专天 乞此 第36卷第2期 OIL&GAS GEOL0GY 2015年4月 文章编号:0253—9985(2015)02—0230—10 doi:10.1 1743/ogg20150207 川西坳陷陆相致密气藏河道砂岩储层 精细刻画技术及其应用 武恒志,叶泰然,赵迪,马如辉 (中国石化西南油气分公司,四川成都610041) 摘要:川西坳陷侏罗系砂岩储层具有低渗致密的特点,主要为三角洲相分流河道沉积。河道纵向叠置关系复杂、砂岩厚度薄、岩性 及物性横向变化明显,但地震资料分辨率有限,河道砂岩储层预测及刻画难度大,制约着开发目标评价及井网部署。采用从宏观到 微观、从定性到定量、从外形精细刻画至内幕非均质性评价逐步逼近的综合研究思路,重点集成了井一震一体化河道沉积层序识 别、河道砂体叠加样式正演、相带空间刻画和递进反演相控储层定量描述等关键技术,解决了河道期次划分、叠置样式预测、外形刻 画和定量描述等多个难题,实现以单河道为单元的气藏精细开发目标评价,取得了明显的应用效果,并形成了陆相致密气藏河道砂 岩储层精细刻画与描述技术体系。 关键词:层序;相带;河道砂岩;储层;岩性气藏;川西坳陷 中图分类号:TEl21.3 文献标识码:A Fine characterization technique and its application to channel sandstone in continental tight gas reservoirs of western Sichuan Depression Wu Hengzhi,Ye Tairan,Zhao Di,Ma Ruhui (Southwest Petroleum Brach Company,SINOPEC,Chengdu,Sichuan 610041) Abstract:The Jurassic sandstone reservoirs in western Sichuan Depression are mainly of delta distributary channel depo‘ sits,featuring in tightness and low permeability.The channel sands are complex invertical superimposition,small in thick— ness,and large in variations of lithology and poroperm characteristics.It is diicult to predictf and characterize those reser— voirs due to the limited seismic resolution,constraining target evaluation and well pattern deployment.A comprehensive method was adopted to study the reservoirs from macroscopic to microscopic observation,from qualitative to quantitative analysis and from appearance description to internal heterogeneity evaluation.Several key techniques were proposed, including channel sedimentary sequence identiication,forward modeling of stacked channel sands,descrfiption of space distribution of facies and quantitative characterization of reservoirs based on progressive inversion.They were successfully used in subdivision of channel sequence,prediction of stacking pattern and quantitative description of appearance,making it possible to perform fine evaluation of development target with single channel as an appraisal unit.A technology system was established for fine description and characterization of continental channel sands in tight・gas reservoirs. Key words:sequence,facies belt,channel sandstone,reservoir,lithologic gas reservoir,western Sichuan Depression 川西坳陷侏罗系岩性气藏埋深700~2 500 m,气 藏主要受河道砂岩储层分布控制。“九五”科技攻关 首次利用三维地震储层预测技术实现了新场气田勘探 开发重大突破,先后在四川盆地川西坳陷建成多个大、 陷侏罗系岩性油气藏迈出了向斜坡区及凹陷区勘探开 发的步伐。依托地球物理储层预测技术和水平井分段 压裂等关键技术攻关及突破,实现了多个勘探发现,落 实了多个开发建产阵地,产能建设取得了重要进展。 