江桥地区萨一油层组河道砂体特征及预测

时间：2024-05-22

朱绪峰, 于志龙, 柯钦, 郭波, 张元场, 杨淑华, 郭继茹

(东方地球物理公司研究院地质研究中心,涿州 072750)

0 引言

松辽盆地经历了多期构造运动，形成了凹隆相间的构造格局，盆地北部的西斜坡区为松辽盆地的一级构造单元，主要包括富裕构造带、泰康隆起带和西部超覆带3个二级构造带。西斜坡构造演化主要经历了断陷、坳陷和构造反转3个阶段，自下而上形成3个相应构造层，其中以坳陷层最发育，主要接受了泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组地层沉积[1-4]。

图1 研究区位置示意图Fig.1 Location of research area

萨尔图油层是该区主力油层，进一步划分为萨零、萨一、萨二三3个油层组，对应姚家组二、三段-嫩江组一段沉积时期的地层。油气主要来自齐家-古龙凹陷的青山口组源岩，通过砂体、不整合面及断层疏导体系，在有效圈闭内聚集成藏，具有资源大、埋藏较浅、易于开发动用的特点，经过多年的勘探与开发，相继发现了白音诺勒、二战、阿拉新、平洋、江桥和富拉尔基等多个油气藏[5-10]。

江桥地区位于泰康隆起带的中西部(图1)，已落实J55、J75等多个控制储量区，萨二三油层组为其产层，而以萨一油层组为产层的井位置分散，未能形成储量区。近年来，随着勘探程度的加深，新完钻的J93井、J67井在萨一油层组均获得高产工业油流，且钻探揭示出油层段河道砂体发育，储层物性好，进而表明针对该层仍具有较大勘探潜力。因此，有必要针对萨一油层组，在江桥地区深入剖析河道砂体特征，并运用各类物探方法预测其平面分布规律，指导下一步油气勘探。

图2 J93-J67连井对比图Fig.2 Comparison of J93 and J67(a)J93井综合柱状图；(b)J67井综合柱状图

1 河道砂体特征

1.1 岩性组合特征

江桥地区萨一油层组发育的沉积相类型有三角洲相和湖泊相，储集层砂体主要聚集在三角洲前缘亚相的水下分流河道、河口坝、远砂坝及席状砂微相。其中水下分流河道砂体岩性以粉砂岩为主，泥质含量少，粒度中等，分选较好，呈正韵律特征，电测曲线特征呈箱形、钟形或指形；其他微相储层包括河口坝、远砂坝及席状砂，岩性以泥质粉砂岩为主，泥质含量相对较高。

新钻井连井对比揭示(图2)，江桥地区河道砂主要发育在萨一油层组的中上部，下部为一套稳定的泥岩。当河道砂在上部发育时，砂岩厚度大，累计可达6 m；当河道砂在中部发育时，砂岩厚度小，仅为1 m左右，在其上部则发育一套累计7 m厚的河口坝砂岩。

1.2 测井响应特征

钻井统计表明，江桥地区三角洲前缘沉积相带内储层发育，但储层物性差异较大，物性好的储层孔隙度通常大于30%，渗透率可达6 000 mD，试油为工业油层或水层，为该区河道砂体储层，而物性差的储层孔隙度通常小于15%，渗透率仅为100 mD ～130 mD，试油为干层，以致密储层为主。通过统计该区部分已钻井萨一油层组储层的测井曲线特征(表1、表2)，可以看到，河道砂体储层密度在1.95 g/cm3～2.05 g/cm3之间、伽马在77 API～89 API之间、电阻在12 Ω～ 41 Ω之间、声波时差在127 μs/ft～136 μs/ft之间，相对致密储层，河道砂体储层具有高声波时差、低密度、低伽马和高电阻特征。

1.3 地震响应特征

结合河道砂与围岩的组合特征及其测井响应，笔者利用正演模拟方法来反映河道砂的地震响应特征。地震正演模拟是利用地下地质模型，通过射线追踪或波动方程等方法，计算出对应于地质模型的地震记录，通过与实际资料的对比，明确河道砂地震反射特征与储层参数的关系，减少地震储层预测的多解性，进而优选储层预测方法。

根据江桥地区实际井资料，设计了萨一油层组内包含厚层河道砂、致密砂、致密砂-薄层河道砂组合等3种不同储层类型的地质模型(图3)，模型参数如下：上覆萨零油层组底部泥岩速度设为2 000 m/s，密度为2.10 g/cm3；萨一油层组泥岩速度设为2 200 m/s，密度为2.10 g/cm3。厚层河道砂最大厚度为6 m，速度设为2 350 m/s，密度为2.02 g /cm3；致密砂累计厚度为6 m，速度设为 2 650 m/s，密度为2.25 g/cm3；致密砂-河道组合中席状砂累计厚度为4 m，河道砂最大厚度为2 m，地震子波主频为65 Hz。

表1 江桥地区河道砂体储层电性曲线特征Tab.1 Characteristic of channel sand electricity curve in Jiangqiao area

表2 江桥地区致密储层电性曲线特征Tab.2 Characteristic of tight reservoir electricity curve in Jiangqiao area

图3 正演模拟Fig.3 Forward modeling(a)地质模型；(b)正演剖面

通过模型正演得到以下认识：①河道砂体与致密砂相对于泥岩均表现为强波峰反射特征；②河道砂相对于致密砂则表现为弱波峰反射特征；③当河道砂位于致密砂下部时，河道砂与致密砂的岩性组合表现为强波峰反射，与厚层致密砂地震反射特征相似。

