“两宽一高”地震资料在花岗岩潜山储层表征中的应用——以乍得邦戈盆地为例

王景春　窦立荣*　徐建国　魏小东　王中凡　陈洪芝

(①中国石油国际勘探开发有限公司，北京 100034； ②中国石油东方地球物理公司研究院油藏评价所，河北涿州 072751； ③中国石油华北油田分公司勘探开发研究院，河北任丘 062552)

1　概况

邦戈盆地位于乍得西南部，构造上属于中非剪切带中段北侧，是在中非剪切带内发育的中—新生代陆内裂谷盆地[1](图1)，盆地呈 NWW向，长约280km，宽40～80km，面积约为1.8×104km2。盆地在早白垩世经历了强烈的断陷，具有典型的被动裂谷特征，晚白垩世强烈抬升反转，古近纪统一成盆[2-4]。

邦戈盆地基底岩性主要为前寒武系的花岗岩、花岗片麻岩和石英岩，基底之上沉积了厚达上万米的中—新生界陆相碎屑岩地层(图2)，白垩系深湖相泥岩为基岩潜山提供了丰富的油源和良好的盖层[5]。

邦戈盆地基岩潜山构造带分布在盆地的北部斜坡区，潜山的形成主要受构造背景和断裂活动的共同影响，潜山岩性以花岗岩为主。潜山油藏为“新生古储”型，下白垩统P、M组地层为潜山提供了充足的油源，也是潜山油藏良好的区域性盖层。五个潜山带油藏解剖分析表明，储集空间主要包括风化作用形成的孔隙和构造活动形成的裂缝两类[6-8]。在不同的构造带或不同构造部位，受潜山地质成因等多因素控制，储层发育序列、平面展布差异巨大，以风化淋滤带和溶蚀裂缝带为主的优势储层控制了油藏丰度[9-12]。因此，如何优选、研发针对性储层预测技术方案，完成基岩潜山储层精细预测是该区油藏勘探、储量评价和开发方案的编制的重要研究内容之一。

图1　邦戈盆地区域构造位置图[1]

图2　邦戈盆地地层综合柱状图

中国石油天然气集团公司在2007年1月接管邦戈盆地油气勘探后，加大了三维地震勘探技术攻关力度，地震资料品质不断提高，提升了该区地质认识、实现了勘探突破，发现了基岩潜山油藏勘探目标。为了满足基岩潜山勘探需求，2013年进一步开展了“两宽一高(宽方位、宽频带、高密度)”三维地震资料采集处理一体化技术攻关，地震资料的信噪比、成像精度得到了大幅度提高，为花岗岩潜山复杂储层表征提供了良好的基础资料[13]。本文充分利用“两宽一高”地震资料，探索总结了花岗岩潜山的储层表征技术，为邦戈盆地花岗岩潜山油藏的高效勘探开发提供可靠依据。

2　花岗岩潜山储层表征技术

2.1　储层表征技术流程

区别于沉积岩储层，花岗岩储层成层性不高、储层界面不明显、平面分布不稳定，储层形成控制因素包括花岗岩矿物组构、埋藏深度、构造运动改造期次和强度、古气候和古地貌等诸多因素，储层表征技术也有别于沉积岩储层表征技术。参考花岗岩地貌研究成果，综合岩心描述、铸体薄片、成像测井(FMI)和测井资料，将基岩花岗岩潜山储层分为孔隙型和裂缝型两大类，结合“两宽一高”地震资料的低频信息丰富、360°全方位观测和信噪比高等特点，探索并总结出了针对花岗岩潜山复杂储层表征的技术流程(图3)。

图3　花岗岩潜山储层表征技术流程

2.2　储层表征

2.2.1基于地质成因储层分类研究

邦戈盆地是在古老非洲地盾上形成的中新生代裂谷盆地，基底花岗岩体规模巨大、顶面宽缓；储层在形成的过程中受岩石矿物组成、岩石组构、古气候、构造运动等因素的影响[14]，潜山储层具有似层状的特征。本文综合储层的储集空间组合特征、储层类型及其岩石物理特征、储层地震响应特征，将潜山储层垂向划分为4类储层发育带:风化淋滤带、缝洞发育带、半充填裂缝发育带和致密带(图4、图5)，以便根据储层地震地质特征，构建针对性的预测方法。

