甘其刚 许 多 李 勇 李佳胜

（1.中国石化西南油气分公司 勘探开发研究院 德阳分院，德阳618000；2.成都理工大学 地球物理学院，成都610059）

川西深层上三叠统须家河组气藏埋藏深（2.9～5.6km）、岩性致密、非均质性强、类型多样（孔隙型、孔隙－裂缝型、裂缝－孔隙型等）、气水关系复杂。以川西须家河组第二段（T3x2）为例，岩心分析、测井处理及储层薄片显微镜下鉴定等表明，须二段有效储层主要有3类：裂缝－孔隙型、孔隙型、裂缝型。其中裂缝型、裂缝－孔隙型储层基质孔隙度普遍＜4%，大部分样品孔隙度＜3%，基质渗透率＜0.1×10－3μm2（图1）。但孔隙型储层其孔隙度一般＞4%，且存在一些孔隙度＞6%的储层，被认为是致密环境中相对较好的储层［1，2］。川西深层须家河组储层的特点，决定了常规地震勘探技术难以取得好的勘探开发效果。由于多波多分量勘探兼备了纵波和转换波勘探的优势，因而有利于解决深层须家河组储层的预测难题。在川西新场气田，针对须家河组气藏的特点，在针对性的多波多分量地震采集和处理的基础上，通过纵波、横波联合研究及综合应用，较好地解决了须家河组气藏的预测问题，并在实际应用中取得了显著效果［3］。

图1 须家河组第二段孔隙度和渗透率分布图Fig.1 The distribution of the porosity and permeability of T3x2

1 优质储层预测

川西深层须家河组气藏储层砂体发育，但致密化程度高，因此，尽管砂体发育，但并非均为有效储层。只有当砂体局部孔隙发育或裂缝发育时，才能成为有效储层［4］。砂体预测只是须家河组气藏储层预测的基础，有效储层及相对高孔渗体预测才是须家河组气藏储层预测的关键［5］。其基本思路是：首先根据已知测井资料和模型正演确定有效储层的地震响应特征，通过地震地层学研究预测有利沉积相带，在此基础上，利用AVO叠前同时反演预测相对优质储层的分布。

1.1 有效储层地震响应特征

通过测井分析和地震模型正演验证，认为有3种波组特征是较好的气藏的反应（图2）。一是纵波“杂乱弱反射”横波连续强反射，代表储层裂缝发育，含气丰度较高，但地层结构未破裂（X851、X3）；二是纵波、横波均为“杂乱弱反射”，反映地层结构发生断裂或破裂，储层含气性较好（X2、CX565）；三是纵横波都是连续反射，反映储层裂缝欠发育，具有一定含气性（L150）。

1.2 有利沉积相带预测

基于地震地层解释技术，利用P波资料储层段的反射结构特征很容易找到三角洲沉积的朵叶体。在新场气田，地震剖面中能够找到大量横向切面表现为明显的丘形反射的缓坡三角洲朵叶体，这一发现对预测储层有利沉积相带十分重要［6］。通过地震地层学解释，发现新场气田须二气藏中沉积旋回有3个大的缓坡三角洲，分别是东朵叶体、中朵叶体、西朵叶体（图3）。目前完钻的高产井（X851、X856、X853、L150、X2）和储层物性极好的产水井（CX565、CX560）都分布在三角洲朵叶体中，证明三角洲朵叶体是优质储层发育的有利相带。

1.3 优质储层预测技术

川西须家河组气藏特别是须二储层埋藏深，再加上表层低降速带厚，使得地震波高频衰减强，地震剖面有效频带较窄，动力学特征不明显，因此，利用传统的地震沿层属性分析方法难以描述相对高孔隙砂岩的展布。通过测井分析及岩石物理弹性参数研究表明，纵波阻抗和纵横波速度比值可以描述砂岩或含气砂岩分布。对不同入射角或偏移距部分叠加体，依据Zoeppritz方程进行P波AVO叠前同时反演，可获得纵波阻抗、横波阻抗、纵横波速度比等数据体。在此基础上，结合已知井获得的净砂岩分布情况及岩石物理解释模板进行岩性模拟，可有效地提高纵波阻抗、纵横波速度比数据体的分辨率。经过地质统计学岩性模拟后，砂体顶底可以在剖面上准确标定（图4）。更为重要的是，根据反演体正演的合成记录与实际地震剖面吻合程度高，保证了反演的精度（图5）。利用AVO叠前同时反演和岩性模拟成果，通过综合解释获得优质储层的分布、厚度、孔隙度、含气饱和度等参数的平面及空间展布，从而实现优质储层及其储集物性参数的预测。

