ZC地区嘉四1—嘉三碳酸盐岩储层非线性预测

2017-01-12何建军李正文何荣胜李美琪

物探化探计算技术 2016年6期

关键词：剖面反演断层

李琼,何建军,李正文,陈杰,何荣胜，李美琪

(成都理工大学 a.“地球勘探与信息技术”教育部重点实验室，b.地球物理学院，成都 610059)

ZC地区嘉四1—嘉三碳酸盐岩储层非线性预测

李琼a,b,何建军a,李正文a,b,陈杰b,何荣胜b，李美琪b

(成都理工大学 a.“地球勘探与信息技术”教育部重点实验室，b.地球物理学院，成都 610059)

基于碳酸盐岩储层裂缝系统岩石物理实验研究，裂缝系统具有明显非线性特征，采用裂缝非线性预测技术对ZC构造嘉四1-嘉三储层裂缝发育带进行精细刻画。ZC构造嘉陵江组嘉四1～嘉三储层裂缝展布分为三个带，两个主要裂缝发育区块，并分为五级，裂缝展布特征与构造特征及断层分布密切相关。应用地震优化非线性反演方法对嘉四1-三段储层过井剖面进行了速度反演，获得了高分辨率速度反演剖面，清晰而详细地反映了嘉四1-三段储层的变化特征，有效地提高了储层预测效果，实际钻探证明,研究区有效裂缝富集区与天然气富集区具有对应关系；在利用构造特征、地震反射特征、速度特征及非线性参数特征对嘉四1-嘉三储层预测研究的基础上，为研究区的勘探开发提供科学基础与依据，具有重大的实际经济意义。

嘉陵江组；碳酸盐岩；裂缝；非线性预测；有效裂缝富集区

0 引言

研究区内钻探第1口探井Z2井，于嘉三2层中途测试获得工业气流271 600 m3/d，相继开钻Z1井、Z3井，在嘉陵江组地层内均未获得工业气流。特别是Z3井，它与Z2井同井场钻探，两井相距不过数米，前者为干井，后者为工业气井，反映出嘉陵江碳酸盐岩储层具有极强的非均质性，导致该区的油气勘探陷入低谷。其后ZC构造主体针对嘉陵江储层钻探ZQ6井，于嘉二3完钻，对嘉四1—嘉三3进行层酸化测试，获得天然气2 743 m3/d。此次钻探的失败，使ZC构造的油气勘探工作遭遇瓶颈。

针对研究区实际情况，在前人研究基础上，对嘉四1—嘉三储层开展新一轮预测评价研究，其主要目的是预测嘉四1—嘉三储层的有效区块和储层裂缝空间展布。

李琼等[1]通过岩石物理实验研究证明,裂缝型碳酸盐岩储层具有明显的非线性特征。基于碳酸盐岩储层裂缝系统具有非线性特征，提出了裂缝非线性预测评价技术。因此，从地震记录中提取多种非线性特征参数，有望为储层裂缝系统的识别和裂缝的空间展布提供新的认识。

1 研究区地质地球物理特征

1.1 研究区构造特征

图1 ZC构造嘉陵江组嘉四1-嘉三顶界构造图Fig.1 Structural map of T1j41 -T1j3 top reservoir of Jialingjiang Formation of ZC structure

图1是研究区嘉陵江组嘉四1—嘉三顶界构造图。该构造位于川东南中隆高陡构造区，为阳高寺构造群南部的一个局部构造，ZC构造长短轴之比4∶1，长轴轴向近于南北向，两端偏西而中部东突似如弓背。该构造与东邻的南广构造、观斗山构造相比，地势较低，为一明显的短轴背斜，该构造由浅至深不仅存在，而形态基本相似，为宽缓的“穹窿状”，两翼近于对称，构造总体走向北北东，西与宜宾潜伏构造以向斜相接。

