地震属性预测西湖凹陷N构造“甜点”

2016-12-20张丹妮姜效典邢军辉李德勇周海廷

特种油气藏 2016年4期

关键词：花港甜点预测值

张丹妮，姜效典，邢军辉，李德勇，周海廷

(1.海底科学与探测技术教育部重点实验室，山东青岛 266100；2.中国海洋大学，山东青岛 266100)

地震属性预测西湖凹陷N构造“甜点”

张丹妮1，2，姜效典1，2，邢军辉1，2，李德勇1，2，周海廷1，2

(1.海底科学与探测技术教育部重点实验室，山东青岛 266100；2.中国海洋大学，山东青岛 266100)

东海盆地西湖凹陷N构造花港组主要的天然气储层为致密砂岩，寻找相对高孔、高渗的“甜点”是该区勘探的关键。分析岩石物理特征，优选孔隙度、渗透率等测井参数，利用加权融合方法计算每口井的“甜点”因子，提取不同角道集分频数据体的多种属性，与“甜点”因子进行相关分析，将相关性高的地震属性进行加权融合得到“甜点”预测值，从而建立“甜点”储层—井—地震之间的联系。研究表明，绝对振幅组合、弧长等属性与井“甜点”因子相关性高，属性融合得到的甜点预测值可以精确描述N构造“甜点”的空间展布，结合沉积相分析，“甜点”分布于N构造中南部的分流河道砂体内。该研究可有效地在致密砂岩中寻找“甜点”，对西湖凹陷其他构造的“甜点”研究具有借鉴意义。

“甜点”；地震；多属性融合；分角度分频；西湖凹陷花港组

0 引言

“甜点”(sweet spot)一词起源于页岩气勘探，是指最佳的页岩气勘探与开发区域[1]，“甜点”预测技术逐渐发展，并被应用于致密砂岩气的勘探。致密砂岩中的“甜点”是指整体低孔隙度、低渗透率砂岩中存在的相对高渗、次生孔隙发育或裂缝发育的储层[2]。“甜点”主要受地层层序、沉积相带、有机酸性水溶蚀等因素的影响[3]，复杂的地质条件使地球物理方法预测“甜点”的准确度和精度降低。国内外预测“甜点”的方法主要有测井类方法、岩石物理类方法和地震类方法[4]，测井、岩石物理方法垂向分辨率高，地震方法预测范围广，将三者的优势相融合是“甜点”预测取得突破的关键。根据研究区“甜点”的岩石物理特征，以测井曲线拟合的“甜点”因子作为约束，进行不同角道集分频数据的多属性优选，融合得到甜点预测值。建立储层—井—地震的联系，并综合沉积相来预测西湖凹陷N构造“甜点”分布范围，对其他构造的“甜点”研究具有借鉴意义。

1 地质概况

西湖凹陷位于东海陆架盆地东北部，其主力烃源岩为中上始新统平湖组煤系泥岩[5]，主要储层为渐新统花港组砂岩。花港组以陆相沉积为主，发育辫状河流相、湖泊三角洲相、滨浅湖及浅湖相[6-7]，物源来自北部虎皮礁隆起和东部钓鱼岛隆褶带[8]。N构造位于西湖凹陷中央反转构造带中北部(图1)，目的层为花港组上段的辫状河三角洲砂体(简称C层)，厚度约为112～150 m。C层砂体孔隙度、渗透率低(测井平均孔隙度为9.58%；平均渗透率为3.45×10-3μm2)，埋藏深度较大(3 300～3 800 m)，属于致密砂岩。C层储集空间主要为粒间孔和粒内溶孔，长石等铝硅酸盐溶解形成的次生孔隙为“甜点”提供了有利的物性条件[9]。

2 技术方法

2.1 敏感参数分析

通过5口井的测井交会分析，将自然伽马小(小于80 API)、孔隙度大(大于8%)、渗透率高(大于1×10-3μm2)、含气饱和度大(大于45%)的砂岩解释为“甜点”储层。以孔隙度、渗透率表征“甜点”的物性，以含气饱和度表征含气性，进行归一化处理。根据Naides提出的“甜点”指数公式[4]，得到适合C层的“甜点”因子F，作为地震属性优选的指标。