(1)风化淋滤带。风化淋滤带发育孔隙型储层，分布在相对平缓的潜山顶部的不整合面之下，厚度变化较大，是潜山优势储层，孔隙度在8%以上，最高可达30%，具有很好的储集性能，岩石结构非均质性强，总体破碎，井眼扩径明显，漏失严重，在测井曲线上，该带的声波时差一般为65～85μs/ft，曲线密集跳跃，幅值变化大，高、低值呈不等厚互层，密度总体小于2.5g/cm3，深侧向电阻率介于100～1000Ω·m。在成像测井(FMI)图上表现为总体色调暗、有麻点感，裂缝开度为0.1～6.0mm。从地震剖面上看，该类储层与上覆的沉积层之间有明显的反射界面，内部以连续性好的强振幅反射特征为主，成层性较好，地层纵波速度为3600～4700m/s(图4、图5)。

(2)溶蚀缝洞发育带。缝洞发育带主要受古气候和构造运动的影响，与上覆的风化淋滤带之间没有明显界面，受大断层的控制，裂缝发育带沿大断层分布。裂缝发育带地震响应以较连续的低频中强振幅反射为主，地层层速度为4700～6100m/s。主要发育构造裂缝，沿裂缝溶蚀孔洞发育，在断层切割的部位裂缝更加发育，发育断层角砾岩。在FMI图上表现为暗色条带纵横分布，反映网状缝和高角度缝发育，局部有麻点感，裂缝开度为0.1～4mm。在测井曲线上，该带的声波时差一般为50～65μs/ft，曲线跳跃，存在低阻、低密度的对应关系，密度和电阻率都呈同方向脉冲状异常，密度主体为2.55～2.65g/cm3；深侧向电阻率为1000～6000Ω·m，总孔隙度在3%以上，裂缝孔隙度为0.03%～0.3%，具有较好的储集性能。Baobab C-2井缝洞发育带位于634～1358m(图4、图5)。

(3)半充填裂缝发育带。半充填裂缝发育带岩石结构完整，裂缝偶有发育，以高角度缝为主。该带与上覆的缝洞发育带之间呈过渡关系，界面不明显，内部以低频蠕虫状～变振幅反射特征为主，地层层速度约为6000m/s，向下过渡为致密岩石。由FMI图可见裂缝样发育，钙质和硅质充填裂缝呈相对亮色，泥质充填缝呈暗色。测井曲线上，声波时差约为50μs/ft，曲线整体平直，偶见脉冲状异常，密度和电阻率呈相向脉冲状异常，即低密度脉冲对应高阻脉冲，密度整体大于2.60g/cm3，电阻率在3000～60000Ω·m范围内跳跃。裂缝密度为0～3条/m，裂缝开度为0.01～0.5mm，裂缝孔隙度为0～0.03%。测井解释的总孔隙度小于3%。试油一般为干层。在Baobab C-2井该带位于1358～1835m，钻井过程中见到明显片状方解石(图4、图5)。

(4)致密带。致密带岩心完整，收获率高，不存在天然裂缝，FMI图呈亮色，可见类似层理样暗色条带，诱导缝明显，偶见张开缝，开度为0.01～0.07mm。

类型成因储集空间分布岩　心常规测井成像测井地震响应风化淋滤带A物理风化堆积物，异地或近源粒间孔隙一类储层>5%潜山表层缓坡区、凹槽、沟谷区溶蚀缝洞带B节理缝、构造缝，不稳定矿物溶解，孔洞缝复合体溶蚀裂缝、溶蚀孔洞一、二类储层为主，夹三类储层3%～5%潜山浅层、断裂带周围半充填裂缝发育带C节理缝、构造裂缝构造裂缝、节理缝，三类储层为主，夹二类储层03%～3%潜山浅层或内部、潜山内部断裂带致密带D裂缝不发育或裂缝被方解石、泥质充填零星节理、构造裂缝，钙质、硅质充填潜山深层核心区，基底深层

图4基于地质成因的储层分类方案

DT为声波时差； LLD为深侧向电阻率

图5　花岗岩潜山储层声波时差—电阻率交会图

该带与上覆的半充填裂缝带之间界面不明显，对应地震响应为低频杂乱反射特征。在Baobab C-2井1835m以下岩心上未见张开缝和孔洞，可见被钙质或硅质胶结全填充的裂缝。在该岩相段钻井过程中没有扩径现象，也没有泥浆漏失，钻时在2～3m/h。测井响应上，声波和电阻率曲线平直，声波时差小于50μs/ft，密度为2.66～2.7g/cm3，且局部向高密度方向跳跃；常规电阻率数值很高，大于6×104Ω·m，最高可达3×106Ω·m，总体曲线也平直，该带为非储层(图4、图5)。

