劉春鋒,鄒 瑋,唐健程,周 平,熊志武

(中海石油(中國)有限公司上海分公司,上海 200335)

隱蔽圈閉一般是指在現(xiàn)有勘探方法和技術(shù)水平條件下,較難識(shí)別和描述的圈閉類型,主要包括地層圈閉、火山巖體、深部潛山和裂縫型圈閉等類型[1-3]。近年來,通過對(duì)國內(nèi)外大中型油氣田的勘探趨勢(shì)分析發(fā)現(xiàn),隨著勘探程度深化,特殊巖性體、地層、潛山等隱蔽圈閉的發(fā)現(xiàn)呈逐漸上升趨勢(shì),隱蔽圈閉已成為全球油氣儲(chǔ)量的重要增長點(diǎn),約占新增探明儲(chǔ)量的60%以上。研究發(fā)現(xiàn)隱蔽圈閉評(píng)價(jià)主要面臨地層巖性復(fù)雜、圈閉描述難度大、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)困難等難題,不同類型的隱蔽圈閉往往需要通過多種地球物理手段融合才能產(chǎn)生出較好的評(píng)價(jià)效果[4-7]。西湖凹陷平北斜坡帶經(jīng)過多年的勘探實(shí)踐,油氣勘探程度較高,目前已鉆探井40余口,主要圈閉類型為復(fù)雜斷塊圈閉和構(gòu)造坡折帶控制的巖性圈閉,油氣發(fā)現(xiàn)的主要目的層系為平湖組和寶石組。當(dāng)前已進(jìn)入隱蔽圈閉勘探領(lǐng)域,而隱蔽圈閉評(píng)價(jià)不同于傳統(tǒng)的目標(biāo)評(píng)價(jià),需要新的目標(biāo)評(píng)價(jià)思路,識(shí)別不同類型的隱蔽圈閉時(shí)應(yīng)用的地球物理技術(shù)也不盡相同[8-11]。基于西湖凹陷平北斜坡帶油氣勘探現(xiàn)狀,綜合構(gòu)造、沉積及油氣成藏規(guī)律研究,認(rèn)為平北斜坡帶存在地層尖滅帶的地層巖性圈閉、古隆起之上的古潛山圈閉、火山巖巖性圈閉等三種類型的隱蔽圈閉。通過對(duì)以上三種類型隱蔽圈閉分析發(fā)現(xiàn),巖性地層圈閉的主要識(shí)別難點(diǎn)是如何確定地層的準(zhǔn)確尖滅位置,從而保證圈閉的有效性;古隆起之上的古潛山圈閉,重點(diǎn)是如何識(shí)別潛山有效儲(chǔ)層的特點(diǎn)及分布;火山巖等特殊巖性圈閉重點(diǎn)是識(shí)別特殊巖性體的巖性及是否具備形成儲(chǔ)層的地質(zhì)條件。根據(jù)以上不同隱蔽圈閉的特點(diǎn),本文分別對(duì)地層巖性建立了通用譜分解(GSD)圈閉識(shí)別技術(shù),對(duì)古潛山圈閉建立了振幅/頻率加螞蟻體潛山儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù),針對(duì)火山巖等特殊巖性體建立了多Z值解釋加三維體雕刻巖性儲(chǔ)層識(shí)別技術(shù)。以上技術(shù)在應(yīng)用中取得了良好的評(píng)價(jià)效果,可為下步平北斜坡帶隱蔽圈閉勘探提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 地質(zhì)背景

西湖凹陷位于東海陸架盆地東部,面積達(dá)5×104km2,是晚白堊世背景上發(fā)育起來的新生代含油氣凹陷;自下而上發(fā)育始新統(tǒng)寶石組與平湖組,漸新統(tǒng)花港組,中新統(tǒng)龍井組、玉泉組、柳浪組,上新統(tǒng)三潭組與更新統(tǒng)東海群等地層[5]。平北斜坡帶位于西湖凹陷中部,區(qū)帶面積約2 000 km2,從北向南依次發(fā)育孔雀亭、寶云亭和團(tuán)結(jié)亭三個(gè)大型鼻狀構(gòu)造。受古新世區(qū)域拉張應(yīng)力影響,區(qū)內(nèi)斷裂系統(tǒng)發(fā)育,斷層走向以北東及北北東向?yàn)橹?北西向次級(jí)斷裂為輔,平面上呈現(xiàn)自南西向北東發(fā)散的帚狀特征[12-15]?？v向上平北斜坡帶呈西高東低的斜坡特征,受這種復(fù)雜構(gòu)造背景影響,平北斜坡帶復(fù)雜構(gòu)造圈閉及構(gòu)造坡折控制的上傾尖滅巖性圈閉成群成帶分布[16-21](圖1),但隨著勘探節(jié)奏的加快,此類圈閉勘探已進(jìn)入中后期,迫切需要尋找新的勘探方向。