1.2 断层特征

ZC构造具有一定规模的断层共有12条，所有断层均为逆断层，它们控制着构造的形态和走向以及对ZC构造产生一定程度的改造作用。其中：

1)赵②号断层位于ZC构造的东南翼，倾向北西西。其上盘为ZC构造主体，该断层走向北北东，倾角50°，延伸长度为10 km，向上断至须家河组，向下消失于寒武系中，落差100 m～200 m。

2)赵③号断层位于ZC构造的西北翼，与赵②号断层组成断垒，为控制ZC构造的主要断层，该断层走向为北东，倾向为南东，延伸长度为7.5 km，断层向上至须家河组，向下至志留系消失，落差30 m～150 m。

由图1可看出，赵②号断层和赵③号断层分别位于构造的两翼，为倾轴逆断层，控制构造的形态和走向。

1.3 地层岩性特征

三叠系下统嘉陵江组地层为海相碳酸盐岩沉积，川西南地区三叠系嘉陵江组主要产层为嘉四1—嘉三，主要储层为嘉四1底部细—粉晶孔隙白云岩，嘉三3为深灰—褐灰色泥晶云质灰岩，嘉三2为褐灰色泥—粉晶灰岩。嘉四1-嘉三属于裂缝—孔隙性储层。裂缝对储层起着强烈的改造作用。

1.4 嘉四1—嘉三储层的地震特征

图2是过Z2井90NGD04地震剖面。由图2可看出，嘉四2底界反射为双相位附近见小断层，内部见强波谷，断层下盘反射呈空白状。图3是过ZQ6井和Z1井90NGD06地震剖面。在Z1井附近，嘉四2底界反射很弱，在ZQ6井处，嘉四2底界反射为双较强相位，相位断续变弱，有下凹现象。总之，嘉四1—嘉三2地震反射是一组弱反射，嘉四1储层较薄，为裂缝-孔隙性储层，含气后密度和速度都降低，在地震剖面上表现为振幅、频率和波形变化等。

图2 过Z2井90NGD04地震剖面层位追踪Fig.2 90NGD04 seismic section through well Z2

图3 过ZQ6井和Z1井90NGD06地震剖面层位追踪Fig.3 90NGD06 seismic section through well ZQ6 and well Z2

2 嘉四1—嘉三储层裂缝的非线性参数特征

图4和图5分别是90NGD04和90NGD06储层非线性参数剖面。由图4和图5可看出，三种非线性参数沿剖面变化，并出现高值异常段，尤其在Z2井和ZQ6井附近地段异常表现明显。Z2井处于高值异常的峰值部位，而ZQ6井处于高值异常的边缘，Z1井处于低值异常。

在嘉四1—嘉三储层段内，在不同储层部位出现非线性参数的异常，这反映了出现非线性参数异常的部位为嘉四1—嘉三储层的裂缝发育段或裂缝相对发育段。

图4 90NGD04非线性参数剖面及地震剖面Fig.4 90NGD04 non-linear parameters and seismic section(a)90NGD04非线性参数剖面;(b)地震剖面

图5 90NGD06非线性参数剖面及地震剖面Fig.5 90NGD06 non-linear parameters and seismic section(a)90NGD06非线性参数剖面;(b)地震剖面

3 嘉四1—嘉三储层裂缝预测

地质和地球物理研究表明嘉四1-嘉三储层在内部结构表现出复杂多变性和内部不连续性的特征。

图6为将3种非线性参数进行非线性综合判别后获得的嘉四1—嘉三储层裂缝发育带分布图。由图中分析可知，裂缝发育程度分为5个级别：①裂缝最发育区：置信度(0.74～0.93)；②裂缝发育区：置信度(0.60～0.74)；③裂缝次发育区：置信度(0.45～0.60)；④裂缝欠发育区：置信度(0.25～0.45)；⑤裂缝不发育区：置信度(0.00～0.25)。

图6 ZC构造嘉四1-嘉三储层裂缝发育带分布图Fig.6 Fracture development zone of T1j41 -T1j3 reservoir of Jialingjiang Formation of ZC structure

