古近系陡坡扇构造-岩性复合圈闭识别与储层刻画技术及应用

2020-12-03杨东升赵志刚徐建永刘志峰

特种油气藏 2020年5期

杨东升，赵志刚，徐建永，刘志峰，李楠

(中海油研究总院有限责任公司，北京 100028)

0 引言

古近系陡坡扇是中国东部断陷湖盆重要勘探领域，具有距湖盆中心近、紧邻烃源岩、且砂体叠置连片发育的特征。中国海域古近系陡坡扇勘探程度较低，古近系陡坡扇形成的构造-岩性复合圈闭逐渐成为中国海域油气勘探的重要新领域。以珠江口盆地珠一坳陷为例，随着中浅层构造圈闭钻探殆尽，勘探逐渐由浅层转向中深层，珠一坳陷的各凹陷断陷期均发育古近系陡坡扇，这一新领域潜在油气资源量巨大，一旦获得勘探突破，古近系陡坡扇将成为珠江口盆地未来重要的储量增长点。

近年来，随着地球物理技术的进步，有明显地震反射特征的陡坡带扇体可通过商业软件实现综合识别和刻画[1-11]。前人针对陡坡扇的评价，开展了诸多研究和实践。喻林等[12]通过地震层位对比，综合运用多种物探技术手段预测和刻画了一系列陡坡带近岸水下扇体，成功打开了兴西洼陷油气勘探局面。夏步余等[13]利用正演模拟、三维可视化、聚类分析和波阻抗反演等技术综合描述了邵伯地区的砂砾岩扇体圈闭，取得了一定的效果。齐恒等[14]提出了以地震沉积学理论为指导，采用分频处理技术提高地震资料分辨率，90 °相移旋转后沿层切片定性描述扇体形态，结合波阻抗反演定量预测扇体展布的一套水下扇识别流程。生油凹陷发育的陡坡扇，由于缺乏亮点型地震反射特征，该类型目标评价过程中圈闭识别和储层刻画难度非常大。以珠江口盆地古近系陡坡扇陆丰1-X目标文五段扇三角洲为例，探索出一套实用性强的技术组合，为生油凹陷陡坡扇构造-岩性复合圈闭评价提供参考依据。

1 研究区概况

陆丰凹陷位于珠江口盆地珠一坳陷东北部，为北部隆起、惠陆低凸起、东沙隆起和海丰凸起所围，面积约为7 760 km2。受中部陆丰中低凸起分割影响，陆丰凹陷可划分为陆丰南次洼和陆丰北次洼，内部又可划分为陆丰15洼、陆丰13东洼、陆丰13西洼、陆丰7洼、惠州11洼和惠州5洼等6个次级洼陷，其中陆丰13洼(包括陆丰13东洼、陆丰13西洼)面积最大、基底沉降最深，陆丰13洼和陆丰15洼是已证实的富生烃洼陷[15]。

陆丰15洼位于珠江口盆地陆丰凹陷南侧，为继承性发育的箕状断陷，水深为150～300 m。南部陡坡带发育陆丰1-X文昌组陡坡扇目标，该目标靠近生排烃中心，处于有利的油气运移指向区，油气成藏条件优越，为有利勘探目标区。研究区已实现三维地震资料全覆盖，完全具备目标评价研究的基础条件。

2 古近系陡坡扇构造-岩性复合圈闭识别和储层刻画技术

在前人对古近系陡坡扇评价研究的基础上，结合近年来地球物理技术的发展，总结出了一套适用于生油凹陷的陡坡扇构造-岩性复合圈闭识别和储层刻画技术流程(图1)。首先，在区域沉积研究的基础上指明古近系陡坡扇的有利发育部位，通过高频层序地层格架的建立，进一步明确古近系陡坡扇的发育层系和类型。其次，通过全三维地震综合解释技术和基于地震相分析的属性叠加提取技术识别陡坡扇的构造边界线和岩性边界线，进而综合刻画陡坡扇构造-岩性复合圈闭。最后，通过基于古地貌和属性提取的物源体系分析技术、叠前弹性反演储层预测技术和三维沉积体Mesh Probe体雕刻技术来综合刻画陡坡扇的沉积储层。整套技术在陆丰15洼南部陡坡带陆丰1-X陡坡扇目标评价中进行了综合应用。

图1 研究流程和技术路线Fig.1 Research process and technical route

2.1 区域沉积研究指明扇体有利发育部位

陡坡扇通常发育在坡度陡、距离物源近、地形起伏大、构造活动强烈的断裂坡折带上，地震剖面上表现为扇体包络面清晰、反射强、扇体内部反射较弱或无反射，其沉积类型通常为扇三角洲或水下扇[16]。盆地的古构造和沉积充填的空间配置受构造坡折带的分布特征、活动历史和组合样式所决定，不同的组合样式会造成不同局部古地貌特征，并制约着沉积物的分散过程和砂体分布样式[17]。研究区陆丰15洼为典型半地堑，南部断裂坡折带紧邻东沙隆起剥蚀区，断陷期构造活动强烈，引起古地形坡度的突变，利于陡坡扇发育。在研究区利用三维等时切片扫描，明确陆丰15洼断裂下降盘陡坡扇发育的平面位置，地震剖面上通过地震相分析该陡坡扇目标为2期不同类型的扇体，第1期扇体表现为从根部至远端连续性明显变好，且具有明显前积的地震反射特征，初步判定为扇三角洲沉积；第2期扇体表现为低频、差连续、中弱振幅，杂乱楔形的地震反射特征，初步判定为偏事件性的水下扇沉积(图2)。