圖1 平北斜坡帶構(gòu)造位置及地層柱狀圖

2 隱蔽圈閉類型及評(píng)價(jià)難點(diǎn)

平北斜坡帶勘探開發(fā)實(shí)踐表明,目前已鉆探的圈閉類型主要是構(gòu)造圈閉和構(gòu)造控制的巖性圈閉。隨著勘探不斷深入,以構(gòu)造、巖性為主的油氣勘探相對(duì)進(jìn)入中晚期階段,探區(qū)內(nèi)目標(biāo)越來越隱蔽,類型越來越復(fù)雜,勘探難度越來越大,結(jié)合平北斜坡帶的構(gòu)造、沉積演化特征,認(rèn)為區(qū)內(nèi)存在三種有利的隱蔽圈閉勘探方向。

2.1 地層巖性圈閉

平北斜坡帶中高部位受古隆起劇烈抬升影響,平湖組、寶石組地層呈向斜坡高帶迅速減薄的楔形形態(tài),這種楔狀構(gòu)造控制下的地層巖性在向西高部位減薄的過程中必然存在向西上傾尖滅的巖性圈閉[22-25 ](圖2),此類巖性圈閉的特點(diǎn)是平湖組、寶石組潮汐三角洲地層交互沉積,地層巖性體上傾尖滅點(diǎn)是準(zhǔn)確評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。但受現(xiàn)有地震資料分辨率影響,地層巖性尖滅的準(zhǔn)確位置難以識(shí)別,目前評(píng)價(jià)井鉆探過程中不是太高就是太低,成效并不理想,如何準(zhǔn)確識(shí)別此類地層巖性圈閉的有效尖滅位置是制約勘探進(jìn)展的主要因素。

2.2 古潛山圈閉

潛山油氣勘探已經(jīng)引起國內(nèi)外地質(zhì)家的高度重視,而平北斜坡帶經(jīng)歷多期構(gòu)造疊加運(yùn)動(dòng),基巖發(fā)育多個(gè)鼻狀古隆起,主要有寶云亭古隆起、武云亭古隆起、孔雀亭古隆起等(圖3)。這些古隆起本身可以形成良好的潛山圈閉,古隆起之上及四周局部地區(qū)直接覆蓋寶石組、平湖組烴源巖地層,供烴窗口大,同時(shí)還存在多期可垂向溝通的斷裂,利于油氣四面供烴,是油氣運(yùn)聚的優(yōu)勢(shì)指向區(qū),只要具備好的儲(chǔ)集條件,就可以形成良好的上生下儲(chǔ)的古潛山圈閉。寶云亭古隆起翼部DX-1井揭示平北斜坡帶基底以花崗巖為主(圖4a),國內(nèi)外潛山勘探已經(jīng)證實(shí)花崗巖潛山的裂縫和風(fēng)化淋濾帶是良好的油氣儲(chǔ)層[26],但是DX-1井揭示的潛山翼部的花崗巖并未形成良好的油氣儲(chǔ)層,那么平北斜坡帶這些古潛山高部位的花崗巖能否形成良好的油氣儲(chǔ)層,急需地質(zhì)地球物理綜合分析進(jìn)行判斷。從潛山的地質(zhì)成因演化來看,研究區(qū)古潛山經(jīng)歷了多期構(gòu)造演化[27],古潛山高部位的花崗巖與上覆地層呈明顯角度不整合,表明高部位的花崗巖經(jīng)歷了長期的構(gòu)造活動(dòng)和沉積間斷,即從地質(zhì)成因上具備形成好儲(chǔ)層的地質(zhì)條件。因此,在這種少井無井區(qū)如何從地球物理角度識(shí)別和預(yù)測(cè)潛山儲(chǔ)層,提高探井勘探成功率,成為制約平北斜坡帶古潛山圈閉勘探的主要因素。

