伪纵波阻抗反演在湖相浊积岩储层预测中的应用

2016-12-05张素芳佘清华肖张波林璐

长江大学学报(自科版) 2016年32期

关键词：陆丰波阻抗砂体

张素芳，佘清华，肖张波，林璐

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院，广东广州 510240)

伪纵波阻抗反演在湖相浊积岩储层预测中的应用

张素芳，佘清华，肖张波，林璐

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院，广东广州 510240)

通过对陆丰凹陷南洼古近系文昌组四段湖相浊积岩岩心、测井、地震响应等特征的分析认为，该区湖相浊积岩主要发育在陆丰凹陷缓坡带辫状河三角洲前缘同沉积断裂形成的断裂坡折带下部。针对湖相浊积岩埋深大、与泥岩间互沉积的特点，在对浊积岩沉积特征、测井相、地震相研究的基础上，利用伪纵波阻抗地震反演技术，刻画了浊积岩的平面分布。研究表明，研究区浊积岩具有纵向上多期次叠加、平面上连片分布的特点；所预测的砂体厚度与钻井结果符合度高，浊积砂体展布与物源方向匹配程度高，符合地质沉积规律。

伪纵波阻抗反演；浊积岩；文昌组四段；陆丰凹陷南洼

陆丰凹陷浊积岩的埋深一般在3400～4000m之间。由于古近系文昌组四段(Ew4)发育厚达400m的欠压实泥岩，使得这些孤立的浊积砂体仍具有一定的储集性能，可以形成多个相对独立的岩性圈闭[1～3]。2014年在陆丰凹陷已发现了多个浊积砂岩透镜体油藏，已钻遇的单个砂体厚为10～30m，面积约为2～10km2，富集区叠合连片，沿着断裂走向呈带状分布。陆丰凹陷浊积砂体具有埋深大、岩性细、低孔低渗等特点。Ew4浊积扇砂体位于暗色泥岩优质烃源岩中，具有“近水楼台”的烃源优势[4]，寻找物性好、单层厚度大、分布范围广的扇体[5]，是陆丰凹陷古近系岩性油气藏勘探的突破口。

陆丰凹陷地震资料的主频一般由浅层(2000ms)的28Hz递减到深层(3500ms)的18Hz，有效频带变窄，利用地震资料可识别的深层地层厚度为25m左右。受深层地震资料品质差、主频低、频带窄等因素影响，造成地震解释上的多解性，深层储层预测存在较大困难[6,7]。为此，笔者对陆丰凹陷深层湖相浊积岩体开展了储层预测研究。

1 区域地质概况

研究区位于陆丰凹陷南部的陆丰凹陷南洼，面积为380km2。陆丰凹陷南洼钻井揭示地层发育齐全，自上而下发育有第四系，新近系万山组、粤海组、韩江组和珠江组，古近系珠海组、恩平组和文昌组。该构造单元主体为北西西向展布的三级构造洼陷带，北部、南部分别被北东-南西向断裂带和近东西向断裂带所切割(图1(a))。陆丰凹陷南洼为一南断北超的半地堑，Ew4在湖盆强烈裂陷中晚期沉积，边界断层活动性达到最大，湖盆强烈扩张，湖水达到最深，发生大规模湖侵，发育一套已被证实为主力烃源岩的厚层泥岩(图1(b))；在断层活动性达到最强的同时，陆丰东低凸起物源大规模后退，在北部缓坡带形成了浊积岩沉积体。

该次研究重点以陆丰凹陷南洼Ew4为目标，根据已钻井的录井岩性、井壁心观察、测井曲线形态以及地震等资料的综合分析认为，浊积岩在陆丰凹陷南洼广泛发育，利用伪纵波阻抗数据体进一步识别了已钻井区浊积砂体的分布情况，同时预测了陆丰凹陷南洼北部缓坡带Ew4浊积砂体分布，为陆丰凹陷南洼岩性油气藏勘探指明了方向。

图1 研究区位置示意图(a)及文昌组地层层序综合柱状图(b)

2 浊积岩特征

图2 L1井浊积岩测井、地震响应特征

陆丰凹陷南洼Ew4沉积相变快且复杂，总体上表现为大套湖相泥岩背景下局部井区发育零散孤立的浊积砂体，这些浊积砂体被大套湖相泥岩所包围，呈“泥包砂”的特征。

L1井Ew4的3443.2m处钻遇11m厚的浊积岩，为灰色细砂岩，成分以石英为主，可见少量暗色矿物，偶见墨绿色的矿物，泥质条带非常发育，且发育脉状层理、波状层理及变形构造，隐约可见圆形或者椭圆形的虫孔，分选较好，泥质胶结，较致密。从储层角度来看，L1井Ew4砂体厚度大、连片发育、孔渗性好，是较为有利的储集层。

3 伪纵波阻抗反演储层预测技术

根据录井岩性、井壁心、测井曲线以及地震等资料的综合分析认为，泥岩层段发育的浊积岩在陆丰地区广泛发育，但由于研究区钻井少，仅依靠钻井资料及地震属性难以有效精细地描述砂体的空间展布特征[8～13]。通过岩石物理分析认为，研究区文昌组纵波阻抗不能有效区分岩性，但声波低频趋势和自然伽马高频信息组成的伪纵波阻抗能有效区分岩性(见图3)。

该次研究主要利用伪纵波阻抗并考虑压实趋势建立低频模型开展叠后反演，所获得的伪纵波阻抗数据体能有效识别砂岩及砂体边界。伪纵波阻抗建立的方法是：先提取自然伽马曲线的相对值并换算到阻抗量级获得伪阻抗的高频信息，将自然伽马高频部分与声波的低频部分合并即得到伪波阻抗。具体公式为：