(1)

式中：F为“甜点”因子；φ为“甜点”孔隙度；K为“甜点”渗透率，10-3μm2；Sg为“甜点”含气饱和度；hi为“甜点”厚度，m；H为砂岩厚度，m；a、b、c为权重系数，按照对地震反射的影响程度分别取值0.35、0.35、0.30；n为小层数，个。

C层各井“甜点”因子的计算结果见表1，由表1可知，C层中w3、w2、w4井“甜点”因子较大，发育程度较好，w5、w1井“甜点”因子较小，发育程度较差。

井号平均孔隙度/%平均渗透率/10-3μm2平均含气饱和度/%砂岩厚度/m“甜点”因子w17.50.5846.8134.00.14w28.82.0053.3112.10.22w312.58.3161.9123.90.31w49.63.4347.2147.40.20w59.52.9540.0113.30.12

2.2 地震属性分析

叠后地震数据会损坏原始地震道中的有效信息[10]，导致常规叠后地震属性技术在研究区致密砂岩气勘探中难以获得成效，但部分叠加数据可以提高信噪比并保留有效的信息。经过实验，选择20、25、30 °角道集进行研究，为了提高地震分辨率，拓宽频率宽度，对角道集进行时变反褶积处理，再利用小波变换，以10 Hz为间隔对角道集进行频谱分解，选取响应C层砂体的30、40、50、60 Hz单频体。

综合考虑“甜点”位置和地震属性的内在要求确定属性提取时窗，以C层顶界面向下延长20 ms作为时窗顶界面，C层底界面作为时窗底界面，时窗约60 ms。对20、25、30 °角道集的30～60 Hz单频体分别提取振幅类属性(均方根振幅、最大振幅、能量、绝对振幅组合、复合振幅组合、振幅方差)、频率类属性(瞬时频率、频带宽度)、衰减类属性(振幅斜率、频率衰减斜率)、波形类属性(弧长)和“甜点”属性。

统计以上12种属性，分别与“甜点”因子计算相关系数，列出相关系数较大的部分属性(表2)。除了频率类属性与“甜点”因子呈负相关外，其他类属性皆与“甜点”因子呈正相关。数据体以20、25 °角道集及其50、60 Hz单频体最优。以相关系数大小代表地震属性对“甜点”响应的程度，选出各类属性中相关系数绝对值最大的属性，再对属性之间进行相关分析，剔除冗杂，最终优选出20 °角道集60 Hz分频的绝对振幅组合、25 °角道集全频的频率带宽、20 °角道集50 Hz分频的弧长、25 °角道集全频的频率衰减斜率和20 °角道集50 Hz分频的“甜点”属性。

表2 地震属性与“甜点”因子的相关系数

为防止不同属性值之间量级差别过大，在融合优选出的地震属性之前[11-12]，对属性进行归一化处理，加权求和得到“甜点”预测值：

(2)

式中：Wj为第j种属性的权重值，由该属性与“甜点”因子的相关系数归一化得到；xj为第j种属性的值；m为属性种类，取值为12。

由式(2)得到地震属性融合的结果，预测值分布如图2所示，w1—w5井“甜点”预测值分别为0.56、0.72、0.89、0.71、0.60，“甜点”预测值高指示地层发育“甜点”，“甜点”预测值低表示非储层。

图2 N构造C层“甜点”预测值分布

3 结果分析

计算“甜点”预测值与“甜点”因子、渗透率、孔隙度、含气饱和度等敏感参数的相关系数依次为0.98、0.89、0.90、0.89，“甜点”因子与“甜点”预测值的相关系数最高，说明用“甜点”因子约束属性优选的效果比单参数法更好。通过“甜点”因子约束属性优选得到的“甜点”预测值具有可靠性，更符合实际地质情况。“甜点”因子是“甜点”岩性、物性和含气性的综合，适用于不同工区，可根据各工区实际情况选择合适的参数和权重构建“甜点”因子公式。

