川中PL地区上三叠统须家河组二段有利储集砂体地震相识别及预测

陈小二，王 静，范 昆，赵 尧，李 忠，赵 欣，汤兴友

(1.成都理工大学 a.沉积地质研究院,b.能源学院,成都 610059； 2.川庆钻探工程有限公司 地球物理勘探公司,成都 6102133.中石油天然气集团公司 山地地震技术试验基地，成都 610213)

川中PL地区上三叠统须家河组二段有利储集砂体地震相识别及预测

陈小二1a、2、3，王 静2，范 昆2，赵 尧2，李 忠2，赵 欣1b，汤兴友2

(1.成都理工大学 a.沉积地质研究院,b.能源学院,成都 610059； 2.川庆钻探工程有限公司 地球物理勘探公司,成都 6102133.中石油天然气集团公司 山地地震技术试验基地，成都 610213)

川中PL地区上三叠统须家河组油气藏是典型的岩性油气藏，储层砂体受沉积相带控制现象明显，非均质性强烈，地震预测难度较大。在构建须家河组二段的精细地震层序格架的基础上，通过精细井震标定技术，识别与划分了须二上亚段地震相。优质储层主要表现为丘状-透镜状地震相,综合储层的测井相特征，解释为三角洲前缘水下分流河道或河口坝砂体。采用全层位自动追踪技术识别划分地震相，划分结果显示，有利储集砂体主要发育在工区西南部至PLl107、PL113一线，呈明显的南西-北东向延伸。后期钻探结果表明，工区内绝大部分的工业油气井分布于丘状-透镜状地震相内，证明了本次预测的可靠性。

川中地区； 须家河组； 水下分流河道； 全层位自动追踪技术； 地震相

0 引言

四川盆地川中地区上三叠统须家河组为一套河流-三角洲-湖泊相沉积，砂岩厚度大分布面积广，普遍含气，开发潜力十分巨大[1-2]。由于储层致密化程度高，总体特征为低孔低渗。纵、横向上局部物性较好的层段成为储层，油气分布不受构造圈闭控制，是典型的岩性油气藏，储层的强烈非均质性给地震预测带来了诸多困难，阻碍了油气勘探开发的进程。

多年的勘探经验表明，沉积相带是控制须家河组优质储层分布的最重要的因素之一[3-6]，三角洲前缘中的水下分流河道、河口坝等沉积微相的物性较好，是油气聚集的有利场所，亦是川中地区须家河组钻探的主要靶区。

为了准确识别地划分须家河组地震相，众多学者进行了大量研究工作。曾富英等[3]通过地震模型正演方法，研究河道、河口坝等沉积相在地震剖面上相应模式；张兵等[7]利用地震反射内部结构、外部形态和反射波终止类型，采用相面法识别划分地震相；赵爽等[8]将相面法和波形分类算法相结合，进行地震相分析与沉积相预测；周川闽等、郭海洋等[9-10]依据地震沉积学原理,在地震切片上识别划分地震相或沉积相。

因此，如何准确地刻画须家河组有利沉积相带的形态和边界，就成为川中地区油气勘探亟待解决的关键问题之一。这里在分析PL地区须家河组储层的测井、地震响应特征的基础上，采用全层位自动追踪技术，预测有利沉积相带的空间分布，为下一步井位部署提供了依据。

1 区域地质背景

针对须家河组油气勘探的难题，中石油首次在四川盆地PL地区开展数字检波器采集的地震勘探攻关试验。与常规地震资料相比，纵波地震资料频带范围得到了拓宽，主频增加到45 Hz。地震数据的纵、横向分辨率得到了一定程度上的提高，为精细沉积相预测提供了坚实的基础。

PL地区的构造位置位于川中构造三级构造单元之一的遂宁-合川低缓褶皱区，构造平缓，断层零星分布(图1)。根据岩性和沉积旋回特征，可将须家河组自下而上划分为须一段-须六段共6个岩性段(图2)。其中，须一段、须三段和须五段主要为滨浅湖沉积，岩性以灰黑色泥、页岩夹煤层为主；须二段、须四段和须六段主要为辫状河三角洲前缘沉积，岩性以灰白色中、细砂岩为主，夹薄层泥岩，是主要的储层发育段。须二段的中上部发育一套泥岩，在川中地区普遍发育且厚度较为稳定，该套泥岩将须二段划分为下亚段和上亚段。油气井产能情况表明,须二上亚段砂岩是研究区须家河组最重要的储层，也是本次研究的目的层。

图1 四川盆地类前陆盆构造示意图及PL地区位置(据文献[11]修改)Fig.1 Study area geological map of analogous Sichuan foreland basin (from Chaocheng Dai et al.2011)

图2 PL地区PL107井须家河组岩性与层序综合柱状图Fig.2 Generalized column of lithology and sequence stratigraphy of the fourth member of the Xujiahe formation in PL,central Sichuan(PL107 well)

