跃参1号区块奥陶系碳酸盐岩储层预测与评价

2013-10-25张艳红杨子川胡金祥

石油地质与工程 2013年4期

徐浩，张艳红，杨子川，李赫，胡金祥

（1.中国石化西北油田分公司勘探开发研究院，新疆乌鲁木齐 830011；2.中国石油川庆钻探工程公司地球物理勘探公司西北研究中心）

跃参1区块在构造上位于顺托果勒低隆北部，西部为英买力凸起，北部是哈拉哈塘凹陷，东部为托普台地区。工区整体呈现东高西低，南高北低，海拔高程一般在920～960 m之间，满覆盖面积约为88.27 km2（图1）。

图1 跃参1号工区位置

近年来，塔河油田在艾丁地区、托甫台地区和中石油在哈拉哈塘凹陷、英买力凸起的勘探进展表明，英买力凸起－哈拉哈塘－阿克库勒凸起碳酸盐岩整体连片含油，奥陶系是其最主要的含油层系。沙雅隆起是塔里木盆地石油最为富集的区带，跃参1井区位于该区带的南侧，距东侧托普台地区仅10 km，地质特征非常相似，即奥陶系碳酸盐岩储层具有强烈的横向非均质性以及裂缝孔隙发育等特点。

1 储层基本特征

据最新完钻井YJ1X，结合塔河油田托普台地区的资料分析，本区奥陶系储层主要为奥陶系中、下统的一间房组和鹰山组。岩性主要为黄灰色泥晶灰岩、含砂屑泥晶灰岩、砂屑泥晶灰岩、泥晶砂屑灰岩、含生物屑泥晶砂屑灰岩。

据YJ1X井钻井资料分析认为，本区奥陶系碳酸盐岩岩性致密，储集空间类型主要为成岩后生作用形成［1］。结合塔河油田托普台地区资料，认为本区储集空间主要有裂缝－孔洞型、裂缝型、孔洞型三种类型。

（1）裂缝－孔洞型。据YJ1X井第五回次取心，井段7203.7～7212.48 m观察，岩心出筒较顺利，岩心较完整，局部岩心破碎。局部水平缝较发育，见少量立缝和斜缝，被灰白色方解石未充填－半充填。发育少量缝合线，少见孔洞，孔洞主要与裂缝相伴生。

（2）裂缝型。据YJ1X井第四、六、九次取心分析，岩心出筒顺利，岩心较完整，入水无油花及气泡溢出。水平缝较发育，立缝、斜缝不发育，有少量缝合线，被灰白色方解石全充填，未见孔洞。

（3）孔洞型。多为溶蚀孔洞，是沿着裂缝或微裂缝溶蚀作用后形成的。据托普台地区TP7井区和TP12CX井区分析认为，孔洞的孔隙度一般小于3%［2］。

2 储层预测关键技术及效果

针对该区奥陶系碳酸盐岩储层特征，逐步探索出一套奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层预测技术：包括振幅变化率技术、精细相干体技术、趋势面分析、反射特征总结、地震测井联合反演技术、三维可视化、古地貌分析技术、多属性叠合技术等。通过以上方法应用，分析断裂、褶皱变形带对储层发育的控制作用，提高了储层预测的准确度，在勘探开发中发挥了极其重要的作用。

2.1 地震反射特征综合预测技术

通过邻区井震标定技术，总结认为储层的地震地质特征与实钻缝洞发育情况及建产率、产能之间和建产后生产动态具有明显的分类性［3］。通过相似性对比分析，“串珠状”强反射特征与断裂的关系以及“串珠”在奥陶系中下统纵向发育的部位，能够反映本区奥陶系碳酸盐岩储层地震反射特征，分为以下四大类（见图2）：

（1）“顶部串珠状”反射特征（图2A）。该反射特征在一间房顶部开始发育，剖面反射特征为典型的两黑加一红（地震相位），并且与周围反射特征有明显界限的一种反射特征。为该地区典型的“串珠状”反射特征。在塔河油田此类型串珠普遍发育，油气显示从好到差均有。

（2）“内幕串珠状”反射特征（图2B）。距一间房组（T74）顶部有一定的距离，串珠顶面到T74之间表现为弱反射或能量较强连续的同相轴，内幕发育“串珠状”反射特征。本区此类串珠较深，投资风险较大，因此暂不作考虑。

（3）“多层次串珠”反射特征（图2C）。纵向上，串珠状反射特征不强，存在于一间房，鹰山组，呈“笔状式”发育，与断裂的关系非常密切，多数位于岩溶次洼部位。塔河地区此类型钻井油气显示较差，一般酸压建产，产能0～50 t不等，储层发育程度和减产率均比较低，实钻结果充填普遍比较严重［3］。

（4）“残丘高＋串珠”反射特征（图2D）。处于典型的古岩溶残丘高部位，串珠状反射特征比较弱。该特征在塔河3、4、6区较发育，钻井中常发生漏失，大多为自然建产，且减产率高，产能可达100～400 t／d，6 mm油嘴初期可日产130 t左右，是各种类型中产能最高、生产最稳定的一类［3］。