综合分析可知，嘉四1-嘉三储层裂缝发育带分布具有下列特征：

1)裂缝展布分为三个带：①沿赵2断层带；②沿构造主体部位；③沿构造西翼。

2)主要裂缝发育区块有两个区块：①处于90NGD04至00YBZC20之间，NE-SW向；②处于00YBZC18至90NGD02之间。这两区块位于构造的有利部位，并为钻探结果证明。

3)位于构造西翼的第三个裂缝发育带，为零星分布着的小区块。

4 储层的速度特征

通过地震高分辨率非线性反演，获得了高分辨率反演剖面，即速度剖面。该方法在实际反演中，首先由井点出发构造测井资料与井旁地震道的非线性映射关系，并根据地下介质在横向上的变化特征来更新非线性映射关系，同时，考虑相邻道的相似性，自动完成整条剖面的反演，以实现地震高分辨率非线性反演。

4.1 90NGD04速度反演剖面

图7 过Z2井(同场Z3井)的90NGD04速度反演剖面Fig.7 90NGD04 velocity non-linear inversion section through well Z2 and well Z3

图7是过Z2井(同场Z3井)的90NGD04速度反演和气层标定图。由图7可看出，嘉四1—嘉三储层的速度具有下列特征：①在嘉四1顶出现速度为5 700 m/s～6 100 m/s的薄层，其分布范围为CDP1820-1920；②在嘉三高速背景(6 200 m/s～6 700 m/s)出现三个速度降低条带(5 700 m/s ～6 100 m/s)，其分布范围为CDP1715-1780、CDP1785-1815和CDP1855-1935；③Z2井获气27.16×104m3/d，这与第二速度降低带有关，而Z3井虽与Z2井同井场，可能偏向了无速度降低的大CDP方向，因此，未获气流。

4.2 90NGD06速度反演剖面

图8 90NGD06速度反演剖面Fig.8 90NGD06 velocity non-linear inversion section

由图8看出，嘉四1-嘉三储层在该剖面上具有下列特征：①嘉四1为速度大于6 500 m/s以上的高速层；②在嘉四1-嘉三之间出现断续的速度为5 800 m/s ～6 500 m/s的速度降低的薄层；③ZQ6井获气0.743×104m3/d，这与高速背景下速度降低带有关，其速度带低但不相连，且范围有限。Z1井为干井，它处于高速背景之中，裂缝不发育所致。

由90NGD04和90NGD06速度反演剖面可看出，ZC嘉四1-嘉三储层从北到南速度变化规律有所不同，良好储层处于高速背景下的速度降低(层)带，并与速度降低(层)带的延伸范围和延续性有关。

5 结束语

在利用构造特征、地震反射特征、速度特征及非线性参数特征对嘉四1—嘉三储层预测研究的基础上，基于储层裂缝系统具有非线性特征，采用裂缝非线性预测技术对ZC构造嘉四1—嘉三储层裂缝发育带进行精细刻画，所采用的裂缝非线性预测技术是由相空间的重建、裂缝的关联维分析、混沌及突变理论预测技术所组成。通过对研究区储层内部结构的非线性研究和预测，对裂缝系统开展详细的认识，揭示裂缝的空间展布和变化规律，并较准确地预测了嘉四1—三段储层裂缝发育带及空间展布；钻探证明研究区有效裂缝富集区与天然气富集区具有对应关系；应用地震优化非线性反演方法对嘉四1—三段储层过井剖面进行了速度反演，获得了高分辨率速度反演剖面，清晰而详细地反映了嘉四1—三段储层的变化特征，有效地提高了储层预测效果。

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LI Qionga,b,HE Jian-junb,LI Zheng-wena,b,CHEN Jieb,HE Rong-shengb，LI Mei-qib

(Chengdu University of Technology a.Key Laboratory of Earth Exploration and Information Technology of Ministry of Education,b.College of Geophysics,Chengdu 610059,China)