云南曲靖盆地浅层气藏地震储层预测及勘探前景分析

陈汉军，叶泰然，郭　伟，董　霞

（1.成都理工大学能源学院油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610059；

2.中国石化西南油气分公司勘探开发研究院德阳分院，四川德阳618000）

云南曲靖盆地浅层气藏地震储层预测及勘探前景分析

陈汉军1，2，叶泰然2，郭伟2，董霞2

（1.成都理工大学能源学院油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610059；

2.中国石化西南油气分公司勘探开发研究院德阳分院，四川德阳618000）

摘要：云南曲靖盆地茨营组气藏埋深300～450m，属超浅埋深岩性气藏。主力储层属高孔中渗储层，为三角洲平原相河道边滩沉积的中细砂岩，横向变化极快。因前期尚未形成具有较强针对性的地震储层预测技术系列，导致勘探开发成功率低。通过储层物性及波阻抗特征分析、地震模型正演与储层地震响应特征分析，建立了“丘型或透镜状、低频强波谷振幅、低阻抗”有利储层预测模式。利用地震相及地震属性分析技术手段，预测出有利沉积相带分布，有效排除了泥岩及煤层陷阱。通过AVO特征分析，应用多子波分解技术，建立了“Ⅲ类AVO、低频强/高频弱”含气储层识别模式，预测了含气储层分布。综合储层预测与含气性预测成果，对岩性圈闭进行了综合评价，发现多个有利岩性圈闭，预测结果被实钻验证，勘探成功率明显提高。云南新近系盆地分布广、数量大，勘探潜力大，本次所形成的地震储层预测技术系列可望为该类气藏勘探开发提供借鉴。

关键词：地震储层预测；勘探前景；浅层气；茨营组；新近系；曲靖盆地；

云南新近系浅层气藏的发现主要在20世纪末至21世纪初，截止2010年，已进行油气钻探的盆地有10个，获工业气流盆地有4个［1］，获工业油流盆地1个（景谷盆地），发现天然气流的盆地2个（昆明、越州）。云南新近系残留盆地浅层气藏成藏条件较好，主要为岩性、构造+岩性气藏，属于生物气藏［2］，埋深普遍低于500m，是典型的超浅埋深气藏。勘探开发投资相对较低，社会需求大，致使该类气藏具有较好的勘探开发效益。

由于超浅埋深气藏上覆层薄，地层压实程度低，气层地球物理响应往往较为突出［3］，前人亦总结出了云南地区该类气藏多种地球物理响应特征，预测技术方面主要采用常规地震相分析、亮点技术等［1，4］，但受技术条件、地质规律认识程度的限制，预测技术针对性及系统性不够，对含气储层识别尚未形成具有较强针对性的地震预测技术系列，尤其是相控地震储层预测、含气性预测研究不够深入，预测精度有限，常常钻遇与气层速度相近的低速度褐煤层或泥岩。近年来川西浅层侏罗系［5－9］、鄂尔多斯二叠系石盒子组［10－11］、渤海湾盆地古近系［12］等国内多个岩性气藏预测技术日趋成熟［13］，这为云南新近系岩性气藏识别提供了可以借鉴的丰富经验，地球物理技术的快速发展亦使该类浅层气藏的识别精度大幅度提高成为可能。通过储层精细标定，含气储层与围岩波阻抗特征、地震相及沉积相特征、地震属性特征、AVO特征、频变特征的综合分析，可望排除干砂岩、煤层等预测陷阱，解决困扰岩性气藏勘探最为关键的储层预测及含气性识别问题。

1　基本地质特征

1.1盆地类型及地层系统

曲靖盆地是典型的新近系残留断陷盆地，西浅东深，为残留的小型陆相箕状断陷盆地，基底为古生界，最大埋深近2000m。

钻井及地表露头揭示，曲靖盆地沉积盖层为渐新统小屯组（E3x）、蔡家冲组（E3c）、上新统茨营组（N2c）和第四系。上新统茨营组（N2c）为一套河湖相含煤沉积，储层主要位于茨营组三段（N2c3）底部，该段厚150～200m，主要由泥岩（粘土岩）、粉砂质泥岩、细粒长石石英砂岩、含砾砂岩夹多层褐煤组成，不整合在渐新统蔡家冲组或其他老地层之上。

