准噶尔盆地中部4区块侏罗系头屯河组河道砂体储层识别描述方法

2015-12-01乔玉雷宋传春修金磊王侠刘婧

长江大学学报(自科版) 2015年2期

乔玉雷，宋传春，修金磊王侠，刘婧

（中石化胜利油田分公司西部新区研究院，山东东营257000）

准噶尔盆地中部（以下简称 “准中”）4区块勘探面积2891.7km2，位于阜康凹陷内，区内分布二叠系和侏罗系2套烃源岩层系，资源丰富。根据三维地震资料解释发现多条下沟通油源、上切断中侏罗统头屯河组（J2t）砂体的断层，有利于油气运移成藏，多口井在J2t见到良好的油气显示，展示了良好的勘探潜力。目前，该区J2t埋藏深（3800～4800m）、储层物性差，实现油气勘探获得高产和稳产的关键之一是寻找优质储层。根据前期沉积体系研究［1］，准中4区块头屯河组一段（J2t1）主要发育三角洲前缘亚相和三角洲平原亚相，头屯河组二段（J2t2）主要发育三角洲平原亚相，头屯河组三段（J2t3）主要发育冲积平原相，其中冲积平原相曲流河砂体、三角洲平原亚相分支河道砂体和三角洲前缘亚相水下分支河道砂体是重要的优质储层砂体类型。但是，根据钻井统计上述河道砂体厚度薄（小于5m占77%、5～10m的占17%），并具有多期叠置的特点，且因埋藏深地震资料分辨率低（地震主频30Hz，砂体速度4200m／s，按照波长λ／4计算，可识别砂体最小厚度为35m），造成单个薄层砂体地震资料难以分辨，不能实现优质储层识别和精细圈闭描述，制约了圈闭评价和井位部署。

提高薄储层识别描述精度的方法主要有提高地震资料分辨率和测井约束反演等，但由于该区地震资料有效频带窄（8～70Hz），因此通过提高地震资料分辨率处理来提高识别描述精度的方法不适用；而测井约束反演也只有在区内探井较多的情况下才适用，工区内探井少（共7口，平均0.0024口／km2），勘探程度低，反演精度和准确度难以保证。因此，需要结合该区的砂体地质、地球物理等特征选择适于薄储层识别描述的方法。

1 河道砂体的叠置关系

砂体的叠置关系反映了砂体形成时的水动力特征、物源及沉积相垂向演化［2］，通过钻井岩心、测井资料分析，建立了准中4区块4种河道砂体的叠置关系，为河道砂体的识别描述和圈闭评价奠定了基础。

1）同期沉积分叉连通孤立型首先，该类河道砂体沉积期前后均为深水泥岩沉积环境，剖面上为泥包砂结构，易于地震识别。辫状河、网状河和三角洲水下分流河道等多发育分支河道，各分支河道砂体多连通，平面上河道砂体呈 “人”字型；曲流河及各河流边滩、心滩、漫滩多发育孤立型砂体，连通性差。

2）多期沉积冲刷切割接触型常处于坡度相对较陡、地势较高的沉积环境，水动力强，河道下切能力强，后期河道垂向冲刷切割或侧向冲刷前期河道沉积砂体，前后期次河道砂体相互交错、叠置，前后期砂体纵横向上连通，地震上难以区别相互切割关系和期次。

3）多期沉积叠置接触型处于地势相对平坦、相对稳定的沉积环境（或沉降速率与沉积速率保持平衡），能够保持持续沉积，多期河道砂体垂向叠置或侧向加积，砂体发育厚度大，多为块状，各期河道砂体互相接触连通性强。

4）多期沉积间隔叠置型处于由河道砂体沉积到深水泥岩沉积再到河道砂体沉积等周期性不断变化的沉积环境，沉积地层具有多旋回性，河道沉积具有间隔性，各期河道砂体互相不连通，剖面上表现为砂泥互层。

2 河道砂体储层特征分析

2.1 河道砂体储层的物性特征

钻井岩心分析区内河道砂体岩石类型主要为长石岩屑砂岩；根据扫描电镜分析（图1），河道砂体分选较好，结构成熟度高，颗粒呈次棱角－次圆状，粒间孔隙发育良好，孔隙直径最大可到68μm，属毛细管孔隙（孔隙直径500～0.2μm），平均孔隙度15%，平均渗透率8mD，尽管属低孔、特低渗储层，但相对4000m埋深，河道砂体储层是该区储存油气的重要优质储层。