在地球物理储层预测技术方面,早期主要采用振幅类、 频率类、相位类、相关类、波形聚类和三维可视化等技 术进行河道储层预测和刻画,在正向构造带储层厚度 大及地球物理特征相对易于识别区域取得了明显效 果 I9 J。伴随勘探开发区域拓展、预测目标地质特征 中型气田,这些气田主要位于正向构造带上并以成都 凹陷周边的新场气田、马井气田和洛带气田等为典型 代表。2011年以来,伴随“叠覆型致密砂岩气区”成 地质理论和“相带控砂、河道控储、断砂输导、网状运 、差异聚集、甜点控产”地质认识的提出 卜 ,川西坳 收稿日期:2014—09—28;修订日期:2014—12—08。 第一作者简介:武恒志(1964一),男,博士、教授级高级工程师,石油地质。 第2期 武恒志,等.川西坳陷陆相致密气藏河道砂岩储层精细刻画技术及其应用 复杂性增加及开发对地球物理预测精细化、定量化需 产能特征的明显差异。但伴随勘探开发的深入,对叠 置河道的精细剖分,河道外形及河道内部物性非均质 性刻画与描述等提出了越来越多的需求,带给地球物 理预测的难点主要体现在: 1)河道沉积层序识别 求(如对小层开发需要明确各单一河道分布、河道内幕 沉积结构、薄储层厚度、储层物性非均质性等),早期技 术的局限性越来越明显,预测精度难以满足生产需求。 近年来,确立地震、地质一体化综合研究思路,通过科 技攻关,地球物理预测技术取得重要进展,以河道沉积 河道砂体纵向叠置情况复杂,砂体横向变化快,厚 层序识别、储层叠置样式识别、相带精细刻画、定量描 述等为代表的关键方法技术的成功应用,有效支撑了 川西坳陷侏罗系陆相致密气藏增储上产成果的取得。 1 河道砂岩储层基本特征与预测难点 1.1河道砂岩储层基本特征 川西坳陷中、浅层侏罗系岩性气藏为次生远源气 藏,烃源岩主要为下伏三叠系须家河组地层,优质储 集层的分布和发育规模决定了气藏的分布和规模, 侏罗系蓬莱镇组及沙溪庙组两大主力气藏储层均以河 道砂岩为主。沉积物源主要来自坳陷东北部米仓山及 龙门山北段,同时具有少量龙门山中南段物源。在单 井和典型剖面沉积相分析以及200余口钻井砂岩厚度 和含砂率统计基础上,落实了各层段沉积相平面分布 特征。其中,河流相主要发育在坳陷北部,属于辫状 河、网状河三角洲沉积体系。成都凹陷以东沉积相以三 角洲平原和前缘为主,在南部主要为前三角洲和湖泊 相,河道砂体主要呈北东一南西向展布。河道砂岩岩石 类型主要为岩屑砂岩、长石岩屑砂岩和岩屑石英砂岩。 砂岩以细粒结构为主,并广泛发育粉砂岩,储层主要分 布在中一细粒砂岩中。颗粒分选中等一较好,磨圆度较 差,以次棱角状为主。砂岩孔隙度主要分布在4%~ 15%,储层孔隙度平均为8%~lO%,一般低于 12%,孔隙度下限为7%左右;渗透率主要分布在 (0.05—1)×10 Ixm ,一般低于0.5×10~ m ,储 层渗透率下限为0.1×10~ m 左右。储层类型以 孔隙型为主,属于典型的低孑L低渗致密储层。储层 的典型测井响应特征表现为“三低二高”:即低自然 伽马、低中子、低密度、高声波、中一高电阻率。沉积 环境是控制储层分布及物性变化的首要因素,分流 河道物性最好,其次是河口坝,而决口扇、河漫滩、分 流间湾和砂泥坪的物性较差。 1.2河道砂岩储层预测难点 川西坳陷侏罗系岩性气藏往往具有以单河道为储 渗单元的特征,单河道和单砂体构成多个的子气 藏。气藏开发需要以单河道或单砂体为单元,即使同 一层段内的不同河道,与烃源断层配置条件及圈闭条 件、沉积微相、储层特征等差异,均会导致其含气丰度、 度薄,单砂体厚度一般为5~20 m,而地震资料主频为 25~35 Hz,可分辨储层的厚度为25~30 m,可检测储 层厚度为15—20 m。受地震资料分辨率,同一相 位内往往发育多条叠置河道,传统以相位为单元的单 属性相带刻画技术手段受限,叠后提高分辨率处理亦 难以完全适应薄层窄河道识别需求,河道期次识别难 度大。 2)河道砂岩叠置样式预测 河道砂岩纵向上往往叠置,不同储层叠置区域开 发井网部署及水平井轨迹设计方案不同。而夹层厚度 与砂岩储层厚度差异及砂体发育层数不同均会导致地 震响应差异,在砂岩频繁叠置隋况下,地震子波旁瓣干 涉效应对地震反射能量影响会明显增加,常规以能量 为核心的预测方法常难以满足不同储层叠置样式区域 预测的需要。 3)单河道相带刻画 以振幅为核心的常规属性提取常用于河道外形的 刻画l1 ,但常规属性分析往往受反射能量影响大,而 反射能量往往与储层厚度、夹层及物性相关,识别精度 受限。如何准确刻画河道沉积相带边界亦是面临的主 要难点之一。 4)河道砂岩储层预测与定量描述 河道砂岩内部存在岩性及物性非均质性,储层厚 度往往较砂岩厚度薄,物性纵横向变化快,加之储层总 体较致密,与围岩波阻抗叠置较为严重,地球物理特征 隐蔽,定量识别储层厚度及其分布是开发评价及产能 建设的主要难点。 2河道砂岩储层精细刻画技术 河道砂岩储层精细刻画是一个复杂的系统工程, 面临沉积层序、叠加样式预测,相带刻画与定量预测描 述等难题,不仅需要建立多学科结合的研究思路及技 术流程,更需要对单项特色技术进行测试优选并集成 配套多种特色的地球物理技术。 本文针对川西坳陷河道砂岩储层精细刻画难点, 采用逐级控制的递进式预测思路。首先开展河道沉积 层序识别和小层精细对比,基于实际地震地质资料开 展河道砂体叠置样式正演,分析河道砂体叠置情况下 的地震反射特征,优选出敏感属性参数与属性提取技 石油与天然气地质 第36卷 以求得砂体时间样点厚度。在孔隙度剖面上,依据储 层反射层位向下开时窗,可以求得不同孔隙度储层的 时间样点厚度。以地震相带刻画结果为约束,在优势 主河道相带内,进行钻井砂体、不同孔隙度储层厚度校 正,获得砂体厚度图、储层厚度图、平均孔隙度图等满 足气藏描述及储量计算、开发井网部署等需求的各类 图件(图9,图10)。 