1.2沉积相及砂体分布特征

根据各类沉积相标志综合分析，将茨营组划为河控三角洲沉积体系，细分出三角洲平原和前缘两个亚相，区内前三角洲亚相不发育。

三角洲平原分流河道微相是储层的主要沉积相类型，分流河道砂体是天然气藏的骨架砂体，主要由砂岩、细砂岩和粉砂岩组成，由于砂岩的成分成熟度和结构成熟度都较低、松散，所以一些泥质粉砂岩也可以作为储集砂体。各井砂体的剖面结构非常相似，都具有较明显的下粗上细正粒序，底部冲刷面之上是河床滞留沉积，向上发育边滩沉积，往往都是河床滞留沉积和边滩沉积的重复迭置［4］，分流河道砂体往往多次反复叠加成一个厚砂体，但受小型盆地物源供给有限影响，形成的砂体厚度总体不大，一般5～20m，多数低于10m，由于边滩沉积横向侧变较快，为岩性圈闭的形成提供了有利的岩性圈闭条件。

从连井砂体对比图上可以看出（图1），茨营组三段（N2c3）发育4套砂体，从上至下，编号分别为N2c3（1）—N2c3（4）。N2c3沉积早期，主要发育三角洲相，在该层段底部发育了一套相对厚层的分流河道砂体N c3（4），该砂体即为茨营组气藏主力储集砂体，统计表明靠近湖岸线的井发育的砂体较厚，湖盆位于盆地中东部。其后，为短期的水进过程，湖盆扩张，在N2c3沉积中期的N c3（3）、N c3（2）砂体发育时期水体变深，随着湖岸线的西部斜坡移动，主要的分流河道都进入到水里，形成水下分流河道，砂体粒度变细、单层厚度变薄，泥质含量增加，储集物性不如N2c3（4）。

2　有利沉积相带预测

2.1模型正演

根据钻井揭示的煤层、干砂层、含气砂岩，对作为围岩的泥岩地球物理特征进行了模型正演。实钻表明，含气砂岩速度与煤层接近，速度极低，均为1400m/s左右，这与储层欠压实未固结成岩有关，二者与作为围岩的泥岩速度1600m/s差异较大，模型正演表明剖面上均形成强反射（图2），这是导致多口钻井钻遇煤层的主要原因。但由于第三系盆地物源供给有限，河道横向衍生范围往往小于500m，剖面主要呈透镜状特征（图2中b2）；厚度较大15～20m的含气河道砂岩剖面可能出现丘型特征（图2中b1）；干砂岩速度1670m/s与围岩速度差异相对较小，如果叠置，亦可能存在丘型反射（图2中a），而煤层横向分布较为稳定，厚度往往为2～3m（图2中c），地震响应为平行连续反射，横向延伸范围较砂岩宽。因此利用丘型、透镜状反射特征可能排除砂岩与煤层，避免煤层陷阱，这为地震有利砂岩沉积相带预测提供了依据。

图1　曲靖盆地凤1—曲5—曲3—曲2—曲参1井连井砂体对比

2.2沉积相及砂体分布特征

图2　曲靖盆地茨营组不同厚度气层、干层、煤层地震响应模型正演

由于储层优势沉积相带为三角洲分流河道，因此，该类相带识别是地震相带预测的核心内容。图3是过工业气井凤1井、干井曲3井N2c3底拉平地震剖面，可以看到砂岩发育的凤1井具有典型“丘型、透镜状”的地震反射特征，这与其它地区河流相地震响应特征一致［10，12］，而煤层发育的曲3井不具有这一特征，其他井均符合这一模式，与模型正演结果即为相似。这一预测模式可以有效排除煤层陷阱。

图3　曲靖盆地过凤1、曲3井储层底拉平地震剖面

依据地震丘型、平行透镜状特征识别出有利分流河道砂岩分布区域，编制沉积相图（图4），湖泊相带发育在东部，盆地内三角洲平原主体由横向上叠置的、纵向上退积的分流河道砂体组成，物源主要来自于西部。在盆地西斜坡中部，在地震剖面上发现低频、强波谷振幅异常，具有平行反射特征，部分区域具有透镜状反射结构，预测为砂岩及煤层的综合响应，分析为废弃河道的地震响应。