图3 研究区文昌组岩石物理分析

Zp,p=(qAPI-90)×105+f(Zp)

式中：Zp,p为伪纵波组抗，100g·(cm2·s)-1；qAPI为自然伽马，API；f为低通滤波函数；Zp为纵波阻抗，100g·(cm2·s)-1。

该次研究考虑到Ew4地层埋深差异大，必须使用水平层状模型作为反演模型的低频趋势部分；采用自然伽马曲线建立的相对阻抗模型作为模型的高频部分；利用该方法所建立的压实趋势校正低频模型开展叠后伪纵波阻抗反演，能有效识别储层，储层边界刻画清晰(图4)。

图4 反演低频模型建立方法

4 浊积岩储层预测及分布特征

浊积岩的形成与同沉积断裂的长期活动密切相关，规模大小受断裂活动、古地貌坡度、物源供应等因素控制[14]。Ew4沉积期，在陆丰凹陷南洼北部缓坡带，断层活动性强，陆丰东低凸起物源大规模后退，三角洲在陆地部位被侵蚀冲刷，所携带的大量沉积物沿斜坡重力下滑，形成的浊流在半深湖-深湖区进行再沉积[15]，形成滑塌浊积砂体。在Ew4物源及沉积相分析的基础上，对已钻遇的浊积砂体进行了识别，预测了陆丰凹陷南洼北部缓坡带的砂体。分析表明，浊积砂体具有纵向上多期次叠加、平面上连片分布的特点。

在合成地震记录标定浊积岩垂向位置的基础上，利用地震资料和反演属性体刻画了浊积岩的展布特征。在过L1井的地震剖面(图5(a))上可以清楚看到多期砂体叠合特征。紧邻物源区及边界断裂下降盘附近的L1井区砂体发育程度最高，向陆丰凹陷南洼湖盆中心一带，泥岩的发育程度变高，砂体的发育程度变差。由于同沉积作用的影响，可见两侧略微向下陷的小型丘状体，一般连续性较好，中部同相轴较明显，两端反射逐渐减弱，其上发育的小型水道基本不可见(见图5)。在近垂直物源方向，砂体呈小规模的透镜状，浊积岩与湖相泥岩在垂直物源方向的剖面上相间分布(见图6)，反映了浊积岩与三角洲前缘水下斜坡部位的重力流滑塌搬运有关。在浊积岩不发育的部位，大套泥岩的地震响应特征则表现为空白反射地震相。

目前，位于陆丰凹陷南洼北部缓坡带的L1井构造周边的浊积岩尚未钻探，这些浊积岩与L1井已钻遇的浊积岩具有相似的成藏条件与油气勘探潜力，是今后开展油气挖潜的重要目标。钻井资料揭示Ew4浊积扇砂体为细砂岩，实测岩心孔隙度为14.4%～15.1%；有效渗透率为14.9～16.8mD。单砂体一般厚度在10～17m，每个单砂体都可形成独立的岩性油气藏。图7为预测的浊积岩储层厚度平面分布图，L1井处反演预测的储层厚度为12m，与钻遇的实际储层厚度误差为1m。结合浊积岩的剖面及平面展布特征可知，陆丰凹陷南洼发育多期次的三角洲前缘滑塌浊积岩；在陆丰凹陷南洼北部缓坡带，除L1井外，预测在L1井构造的东、西块也发育规模较大的浊积体，主要发育在辫状河三角洲前缘同沉积断裂形成的断裂坡折带下部。

发育于L1井北部的南掉断层断穿Ew4，于韩江组沉积时期停止活动，在Ew4沉积时期已具有的古落差，在陆丰凹陷南洼Ew4沉积相图 (图8) 上，该条断层处于三角洲前缘的末端，分析认为该条同沉积断层改变了斜坡的坡度，是控制扇体形成的重要因素。由于受古地形、水动力条件、物源发育规模等多种因素的影响，滑塌浊积砂体厚薄不同、大小不一、形状各异，砂体最大厚度接近30m，面积为5.13～6.85km2。三角洲前缘滑塌浊积岩常被生油岩包围，烃源及盖层条件优越，虽然砂体连通性不好，但多为叠合连片分布，且叠合砂体含油气面积大，因此可以形成岩性油气藏富集带。

图5 过L1井的地震剖面(a)及反演剖面(b)

图6 过L1井近垂直物源方向的地震剖面(a)及反演剖面(b)

图7 陆丰凹陷南洼浊积岩储层厚度预测图

图8 陆丰凹陷南洼Ew4沉积相图

5 结论

陆丰凹陷南洼已钻井的岩石物理分析表明，纵波阻抗不能有效识别Ew4的浊积岩储层，但由声波低频趋势和自然伽马高频信息组成的伪纵波阻抗能有效区分岩性。基于岩心、测井、地震响应特征分析，结合物源、沉积相分析与反演属性，有效识别了研究区北部缓坡带的浊积岩，较为准确地描述了陆丰凹陷南洼浊积砂体展布特征。该类砂体具有单砂体分布面积大、单层厚度大、储集物性好等特点，是该区岩性油藏勘探的主要目标。陆丰凹陷南洼浊积岩在横向上向烃源岩过渡，纵向上被富含有机质的湖泛层所覆盖，形成了有利的生储盖组合，成藏条件好，未钻圈闭面积大，资源规模大，具有较大的勘探潜力。优选成藏条件好、埋深浅，且与文昌组五段构造圈闭叠合好的浊积岩实施钻探，将推动陆丰凹陷南洼岩性圈闭的勘探进程。

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