建南地区须六段致密砂岩优质储层预测技术

张水山，刘勇江，刘贤红

（中国石化江汉油田分公司物探研究院，武汉430000）

技术方法

建南地区须六段致密砂岩优质储层预测技术

张水山，刘勇江，刘贤红

（中国石化江汉油田分公司物探研究院，武汉430000）

建南地区须家河组须六段为典型的致密砂岩气藏，具有全区富砂、整体含气及局部富集的特征，是岩性气藏勘探的有利地区。该区须六段致密砂岩物性差、厚度薄，砂岩与泥岩波阻抗值接近，应用叠后波阻抗反演等技术难以识别储层。通过技术攻关，建立了致密砂岩优质储层预测技术。该技术主要包括3个步骤：①从井出发，总结典型地质体的地震相模式，利用地震属性分析技术对致密砂岩储层有利发育区进行宏观预测；②利用岩石物理建模及分析技术，分析不同岩石的物理性质，如纵波阻抗与泊松比等的变化，确定识别岩性的敏感参数和方法；③综合运用多参数反演与叠前反演技术，有效识别优质储层。研究结果表明：该技术在建南地区须六段致密砂岩优质储层预测中取得了较好的效果，具有一定的推广应用价值。

致密砂岩；地震属性；岩石物理；叠前反演；储层预测

0　引言

建南气田位于石柱复向斜川东褶皱带，该区上三叠统须家河组须六段为一套三角洲前缘水下分流河道的陆相碎屑岩沉积，整套地层沉积特征相对稳定，具有全区富砂、整体含气及局部富集的特征［1］。天然气的局部富集受沉积及储层的控制，具备形成岩性圈闭的有利条件［2-5］。须家河组须六段岩性以厚层块状灰色、浅灰色、灰绿色细砂岩及中砂岩为主，可分为上、下2套砂体，中间夹薄层深灰色泥岩或砂质泥岩，局部下部砂岩不发育［6］。测井曲线形态为钟形、箱形或指形，是典型的水下分流河道砂岩的响应特征。须六段93.6%的岩心样品的渗透率为0.01～0.10 mD，孔隙度较小，为1%～7%，属典型的低孔、低渗储层［7］。建南地区须六段砂岩发育于三角洲前缘，水体相对较浅，能量充足，大量的碎屑物质沿物源方向顺水流沉积下来。对须六段水下分流河道砂岩发育层段不同岩性波阻抗统计发现：①致密砂岩波阻抗值较高，为12 497～15 500 g/cm3·m/s；②泥岩波阻抗值较低，为11 500～12 497 g/cm3·m/s；③砂岩含气后波阻抗值降低，几乎与泥岩重合，为11 000～12 500 g/cm3·m/s。

致密砂岩储层评价是有效开发该类气藏的关键因素之一。美国和加拿大致密砂岩气藏勘探和开发程度均较高，在致密砂岩储层评价研究方面积累了大量的经验。致密砂岩气藏主要指发现于盆地中心或斜坡区连续分布的大面积天然气藏。也有观点认为，大多数致密砂岩气藏位于常规构造、地层或复合圈闭中的低渗储层中，通常被称为“甜点”。国外致密气藏描述、评价和评估主要依赖于岩石学、测井和试井3种手段［8］。

建南地区须家河组须六段储层非均质性强、孔隙结构复杂，属于低孔、低渗储层。储层预测主要存在以下3个方面的问题：①含气砂岩与泥岩难以区分，砂体边界确定难度大；②储层难以识别，优质储层预测难度大；③砂体含气性识别难度大。针对上述问题，通过岩石物理建模及分析、正演模拟与地震属性优选等基础工作，明确了水下分流河道砂岩的地震响应特征。在此基础上，围绕水下分流河道砂体宏观预测、优质储层定量预测和油气检测三大关键问题，开展技术攻关，形成针对性技术，以期提高储层预测精度。