基于稀疏脉冲波阻抗反演与地质统计学反演相结 量描述是油气藏开发需要解决的重要基础性课题,本 次井一震一体化河道沉积层序识别、河道砂体叠加样 式正演、相带空间刻画技术和递进反演相控储层定量 描述等方法技术对于河道砂岩储层气藏开发阶段精细 刻画有重要参考作用。 3)不同区块地质特征不同,储层地球物理响应特 征各异,并非每一单项技术适用于各个区块,针对研究 目标优选预测方法技术手段是河道砂岩储层预测过程 合的递进反演相控储层定量描述技术,以相带预测为 约束、有效实现地震资料横向分辨率与钻井资料纵向 分辨率结合,分辨率更高,对于薄层识别能力更强,是 高精度储层量化预测的有效工具,适宜于开发阶段气 藏描述。但地质统计学反演受井网、模型、反演参数等 影响,依然具有一定多解性,需要不断结合开发进展, 优化预测模型,不断提升预测精度。 3 应用效果 受研究区地质特征差异影响,储层地球物理响应 特征不同,不同技术在不同区块应用效果存在差异,应 针对不同区块优选配套关键技术。预测成果在气藏开 发评价及产能建设方案编制、针对单河道的井网部署 及不同井型井轨迹设计中发挥了关键性支撑作用,一 方面,预测符合率及钻井成功率高,主河道砂体预测符 合率大于95%,I类、Ⅱ类优质储层预测符合率大于 90%,开发井成功率大于95%;另一方面,开发及评价 建产效果明显,通过川西坳陷侏罗系岩性气藏河道砂 岩储层精细刻画,不仅为老区井网调整提供了重要依 据,稳产效果明显,在斜坡及凹陷新区开发建产也取得 了重要突破,发现并落实什邡一广金蓬莱镇组气藏和 中江一高庙沙溪庙组气藏两大建产阵地,获产层系主 要有蓬莱镇组Jp;、Jpi、 i、Jp;、 ; 、Jp;、Jp 、沙溪庙 组 、 、 、Js;等累计10余套砂组,近2o个小层, 2012--2014年动用储量330×10 ITI ,新建成年产 15×10 113 的天然气产能,气藏开发由正向构造带成 功拓展到斜坡区及凹陷区,实现川西坳陷侏罗系陆相 致密气藏开发新跨越。 4结论 1)相控预测思路应贯穿于河道砂岩储层预测与 刻画过程始终,采用从河道相带外形及内幕刻画到河 道相带内储层厚度及物性递进预测策略,可有效减少 储层预测多解性,提高预测精度。 2)河道砂岩储层纵向叠置与横向迁移频繁,准确 识别河道沉积层序、刻画河道外形及叠置样式,开展定 中需要重视的问题之一。 参考文献 [1]龙胜祥,肖开华,李秀鹏,等.四川盆地陆相层系天然气成藏条件 与勘探思路[J].天然气工业,2012,32(11):10—17. Long Shengxiang,Xiang Kaihua,Li Xiupeng,et a1.Gas accumulation conditions and exploration strategies of Mesozoic terrestial strata in the SichuanBasin[J].NaturalGasIndustry,2012,32(11):1O—l7. [2]杨克明,朱宏权.川西叠覆型致密砂岩气区地质特征[J].石油实 验地质,2013,35(1):1—8. Ye Keming,Zhu Hongquan.Geological characteristics of superposed tight sandstone gas—bearing areas in western Sichuan[J].Petroleum Geology&Experiment,2013,35(1):1—8. [3] 谢刚平,叶素娟,田苗.川西坳陷致密砂岩气藏勘探开发实践新 认识[J].天然气工业,2014,34(1):6—15. Xie Gangping,Ye Sujuan,Ye Sujuan,Tian Miao.New understandings of exploration and development practices in tight sandstones gas res- ervoirs in western Sichuan Depression[J].Natural Gas Industyr, 2014,34(1):6—15. [4] 唐宇,吕正祥,叶素娟,等.成都凹陷上侏罗统蓬莱镇组天然气运 移特征与富集主控因素[J].石油与天然气地质,2013,34(3): 281—287. Tang Yu,h Zhengxiang,Ye Sujuan,et a1.Characteristics and con- trolling factors of natural gas migration and accumulation in the Upper Jurassic Penglaizhen Formation of Chengdu Sag[J].Oil&Gas Geol- ogy,2013,34(3):281—287. [5]蒋裕强,漆麟,邓海波,等.四川盆地侏罗系油气成藏条件及勘探 潜力[J].天然气工业,2010,30(3):22—26. Jiang Yuqiang,Qi Lin,Deng Haibo,et a1.Hydrocarbon accumulation conditions and exploration potentilas of the Jurassic reservoirs in the Sichuan Basin[J].Natural Gas Industyr,2010,30(3):22—26. [6] 唐建明.川西坳陷致密非均质气藏储层空间展布刻划[J].