2 地震相识别与划分

2.1 储层的地球物理响应特征

研究区须家河组二段的地震反射总体表现为强弱相间，有多个波构成。根据反射波组特征，精细标定了5个主要地质层位(图3)，自下而上依次为须家河组底界、须二段底界、稳定泥岩段顶界、储层段底界、须三段底界。统计并分析研究区内4口井15个储层段的测井响应特征，结果表明，主要储集砂体在测井曲线上表现为低自然伽马，形态上通常为钟形、漏斗形、箱状，同时出现声波跳变(图3(a)、图3(b))。经过精细地质层位标定之后，发现研究区须二段储集砂体主要集中在上亚段内。储层底部表现为低-中等连续、中等强度反射，全区可连续追踪。顶部表现为低连续性、弱反射，中间则表现为空白反射。

图3 须二段储集砂体的测井、地震响应特征Fig.3 Seismic and logging response of the upper part of the 2nd member of the Xujiahe formation(a)工业气井；(b)工业气井；(c)微气井；(d)干井

2.2 地震相分析

地震反射的振幅、频率、连续性及反射结构等信息能够反映沉积环境信息，揭示沉积过程、沉积物源及特定的沉积相带[3]。按照外部几何形态、内部反射结构、反射连续性、振幅强弱等地震相参数，将研究区分为槽状-透镜状和席状两类地震相(表1)。

1)槽状-透镜状地震相。表现为弱-中等强度振幅、连续性较差，呈丘状、透镜状，规模大小不一，多数规模较小。在单个透镜体内部，通常呈现空白—振幅的反射特征(图3(a)、图3(b))，部分地区的透镜体厚度较小，在地震剖面上表现为一种复波。在垂向上叠置不发育，局部见有2个透镜体叠置。横向上间隔发育，中间夹杂席状地震相，平面上呈条带状展布，如PL107、PL113(图3(a)、图3(b))。

2)席状地震相。表现为中等强度振幅、连续性中等-较好(图3(c)、图3(d))，席状分布，平面上与丘状地震相间隔分布，如Yue128、PL111。

PL地区须二段沉积时期主要位于三角洲前缘亚相[12-14]，岩性上表现为厚层的中—细砂岩与薄层的泥岩、粉砂岩交互，水下分流河道和河口坝是优质储层发育最有利的沉积相带。通过大量的岩心、测井数据的分析工作，施振生等[11]构建了四川盆地上三叠统须二段的沉积微相-测井相响应关系，水下分流河道、河口坝沉积微相在测井上主要表现为钟形或箱状、漏斗形。曾富英等[3]采用模型正演的方法，得出了须家河组的水下分流河道、河口坝的地震相应模式。因此，结合PL地区须二段的测井、地震响应特征，认为槽状-透镜状地震相与迁移频繁、相互叠置的水下分流河道或河口坝沉积微相相对应；席状地震相解释为三角洲前缘亚相中的分流间湾(表1)。

表1 PL须二上亚段地震相分类图

Tab.1 Seismic facies classification of the upper part of the 2ndmember of the Xujiahe formation

地震相振幅连续性内部反射结构沉积相井位槽状-透镜状地震相强度变化大弱-中等强度振幅较差槽状、透镜状,局部见有2个透镜体叠置形成斜交型地震反射结构。在单个透镜体内部,通常呈现空白—振幅的反射特征。在垂向上叠置不发育,横向上间隔发育,中间夹杂席状地震相,平面上呈条带状展布水下分流河道、河口坝三角洲前缘PL107、PL113席状地震相中等强度振幅中等-较好平行席状分布,平面上与槽状-透镜状地震相间隔分布分流间湾,三角洲前缘PL128、PL111、PL9

3 有利沉积相带预测

3.1 地震相识别

全层位自动追踪技术是近些年来发展起来的地震解释技术[15-17]，主要是对目的层段内的所有地震反射层进行追踪对比，从而建立最小地震反射单元，充分发掘和利用地震资料的潜力，有利于发现隐蔽的地质体，提高了地震层序解释、地震相分析精度和效率，在体系域划分、河道识别等方面取得了较好的效果[16]。

1)由于地质层位是在一定的地质环境下沉积物经过一定地质时期沉淀、累积形成的。层位在三维地震图像中表现为横向连续、纵向大致分离。同一个层位横向上连在一起，不同层位之间存在一定的距离，空间扫描算法就是利用极值点的这一分布情况[18]，根据极值点的分布把极值点分成不同的簇，每一个簇便是一个层位。将一个完整的层位定义为密度相连的极值点的最大集合，只要邻域的密度(极值点的数目)超过某个阈值，层位就继续扩展，直至在空间上追踪出一个完整的层位。该算法在发现任意形状的簇和处理噪声数据方面有很大的优势，能够发现任意形状的层位。

2)由于同一地质层位形成的沉积环境类似，其物理介质属性是相似的，表现在地震数据中的波阻抗界面具有相似的波形。基于这样的认识，可以认为同一层位的波形是相似，可以利用波形的相似性进行层位的追踪。