图4　曲靖盆地茨营组N2c3（4）沉积相

3　储层预测与含气性检测

3.1地震叠后属性预测有利储层

前期依据丘型反射部署的曲5、曲参1井虽然钻遇砂岩，但砂岩以薄互层为主，泥质含量较重，孔隙度低，实钻未能获产，因此高孔隙砂岩储层预测尤为重要。

工业气井曲2井含气砂体累计厚度15m，具有丘型反射特征，储层为典型的低阻抗储层，地震标定结果为储层顶位于波谷，底位于强波峰，具有强振幅－亮点特征，获工业产能的钻井均具有此类特征。曲5井、曲参1井储层精细标定结果表明，曲5井、曲参1井砂岩波阻抗略高于围岩，在地震剖面上表现为中高频率、中弱振幅特征（图5），因此，“低频、强振幅、低阻抗”模式可以作为有利储层预测模式，排除干砂岩预测陷阱。但煤层发育的曲3井亦具有低频、强振幅、低阻抗特征（图3），因此该预测模式需要在地震有利相带预测基础上进行，结合有利相带预测结果排除煤层陷阱。

图5　曲5井、曲2井、曲参1井N2c3（4）底拉平地震剖面

3.2AVO特征预测含气性

AVO技术是烃类检测较为成熟的技术，而分析AVO曲线特征则是较为便捷的方法。含气储层AVO响应通常分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ3类，低阻抗气层往往具有Ⅲ类AVO特征，即为近道振幅强，随偏移距增加振幅增强。

过工业气井凤1井、非工业气井曲5叠前道集统计的AVO曲线特征表现为，工业气井井旁道集及叠前AVO曲线具有Ⅲ类AVO特征，即地震振幅随着炮检距加大而增加，且截距较大，其它气井亦是如此，而发育砂体的干井曲5井、不发育砂体而发育煤层的曲3井叠前道集Ⅲ类AVO特征不明显。但研究中发现，个别煤层也具有Ⅲ类AVO特征，因此，Ⅲ类AVO可以作为储层含气性检测模式，但尚需排除煤层陷阱。

3.3频变特征预测含气性

多子波分解与重构技术是近年来刚刚发展起来的一项新技术，主要把单道地震数据分解为对应的多个不同频率雷克子波，利用其结果对地震数据进行分解、处理（与滤波有相同的作用），有效克服常规滤波中难以克服的问题［14］，利用该技术，可重构获得频率域内任何单频或窄频段地震剖面，提高分辨率以及进行一系列与频率有关的岩性和含油气检测的目的。

图6是过工业气井曲2井、干井曲参1井全频与不同频段重构地震剖面比较图。可以看到气层在10～20 Hz低频剖面上表现为强振幅，剖面呈透镜状，较客观地反应了主河道特征，而煤层及干层表现为空白或者弱反射，20 Hz以上高频剖面气层无反射，而煤层反射在加强。

图6　过Q2井、QC1井不同频段重构地震剖面对比

通过以上分析，认为含气储层在地震剖面上表现为低频强，高频弱特征，而煤层恰恰相反。因此，储层频变特征可以作为含气储层预测的重要预测依据。

4　高产富集带预测及勘探前景展望

根据振幅属性、反射结构特征预测了有利沉积相带分布范围，但是并非所有的砂岩发育区域都含气，只有主河道内砂体储集物性相对较好的边滩砂体才最有可能富集成藏。利用前文得出的含气储层Ⅲ类AVO特征、子波重构剖面上低频反射强、中高频段上变弱或者消失的频变特征来预测储层的含气性。

图7是根据10～20 Hz重构地震数据强波谷振幅异常区域区、沉积相图，结合构造特征、断层发育情况制作的N2c3（4）气藏圈闭综合评价图，发现Ⅰ类有利岩性圈闭12个，认为该盆地中西部斜坡具有较大勘探潜力。Ⅰ类圈闭呈团块状出现，这与有利相带主要为分流河道边滩的沉积成因有关。

图7曲靖盆地茨营组N2c3（4）气藏圈闭综合评价

依托上述研究成果2010年实施了圩2、曲8、曲6等3口探井，有2口井取得成功，勘探成功率达到67％，较前期开发成功率30％得到大幅度提高。其中获得成功的2口井为圩2、曲6井，主要依据“丘型或透镜状反射、低频强波谷振幅、低阻抗“储层预测模式及”Ⅲ类AVO、低频强/高频弱”含气性预测模式进行部署。未获成功的曲8井主要依据“强波谷振幅、宽缓丘型”模式部署，该井AVO特征及频变特征不明显，钻遇了粉砂岩及煤层互层，未能建产。