1　优质储层预测关键技术

1.1水下分流河道宏观预测

建南地区须六段水下分流河道发育，横向叠置，厚度为30～45 m，以砂岩为主。从已钻井出发，可归纳总结典型地质体的地震响应特征。建南地区水下分流河道砂岩地震反射特征大致可以分为2类：一类位于研究区南部，波形特征为短轴状、眼球状、中强振幅；另一类位于研究区中部和北部，波形特征为连续反射、强振幅。水下分流河道间地层地震反射特征为断续反射、弱振幅（图1）。地震振幅属性可定性描述研究区须六段砂岩发育区。利用须六段河道砂岩反射波组特征进行波形分类分析，结合单井沉积相认识，可精细刻画建南地区须六段沉积微相展布，明确有利相带分布（图2）。在确定有利相带的基础上，根据各井测井及岩性资料统计得到的物性参数，从已知井出发设计地质模型，该模型主要反映了河道砂岩及其厚度变化对地震响应的影响（图3）。

图1　建南地区须六段典型地震相Fig.1　Typical seismic facies of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

图2　建南地区须六段沉积微相平面图Fig.2　Sedimentary microfacies of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

图3　建南地区须六段地质模型（a）和地震正演（b）Fig.3　Geological model（a）and forward seismic map（b）of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

1.2致密砂岩优质储层预测

勘探开发实践证实，建南地区须家河组须六段致密砂岩气藏产能大小与砂岩厚度和物性紧密相关，因此寻找厚度大、物性好的优质储层发育区是勘探成功的关键。针对致密砂岩储层预测中存在的砂岩厚度、储层物性与含油气性预测等3个关键问题，分别建立了岩石物理建模与分析技术、叠前弹性反演技术及油气检测技术，有效解决了上述3个问题，实现了致密砂岩优质储层定量预测。

1.2.1岩石物理建模与分析技术

目前，应用叠前反演技术预测储层分布时，需要运用纵波、横波及密度测井数据来建立地层模型。由于研究区内只有建111井有横波测井资料，因此，需要通过岩石物理建模研究，得到尽可能多的、可靠的横波测井数据。该区岩石物理建模所遵循的技术流程为：在测井资料环境校正基础上，进行测井解释；选取合适的理论岩石物理模型，应用流体、矿物构成以及岩石结构等基础信息，获得有效的岩石弹性属性。根据实测的纵、横波速度及密度曲线与合成曲线的对比结果来确定模型参数。在确定了岩石物理模型后，可以用于构建其他井的纵、横波速度及密度等弹性参数，找到识别储层的敏感参数和方法，进一步建立优质储层的岩石物理解释量版（图4）。从图4可以看出：砂岩具有低泊松比和相对高杨氏模量的特征，采用叠前弹性参数反演技术计算这2种参数，利用交会的方法能较好地识别须六段砂岩。从须六段岩石物理解释量版（图5）上可以看出，用孔隙度>5%作为储层检测的窗口，能较好地识别须六段含气砂岩，可以将孔隙度作为识别储层的敏感性参数。

图4　建南地区须六段泊松比与杨氏模量交会图Fig.4　Intersection map of Poisson's ratio and Young's modulus of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

图5　建南地区须六段岩石物理解释量版Fig.5　Petrophysical interpretation volume edition of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

1.2.2叠前弹性参数反演技术

叠前弹性参数反演以叠前道集为主要资料，以测井和地质资料为约束，计算出纵、横波速度与密度3种参数，利用这3种参数可进一步计算其他弹性参数［9］。通过前述岩石物理交会分析结果，须六段砂岩具有低泊松比和高杨氏模量的特征，可以通过这2种弹性参数来综合刻画砂岩的分布。从连井剖面（图6）上看，这种方法刻画的砂岩与钻井资料有较好的对应关系，说明砂岩预测方法和参数均合理，可以识别须六段的砂岩。

须六段岩石物理参数的分析结果表明，优质储层具有高孔隙度特征，因此地层孔隙度的准确计算非常关键，关系到优质储层的预测是否准确。在砂岩厚度定量预测的基础上，研究区孔隙度计算主要按以下流程展开：首先以叠前反演计算的纵、横波速度与密度数据体以及自然伽马曲线作为输入，通过神经网络方法计算出自然伽马数据体；然后进行泥质校正，据文献［10］报道，可进一步利用怀利时间平均方程计算地层孔隙度。由于剔除了泥质的影响，使得计算的孔隙度可以相对真实地反映地层信息。从建南地区连井孔隙度剖面（图7）可以看出：建111井区砂岩孔隙度较高，最高可达6.15%，表明其具有较好的物性。另外，孔隙度低值区与泥岩的分布具有较强匹配性，孔隙度高值区与砂岩分布具有较强匹配性，并且与储层的分布吻合较好。