图2 陆丰1-X陡坡扇地震相特征Fig.2 Seismic facies characteristics of LF 1-X steep slope fan

2.2 建立高频层序格架明确扇体的发育层系和沉积类型

在三级层序内进行四级层序的划分，关键在于界面的选择，关于四级层序界面是选择水进界面还是水退界面，国内外的学者一直存在很大的争议。大量研究结果表明，在三级层序地层格架内依据水进面划分高频层序，井-震结合进行追踪对比，建立四级或五级层序地层单元构成的高精度层序地层格架，可为沉积相或储集体分布规律研究提供重要基础[18-24]。

根据研究区及周缘已钻井，在文昌组内部划分6级高频层序格架，通过精细井-震标定，将各个层序界面解释至陡坡扇目标陆丰1-X，明确第1期扇体发育层系为文昌组五段，第2期扇体发育层系为文昌组四段。结合区域沉积研究，同时，利用层序地层学软件分析文昌组内部各级层序湖平面变化，了解扇体沉积发育背景。结合2期扇体的地震相和古地貌特征，文五、六段沉积时期为初始湖泛期，该时期水深较浅，发育扇三角洲沉积，文四段时期是最大湖泛期，发育深湖背景下的水下扇沉积(图3)。下面重点以文五段扇三角洲目的层进行圈闭识别和储层刻画。

图3 陆丰15洼LF16-1A井文昌组层序地层划分及湖平面变化分析Fig.3 Sequence stratigraphic division and lake level change analysis of Wenchang Formation in Well LF16-1A,Lufeng 15 trough

2.3 多种地球物理技术综合识别陡坡扇构造-岩性复合圈闭

陡坡扇构造-岩性复合圈闭识别和刻画的要点是落实构造最低圈闭线和岩性边界线。在层序地层格架的精细解释基础上，通过全三维构造解释技术落实了2期扇体的顶面构造，从而明确构造控制范围内的最低圈闭线。岩性圈闭线的识别和刻画是陡坡扇目标圈闭评价的难点。针对非亮点型沉积体，结合已钻井的地震相分析，寻找横向不同相带的地震反射特征差异是刻画生油凹陷陡坡扇目标的重点。因此，发展了基于地震相分析的地震属性提取技术来识别刻画岩性边界线。具体做法是：①在区域沉积研究的基础上，分析陆丰15洼沉积中心文四段和文三段深湖地震相特征，其表现为低频、连续、强振幅、平行—亚平行席状地震相特征，而2套扇体整体表现为中低频、差连续、弱振幅或中弱振幅、杂乱楔形地震相特征，横向上不同相带间的地震连续性和振幅有差异，连续性的差异性稍大，振幅的差异性较小，因此，选择表征连续性的相位分析技术和振幅属性来综合识别岩性边界线；②由于振幅的横向差异性相对较小，通过多振幅属性的叠合提取来增强不同相带间横向振幅的差异，从而清晰地体现扇体边界刻画效果。具体操作为：在叠前时间偏移纯波成果(PSTM)数据体上依次提取振幅增强属性体、振幅对比体、一阶导数体、均方根振幅属性体，通过均方根振幅属性最小值来表征扇体平面展布范围。图4以均方根振幅最小属性值有效刻画了文五段扇三角洲的形态和平面分布。通过振幅属性体叠合提取的方法有效达到了增强不同相带间横向振幅差异的目的，同时结合相位属性分析技术识别岩性尖灭点的范围最终来综合刻画岩性边界，确定了扇体边界和构造边界。通过扇体顶面构造等值线和扇体厚度叠合图来综合刻画和表征陡坡扇构造-岩性复合圈闭(图5)。文五段扇三角洲面积为26.4 km2，高点埋深为3 360 m，最大厚度可达650 m，文五段扇体顶面的构造圈闭要素如表1所示。

图4 陆丰1-X文五段扇三角洲地震属性平面分布Fig.4 Plane distribution of seismic attributes in fan delta of Wen 5 Member in LF 1-X structure

图5 文五段扇三角洲顶面T84构造等值线与扇体厚度叠合Fig.5 Superposition map of T84 structural isoline and fan thickness on fan delta top in Wen 5 Member

表1 陆丰1-X构造圈闭要素Table 1 Trap elements of LF 1-X structure

2.4 地质-地球物理综合刻画沉积储层

沉积储层的刻画首先明确物源体系，基于古地貌和属性提取的物源体系分析，文五段扇三角洲的物源来自东沙隆起，有多口井揭示东沙隆起基底岩性为花岗岩，具备较好的物源基础。物源通道为断弯部位形成的汇聚槽，文五段扇三角洲在目标区发育东、西2个朵叶扇体，通过petrel软件三维Mesh Probe体属性雕刻技术清晰地刻画了扇三角洲的空间展布形态(图6a、b)。同时利用叠前弹性反演技术对2期扇体储层进行综合预测，通过文昌组纵横波速度比和纵波阻抗交会图分析可知，砂岩表现为低纵横波速度比的特征。根据地球物理储层反演预测的平面结果，储层平面分布和属性平面刻画的效果具有很好的一致性，目标区储层整体较发育，其中，扇三角洲的西侧朵叶储层更为发育(图6c)。结合周边已钻井储层物性统计结果分析，陆丰凹陷文五段孔隙度为5%～15%，渗透率为0.1～30.0 mD。根据以上分析，预测文五段扇三角洲前缘孔隙度约为12%，渗透率为0.1～30.0 mD。据此，对研究区沉积相进行精细调整，结合古地貌、沉积相的最终结果进行叠合，从而有效描述了文五段陡坡扇体的沉积背景、物源通道、沉积类型和沉积储层的面积(图6d)。