2 河道砂体储层预测方法

通过以上分析，明确了江桥地区萨一油层组河道砂具有高声波时差、低密度的测井响应特征，其中上部厚层河道砂体地震上表现为弱波峰反射特征，而中部河道砂较薄，远小于该区地震可分辨的极限λ/4(约为9 m ～10 m)，受上部致密砂影响，地震上表现为强波峰反射特征，因此仅通过提取沿层振幅无法识别中部河道砂。

为提高储层预测纵向分辨率，我们通过地震沉积学方法，首先在精细层位标定基础上，全区层位追踪，建立等时层序地层格架；然后通过90°相移处理，建立地震反射同相轴与地质岩层对应关系；最后生成地层切片，并提取对应地震属性，研究该区砂体平面展布特征。

2.1 90°相移处理

90°相移技术[11-12]是当前实现常规地震资料岩性标定的最经济有效的方法。其基本思路是将零相位的原始地震记录转换为90°相位剖面后，地震反射轴相对于砂岩层对称，而不是相对于地层顶底界面对称，使得地震反射同相轴与地质岩层相对应，地震相位也就具有了岩性地层意义，提高了剖面的可解释性。

具体步骤为：①对原始地震资料做相位分析(一般地震资料为最小相位，而非零相位)，提取地震子波相位谱[13-14]；②将原始地震资料转换成零相位地震资料；③进行90°相移，获得90°相移资料。其中地震子波的相位谱提取方法为：将测井曲线与地震数据结合，当匹配很好时，统计的子波相位角即为估算的地震相位角。

以该区工业油流井-J93井为例，可以看到，原始过井地震剖面上，萨一油层组上部砂岩顶面对应最大波峰处，砂岩底面则位于波谷反射轴内(图4(a))；90°相移处理后，上部砂岩位于整个波峰反射轴内(图4(b))，因此大大减少了地震反射同相轴与储层顶底关系的不确定性，提高了储层的辨识度。

2.2 地层切片提取

地层切片技术是以2个等时地层层序界面或解释的层位为顶底，在顶底界面间按照等比例内插出一系列层位，并对这些插出的层位沿层提取地震属性的技术方法。相比于沿单一层位向上或向下漂移切片，地层切片具有沉积上的等时特性，准确定位沉积单元在地震上的响应时间，并且应用地层切片可有效提高地震纵向分辨率，突破λ/4的极限[15-20]。

笔者在90°相移基础上，将萨一油层组储层顶底线性插出6个层(图5)，对应地层切片1～ 6，自上而下分别提取萨一油层组顶部储层对应切片的沿层瞬时振幅属性(图6)，从图6上可以清晰地观测到河道砂体的平面分布和纵向上的砂体走势。

3 河道砂体分布特征

从萨一油层组地层切片属性图上看(图6)，研究区西北部J64-J41-J18井区为湖泊相，地震上是弱振幅，属性对应连片蓝色低值区，大面积广泛分布，钻井揭示该区岩性为大套泥岩、粉砂岩质泥岩。研究区东部为三角洲相，钻井揭示该区岩性以粉砂岩和泥质粉砂岩为主，属性对应以红色-黄色-绿色为主的高值区；三角洲相带内发育多条水下分流河道，为该区优质储层，地震上具有“强中弱”特征，属性对应蓝色低值区，分流河道走向以南北向为主。

图4 90°相移前后过J93井地震剖面对比Fig.4 Comparison of seismic section before and after 90 degree phase shift of J93(a)原始剖面；(b)90°相移剖面

图5 J93井测井解释图与过J93井90°相移后地震剖面Fig.5 Log interpretation map and Seismic section after 90 degree phase shift of J93(a)J93井测井解释图;(b)过J93井90°相移后地震剖面

图6 江桥地区萨一油层组地层切片振幅属性图Fig.6 Strata slices of S1 oil layer in Jiangqiao area(a)地层切片1瞬时振幅；(b)地层切片2瞬时振幅；(c)地层切片3瞬时振幅；(d)地层切片4瞬时振幅；(e)地层切片5瞬时振幅；(f)地层切片6瞬时振幅

图7 江桥地区萨一油层组河道分布图Fig.7 Channel distribution of S1 oil layer in Jiangqiao area(a)萨一油层组晚期河道分布；(b)萨一油层组早期河道分布

根据S1顶部6个瞬时振幅地层切片河道分布特征，将江桥地区河道大体可划分为早、晚2期发育(图7)，其中，早期河道分布根据切片5与切片6瞬时振幅属性得到，晚期河道分布根据切片1-切片4瞬时振幅属性得到。

早期河道主要发育在研究区东部(图7(b))，面积约52 km2，河道走向以南北向为主，在中西部湖平面相对较高，分流河道不发育；随时间推移，湖平面下降，湖盆面积缩小，三角洲相面积扩大，水下分流河道向西迁移，河道发育增多，面积约80 km2，研究区中西部的J93井区及其西部发育两条大的南北向河道，而此时的J67井区河道不再发育，在其东部发育另外两条河道(图7(a))。

同时可以看到，江桥地区萨一油层组所有工业油流井均位于河道发育区，因此，下一步油气勘探应围绕河道砂体发育区，与构造背景结合，部署井位目标，提高油气勘探成功率。