2.2.2时间—频率属性储层预测技术

时间—频率属性分析技术利用储层地震振幅在时间域或频率域的变化特征，预测和评价储层的品质，针对花岗岩基岩潜山储层的预测与评价的有效技术有谱分解共频体、调谐体和振幅谱梯度属性体等。

(1)谱分解技术。利用特定数学方法将目的层段地震数据进行数学变换，形成一系列离散单频振幅数据体，对比分析储层厚度、储层类型及其组合关系的地震响应变化特征，为储层地震预测技术和方法的优选提供依据[15-17]。

在“两宽一高”地震剖面上，优质储层表现为中—低连续、低频强振幅特征(图6)，表明孔隙及溶蚀孔洞储层通常成片状或条带状分布，且分布范围具有一定的规模，与下伏裂缝型储层具有相对明显的界面。而裂缝型储层在低频(如5Hz)单频体剖面上为不连续点状或带状异常，与下伏储层没有明显的地震反射界面。总之，利用单频体能够较好地区分和识别优质储层。

图6　过井5Hz单频体地震剖面

(2)振幅谱梯度属性。振幅谱梯度属性技术是利用地震资料的振幅属性随频率变化速率预测储层综合性质的地震储层预测技术。该技术在黏弹性理论的基础上，分析地震属性与储层渗透性和流体性质，应用该技术可以较好地识别和评价基岩潜山储层[18-20]。

在过Baobab C-2井振幅谱梯度剖面上(图7)，风化淋滤带孔隙型储层发育段表现为连续的强振幅梯度特征，缝洞型储层发育带表现为连续性差的中—弱振幅梯度特征，裂缝型储层为不连续点状弱振幅异常特征，这些特征表明利用振幅谱梯度属性能够很好地识别和预测各类储层的分布特征。

图7　过Baobab C-2井振幅谱梯度剖面

2.2.3基于古地貌的多信息融合技术

花岗岩孔隙型、缝洞复合型储层地震响应表现为连续性好的低频强振幅反射。同时，其发育与分布受地貌形态影响，现今往往分布于潜山顶面相对平缓的部位[21，22]。利用地震信息开展预测的试验表明，单一信息预测具有一定局限性，与钻井的吻合率低。因此在综合地质成因、地震响应特征的基础上，构建了基于古地貌的多属性融合技术，对基岩潜山储层敏感地震属性和古地貌参数之一的构造倾角参数进行融合，形成了以振幅属性、瞬时频率属性和基岩潜山古地貌参数三种数据联合预测花岗岩优质储层预测思路和计算方法，即

F(a,f,d)=a×fn/d

式中：F为属性融合后的优势储层指示属性；a为振幅属性；f为瞬时频率；d为潜山顶面倾角；n为常数，当振幅属性与频率属性正相关时取1，负相关时取-1。

花岗岩基底发育的孔隙型储层是在古气候影响下风化淋滤作用形成的，主要发育在靠近潜山顶部的不整合面。地震多属性融合和地震反演技术可以定性和定量地进行花岗岩孔隙型储层预测。

孔隙型储层在地震剖面上主要表现为低频强振幅的特征，主频范围在5～30Hz。孔隙型储层的分布受古地貌的影响，主要发育在地层倾角较大的潜山发育带。多属性融合技术可以综合不同属性来揭示储层特征，更准确地预测孔隙型储层的分布，钻井统计多属性融合预测成功率达86%(图8c)。

2.2.4地震反演

对比潜山不同类型储层的岩石物理特征(图9a)，纵波阻抗与孔隙度有明显的负相关关系，利用波阻抗反演可以预测孔隙型储层分布。应用稀疏脉冲反演方法完成潜山波阻抗反演[23]，形成波阻抗数据体，图9b为波阻抗反演剖面，靠近潜山顶面低阻抗的绿色区为有利储层发育区，与下伏高阻抗地层能够明显区分开，与钻井揭示的孔隙型储层位置一致。图9c为应用纵波阻抗预测的孔隙型储层厚度，分布特征与基于地震属性预测结果(图8c)和钻井孔隙度预测结果(图9d)基本一致，说明应用波阻抗反演可较好地预测风化淋滤带和规模层状溶蚀缝洞型有利储层的分布。

