哈得逊地区奥陶系碳酸盐岩储层地震相研究

2015-07-02路鹏程彭传平但光箭闫顺来张亮亮李相文

石油地质与工程 2015年3期

关键词：杂乱串珠碳酸盐岩

路鹏程，彭传平，但光箭，闫顺来，张亮亮，李相文

(1.西安石油大学，陕西西安 710000；2.中国石油东方地球物理勘探有限责任公司)

哈得逊地区奥陶系碳酸盐岩储层地震相研究

路鹏程1，2，彭传平2，但光箭2，闫顺来2，张亮亮2，李相文2

(1.西安石油大学，陕西西安 710000；2.中国石油东方地球物理勘探有限责任公司)

哈得逊地区碳酸盐岩缝洞型储集类型非常复杂，而且储集体规模变化大，储层在地震剖面上呈现出多样性。为了弄清本区块储层的地震响应特征，以及各类储层对应的地震相分布的范围，通过对已钻井储层进行精细标定，总结出碳酸盐岩储层在地震剖面上所对应的三种地震相，即串珠相、片状相和杂乱相，应用敏感属性对三类地震相，储层进行了识别和区分，预测各类储层发育的规律及规模，对下一步井位部署和储量标定有很好的指导作用。

哈得逊地区；碳酸盐岩；地震相；振幅变化率

1 问题的提出

哈得逊区块奥陶系一间房组～鹰山组碳酸盐岩岩石密度大(大于2.7 g/cm3)，地震波传播速度高(纵波传播速度一般大于5 500 m/s)，波阻抗值大；同时碳酸盐岩埋藏深、厚度大，岩石组分变化小，各类岩石速度差异小，地层界面波阻抗差异小，奥陶系内幕主要为不连续弱振幅反射或杂乱状弱振幅反射。当碳酸盐岩发育缝洞体时，地层密度和地震波传播速度变低、波阻抗降低，特别是在溶洞被油气水充填后，变得更低，与周围岩石的波阻抗差异增大。由于地震波的绕射和反射形成振幅相对较强的反射轴，地震波的能量随储层孔隙度的增大而增强。对于地震波高频成分来说，单位时间内振动的次数越多，能量衰减的次数也就越多，能量损失总量也就越大。高频成分通过缝洞体时能量很快衰减，甚至消失。碳酸盐岩缝洞储层具有明显的中强振幅、低频、高吸收的地震响应特征，因此研究储层的地震响应特征对油田井位部署和储量研究有很大的指导作用。

2 储层地震响应特征研究[1-4]

2.1 地震串珠相储层

奥陶系一间房组～鹰山组碳酸盐岩由于曾经大面积遭受强烈剥蚀和风化、淋滤，以及受后期构造活动等因素影响，发育了规模大、分布广、储层非均质性极强的缝洞型储集层。通过对已钻井地震特征分析发现，当碳酸盐岩储集体发育达到一定规模时，在地震叠后数据体上常表现为以波谷-波峰或波谷-波峰-波谷组成的低频率、较强振幅反射，即所谓的串珠状反射；钻井结果和地震标定表明，当钻遇具有这种地震反射特征的地层时会出现气测升高、溢流、井漏、钻具放空等现象。串珠状反射是碳酸盐岩缝洞型储层的地震综合响应，是油气储渗的主要空间，是目前哈得逊区块钻探的主要反射类型。串珠状反射反映的是大型洞穴、缝洞集合体、裂缝密集带的整体地震特征，而不是某个单一地质特征的地震响应，所以单从串珠形态上很难判识地质体的组成(单个大型洞穴、缝洞集合体、裂缝密集带)和内部结构。该反射类型是哈得逊区块目前钻探的主要目标。

2.2 地震片状相储层

当碳酸盐岩储集体规模较大且平面分布远大于纵向时，在地震叠后数据体上常表现为低频率、强波谷/峰反射，即所谓的片状强反射。哈得逊区块片状反射比较发育，下步将是重点开发的类型。

2.3 地震杂乱相储层

当碳酸盐岩单个储集体规模较小且多个小规模缝洞体不连续发育时，在地震叠后数据体上表现为杂乱状反射特征。well3井钻遇杂乱反射类型储层且已经获得高产油气流。今后哈得逊区块针对该反射类型的深入探索将大有可为。

由此可见，本区块奥陶系碳酸盐岩储层在地震上的表现主要有三种地震相：串珠相、片状相、杂乱相，这三种地震相在碳酸盐岩中都获得了油气突破。弄清储层的地震响应特征对井位部署以及储量研究有很大的现实意义。

3 储层地震相识别技术[5-12]

3.1敏感属性选择

根据地震反射原理，对各种地震属性进行提取分析，最终得到能区分和识别三类地震相储层的敏感属性，分别是振幅变化率和相干属性。地震串珠相反射是洞穴型储层在地震剖面上的一种响应特征，常规地震剖面上串珠相反射清楚，但串珠相边界难以识别。经过对比发现，最有效、最直接、最敏感的振幅类属性是振幅变化率属性，该属性可以有效地检测串珠相反射在三维空间的能量包络面，但相干能量属性对串珠相储层识别效果不明显。

