基于OVT域资料的低渗透砂砾岩储集层预测

王斌，尹路，陈永波，滕团余，李得滋

随着准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区在玛北和玛西地区下三叠统百口泉组（T1b）油气勘探的突破，针对环玛湖凹陷斜坡区百口泉组砂砾岩储集层的研究成为热点[1-2]。已钻井的资料证实，研究区内目的层埋深大，特别是玛东地区，埋深在4 000～5 000 m；有利的沉积相带为扇三角洲前缘亚相，砂层纵向叠置严重，“甜点”储集层厚度较小，一般为10～15 m[3]。仅利用常规地震资料进行叠前弹性参数反演，难以区分储集层和非储集层。为有效识别该区地震相带边界和优质砂砾岩储集层，自2013年开始，在研究区实施了高密度宽方位地震资料采集。利用面向宽方位地震勘探的高端处理技术，能获取炮检距和方位角信息的叠前地震道集[4]，而这种资料需要采用特殊的处理技术，即OVT域处理技术。

OVT（Offset vector tile）通常翻译成“炮检距向量片技术”，最早由Vermeer在研究采集其研究区的最小数据集表达时提出[5-6]。由于原始OVT域道集的质量受不稳定能量、不均衡密度和较低的信噪比影响，其质量并不稳定，因此，为了充分发挥高密度宽方位地震勘探技术在储集层预测中的效能，满足玛湖凹陷百口泉组油气勘探的需求，通过对OVT域资料评价、预处理、动态分析和优势道集叠加等一系列处理后，建立了一套基于OVT域道集的叠前储集层预测方法。

1 研究区概况

研究区位于玛湖凹陷玛东地区，主体位于夏盐凸起和达巴松凸起上（图1）。二叠纪至侏罗纪早期，玛湖凹陷一直是盆地的沉降中心之一，沉积了巨厚的陆源碎屑岩。目的层下三叠统百口泉组埋藏深度为4 000～5 000 m，主要为灰绿色砂砾岩、含砾砂岩，夹灰色、绿灰色泥岩和砂质泥岩。

图1 研究区构造位置

研究区三维地震资料源于2014年部署的高密度宽方位地震资料，采用正交观测系统，面元为25 m×25 m，覆盖次数为264，横纵比为0.79.三维地震勘探面积408 km2，研究区内已钻探井有9口，目的层为百口泉组。

为了提高研究区“甜点”储集层预测的精度，并充分发挥OVT域资料的优势，在研究区的“甜点”储集层预测中采用如图2所示的叠前弹性参数反演流程。

图2 研究区“甜点”储集层预测流程

2 优质储集层成因

研究区三叠系百口泉组沉积相类型为扇三角洲相，以扇三角洲前缘亚相为主，主要发育河口坝和水下分流河道等微相；扇三角洲前缘亚相较扇三角洲平原亚相远离物源，储集层颗粒淘洗更为充分，储集层物性更好，是有利的储集相带。水下分流河道砂砾岩与河口坝砂岩结构较好，是目前百口泉组储集层的主要岩石类型[7]。研究区储集层的物性与其次生溶蚀孔隙的数量密切相关，而次生溶蚀孔隙的形成则主要由成岩溶蚀作用导致。因此，沉积相和成岩相是百口泉组优质储集层的2个主要控制因素[8-9]。

2.1 扇三角洲前缘亚相是优质储集层形成的物质基础

玛东地区百口泉组储集层中，次生溶蚀孔隙类型主要为颗粒长石及岩屑内长石溶孔。根据储集层岩石成分统计，扇三角洲平原亚相中长石的平均含量较低，为5.0%，而前缘亚相储集层中长石颗粒平均含量较高，为14.0%；扇三角洲平原亚相中杂基的平均含量为5.2%，而前缘亚相中杂基的平均含量为2.9%，因此平原亚相的杂基含量明显高于前缘亚相。杂基含量高，易于压实减孔，同时在中成岩阶段不利于长石溶蚀作用的持续发生。

