塔中岩溶储层地震反射地质特征及其成因机理

郭军参 王振宇 屈海洲 罗新生

（1.西南石油大学，成都 610500；2.中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，库尔勒 841000）

塔中岩溶储层地震反射地质特征及其成因机理

郭军参1王振宇1屈海洲1罗新生2

（1.西南石油大学，成都 610500；2.中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，库尔勒 841000）

综合地震反射强弱及反射形态的差异，将地震反射类型划分为串珠状反射、片状反射、杂乱反射和弱反射，并对串珠状反射和片状反射进行细分。总结塔中西部下奥陶统鹰山组地震反射特征与岩溶储层对应关系，在此基础上比较每种地震反射类型所对应地质特征的差异，归纳形成四种地震反射类型的地质原因。

地震反射；岩溶储层；地质特征；碳酸盐岩；储层预测

自发现塔中I号坡折带上奥陶统礁滩复合型超亿吨级油气田之后，塔中北部斜坡带塔中83井等一批探井于2006年陆续在下奥陶统鹰山组风化壳获得油气勘探重大突破，开拓了塔中地区油气勘探的又一重要新领域。目前塔中已由勘探阶段进入开发阶段，塔中西部油气储集层主要分布在下奥陶统鹰山组，下奥陶主要为风化壳岩溶型储层，储层分布规律受古地貌和断裂等多种因素影响，储层非均质性强，横向对比性较差。能否有效预测储层的发育位置和深度已成为制约塔中大规模开发布井的关键因素。

地震储层预测技术已成为下奥陶储层预测的主要手段之一，主要包括：地震多属性储层综合预测技术；叠后地震—测井联合反演和叠前地震弹性参数反演技术；波形分类地震相分析技术；波动方程正演技术；地震各向异性分析等裂缝预测技术等［1］。常规地震剖面的反射特征在预测风化壳岩溶储层方面有其独特优势，根据地震反射特征预测的储层准确性较高，已成为塔中开发布井的重要依据之一。

本次研究主要针对下奥陶鹰山组风化壳岩溶储层地震反射特征的差异。在前期地质研究的基础上，根据地震反射强弱与测井解释成果、成像测井、产能效果等的对比，分析串珠状反射、片状反射、杂乱反射储层特征的差异，以及4种反射类型对应岩溶类型及岩溶程度的差异。

1 地震反射特征预测储层的原理

碳酸盐储层发育与岩溶发育有着密切的联系，不同的岩溶缝洞储层对应着不同的地震响应和波形特征，这是利用地震波形预测碳酸盐岩储层的重要原因之一。作为一种特殊的储层，风化壳岩溶对任何一种地震属性类型都会产生一定影响，使其特征发生变化，但不同属性类型敏感性明显不同。有的属性敏感性明显，是这类储层预测的重要标志，能准确预测储层分布；有的属性则敏感性较差，只间接地反映出与储层相关的细微信息［2］。反射强度是地震波能量的总和，反映地下界面反射系数的大小。地震波在沉积岩中的传播速度与岩石的孔隙度和孔隙中的流体性质有关。当岩石孔隙中含油、水或气时，岩石的波速度发生变化，最后导致在该界面附近的反射波振幅的变化，即反射强度的变化，也就是所谓的亮点技术，此技术可以用于预测储层和寻找油气［3］。

由于塔中碳酸盐岩基质岩性比较单一，基质孔隙度较低，基本没有波阻抗差异，在碳酸盐岩内幕形成的反射相当弱甚至无反射。如果内幕发育有缝洞等非均质体时，由于缝洞体内波阻抗突然变化，造成反射系数的急剧增大，在缝洞体与围岩的接触部位可形成强烈的绕射源，从而产生反射振幅突然增强、绕射波出现、散射波场发育等一系列波场的突变现象。反映到叠后地震资料上，就是振幅突然变大或局部出现与基质反射极不一致的反射特征。这种变化可表现为振幅突然增大，也可表现为能量的散射或裂缝体部位对能量的吸收带来局部振幅突然减小。上覆地层岩性变化较大，这样造成顶界面附近的地震反射振幅本身存在着差异［4-5］。

2 地震反射类型划分

根据塔中地区奥陶系地层地震反射强弱及反射形态的的差异，可将地震反射类型划分为串珠状反射、片状反射、杂乱反射和弱反射4大类，串珠状反射可以细分为“强”串珠状反射和“弱”串珠状反射，片状反射可细分为“强”片状反射和“弱”片状反射（见图 1）。

图1 常规地震剖面上地震反射类型划分

（1）串珠状反射是一种强振幅，纵向由多个强振幅叠置而成且纵向比例大于横向比例，与围岩反射形态有明显差异。这种反射特征是油气的主要储渗空间，比较常见。串珠形态多样，有弯月型、球型、羊排型等多种形态组。根据串珠状反射强度的差异，可以进一步分为“强”串珠状反射和“弱”串珠状反射，“强”和“弱”是针对串珠状反射对比相对的强和弱。