片状相反射是指具有片状特征的中等能量地震反射，这种反射特征常见于断裂附近，是岩溶大片连片发育的表现。片状反射以连续性反射为特征，同相轴振幅强，连片发育，在相干剖面上表现为高相干特征；在振幅变化率属性上表现为中等能量特征。两种属性对片状相储层都能较好地刻画。

当碳酸盐岩单个储集体规模较小并不连续分布时，在地震叠后数据体上表现为杂乱状反射特征。地震杂乱反射会使地震反射的振幅和反射结构变化较快，因此描述杂乱反射的地震属性需要能够反映地震反射振幅的变化，同时还能描述局部地层产状的变化。对地震属性的分析研究表明，与不规则杂乱反射相关的几何属性包括地震非连续属性和相干能量属性。杂乱反射程度越高、非连续性越强，相干能量属性值越小。图1是过well2井三维地震剖面、振幅变化率剖面和相干能量剖面，常规剖面杂乱，在振幅变化率剖面上表现为中等值(图中红色分布区域)，同时在相干能量属性剖面上表现为大值(图中黑色分布区域)。振幅变化率和相干这两种属性均能很好地识别杂乱反射和连续性反射。

图1 过well2井三维地震剖面与振幅变化率剖面、相干能量剖面

3.2 反射地震相分析

用相干能量和振幅变化率属性进行地震相交会分析(图2)，可以提取出与裂缝发育相关的串珠相反射，从而达到检测和识别储层的洞穴系统的目的。图版中红色对应着较大的相干能量值和振幅变化率值，代表串珠相反射特征，黄色和绿色对应着较小的振幅变化率值，代表非串珠相反射特征。总的来说串珠相反射是振幅变化率强、相干能量强。哈得逊区块完钻井17口，13口为串珠相反射钻探，其中11口井发生放空漏失，如well1钻至井深6 419.35 m放空0.3m，且发生强烈漏失，累计漏失钻井液为1 194 m3；well8井在目的层放空8.9 m。综合分析认为，这两口井均钻遇洞穴型储层，钻井过程中出现强烈放空漏失现象代表洞穴规模大、串珠状反射振幅变化率也大，目前钻探串珠状反射的井对应振幅变化率值最小为4 530。此外，通过振幅变化率与相干能量交会表明，代表洞穴型储层的串珠状反射的振幅变化率门槛值绝大部分大于2 000，门槛值为2 000～4 530段的串珠相反射则代表部分小规模的洞穴型储层。

图2 哈得逊地区奥陶系碳酸盐岩振幅变化率与相干属性交会图版

片状相反射在交会图中主要位于黄色部位，振幅变化率值处于520～2 000之间，相干能量值大于110。由于地震噪声的影响，单一地震几何属性不能完全描述地震不规则杂乱反射特征。地震相分析提供了综合应用多种地震属性的有效方法，包括聚类分析和判别分析。通过聚类分析可以把反映同一地质特征和地球物理特征的地震属性分成不同的类，使同一个类中的对象有很大的相似性，而不同类之间的对象有大的差异性。判别分析可以通过在两个或更多的数据特征的基础上，判别一个单独类型的归属问题，是一种多变量统计分析方法。这样，具有同一片状反射地震特征的数据就可以通过地震相分析提取出来，在相干和振幅变化率属性交会图中，绿色部分反映杂乱状反射，其振幅变化率值处于520～2 000之间，相干能量值小于110。

3.3 地震相预测

利用以上技术对哈得逊地区三类储层进行预测，见图3。可以看出，哈得逊地区串珠相储层非常发育，在该区共识别串珠相储层252个，面积大约14.84 km2。通过片状反射地震相的识别，在哈得逊地区共识别出片状相反射储层30个，面积17.7 km2，主要分布在研究区西部和中部。杂乱相储层主要沿断裂、裂缝及构造褶皱区，共识别出杂乱相储层面积69.9 km2。

图3 哈得逊地区奥陶系碳酸盐岩串珠、片状、杂乱地震相平面图

4 认识及结论

哈得逊地区奥陶系碳酸盐岩储层类型多样，表现在地震上主要有三种地震相：串珠相、片状相、杂乱相，三种地震相储层所反映的储集体类型是不同的。针对不同类型的储层对地震的响应有差异的特点，应用地震敏感属性对三类地震相进行区分和识别，相干属性和振幅变化率属性交会能很好地区别三类地震相储层，弄清了各类地震相储层的分布规律和发育规模，对油田下一步井位部署和储量研究有很好的指导作用。

(1)针对目前研究成果，串珠相、杂乱相储层主要发育在断裂附近，尤其是串珠相储层储集类型主要为洞穴型储层，井位部署应主要针对这类地震相储层，其它两类地震相储层可以探索性开发；

(2)通过对三类地震相储层进行识别并刻画，该区共发育储层体282个，面积102.44 km2，为储量研究工作奠定了一定的基础。

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