压汞资料显示，百口泉组储集层平均分选系数为1.64，平均变异系数为0.14，最大孔喉半径为0.77 μm，孔喉体积比为1.67.总体来看，储集层属细喉—微细喉类储集层。但不同相带储集层的结构有所不同，对应的储集层孔隙也存在差异。扇三角洲前缘砂砾岩储集层结构最好，对应储集层物性也最好；其次为扇三角洲前缘河口坝砂岩相；扇三角洲平原辫状河道砂砾岩储集层结构最差，对应物性也最差。水下分流河道砂砾岩具有较低的排驱压力（0.71 MPa），平均毛细管半径为0.26 μm，但孔喉分选性差，非均质性强；河口坝砂岩排驱压力相对较高（1.12 MPa），平均毛细管半径为0.25 μm，但孔喉分选性较水下分流河道好；扇三角洲平原砂砾岩具有较高的排驱压力（1.43 MPa），平均毛细管半径为0.12 μm，孔喉分选性差，非均质性强。从储集层结构看，前缘亚相的储集层结构明显好于平原亚相，有利于溶蚀作用的发生。

2.2 溶蚀作用是优质储集层的主要发育机制

在前缘亚相储集层中，长石的溶解是优质储集层发育的主要控制作用。油气的侵位与黏土成岩演化也能导致酸性成岩环境的形成。玛东地区百口泉组存在2期油气充注，分别是风城组在早侏罗世的成熟油和早白垩世的高熟油充注，2次油气侵位为长石溶蚀提供了酸性成岩环境。此外，酸性成岩环境中长石发生溶解需要满足80～140℃的地温条件，该温度条件对应的成岩阶段主要为中成岩阶段，这与中成岩阶段长石的溶蚀具有很好的对应关系。因此，玛东斜坡区百口泉组长石溶蚀主要发生在早白垩世的晚期高熟油侵位阶段，这就决定了“甜点”储集层主要发育在酸性流体的优势运移通道上。

3 道集分析与处理

3.1 原始OVT域道集分析

原始OVT域道集的质量是不稳定的，如不稳定的能量、不均衡的密度和较低的信噪比。对OVT域道集进行部分叠加，可提高道集质量及信噪比[10-11]。

通过OVT域道集动态分析技术，可选取适当的道集叠加参数，以改善成像质量。此外，OVT域道集动态分析和叠加，可在满足地质目标分析精度的前提下，减小OVT域道集的数据量，提高OVT域道集地震属性分析的效率。

道集的动态分析，主要利用了基于各向异性介质理论的地震道集叠加成像技术。各向异性介质的纵波反射系数的近似公式，是入射角和测线方位角的函数[12-14]：

式中 C11，C13，C33，C44，C55——各向异性参数，无量纲；

γ=(C55-C44)/2C44；

θ——入射角，（°）；

φS——裂缝走向的方位角，（°）；

φ——测线方位角，（°）；

α——垂直入射纵波速度，m/s；

β——垂直入射横波速度，m/s；

ρ——密度，g/cm3.

当入射角较小时，（1）式可简化为

式中 A=(1/2)(ΔZ/Z)；

因此，在直角坐标系中波形起伏不大的余弦曲线，在极坐标系中会近似为椭圆。

利用基于模板的地质目标驱动的地震道集叠加成像技术，即根据储集层特征，选择不同的叠前道集叠加模板，增强“甜点”储集层的主要特征，提高叠前地震资料的信噪比。所谓叠加模板是一种炮检距（入射角）-方位角动态选择工具，同时也是一种OVT域道集的炮检距与方位角联合分析工具。分区叠加成像是指根据地质条件的不同将一个工区划分为两个或多个区域，每个区域采用不同的叠加模板。图3就是利用动态分析技术在研究区能够识别“甜点”储集层特征的优势道集，图中色标表示优势道集的方位角角度，即在该区域的优势方位角区间。从图3中可知，在研究区的东部和西部，优势方位角大于120°；在北部和南部，优势方位角为60°～120°；而中部的优势方位角小于60°，因此将研究区分为5个区域，在不同区域采用不同的叠加参数，对地震道集做叠加处理。