（2）片状反射也是一种强振幅，一般纵向由2~5个强振幅叠置而成且横向比例大于纵向比例，与围岩反射形态亦有明显差异的反射特征，大多数片状反射纵向上由一个片状波峰和一个片状波谷组合而成。根据片状反射强度的差异，也可以将其划分为“强”片状反射和“弱”片状反射，“强”和“弱”是针对片状反射对比相对的强和弱。

（3）杂乱反射是中等振幅、弱振幅混合分布而形成的一种反射特征。

（4）弱反射是由弱振幅组成的反射区域。

3 地质特征的反射类型

3.1 串珠状反射

串珠状反射是振幅和反射能量最强的反射。通过对塔中西部钻遇串珠状反射的井的综合分析，以下几种情况均可以形成串珠状反射：

（1）岩溶洞穴。当存在较大的岩溶洞穴时，无论岩溶洞穴是否被泥质充填，都可能在该处形成串珠状反射。

（2）高孔隙度储层。对于高孔隙度的储层，储层性质与围岩性质存在较大差异，也可以形成串珠状反射。

（3）富集油气储层。塔中西部单井情况统计表明，高产井基本为“强”串珠状反射特征，有的不是洞穴型储层或高孔隙度储层。这说明富集油气的储层也可以形成串珠状反射。

串珠状反射储层最好，“强”串珠状反射储层以Ⅰ、Ⅱ储层为主，串珠内部储层钻遇率在45%以上，储层类型主要为裂缝孔洞型和洞穴型；“弱”串珠状反射以Ⅱ类储层为主，串珠内部储层钻遇率在20%以上，储层类型有裂缝孔洞型、孔洞型和洞穴型［6］。

3.2 片状反射

片状反射是振幅较强、反射能量较强的反射。小型岩溶洞穴和孔隙度较高的井均可以形成片状反射，形成片状反射岩溶洞穴多被泥质半-全充填，少数岩溶洞穴为储集层。片状反射储层较好，Ⅰ类储层厚度较薄，主要储层为Ⅱ、Ⅲ类储层，储层类型以裂缝孔洞型、孔洞型和洞穴型为主。“强”片状反射比“弱”片状反射储层钻遇率高，小型岩溶洞穴也更为发育。

3.3 杂乱反射

杂乱反射是中等反射和弱反射的组合类型，是一系列密度变化有差异的裂缝带或由纵向上厚度较小的任意分布的孔洞集合体的反映，反射能量的强弱受缝洞密度、规模、发育程度以及充填物性质等因素的影响。此种反射储渗性能中等，杂乱反射内的中等反射区域内储层相对发育，主要为Ⅱ、Ⅲ类储层，Ⅱ类储层所占比例较小，少数杂乱反射有Ⅰ类储层，厚度多小于10m。杂乱反射储层类型主要为裂缝孔洞型和裂缝型储层［1］。

3.4 弱反射

弱反射整体反射能量弱，是一种反射波沿横向分布范围宽，纵向厚度小的缝洞叠加一起的反射特征。在奥陶系灰岩内幕，溶洞厚度增大或溶洞内充填物速度低，使得奥陶统灰岩反射波及溶洞底部的反射能量弱，有时也呈空白反射。该种反射类型储渗性能较差，基本上为非储层。

4 各反射类型差异及形成机理

串珠状反射、片状反射、杂乱反射和弱反射的反射能量依次减弱，伴随着能量的变化，钻遇相应反射类型的井地质特征也在变化。弱反射基本上没有储层发育，相当于储层周围的致密岩性，其他反射类型均有储层发育，存在着以下差异：

（1）储层总体差异。结合钻遇不同反射类型井的测井综合解释，串珠状反射纵向储层钻遇率最高，其次是片状反射，杂乱反射钻遇率较低。串珠状反射、片状反射、杂乱反射的单套优质储层厚度也依次降低，串珠状反射Ⅰ、Ⅱ类储层单套厚度可达数十米，片状反射厚度多数小于20m，杂乱反射厚度多数小于10m。

（2）储层级别差异。串珠状反射以Ⅰ、Ⅱ类储层为主，片状反射以Ⅱ、Ⅲ储层为主，Ⅰ类储层比例较小，杂乱反射主要为Ⅱ、Ⅲ类储层，基本上没有Ⅰ类储层，Ⅱ类储层的厚度也不大。串珠状反射的波阻抗值 为 12 000~16 000 （g·m）/(cm3·s)，片状反射为16 000~16 500（g·m）/(cm3·s)，杂乱反射为 16 500~17 000 （g·m）/(cm3·s)，几种反射对应波阻抗值逐渐增大，孔隙度值逐渐减小（见图2）。

图2 塔中西部下奥陶统波阻抗与孔隙度交汇图

（3）储层类型的差异。同一种反射类型不同井之间有差异：串珠状反射主要为裂缝孔洞型、孔洞型和洞穴型储层；片状反射以裂缝孔洞型和孔洞型为主，洞穴型储层比例减小，洞穴多为半-全充填；杂乱反射储层主要为裂缝孔洞型和裂缝型储层。