2.2 地震振幅变化率技术

图2 跃参1区块奥陶系串珠状反射特征分类

致密的碳酸盐岩与上部低速介质接触时，两层的波阻抗差异较大，会形成较强的地震反射。当碳酸盐岩顶界面发育缝洞系统时，波阻抗相对降低，与上覆介质的波阻抗差异减小形成强背景上的相对弱反射特征。当酸盐岩储层内幕有比较发育的缝洞时（充填油、水或其它物质），缝洞与周围介质存在较大的波阻抗差异，从而形成相对强的地震反射特征。利用振幅变化率属性就可以刻画这些局部部位地震波场的变化。

振幅变化率只与沿层时窗内振幅的横向变化有关，而与振幅的绝对值无关。在碳酸盐岩中，当存在裂缝、溶洞时，振幅会发生变化，所以振幅变化率大的区域多为裂缝、溶洞的发育带［4］。

实践表明，塔河油田奥陶系“串珠状”强反射是岩溶缝洞在地震剖面上的反射特征已被勘探实践证实，振幅变化率是储层预测使用的关键属性之一。因此分别提取计算了中下奥陶统顶面以下0～20 ms、20～40 ms、40～60 ms的平均振幅变化率进行储层预测，在本区振幅变化率分布特征总体上为近南北向条带，这与T74构造图上北北东向和近南北向断裂带具有一致性。缝洞型储层在地震剖面上多表现为强反射特征（通常为强串珠状反射或杂乱反射）；平面上振幅变化率较大的区域为缝洞较为发育的区域。

2.3 精细相干体技术

精细相干体技术的核心就是利用地震信息计算各道之间的相关性，突出不相关的异常现象。借助相关体资料能识别细微的岩层横向不均一性和断裂特征［5］。通过精细相干体分析，可以比较直观的辨别出与断裂、裂缝、沉积相、岩性变化、甚至流体变化等有关的地质现象［6］。

本区奥陶系地震资料品质较好，目的层地层产状平缓，岩性及岩层厚度稳定，故影响地震道相似性的主要地质因素为缝、洞、断层等。根据目前解释成果来看，上奥陶统岩溶对储层起主控因素的应当是断裂，因此应用相干体沿层切片方法主要用来预测断裂、微小断层及裂缝发育带。同时工区断裂、构造演化受区域构造演化制约，与局部构造的形成、发展同步，经历了加里东中晚期－海西早期、海西晚期、印支－燕山期以及喜山期构造变形，发育不同级别、组系、期次叠加的断裂。这些构造运动于不同时期，对该区地层产生了不同程度的改造。

2.4 趋势面分析技术

本区奥陶系碳酸盐岩属于刚性地层，当受到外力的挤压变形形成褶皱，在褶皱上容易产生断裂与裂缝，而岩溶则顺着早期断裂、裂缝进行溶蚀扩大，形成较好的岩溶储层。岩溶储层在残丘比较发育，在上奥陶统覆盖区，储层与褶皱相关，为了进一步表明残丘和褶皱的平面分布，与其他参数相结合，研究储层的分布特征，特提出了趋势面分析技术。

对奥陶系中下奥陶统顶面深度层位（T74）进行大网格的光滑处理（具体参数根据地区不同由试验确定），形成一个光滑趋势面，再将原深度层位与此光滑趋势面进行相减，即得到了一个相对光滑趋势面的正、负地形面。将正地形以等值线或色标的形式表现。通过此项技术清楚形象地再现了跃参1号主体区的残丘形态及外围区的褶曲形态，与前期的储层预测方法联合应用，提高了储层预测的准确度，降低了钻探风险。

利用趋势面法完成了跃参工区中下奥陶统褶皱平面图的制作（图3），从图中可以看出，本区整体褶皱变形部位往往断裂较发育，YJ1X、YJ2X等井区沿断裂展布的南北向条带都是残丘比较发育的含油富集区。同时趋势面技术反应的正向褶曲是应力挤压地层变形较大的区域，也反映了储层发育的有利部位，同时正向褶曲（鼻凸或构造高）也是油气富集的有利部位。

2.5 多属性叠合技术

图3 跃参1区块奥陶系油藏T74（一间房组顶面）褶曲平面分布

由前述对各种储层预测的方法及其效果分析可知，单一的方法不可能解决所有问题，综合多种预测方法应该会使得预测结果得到改善，特别是将地震预测技术与地质分析相结合，应该是当前储层预测的努力方向。

振幅变化率、趋势面与断裂叠合技术，虽然振幅变化率作为储层预测最为敏感的参数之一，能够较好地表达碳酸盐岩储层发育情况，但是不能区分油水层。趋势面分析能够反映局部的正地形，碳酸盐岩刚性地层受到外力的挤压变形形成褶曲，在褶曲上容易产生断裂与裂缝，形成较好的岩溶储层。

将振幅变化率（用红黄绿色表示）、趋势面残丘－褶曲（用紫色等值线表示）与三维精细解释断层多边形（用黑色线条表示）进行叠合（图4），如果残丘－褶曲、强振幅变化率与断裂都能匹配，则为最佳储层预测特征，如果只满足单一因素，则要次之。此方法在塔河油田也得到钻探证实，由于古残丘相对位置高，不易见水，并且古残丘储层发育，布置在古地形高的钻井建产率一般较高。