2.2.5地震裂缝预测技术

地震波在HTI各向异性介质中传播时，纵波沿裂缝走向传播时旅行时最短，能量最强；随着地震波传播方向与裂缝走向的夹角增大，旅行时增大，能量变弱； 当地震波垂直于裂缝方向传播时旅行时最长，能量最弱。根据以上HTI介质地震波传播原理，利用方位各向异性分析技术可实现裂缝带预测[24，25]。

叠前“五维”地震数据裂缝预测是在“两宽一高”地震资料的基础上，充分利用地震信息在横坐标、纵坐标、时间、炮检距和方位角上的变化特征，实现叠前裂缝预测。其核心是通过分析OVT域螺旋道集上地震波振幅、旅行时和速度等属性随炮检距和方位角的变化规律，研究基岩潜山的各向异性特征，结合钻井取心、成像测井和试油等资料预测裂缝发育程度、分析裂缝延伸方向、评价裂缝有效性、圈定裂缝储层发育区带。

图8　孔隙型储层的地震多属性融合预测结果

图9　孔隙型储层的地震反演预测

花岗岩基底裂缝型储层受断层和裂缝几何特征的控制，裂缝的发育强度与走向方位有助于更好地识别储层甜点位置，辅助水平井的设计。区域构造断裂分析、曲率体、相干体和裂缝玫瑰图等地震属性有助于精细裂缝网络的识别与预测[26]。

研究区的曲率体(图10)和相干体(图11)地震属性切片以及基于曲率体计算的裂缝玫瑰图(图12)分析表明，研究区的裂缝体系与构造断裂体系密切相关，主要发育有NW-SE和NE-SW两组不同方向的裂缝。曲率体和相干体的地震属性切片可以比较清楚地预测潜山的裂缝发育程度，钻井证实裂缝密度较强的区域是潜山的油气富集区，基于曲率体计算的裂缝玫瑰图可以清晰地揭示研究区裂缝的发育方向(图12)。

图11　研究区相干体水平切片(1300ms)

图12　研究区裂缝走向玫瑰花属性水平切片(1300ms)

3　应用效果

花岗岩潜山储层表征方法的应用，完成了邦戈盆地基岩潜山储层的预测，预测结果揭示基岩潜山主要发育两组裂缝，即NW-SE走向和NE-SW走向两组，与FMI裂缝识别统计结果符合率高达83%(图13)；以孔隙型—溶蚀缝洞型储层为主的优势储层分布在潜山浅层200m范围之内，是潜山油藏储量主要集中段，与钻井实际情况一致；NW-SE走向裂缝有效性好于NE-SW走向裂缝，所有NW-SE走向裂缝发育井段试油皆获高产，只有NE-SW走向裂缝的井段试油皆为低产。

从目前已经实施的Baobab区块的钻井结果看，综合裂缝预测与孔隙型储层预测成果绘制的Baobab区块优质储层分布图(0～200m)与14口后验井的符合率高达79%，11口井成功钻遇花岗岩潜山优质储层并获得高产工业油流，大大地提高了乍得邦戈盆地Baobab区块的花岗岩潜山勘探的成功率(图14)。

图13　乍得邦戈盆地花岗岩基底顶面构造与实钻裂缝走向叠合图

图14　Baobab区块花岗岩潜山优质储层分布图

4　结论

(1)“两宽一高”地震资料不仅能够提高潜山成像质量，而且能够揭示潜山内幕储层的分布特征，为邦戈盆地花岗岩潜山储层精细表征奠定了良好的基础。

(2)基于地质成因的储层分类及对储层的储集空间组合特征、储层类型及其岩石物理特征和相应地震响应特征的总结，是制定花岗岩潜山储层预测技术对策、优选主要技术的依据。

(3)分类预测是实现花岗岩潜山复杂储层预测的有效技术对策，裂缝型储层联合应用区域构造、曲率体、相干体和OVT等地震属性预测裂缝发育带和发育强度。

(4)孔隙型储层主要分布在潜山表层，具有层状—似层状展布特征，与沉积型储层类似，应用地震多属性融合和地震反演等技术能进行储层定性和定量预测。

(5)储层预测结果的叠合分析和综合评价认为，基岩油藏为统一油水界面的块状油藏，优质油层主要分布在潜山表层200m以上，优质储层表征能够提高潜山油藏表征精度和钻井成功率。

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