图3 研究区百口泉组OVT域资料优势方位角平面分布

3.2 OVT域叠前道集预处理

首先分析叠前共反射点（CRP）道集的质量，根据资料情况进行CRP道集的优化处理，基于岩性预测的CRP道集优化处理内容包括5个方面：与炮检距有关的吸收补偿、动校拉伸校正、纺锤状反射校正、道集不平校正以及去噪和提频处理。在基于岩性预测的CRP道集优化处理中，重点是与炮检距有关的吸收补偿（针对保真度）和大角度道集的剩余时差校正（针对宽角度）处理，而基础内容是提高信噪比和分辨率的处理。典型的基于岩性预测的CRP道集优化处理流程是“去噪—吸收补偿—提频—拉平校正”[15]。

与正演道集和原始道集对比，优化处理后的道集质量明显提升，信噪比得到明显提高，能量关系与正演道集有较好的对比性（图4）。

图4 过D13井正演道集(a)、原始道集(b)和处理后道集(c)对比

4 应用效果分析

4.1 “甜点”储集层敏感参数优选

根据优质储集层成因和研究区钻井储集层物性及储集层结构统计分析结果，对储集层进行了分类。储集层主要为扇三角洲前缘水下分流河道砂砾岩及河口坝砂岩，“甜点”孔隙度大于10%，一般储集层孔隙度为8%～10%.非储集层主要为湖相泥岩和扇三角洲平原亚相及前缘亚相的部分致密砂砾岩，孔隙度小于8%.

基于研究区储集层的特殊性，通过岩石物理测试，明确了低渗透砂砾岩的岩石物理特征。研究区低渗透砂砾岩受到孔隙超压和塑性碎屑含量的影响，与常规砂岩相比，具有低纵横波速度、高纵横波速度比、各向异性强和高动静态弹性模量比的特点，将弹性参数与孔隙度做交会图，经分析和优选，纵横波速度比与储集层“甜点”相关性较好。因此，选定纵横波速度比为研究区“甜点”储集层的敏感属性。纵横波速度比与孔隙度具有反相关关系，即孔隙度高的样品具有较低的纵横波速度比。“甜点”储集层的孔隙度大于10%，纵横波速度比小于1.78（图5）。

图5 研究区纵横波速度比与孔隙度交会图

在此基础上，通过研究区内测井曲线的交会，进一步证实了纵横波速度比能较好地识别储集层“甜点”。图6为纵横波速度比与纵波波阻抗的岩石物理解释模板，散点为已钻井提供的资料点。用钻井资料验证模板准确与否，两者相近说明该岩石物理模板准确可行。

图6 研究区叠前敏感参数优选

4.2 基于OVT域资料的叠前反演结果分析

从反演得到不同入射角下的弹性阻抗体出发，可计算出纵、横波速度和密度等基本岩性参数。最后根据各岩性参数间的相互关系，可计算得到拉梅常数、剪切模量、泊松比等能直接反映岩性特征的参数[16]。

图7为研究区叠前纵横波速度比反演平面图，图中红黄色为应用图6中岩石物理定量解释模板解释的“甜点”储集层发育区。预测研究区内“甜点”储集层发育区面积近140 km2，从图7可以看出，研究区西北部有望成为下一步井位部署的接替区域。针对百口泉组整体部署，多口井分步试验。其中D15井获得高产油气流，日产油32.3 m3.

图7 研究区叠前弹性参数反演平面分布

4.3 应用效果对比

分别利用常规三维地震资料与基于OVT域资料进行叠前弹性参数反演，基于OVT域资料的叠前弹性参数反演的分辨率较高，能更好地识别低渗透砂砾岩中的储集层“甜点”（图8）。

图8 不同资料叠前弹性参数反演的效果对比

5 结论

（1）OVT技术的出现为高精度叠前地震解释提供了有效途径，其丰富的炮检距和方位角信息，提高了复杂岩性油气藏的“甜点”储集层预测精度。

（2）沉积相和成岩相是玛东地区百口泉组优质储集层的2个主要控制因素，扇三角洲前缘亚相是优质储集层形成的物质基础，成岩溶蚀作用是优质储集层的主要发育机制。

（3）利用动态分析和部分叠加处理的OVT资料，提高了叠前储集层预测的精度，该技术在类似地区有很好的推广应用前景。

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