2.6 可视化技术

利用SVI的Processes and Workflows模块提供的Tensor和Continuity属性进行融合计算刻画岩溶缝洞带。其中Tensor属性作为断层属性类的一种，对于由于振幅和相位变化引起的不连续性效果较为明显，在检测Karst岩溶时非常有效；Continuity属性对于突出岩溶发育区域比较有效，因为它是用于检测构造内部的边界连续性特征。此两种属性融合对于识别岩溶风洞带的效果非常好。

在综合分析了托普台地区和本区T74界面以下的反射特征，认为本区应属于托普台地层延伸的一部分，可合并进行研究。对于本区地震剖面上明显的串珠反射运用SVI进行三维可视化雕刻，效果显著（图5）。

图4 跃参1区块三维工区T74顶面0～30 ms振幅变化率、趋势面、断裂叠合平面分布

图5 碳酸盐岩岩溶缝洞立体显示

在对地震资料进行去噪处理后，以T74－T80层面为主要目的层系，分别进行Tensor和Continuity属性运算，最后将两种属性体进行融合计算。显示特征表明：在断裂带附近岩溶最发育，地震剖面上的“串珠反射”特征在SVI中能够被准确雕刻。在这种反射特征中裂缝配套将直接影响了串珠的油气聚集。本区的两条主断裂开始于加里东早期运动，结束于海西期至印支期之间，此活动期间，一直有小型断裂伴随其左右。尤其是加里东早中期，断裂非常发育，依据蚂蚁体特性结合相干分析，基本每个“串珠”发育附近均有裂缝发育，这样的配套关系对其成为可能的油气聚集带非常有利。

3 奥陶系储层评价

通过振幅、相干、趋势面分析技术，跃参1井区三维地震资料解释在奥陶系碳酸盐岩顶部发现4个预测储层发育带，其上为桑塔木组厚层的灰质泥岩和泥岩盖层，加之位于西南方向油气向阿克库勒运移路径上，邻区的托甫台工区和中石油热普井区都有工业油气产出，所以预测该区存在有利的圈闭条件。根据地震异常特征，结合剖面和平面振幅变化率，以强振幅变化率边界为边界，落实了三个岩溶异常带，分别为跃进岩溶1号、跃进岩溶2号和跃进岩溶3号圈闭（图6）。跃进岩溶1号圈闭位于塔里木盆地跃参三维工区，圈闭类型为岩溶缝洞型圈闭，层位为奥陶系奥陶系中下统，上覆盖层为奥陶系上统泥质、泥质灰岩，该圈闭面积9.88 km2，高点埋深－6080 m，综合评价为Ⅰ类圈闭，圈闭资源量为石油395.2×104t。跃进岩溶2号圈闭位于塔里木盆地跃参三维工区，圈闭类型为岩溶缝洞型圈闭，层位为奥陶系奥陶系中下统，上覆盖层为奥陶系上统泥质、泥质灰岩，该圈闭面积10.86 km2，高点埋深－6020 m，综合评价为Ⅰ类圈闭，圈闭资源量为石油434.4×104t。跃进岩溶3号圈闭位于塔里木盆地跃参三维工区，圈闭类型为岩溶缝洞型圈闭，层位为奥陶系奥陶系中下统，上覆盖层为奥陶系上统泥质、泥质灰岩，该圈闭面积19.82 km2，高点埋深－6090 m，综合评价为Ⅰ类圈闭，圈闭资源量为石油792.8×104t。

图6 跃参1区块奥陶系异常带划分

4 实钻效果分析

在上述研究的基础之上，提交了两口探井（YJ1X、YJ2X）分别位于岩溶1号异常带和岩溶2号异常带。目前跃参地区YJ1X井和YJ2X井均获得工业油气流，YJ1X井取12月2日求产数据：3 mm油嘴自喷，油压36.7 MPa，套压21.5 MPa，日产油47.5 t，日产液48 t；YJ2X井取12月2日求产数据：4 mm 油嘴自喷，油压37.9 MPa，套压20.2 MPa，日产油102.6 t，不含水。展示了该区具有广阔的开发前景。

由于奥陶系碳酸盐岩中圈闭的含油气取决于储层的发育程度，分布范围主要受不均一的岩溶缝洞储集体的控制，即构成特殊的岩性圈闭－岩溶缝洞型圈闭。因此，这里评价奥陶系碳酸盐岩中圈闭的含油气也参考了中下奥陶统储层的发育情况。本区奥陶系碳酸盐岩的储层发育在主干断裂附近最好，次级断裂稍差，但考虑断裂对油气的破坏性，因此含油气性最强地区，也即跃参地区的东部和西部断裂发育附近，YJ1X井和YJ2X井的成功分别证实了跃进1号岩溶圈闭和跃进2号岩溶圈闭良好的含油气性，因此跃进3号岩溶圈闭也有很大发现油气的希望。