天然 气工业,2002,22(4):19—23. Tang Jianming.Describing the space distribution of the heterogeneous tight gas reservoirs in west Sichuan Depression[J].Natural Gas In- dustry,2002,22(4):19—23. [7]吴朝容,段文粲.川西坳陷xs地区河道砂体预测研究[J].石油 天然气学报,2011,33(11):81—84. Wu Chaorong,Duan Wensheng.Prediction of channel sandstone in XS area of western Sichuan Depression『J].Journal of Oil and Gas Technology,201l,33(11):81—84. [8] 凡睿,刘力辉,石文斌,等.元坝西部地区须二下亚段致密砂岩储 层预测研究[J].石油物探,2015,54(1):83—89. Fan Rui,Liu Lihui,Shi Wenbin,et a1.Tight sandstone reservoir pre— diction of lower subsection of Xu 2 member in western Yuanba area 第2期 武恒志,等.川西坳陷陆相致密气藏河道砂岩储层精细刻画技术及其应用 239 [J].Geophysical Prospectingfor Petroleum,2015,54(1):83—89. [9]马中高,张金强,蔡月晖,等.大牛地气田二叠系下石盒子组致密砂岩 储层含气性识别因子研究[J].石油物探,2012,51(4):414—419. Ma Zhonggao,Zhang Jinqiang,Cai Yuehui,et a1.Study on gas identi— icatfion factor of tight sandstone reservoirs in Lower Shihezi formation [17] 姜秀娣,翁斌,刘亚茹,等.分频混色技术在高精度地震解释中的 应用[J].地球物理学进展,2013,28(2):882—888. Jiang Xiudi,Weng Bin,Liu Yam,et a1.Application of spectral de- composition RGB plotting technique for spectrl componentas in high accuracy seismic interpretation[J].Progress in Geophysics,2013,28 (2):882—888. rfom Daniudi Gasfield,Ordos Basin[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2012,51(4):414—419. [18] 冯斌,赵峰华,王淑华.地震分频解释技术在河道砂预测中的应 用[J].地球科学进展,2012,27(5):510—514. Feng Bin,Zhao Fenghua,Wang Shuhua.Application of spectral de— [1O]伊振林.井震联合窄小河道砂体预测方法研究[J].西南石油大 学学报(自然科学版),2012,34(1):19—23. Yin Zhenlin.Prediction Method of Narrow Channel Sand Body in composition technique in fluvil sand body praediction[J].Progress in Wel1.to.Seismic Integration『J].Journal of Southwest Petroleum Uni. versity(Science&Technology Edition),2012,34(1):19—23. [11]朱筱敏,董艳蕾,胡廷惠,等.精细层序地层格架与地震沉积学研 究[J].石油与天然气地质,2008,34(6):834—840. Zhu Xiaomin,Dong Yan lei,Hu Tinghui,et a1.Seismic sedimentology study of fine sequence stratigraphic framework[J].Oil&Gas Geolo- yg,2008,34(6):834—840. [12] 曹卿荣,李飒,仝敏波,等.基于地震正演和属性分析技术预测河道 砂体[J].西南石油大学学报(自然科学版),2013,35(4):70—74. Cao Qingrong,Li Sa,Tong Minbo,et a1.Channel sand distribution prediction based on seismic forward modeling and attribute analysis technology[J].Journal of Southwest Petroleum University(Science& Technology Edition),2013,35(4):70—74. [13] 王世瑞,王树平,狄帮让,等.基于地震属性特征的河道砂体预测 方法[J].石油地球物理勘探,2009,44(3):304—313. Wang Shirui,Wang Shuping,Di Bangrang,et a1.Prediction of chan— nel sand body based on seismic attributes[J].Oil Geophysical Pros— pecting.2009,44(3):304—313. [14]金振奎,时晓章,何苗.