圖3 平北斜坡帶基底三維可視化圖

圖4 DX-1井鉆遇的基底花崗巖和火山巖

2.3 火山巖圈閉

從平北斜坡帶的地層演化特征來看,燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期存在大規(guī)模的火山活動(dòng),火山活動(dòng)造成平北斜坡帶平湖組、寶石組發(fā)育多個(gè)不同規(guī)模的火山巖體,多呈大型丘狀、楔狀或透鏡狀等,地震相呈中強(qiáng)振幅雜亂反射特征,這些火成巖體被平湖組、寶石組烴源巖直接包圍,若火成巖體能形成良好儲(chǔ)層就可能形成火山巖圈閉[28-30 ]。目前DX-1井底部鉆遇的安山質(zhì)(熔結(jié))角礫巖已經(jīng)取得了良好的油氣發(fā)現(xiàn),該井鉆遇的火山巖與平北斜坡帶正常沉積巖相伴生,儲(chǔ)集空間類型以原生粒間孔、氣孔、溶蝕孔為主,物性最大可達(dá)1×10-3μm2,具備形成較好儲(chǔ)層的地質(zhì)條件(圖4b)。但由于目前火成巖與常規(guī)沉積地層相伴生,地震相反射特征相似,精確的圈閉刻畫難度大,給火山巖圈閉勘探帶來困難,若能找到合適的火山巖體刻畫方法,有助于平北斜坡帶火山巖油氣勘探取得新的勘探成果。

3 隱蔽圈閉識(shí)別技術(shù)

平北斜坡帶發(fā)育多種類型的隱蔽圈閉,油氣勘探潛力大,但受鉆井資料少、地層埋深大、地震資料品質(zhì)差等因素制約,常規(guī)的勘探評(píng)價(jià)方法很難有效識(shí)別這些隱蔽圈閉。結(jié)合區(qū)內(nèi)不同隱蔽圈閉的地球物理響應(yīng)特征,本文運(yùn)用多種地質(zhì)地球物理融合技術(shù)進(jìn)行綜合判別,建立了不同隱蔽圈閉的識(shí)別技術(shù)。

3.1 地層巖性圈閉識(shí)別技術(shù)

為了準(zhǔn)確識(shí)別地層巖性圈閉上超尖滅位置和儲(chǔ)層的分布情況,本文嘗試用頻譜分解技術(shù)(在地震頻率域內(nèi)通過提頻分析提高地層分辨率的一種技術(shù)方法)來識(shí)別巖性地層圈閉的尖滅點(diǎn)。地層圈閉評(píng)價(jià)的技術(shù)流程如下:①確定目的層地震資料的主頻;②確定不同儲(chǔ)蓋組合下砂泥巖互層砂地比平均系數(shù);③用地質(zhì)資料主頻和地層評(píng)價(jià)系數(shù)之積確定最佳地層分辨率;④將相關(guān)參數(shù)輸入Petrel的通用譜分解(GSD)模塊得到通用譜分解地震數(shù)據(jù)體,并利用通用譜分解技術(shù)生成新的地層數(shù)據(jù)來識(shí)別巖性地層的尖滅位置。從研究成果來看,該方法能清晰識(shí)別出超覆帶地層的巖性尖滅點(diǎn),地層巖性分辨率較常規(guī)地震提高了20%(圖5)。近年來在平北斜坡帶高部位地層圈閉嘗試鉆探了DX-3井,該井并未獲得成功,失利的主要原因是地層圈閉上傾方向并未尖滅;而應(yīng)用本次建立的地層圈閉識(shí)別技術(shù),項(xiàng)目組在低部位部署了DX-6井,該井在預(yù)測(cè)的地層圈閉處獲得良好氣層,進(jìn)一步證實(shí)了該方法的實(shí)用性。

3.2 古潛山圈閉識(shí)別技術(shù)