根据西湖凹陷N构造的地质资料和沉积相图(图3a)，研究区临近北部虎皮礁隆起和东部钓鱼岛隆褶带2个物源区，C层发育辫状河三角洲沉积，其中分流河道主体及少量河道侧缘砂体的石英含量高、粒度粗、杂基含量低，分选、磨圆度较好，后期经历溶蚀作用发育次生孔隙，具有相对较高的孔隙度和渗透率，是“甜点”发育的有利区域。根据沉积相圈出河道砂体范围，再从中圈出孔隙度大于8%的砂体范围，结合地震属性“甜点”预测值，最终圈出预测的“甜点”范围(图3b)。N构造C层的“甜点”位于中南部厚度大、物性好的分流河道砂体处。该区主要为岩性-构造圈闭，天然气来自C层下伏平湖组烃源岩，“甜点”作为优质储层，上覆封闭性好的泥岩盖层，良好的生、储、盖组合有利于天然气成藏。钻井试油和测井解释资料显示，C层在w3、w2、w4井发现商业油气流，测井解释以气层为主，w1、w5井以气水同层为主，证明“甜点”因子约束下的地震属性预测“甜点”具有可靠性。

图3 C层沉积相与“甜点”分布

4 结论

(1) 综合储层岩性、物性、含气性拟合的井“甜点”因子是地震属性优选的可靠依据，其建立了“甜点”储层—井—地震的联系，提高储层预测的准确度。经过井“甜点”因子的筛选，N构造的“甜点”敏感属性主要为绝对振幅组合、频率带宽、频率衰减斜率、弧长以及“甜点”属性。

(2) 通过地震属性融合和沉积相分析，预测出C层的“甜点”位于N构造中南部的分流河道高孔渗砂体内。

[1] HICKEY J James， HENk Bo. Lithofacies summary of the Mississippian Barnett Shale， Mitchell 2 T.P Sims well， Wise County， Texas[J].AAPG Bulletin， 2007， 91(4)：437-443.

[2] 肖芝华，钟宁宁，赵占银，等.低渗透油藏“甜点”成藏模式及主控因素分析——以松辽盆地南部扶杨油层为例[J].岩性油气藏，2008，20(4)：54.

[3] 杨晓萍，赵文智，邹才能，等.川中气田与苏里格气体“甜点”储层对比研究[J].天然气工业，2007，27(1)：4-7.

[4] MCCULLAGH Tim， HART Bruce. Stratigraphic controls on production from a basin-centered gas system： Lower Cretaceous Member， Deep Basin，Alberta，Canada [J]. AAPG Bulletin， 2010， 94(3)：239-315.

[5] 张银国.东海西湖凹陷花港组油气地质条件与油气分布规律[J].石油实验地质，2010， 32(3)：222-231.

[6] 胡明毅，柯岭，梁建设.西湖凹陷花港组沉积相特征及相模式[J].石油天然气学报，2010，32(5)：1-5.

[7] 王文娟，张银国，张建培.东海盆地西湖凹陷渐新统花港组地震相特征及沉积相分布 [J]. 海相油气地质，2014，19(1)：60-68.

[8] 郝乐伟，刘畅，王琪，等.西湖凹陷古近系花港组物源区特征分析[J]. 天然气地质学， 2011， 22 (2)：315-322.

[9] 樊爱萍，杨仁超，李义军.成岩作用研究进展与发展方向[J].特种油气藏，2009，16(2)：1-6.

[10] 肖普拉 S，马弗特 K J.地震属性在有利圈闭识别和油藏表征中的应用[M].李建雄，夏义平，柯宗强，等，译.北京：石油工业出版社，2012：311-312.

[11] 李婷婷，王钊，马世忠，等.地震属性融合方法综述[J].地球物理学进展，2015，30(1)：378-382.

[12] 尤丽，张迎朝，李才，等.文昌10区珠海组低渗储层“甜点”控制因素[J].东北石油大学学报，2014，38(3)：18-24.

编辑刘巍

20160111；改回日期：20160520

国家“十二五”重大专项“丽水凹陷岩性油气藏的成藏条件与勘探技术”(2011ZX05023-003)

张丹妮(1990-)，女，2013年毕业于中国海洋大学勘查技术与工程专业，现为该校地球探测与信息技术专业在读硕士研究生，主要从事地震解释、储层预测研究工作。