将空间密度扫描算法和波形聚类方法相结合[19]，以储层底界层位和须二上亚段顶界层位为约束层位，在无需人工干预情况下对储层段进行地震层位自动追踪(图4)，层位的分布范围代表了槽状-透镜状地震相顶部弱相位的发育位置(图5)。

图4 全层位追踪技术流程Fig.4 The workflow of all event tracking technique

对比图6(a)、图6(b)、图6(c)可以看出，层位自动追踪划分的地震相不仅与已知井的井旁道十分吻合，而且与地震属性结果较为接近，甚至与井约束的地震反演得出的高孔隙度砂体发育位置也大致重合。

图5 须二上亚段全层位追踪结果的过井剖面(测线位置见图7)Fig.5 Seismic section cross well of all event tracking result

图6 须二段上亚段储层全层位追踪结果与地震属性对比图Fig.6 Comparison all event tracking result with seismic attribute and seismic inversion(a)全层位自动追踪结果；(b)均方根振幅；(c)井约束的孔隙度反演

3.2 有利储集砂体分布预测

须二段上亚段作为研究区内须家河组最主要的储层段，以槽状-透镜状地震相内发育的砂体为主要勘探目标。槽状-透镜地震相发育在PL107和PL113的西南侧，呈南西-北东向展布，整体呈现出“鸡爪状”，推测是水下分流河道的主体发育区(图7)。此外，槽状-透镜地震相在工区南部零星分布。

根据本次沉积相带预测成果，研究内部署了5口钻井，新部署的井位均在须家河组内完钻并在须二段内试油。除X5没有测试产能，其余井位均在须二段钻获工业油气流。工区内6口油气井中有5口位于本轮预测槽状-透镜状地震相内，5口干井或微气井位于席状地震相内(表2)，预测成功率在91%，证实了本次研究成果的可靠性。

图7 PL工区须二上亚段沉积微相分布图Fig.7 The favorable seismic faceis of the upper part of the 2nd member of the Xujiahe formation

井位预测结果试油结论预测吻合情况已知井Pl9席状地震相微水吻合Pl111席状地震相干井吻合Yue128席状地震相干井吻合Pl107槽状-透镜状地震相气井吻合Pl113槽状-透镜状地震相气井吻合Sui37席状地震相干井吻合预测井X1槽状-透镜状地震相气井吻合X2槽状-透镜状地震相气井吻合X3槽状-透镜状地震相气井吻合X4席状地震相气井不吻合X5席状地震相干井吻合

4 结论与认识

1)通过对PL地区上三叠统须二上亚段的地震相分析，识别和划分出槽状-透镜状地震相和席状地震相两类地震相，其中槽状-透镜状地震相解释为三角洲前缘亚相中的水下分流河道或河口坝沉积，主要分布于工区西南部延伸至中部的PL107、PL113一线，是研究区内最有利的储层发育部位。最新的钻探试油成果,证实了本次预测成果的准确性。

2)全层位追踪技术将空间密度扫描算法和波形聚类方法相结合，能够对目的层的地震层位进行自动追踪对比，能够高效地识别出较为微弱的地震反射层，即槽状-透镜状地震相。通过全层位追踪识别的地震相边界更为清晰，不但与已钻井吻合较好，而且与地震属性、地震反演结果较为相似。因次，全层位追踪技术是准确刻画地震反射结构、地震相的一种行之有效的方法。

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The sand reservoir prediction of the 2nd member of the Xujiahe formation in PL area,central Sichuan basin

CHEN Xiao-er1a,2,3,WANG Jing2,FAN Kun2,ZHAO Yao2,LI Zhong2,ZHAO Xin1b,TANG Xing-you2

(1.Chendu University of Technology a.Institute of Sedimentary Geology,b.Collgeg of Energy,Chengdu 610051,China;2.Geophysical Prospecting Company of Chuanqing Drilling Engineering Co.,Ltd.,CNPC.Chengdu, 610213，China;3.Geopingsical Technology Pilot Center,CNPC,Chengdu 610213,China)

The clastic reservoir of the 2nd member of the Xujiahe formation is the typical lithological reservoir in PL area,the favorable reservoirs with strong heterogeneities are controlled by the depositional procession and it's difficult to predict through the seismic data.The seismic facies is plotted on the framework of seismic stratigraphy of the 2nd member of Xujiahe formation.Based on logging data,the hummocky- lenticular seismic facies is favorable,which is interpreted as underwater distributary channel.In order to predict the favorable sand distribution,the all-reflector auto-tracking method is applied.We speculate that Qianzhong ancient land and Jiangnan ancient land may be the source of the Xujiahe formation in central Sichuan basin.The later well test results prove most industry gas wells locate in the hummocky- lenticular seismic facies,which indicate the accuracy of this research.

central Sichuan basin; Xujiahe formation; underwater distributary channel; all event tracking; seismic facies

2015-08-22 改回日期：2016-06-20

中国石油天然气股份有限公司重大科技专项(2010F-23)

陈小二(1983-)，男，硕士,工程师,主要从事综合地震地质研究，E-mail：chenxe_wt@cnpc.com.cn 。

1001-1749(2016)06-0751-07

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