渤海JZ-X气田湖底扇岩性油气藏预测技术研究

文佳涛 房 娜 王欣然 朱志强 严 皓

中海石油(中国)有限公司天津分公司, 天津 300459

0 前言

海上油气田钻井成本高,在勘探开发前期由于钻、测井资料少和井距大等原因,造成储层预测困难。因此,在无井或少井控制条件下,如何充分利用地震资料在空间上密集采样的优势,通过储层地震理论方法预测储层分布规律已成为推动海上油气田勘探与开发的重要手段[1-5]。渤海JZ-X气田勘探阶段通过各种振幅能量类地震属性对湖底扇储层平面展布规律进行预测,研究认为该气田发育一个大规模整装湖底扇岩性油气藏,见图1。为此,在其构造低部位和高部位钻了JZ-X-1井和JZ-X-3井两口探井,实钻结果证实该湖底扇岩性油气藏内部储层横向变化快,砂体分布范围、连通关系和流体系统十分复杂,给后期的开发带来了严峻挑战。

图1 JZ-X气田东二段湖底扇沉积模式图

在地震沉积学理论指导下[6-8],针对JZ-X气田目的层东二段埋藏深、地震资料分辨率低、储层横向变化快等难题,通过地震分频解释技术提升原始地震资料分辨能力提高目标体识别精度;运用井震结合进行精细小层划分与对比和地层切片技术建立最小等时研究单元;根据湖底扇沉积特征,寻找湖底扇与周边围岩的沉积差异为突破口,提出基于沉积特征差异的地震属性优选思路,创新性地利用方差体数据代替传统成果数据,最终优选出不同时期方差体地层切片属性,较好地刻画出了湖底扇岩性油气藏平面展布规律和垂向演化特征。

1 地质概况

JZ-X气田位于渤海湾盆地辽东湾海域辽中凹陷中北部,为典型的中深层气田。结合区域地质背景、壁心、岩屑和重矿物等资料,研究认为JZ-X气田目的层东二段位于稳定的半深湖沉积环境,局部发育重力滑塌作用形成的湖底扇沉积体系,物源主要来自东边辽东凸起的辫状河三角洲沉积,气田范围内沉积亚相主要为湖底扇中扇沉积。

2 湖底扇岩性油气藏精细预测技术

2.1 分频解释技术

针对JZ-X气田目的层东二段埋藏深、地震资料分辨率低等难题,本文在地震沉积学理论指导下,利用地震分频解释技术来提高地震资料对目标体的识别精度[9-11]。JZ-X气田的地震资料包括低频、中频和高频成分,其中低频成分代表背景场信息,高频成分虽然理论分辫率较高,但由于气田目的层埋藏较深,实际地震资料很难达到比较高的频率,可信度降低,不能真正地反应地下实际情况。研究区地震资料主频在23 Hz左右,通过对原始资料进行分频处理,采用小波分频重构技术,滤除了低频和高频成分,保留了主频优势频带,大大提高了目标体识别精度。本次主要将研究区地震数据体分为10、20、40 Hz。过JZ-X-1井～JZ-X-3井原始地震剖面见图2,过JZ-X-1井～JZ-X-3井分频处理后20 Hz地震剖面见图3,对比图2和图3可以看出其中主频20 Hz的地震剖面分辨率明显较高,不仅能够较好地刻画出湖底扇砂体的边界,还能较好地显示湖底扇内部细节,最终选择采用主频20 Hz的地震数据体预测研究区湖底扇平面展布规律和连通关系。

图2 过JZ-X-1井～JZ-X-3井原始地震剖面图

图3 过JZ-X-1井～JZ-X-3井20 Hz地震剖面图

2.2 地层切片技术

通过井震结合研究,认为JZ-X气田湖底扇内部主要发育两期不同的湖底扇沉积。根据精细小层划分与对比,将研究区湖底扇沉积划分为2个小层,分别对应早晚2个沉积期次。然后根据地质分层、地震层位和测井旋回等对应关系,采用地层切片技术建立等时研究单元。等时研究单元是井震统一的纵、横向研究单元,其中地震等时面的选取是等时研究单元的基础与关键。本次研究综合考虑JZ-X气田砂岩厚度、测井旋回等地质特征,并结合地震数据体的采样点和地震分辨率精度,在湖底扇顶底两个等时面之间等比例内插出8个“等时地层切片”,然后选取不同的地层切片进行切片的地震属性提取和等时单元的储层平面研究。

2.3 方差体地震属性分析技术

2.3.1 湖底扇沉积特征差异研究

“湖底扇”这一术语来源于海底扇的研究,由Walker R G等人提出的海底扇模式演绎而来[12],其含义与赵澄林、吴崇筠等人报道的浊积扇概念基本相当,均指湖盆中沉积物以重力流搬运方式堆积在深水区的粗碎屑扇形体[13-17]。

