qū)對應(yīng)火山隆起區(qū)，與近火山口相是相對應(yīng)的。據(jù)前述火山巖相分析認(rèn)為，近火山口相是儲層物性發(fā)育較好的部位，因此認(rèn)為本次反演結(jié)果與火山儲層的地質(zhì)認(rèn)識是一致的。

圖6 CH712-CH30井區(qū)石炭系頂面0～80 ms儲層預(yù)測分布圖Fig.6 Predicted distribution map of 0～80ms reservoir on the top of Carboniferous System in well block ch712-ch30

本次利用體控法反演，針對研究區(qū)的2 個三維工區(qū)，建立了2 個反演工區(qū)，通過有利目標(biāo)區(qū)優(yōu)選，從北部的CH477 井區(qū)到南部的HG1 井南地區(qū)共完成920 km2的儲層反演預(yù)測，以指導(dǎo)本區(qū)的目標(biāo)優(yōu)選。由于石炭系內(nèi)幕儲層展布復(fù)雜，不易定量成圖，本次主要通過局部屬性和剖面對比進(jìn)行定性分析。目前，對比最新完鉆的CP13井和CH11井反演成果，CP13井綜合解釋含油儲層97.3 m，與反演認(rèn)識的儲層發(fā)育情況相同；CP11井反演確認(rèn)目的層發(fā)育火山巖地層（南部鄰井CH68 井石炭系上部發(fā)育砂礫巖、底部發(fā)育火山巖），完鉆后已證實(shí)上述結(jié)論，CP11井在目的層鉆遇中基性火山巖為主，包含玄武質(zhì)安山巖、玄武巖、凝灰?guī)r等，且綜合解釋53 m差油層的儲層。因此，認(rèn)為本次反演方法對于巖性及儲層認(rèn)識具較好的指導(dǎo)作用。

3 結(jié)論

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣地區(qū)火山巖巖體發(fā)育并受大斷距逆斷塊控制，火山巖儲層分布受火山巖巖性及逆斷層控制，不同火山體、不同斷塊之間儲層不連通，早期常規(guī)反演不能解決斷塊、火山體之間的儲層連通關(guān)系。本次首次提出了以二級斷塊及火山頂?shù)捉缑鎸游豢刂频摹绑w控反演”法，預(yù)測儲層分布符合地質(zhì)規(guī)律，鉆井驗(yàn)證結(jié)果準(zhǔn)確，CP13 井獲得高產(chǎn)油氣流。因此，認(rèn)為“體控反演”法是適合丘狀復(fù)雜火山巖體、復(fù)雜逆斷層發(fā)育區(qū)儲層預(yù)測的有效方法，可劃分不同火山巖巖體、斷塊的儲層單元的儲層分布情況，在解決復(fù)雜火山巖巖體儲層識別方面具較好的推廣應(yīng)用價(jià)值，對鉆井部署和氣藏描述具有良好研究和應(yīng)用前景。