图6　建南地区连井泊松比（a）和杨氏模量（b）剖面Fig.6　Well-tie Poisson's ratio（a）and Young's modulus（b）of Jiannan area

图7　建南地区连井孔隙度剖面Fig.7　Well-tie pre-stack inversion profile of porosity in Jiannan area

1.3油气检测技术

从理论上讲，砂岩含气越好，储层低泊松比与低纵波阻抗的“双低”特征越明显（图8），偏离图8中黑色直线的距离（背景法线距离）将越大。该特征可以作为砂岩“含气指示因子”来预测含气性。

图8　建南地区含气砂岩背景趋势Fig.8　Background trend of gas sands in Jiannan area

建南地区须家河组须六段致密砂岩、含气砂岩和泥岩在泊松比与纵波阻抗交会图上具有明显的区域性分布。砂岩具有较低的泊松比，但其纵波阻抗与泥岩重合，含气砂岩纵波阻抗低于致密砂岩，在交会图上，含气砂岩具有低泊松比与低纵波阻抗的特征。

从建南地区连井流体因子检测剖面（图9）可以看出，建111井区砂岩含气特征明显（红色），与钻井油气显示吻合较好。将含气性预测结果与已钻井油气显示对比（表1），二者吻合程度较高，说明该方法适用于建南地区须六段油气检测。

图9　建南地区连井流体因子检测剖面Fig.9　Fluid factor detection profile in Jiannan area

表1　建南地区“含气指示因子”与须六段油气显示结果对比Table1　Comparison of gas indication factor with oil and gas show in Jiannan area

2　应用效果

应用前述技术对建南地区须家河组须六段致密砂岩优质储层发育区进行了精细刻画，识别Ⅰ类优质储层面积为81.92 km2，部署评价井5口，已钻的2口井均在须六段获工业气流，其中建密HF-1井获日产5.7万m3高产工业气流，提交预测天然气地质储量402.88亿m3，取得了较好的勘探效果。

3　结论

（1）岩石物理建模及交会分析均是储层预测工作的基础，通过开展岩石物理建模及交会分析，可以求取储层的敏感性参数，保证储层预测结果的可信度。

（2）通过应用泥质校正孔隙度计算方法，提高了储层厚度预测精度。叠前地震资料的应用提高了储层流体检测精度。

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（本文编辑：李在光）

Prediction technique of high-quality reservoir in tight reservoir of the sixth member of Xujiahe Formation in Jiannan area

ZHANG Shuishan，LIU Yongjiang，LIU Xianhong
（Geophysical Research Institute of Jianghan Oilfield Company，Sinopec，Wuhan 430000，China）

The tight gas reservoir of the sixth member of Xujiahe Formation which is characterized by sandstone-rich，gas-bearing in whole and local enrichment is favorable area for exploration.The sixth member of Xujiahe Formation is chara-cterized by poor physical properties and relatively thin thickness，which gives birth to similar wave impedance of sandstone reservoirs and mudstones.Thus，it is difficult to use post-stack wave impedance inversion to distinguish reservoir.Prediction technique of high-quality reservoir in tight reservoir has been established by technical research. It includes three steps：firstly，seismic facie models of typical geologic bodies should be summarized from logging information and the macroscopic favorable zones ought to be forecasted by analyzing seismic attributes；secondly，physical properties of different types of rocks such as impedance，Poisson's ratio and so on are supposed to be analyzed by rock physics modeling，in which the sensitive lithology parameters can be picked out；thirdly，favorable reservoir is able to identified effectively by comprehensive application of multi-parameter inversion and pre-stack inversion.The application of this technique in the sixth member of Xujiahe Formation in the study area proved to have good result and have great application prospects.

tight sand；seismic attributes；petrophysics；pre-stack inversion；reservoir prediction

P631.4

A

1673-8926（2015）03-0098-05

2014-11-08；

2015-01-15

中国石化江汉油田分公司科研项目“鄂西渝东区须家河组储层预测与流体识别”（编号：JKW4013003）资助

张水山（1964-），男，高级工程师，主要从事地震资料解释、储层预测及油气藏描述方面的研究工作。地址：（430000）湖北省武汉市硚口区古田二路汇丰企业总部5栋A座物探研究院。E-mail：zhangss.jhyt@sinopec.com。