（4）单井产能差异。塔中西部钻遇各种反射类型的典型井产能分析结果显示，钻遇“强”串珠状反射的井中，高产井占71.4%，中产井占28.6%，钻遇“弱”串珠反射的井中，中产井占78%，低产井占12%；钻遇片状反射和杂乱反射的井中，目前还没有高产井，以中产井居多。

（5）岩溶类型差异。统计钻遇三种反射类型的井；串珠状反射主要为层间岩溶、埋藏岩溶、强热液岩溶等；片状反射主要层间岩溶和埋藏岩溶等，杂乱反射为同生岩溶、弱层间岩溶和埋藏岩溶等［7-8］。

（6）溶蚀程度的差异。溶蚀程度如图3所示：串珠状反射以大洞大缝为主，且沿裂缝溶蚀最强，可形成串珠状溶孔；片状反射以小洞小缝为主，沿裂缝局部有溶蚀；杂乱反射沿裂缝溶蚀较弱。

图3 不同反射类型成像测井特征

（7）平面分布差异。串珠状反射、片状反射和杂乱反射在平面上的分布面积依次增大。其中串珠状反射多镶嵌在片状反射之间，多与断裂相邻（图4），而杂乱反射在整个区域均有分布。

这4种反射类型存在差异，但在地震剖面上存在相似性。弱反射中局部反射能量增强形成杂乱反射，杂乱反射的反射能量进一步增强与片状反射相似，片状反射的反射能量进一步增强，纵向上就会呈现串珠状反射特征。

综合4种反射类型的相似性和不同反射特征的差异可知，地质特征的差异造成了岩溶程度的差异，岩溶的差异形成了不同规模的缝洞体和不同特征的储层，在地震剖面上表现为反射能量有差异的各种地震反射类型。弱反射基本上没有受到岩溶作用的影响，少量的缝洞达不到储层的级别。杂乱反射受到较弱岩溶作用的影响，仅在局部形成规模较小的缝洞体，形成中等强度的多个小规模反射体并呈杂乱分布。小缝洞体使该种反射单套储层的厚度不大，储层较分散，较弱的溶蚀难以形成岩溶洞穴，裂缝型储层也得以存在。片状反射裂缝相对较为发育，裂缝延伸长度和宽度都较小，沿裂缝在裂缝周围发生岩溶作用，形成裂缝孔洞型和孔洞型储层，缝洞基本上为小缝小洞，形成的储层相对较好，局部岩溶作用增强形成小规模的岩溶洞穴。串珠状反射多在断层附近或岩溶作用有利区，遭受岩溶作用最强。由于断裂附近裂缝发育，并且以大缝为主，受较强的埋藏和热液岩溶作用影响，形成裂缝孔洞型和孔洞型储层，局部形成一些规模较大的洞穴。

5 结 论

（1）按照地震反射特征的差异，可将塔中西部下奥陶统岩溶储层划分为串珠状反射、片状反射、杂乱反射和弱反射4大类，串珠状反射可进一步细分为“强”串珠状反射和“弱”串珠状反射，片状反射可细分为“强”片状反射和“弱”片状反射。

（2）伴随着地震反射由强到弱的变化，各种反射类型的储层特征也存在差异。串珠状反射和片状反射为强反射，与储层的对应关系较好，是有利于油气聚集的储集层。杂乱反射储层中等，储集体较为分散。

（3）厚度和规模不同的储层在地震剖面上的反射特征也存在差异，厚度和规模都较大的储层表现为串珠状反射或片状反射，厚度和规模小的储层多表现为杂乱反射。

（4）弱反射、杂乱反射、片状反射和串珠状反射是岩溶程度由弱到强的反映。反射强的较大串珠状反射多为大型岩溶缝洞体，片状反射多为中小型岩溶缝洞体集合体，杂乱反射为多个分散的小型缝洞体的组合，弱反射为致密岩性的反映。

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Abstract：Combined with the seismic reflection strength and shapes,this article divides seismic reflection into four types，including the string beads reflection,the flaky reflection,the disorderly reflection and the weak reflection.And the string beads reflection and the flaky reflection are subdivided.Based on the summary of the corresponding relations between seismic profile and karst reservoir in Yingshan Formation of the Lower Ordovician in western Tazhong area，the corresponding geological characteristics of the every kind of seismic reflection types have been carefully analyzed.The geological causes of the four seismic reflection types are summed up from the differences of these geological characteristics.

Key words：seismic reflection；karst reservoir；geological characteristics；carbonate；reservoir prediction

Geological Characteristics and Formation Mechanism of Karst Reservoir Seismic Reflection in Tazhong Area

GUO Juncan1WANG Zhenyu1QU Haizhou1Luo Xinsheng2
(1.Southwest Petroleum University,Chengdu 610500;2.Research Institute of Exploration and Development,Tarim Oilfield Company,PetroChina,Korla 841000)

TE122

A

1673-1980（2012）02-0024-04

2011-11-18

国家科技重大专项（2008ZX05004-004）；四川省重点学科建设项目(SZD0414)

郭军参（1984-），男，河南南阳人，西南石油大学在读硕士研究生，研究方向为油气田开发地质。