在辽东湾地区,湖底扇的主要形成机制是三角洲沉积体系遭受冲刷,发生重力滑塌,在深水处的水道下方堆积而形成的小型沉积体[18]。地震相一般具有透镜状外形,内部表现为蠕虫状或者杂乱反射[19-20]。通过对辽东湾地区目前已发现的湖底扇沉积特征进行深入研究,认为受重力滑塌作用影响,湖底扇沉积体在沉积过程中常发生滑塌变形形成各种滑动变形构造,如包卷层理、泥岩撕裂屑等,砂岩的分选性、磨圆度较差,成分成熟度和结构成熟度较底。一些大的滑动变形构造也会导致地层的横向展布不稳定、不连续、成层性差等特征。研究区深湖泥岩质纯、整体分布范围广、连续性好、成连片分布,地震相主要表现为平行、连续的地震反射特征。结合壁心、岩屑描述、以及各种分析化验和测井曲线等资料,综合研究认为JZ-X气田湖底扇砂体的沉积特征和地震相与它周边围岩泥岩存在明显差异。因此,迫切需要寻找一种能够将湖底扇这种横向展布不稳定、不连续的沉积特征表征出来的地震属性,从而达到精细预测湖底扇岩性砂体平面分布范围的目的。

2.3.2 方差体属性基本原理与运算规则

方差体技术通过自动拾取三维地震地质信息,常用来检测地下地层不连续变化和断层等地质现象。由于三维地震数据体主要反映地下一个规则网格的反射特征,所以当遇到地下存在断层或某个不连续变化的地层时,一些地震道的地震反射特征就会与其附近地震道的地震反射特征存在差异,从而导致地震道局部存在变化和不连续性特征[21-22]。通过采用方差算法模型计算出整个三维数据体所有样点的方差值,如果在方差体地震属性的时间切片或顺层切片上出现异常区,便可检测出断层或不连续变化的地质信息,从而达到识别断层和不连续变化地层等地质异常体的目的。

图4 方差值计算数据点选取范围示意图

2.3.3 方差体地震属性优选与应用

通过文献调研,可知地震属性主要分为振幅、频率、相位及层序等多种类型,最常用的是通过各种振幅能量类的地震属性来识别砂泥岩的分布范围和预测有利储层发育带[23-24],但用在刻画研究区湖底扇岩性砂体的平面分布范围时效果并不理想,存在着多解性。鉴于湖底扇这种特殊的沉积特征和储层分布范围难以预测的难题,本文通过对目标沉积体湖底扇的沉积特征及与周边泥岩的沉积差异进行深入研究,以寻找它的沉积主控因素和主要沉积特征差异为突破口,对地震属性的基本原理、使用条件及其地质意义进行深入调研分析,创新性地优选了一种用来表征复杂断裂带和地层不连续的方差体属性来刻画湖底扇砂体的分布范围和内部连通关系。实践结果证明,在地震沉积学理论指导下,通过对原始地震资料进行分频处理和建立等时地层切片,然后提取不同地层切片所对应的方差体属性,可以较好地刻画出湖底扇砂体平面展布规律和垂向演化特征。过JZ-X-1井～JZ-X-3井原始地震剖面图见图5,过JZ-X-1井～JZ-X-3井原始地震剖面图见图6,从图5～6可以看出,JZ-X气田湖底扇砂体的分布范围和边界十分清晰,JZ-X-1井和JZ-X-3井分别钻遇不同的湖底扇砂体。从早期到晚期物源供给逐渐增强,湖底扇沉积砂体分布范围逐渐增大。

图5 沉积早期湖底扇砂体分布范围图

图6 沉积晚期湖底扇砂体分布范围图

3 结论

1)通过对JZ-X气田湖底扇岩性油气藏的储层展布规律进行精细预测,进一步落实了湖底扇岩性油气藏的分布范围和内部连通关系。研究结果表明,JZ-X气田在勘探阶段认识的一个大规模湖底扇岩性油气藏其实是由两个相互不连通的岩性砂体组成。从早期到晚期物源供给逐渐增强,湖底扇砂体分布范围逐渐增大。本次研究进一步落实了JZ-X气田的风险和潜力,为气田后期的储量计算、开发方案研究和井位部署提供了可靠地质依据。

2)实践结果证明,以地震沉积学方法为指导,在无井或少井控制条件下,充分利用海上油气田地震资料在空间上密集采样的优势,初步探索出一套基于目标体沉积差异的方差体地震属性预测技术,能够较好地预测湖底扇岩性油气藏分布范围。对渤海未来湖底扇岩性油气藏的勘探与开发具有很好的借鉴意义和较好的推广应用价值。