圩2井为首口向南甩开勘探井，曲6井为北部勘探评价井，均建成该盆地中高产工业气井，发现了南部岩性圈闭，北部已开发井区气藏规模亦得以落实，使整个盆地勘探开发走出了困境。该勘探实践验证了地震预测技术的有效性及预测结果的可靠性，较为有效地解决了曲靖盆地的浅层气藏的勘探难题。

云南新近系残留盆地广布，多达258个，其中151个盆地已证实为含煤盆地。这些盆地中面积大于50km2的有61个，累计面积达10 741km2，资源量为9 737.6×108m3。其中已证实有油气显示的盆地共有16个，盆地含油气性普遍。由于云南地区新近系盆地分布极广，勘探程度极低，具有较大的勘探增储潜力。上述地震预测技术对云南地区新近系盆地浅层气乃至其它地区类似气藏的勘探具有借鉴意义，地震预测技术的突破凸显了云南新近系盆地天然气勘探的广阔前景。

5　结论

1）曲靖盆地新近系茨营组气藏主力储层为三角洲平原相河道边滩沉积，横向变化较快，利于形成岩性圈闭。

2）建立了曲靖盆地新近系茨营组气藏“丘型或透镜状反射、低频强波谷振幅、低阻抗”有利储层预测模式，较好解决了浅层气藏储层预测难题。

3）建立了曲靖盆地新近系茨营组气藏“Ⅲ类AVO、低频强/高频弱”含气性检测模式，较好解决了浅层气藏含气性预测难题。

4）本次形成的地震预测技术及预测模式对于浅层气藏勘探具有借鉴意义。云南地区新近系盆地分布广、数量大、勘探程度极低，多数还没有进行地震勘探，上述地震预测模式及预测技术对推动云南新近系盆地浅层气藏勘探进程有积极作用。

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（编辑董立）

中图分类号：TE122.2

文献标识码：A

文章编号：0253－9985（2011）02－0207－07

收稿日期：2011－01－05。

第一作者简介：陈汉军（1971—），男，博士研究生，地震地质综合研究。

Seism ic reservoir prediction and exploration prospect analysis of shallow gas reservoirs in the Qujing Basin，Yunnan province

Chen Hanjun1，2，Ye Tairan2，GuoWei2and Dong Xia2
（1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan 610059，China；2.Deyang Branch of Petroleum Exploration and Exploitation Research Institute，SINOPEC Southwest Oilfield Company，Deyang，Sichuan 618000，China）

Abstract：The gas reservoir of Ciying Formation in Qujing basin is a typical lithologic gas reservoir with supershallow burial depth of 300－450m.Themajor reservoir has high porosity andmoderate permeability，and its lithology ismedium-fine sandstone in point bar of delta plain facies and shows very rapid lateral change.As no specific seismic reservoir prediction technologies are available before，success rate of exploration and developmentwas low.Based on analyses of reservoir physical properties and wave impedance characteristics，forwardmodeling and seismic response，we established a reservoir predictionmodel，i.e.，mound or lenticular low frequency strong wave trough impedance and low impedance.Itwas successfully used to predict the distribution of favorable sedimentary facies through analyses of seismic facies and seismic attribute.The interpretation traps ofmudstone and coal seam were effectively eliminated.By AVO analyses andmulti-wavelet decomposition，a gas reservoir identificationmodel，i.e.，type-ⅢAVO，strong low frequency and weak high-frequencywas builtand applied to predict the distribution of gas reservoirs.The reservoir and gas potential prediction results are integrated to comprehensively evaluate lithologic traps.Several favorable lithologic traps are discovered and successfully verified by drilling，significantly improving exploration success rate.The Neogene basins are widely distributed in Yunnan Province and have greatexploration potentials，butare still underexplored by now.The technique of seismic reservoir prediction can be applied for exploration and development of similar gas reservoirs.

Key words：seismic reservoir prediction，exploration prospect，shallow gas reservoir，Ciying Formation，Neogene，Qujing Basin