图1 董2井（3974.2m）扫描电镜（×300）

2.2 河道砂体储层的地球物理特征

利用测井曲线，分析河道砂体储层与围岩泥岩的速度特征，统计发现河道砂岩速度平均4200m／s，而泥岩速度平均4600m／s，河道砂岩速度低于泥岩速度，并且从自然伽马和速度交会图上表现为速度随自然伽马的增大而增大，既河道砂岩速度随泥质含量的增多而增大；另一方面，分析工区内滨浅湖相滩坝砂岩储层与泥岩的速度特征，统计发现滩坝砂岩速度4800m／s，自然伽马和速度交会图上表现为速度随自然伽马的增大而减小，既砂岩速度随泥质含量的增大而减小。分析出现2种砂岩速度变化规律截然不同的原因，主要是由于目的层埋藏较深、泥岩压实和成岩程度较高，且河道砂岩孔隙度（平均15%）比致密滩坝砂岩孔隙度（平均7%）大等因素造成。

2.3 河道砂体的地震响应特征

根据河道砂体成因地质模型结合上述物理特征，进行地震正演并结合实际三维地震资料分析，明确了河道砂体的主要地震响应识别特征（见图2）。

图2 不同河道叠置关系模型地震正演响应特征

1）同期沉积分叉连通孤立型地震响应特征 ①正极性地震剖面上表现为波谷反射；②垂直河道走向表现为短轴状、不连续，平行于河道方向为长轴状、连续性好，平面为长条型分布；③中强振幅、低频反射特征。

2）多期沉积冲刷切割接触型地震响应特征地震反射轴呈波状。

3）多期沉积叠置接触型地震响应特征地震反射波形呈凸凹状。

4）多期沉积间隔叠置型地震响应特征如间隔泥岩较厚，地震可分辨，地震反射特征与同期分叉连通孤立型相同；否则与多期沉积叠置接触型相同。

3 河道单砂体的识别描述

3.1 多期河道砂体识别

根据工区内测井资料和地震资料，利用基于小波时频分析的测井层序地层划分方法［3］和地震时频分析层序划分方法［4］，在三级层序界面的基础上，划分四级或五级高频层序界面，针对J2t共划分12个四级层序，其中，J2t1划分2个四级层序，J2t2划分5个四级层序，J2t3划分5个四级层序。井震标定并追踪解释，建立立体高频层序地层格架。应用负极性三维地震资料（因河道砂体速度低于泥岩速度），在层格架内提取地震振幅属性，根据属性图识别多期河道砂体（图3）。从图3上可以清楚的看到，河道砂体发育，特别是多期河道砂体纵横交错分布，地震上表现为一个地震反射轴，上述交错分布的砂体是同期发育的还是多期发育叠置则需要进一步识别，否则影响圈闭的评价。

图3 立体地震属性图多期河道分布图

3.2 单期河道砂体识别

由于受河道砂体厚度小和地震资料分辨率低所限，垂向上难以进行单期次河道砂体的分辨。根据沉积体系一般平面长度和宽度远远大于厚度的特征，在垂向上无法识别的地质体在平面上有可能被识别出来。

在偏移剖面上，空间分辨率和法向分辨率相同，都是λ（波长）／4［5］，埋深h＝4000m，速度v＝4200m／s，频率f＝30Hz，λ＝140m，则计算的平面上的菲涅耳带半径r＝530m，也就是说当地质体的长度大于530m时就能够分辨或区分，而统计该区河道砂体宽度多数在600m以上，长度在200km以上，有的甚至有几十千米，因此在平面上可以识别，尤其是平面上具有明显的河道几何形态，利于识别。

地震道是地层反射系数和地震子波的褶积，地震道中的每一点代表该点在t时刻受到震源的影响而引起的震动，也就是说地震道中每一时间点都反映了该时间点对应的地下地层的地球物理信息，具有高分辨的特性，其分辨能力主要受采样率的限制，只是垂向上不同时间点所提取的地震属性难以区分是同一地质体不同部位的反映还是不同地质体的反映，既常说的垂向上不同地质体分辨困难问题。因此，可以利用地震垂向上反映地质体高分辨的地震属性信息和平面上的几何形态信息联合识别不同地质体。根据该思路，利用地震切片属性平面上识别不同的河道砂体是较科学且较简洁、较适用的方法。

在多期河道识别的基础上，对于具有交叉特征的河道（如图3），进一步进行等时切片地震属性提取［6］，选定其上或其下稳定泥岩层作标准层进行层拉平，结合地震采样率，按照2ms时间间隔对具有交叉河道特征的地震反射轴进行等时地震切片属性提取，可以看到在2762ms处时间切片（图4）和2770ms时间切片（图5）分别显示2个不同方向的河道，中间间隔了8ms，说明2条河道应为不同期河道，属多期沉积间隔叠置型河道沉积，取得了很好的识别区分效果。