平北斜坡帶古潛山圈閉評(píng)價(jià)的關(guān)鍵是潛山儲(chǔ)層的識(shí)別,區(qū)內(nèi)主要為潛山風(fēng)化淋濾儲(chǔ)層和內(nèi)幕裂縫儲(chǔ)層的識(shí)別。古潛山的風(fēng)化淋濾儲(chǔ)層在地震相上可以看出古潛山頂部風(fēng)化殼地層呈低頻強(qiáng)振幅特征,因此通過petrel軟件的屬性計(jì)算模塊可以直接得到振幅/頻率數(shù)據(jù)體,進(jìn)而預(yù)測(cè)潛山的風(fēng)化淋濾儲(chǔ)層(圖6)。從預(yù)測(cè)結(jié)果可看出,古潛山頂部風(fēng)化淋濾帶發(fā)育,翼部不發(fā)育。DX-2井位于古隆起的翼部,所鉆遇的花崗巖并未經(jīng)歷強(qiáng)烈的隆升演化和長期的風(fēng)化剝蝕,預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)鉆結(jié)果相吻合,也進(jìn)一步說明了該方法具備較好的識(shí)別效果。古潛山內(nèi)幕裂縫儲(chǔ)層的識(shí)別可結(jié)合區(qū)域多期應(yīng)力特征,采用螞蟻體裂縫識(shí)別技術(shù)進(jìn)行嘗試。該方法的主要技術(shù)流程為:①首先對(duì)研究區(qū)構(gòu)造特征進(jìn)行分析,確定有利的構(gòu)造分析參數(shù),主要是曲率、傾角等;②利用研究區(qū)地震數(shù)據(jù)體產(chǎn)生方差體;③運(yùn)用前面的曲率和傾角參數(shù)及方差體數(shù)據(jù)來約束生成螞蟻體數(shù)據(jù);④利用螞蟻體數(shù)據(jù)來識(shí)別潛山裂縫。從預(yù)測(cè)結(jié)果可以看出,古潛山隆升強(qiáng)烈地區(qū)裂縫更發(fā)育,預(yù)測(cè)結(jié)果與平北斜坡帶區(qū)域地質(zhì)認(rèn)識(shí)相吻合(圖7),進(jìn)一步表明該技術(shù)可為平北斜坡帶古潛山圈閉評(píng)價(jià)提供有效的技術(shù)指導(dǎo)。

圖6 古潛山風(fēng)化淋濾帶預(yù)測(cè)成果

3.3 火山巖圈閉識(shí)別技術(shù)

平北斜坡帶火山巖與常規(guī)沉積地層相伴生,火山巖圈閉精確刻畫的難度主要是受特殊圍巖影響,因此,有效剔除伴生巖性影響并提高火山巖圈閉分辨率是火山巖圈閉識(shí)別的關(guān)鍵。三維體雕刻技術(shù)可以單獨(dú)將火山巖圈閉刻畫出來,然后開展針對(duì)性分析。具體技術(shù)流程如下:①根據(jù)火山巖發(fā)育區(qū)的雜亂地震相特征,應(yīng)用多Z值解釋技術(shù),將特殊火山巖體解釋出來;②利用三維體雕刻技術(shù)將多Z值解釋出的火山巖體單獨(dú)雕刻出來;③針對(duì)獨(dú)立雕刻出來的火山巖體進(jìn)行多屬性分析,可以有效剔除火山巖體圍巖(如煤層、鈣質(zhì)層等)的影響;④通過多種屬性分析發(fā)現(xiàn),方差體屬性可以有效識(shí)別出平北斜坡帶火山巖體,火山巖體識(shí)別準(zhǔn)確率接近90%(圖8)。該方法為研究區(qū)火山巖圈閉的評(píng)價(jià)提供了新的技術(shù)參考。

圖8 火山巖圈閉識(shí)別技術(shù)流程

4 結(jié)論

1)通過對(duì)西湖凹陷平北斜坡帶構(gòu)造、沉積、地質(zhì)演化等綜合分析,明確了區(qū)內(nèi)發(fā)育地層巖性圈閉、古潛山圈閉、火山巖圈閉等三類隱蔽圈閉;并在各類隱蔽圈閉地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上,建立了相應(yīng)的地球物理識(shí)別技術(shù)。

2)地層巖性圈閉最大的識(shí)別難點(diǎn)就是地層圈閉尖滅位置的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。針對(duì)不同地區(qū)的地層沉積特征,不同頻率的頻譜分解技術(shù)可以有效識(shí)別具體的地層尖滅點(diǎn),進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)地層巖性圈閉的識(shí)別。

3)古潛山圈閉識(shí)別的重點(diǎn)是精準(zhǔn)確定風(fēng)化淋濾帶和裂縫的發(fā)育位置,振幅/頻率屬性體可有效識(shí)別風(fēng)化淋濾帶,螞蟻體裂縫識(shí)別技術(shù)可有效識(shí)別裂縫發(fā)育位置。

4)對(duì)于平北斜坡帶與沉積巖伴生的火山巖圈閉,多Z值解釋技術(shù)和三維體雕刻技術(shù)可將異常體單獨(dú)雕刻出來,去除圍巖異常影響后通過方差體屬性可有效識(shí)別火山巖圈閉。