单河道砂体的识别方法[J].石油地 质,2010,31(6):572—575. Jin Zhenkui,Shi Xiaozhang,He Miao.Identification methods for sin— gle—channel sand body[J].Xinjiang Petroleum Geology,2010,31 (6):572—575. [15] 陈恭洋,陈玲,朱洁琼,等.地震属性分析在河流相储层预测中的 应用[J].西南石油大学学报(自然科学版),2012,34(3):1—8. Chen Gongyang,Chen Ling,Zhu Jieqiong,et a1.Application of seis— mic attributes analysis fluvial reservoir to prediction[J].Journal of Southwest Petorleum University(Science&Technology Edition), 2012,34(3):1—8. [16] 叶泰然,苏锦义,刘兴艳.分频解释技术在川西砂岩储层预测中 的应用[J].石油物探,2008,47(1):72—76. Ye Tairan,Su Jinyi,Liu Xinyan.Application of seismic frequency di— vision interpretation technology in predicting continental sandstone reservoir in the west of Sichuan province[J].Geophysical Prospecting ofr Petorleum,2008,47(1):72—76. Geophysics,2012,27(5):510—514. [19]卢秀华.分频技术在曲流河储层预测中的应用[J].石油天然气 学报,2011,33(3):76—8O. Lu Xiuhua.Application of spectral decoposition technology in mean— dering reservoir prediction[J].Journal of Oil and Gas Technology, 2011,33(3):76—80. [20] 毕俊凤,顾汉明,刘书会,等.河道砂体地震响应特征及影响因素 分析——以垦东1地区馆陶组上段河道砂为例[J].石油物探, 2013,52(1):97—103. Bi Junfeng,Gu Hanming,Liu Shuhui,et a1.Analysis on seismic re- sponse characteristics of channel sands and its influence factors:case study of Upper Guantao Formation in KD1 area[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2013,52(1):97—103. [21] 钱玉贵,叶泰然,张世华.叠前地质统计学反演技术在复杂储层 量化预测中的应用[J].石油与天然气地质,2008,34(6):834— 840. Qian Yugui,Ye Tairan,Zhang Shihua,et a1.Application of pre—stack geo--statistics inversion technology in quantitative prediction of eom-・ plex reservoirs[J].Oil&Gas Geology,2008,34(6):834—840. [22]孙思敏,彭仕宓.地质统计学反演方法及其在薄层砂体预测中的应用 [J].西安石油大学学报(自然科学版),2007,22(1):41—48. Sun Simin,Peng Shimi.Geostatistieal inversion method and its application in tIle prediction ofthin reservoisr『J].Journal of Southwest Petmleum U. niversity(Science&Technology Edition),20O7,22(1):41—48. [23] 王香文,刘红,滕彬彬,等.地质统计学反演技术在薄储层预测中 的应用[J].石油与天然气地质,2012,33(5):730—735. Wang Xiangwen, u Hong,Teng Binbin,et a1.Application of geosta— tistical inversion to thin reservoir prediction[J].Oil&Gas Geology, 2012,33(5):730—735. [24]刘俊州,周小鹰,王箭波,等.地质统计学反演在非均质薄砂岩气 藏开发中的实践[J].内蒙古石油化工,2009,(7):16—19. Liu Junzhou,Zhou Xiaoying,Wang Jianbo,et a1.Practice of opening heterogeneous thin sand rock gases deposit in geometry statistic in- version[J].Inner Mongolia Petrochemical Industry,2009,(7): 16—19. (编辑张玉银)