图2 过井纵波（A）与转换波（B）剖面特征Fig.2 The features of P－wave and C－wave in well tie section

图3 新场地区须二储层中沉积旋回有利相带分布图Fig.3 The favorable facies belt distribution of T3x2 reservoir in Xinchang area

2 多波多尺度裂缝预测

裂缝预测是制约川西深层须家河组致密非均质气藏勘探开发的难点。对地球物理技术而言，裂缝预测本身难度大，单一方法具有多解性，因此，多方法、多尺度裂缝综合预测是提高裂缝预测可靠性的重要手段［8］。在新场地区，采用纵横波联合的裂缝检测方法，以多层裂缝介质和薄互层裂缝介质正演模拟为手段，以不同尺度裂缝引起的P波和C波运动学和动力学特征变化为基础，建立了超大尺度、大尺度、中小尺度裂缝预测和评价配套技术，实现了不同尺度裂缝的量化预测，有效地提高了裂缝预测精度和可靠性。

2.1 地震属性大尺度裂缝和破裂系统预测技术

地震属性大尺度裂缝和破裂系统预测技术以多波波形连续性和形态学为基础。当地震波传播通过断裂或裂缝发育带时，其运动学和动力学特征均要发生变化，因此，通过提取多种地震属性参数，可以对断裂或相对大尺度裂缝系统进行预测［9］。地震属性裂缝预测主要的方法有三维相干、三维曲率、三维方差体及多尺度边缘检测等，这些技术可以实现沿层及体空间的裂缝预测。

2.2 基于P波方位各向异性AVAZ和VVAZ的中小尺度裂缝检测技术

图4 确定性反演纵波阻抗体（A）与地质统计学反演阻抗体（B）对比Fig.4 The comparison of P－wave impendance by certainty inversion（A）and geostatistics inversion impendance（B）

图5 地质统计学岩性模拟波阻抗体的合成记录（红）与实际地震剖面（黑）对比Fig.5 The comparison of the synthetic P－wave impendance from geostatistics lithology simulation（red）and the seismic data（black）

深层须家河组储层不仅致密，而且非均质性极强，只有经过裂缝的改造才能成为有效储层。裂缝特别是高角度裂缝的发育程度与天然气产能密切相关，因此，裂缝特别是高角度裂缝的预测是须家河组气藏裂缝预测的关键。研究表明，须家河组裂缝型储层为典型的HTI储层，其地震振幅、速度和传播时间等都存在随方位变化的现象。P波方位各向异性裂缝预测技术就是利用这些地震信息随方位变化的差异，来预测裂缝（特别是垂直缝或高角度缝）发育的方位和相对发育密度，从而实现中小尺度裂缝的定量预测［10］。目前，基于P波方位各向异性AVAZ和VVAZ的中小尺度裂缝检测技术在川西深层应用效果较好；同时，根据P波速度在网状裂缝中传播速度最低的特点，利用VVAZ实现对网状缝的预测。图6为新场气田须二中下亚段P波VVAZ裂缝结果。图中线段长度、方位分别代表快波速度的大小和裂缝走向的方位，颜色表示快慢波速度差。具体在图中蓝色短线段表示网状缝发育，红色长线段表示单组裂缝发育。实钻的X856井、X851井附近以蓝色短线段为主，其预测结果与实际钻井十分吻合（其中新856井4 820～4 830m井段成像测井网状裂缝非常发育），与新2井、新101井吻合亦较好。

2.3 基于横波分裂的中小尺度裂缝检测技术

由于转换横波在裂缝介质中传播时会发生分裂现象，当质点振动方向与裂缝走向一致时传播速度快，垂直裂缝走向时则传播速度慢；因此，当转换横波传播通过裂缝介质后就会分裂成快横波和慢横波，通过计算快横波的方向及快、慢横波的层间时差，就可以确定裂缝发育的走向和裂缝发育的密度［11］。目前，针对川西深层裂缝型气藏，基于横波分裂特征研发的相对时差梯度法（数据体上预测）和层剥离法（沿层面预测）裂缝检测技术，通过方位和快慢波时差自动扫描，实现了裂缝发育方位和发育密度的定量预测。图7是新场地区横波分裂层剥离法预测的裂缝发育方位及密度图，X851井区裂缝发育的主要方位在东西向（方位角90°左右），时差达到了40～50ms，裂缝发育密度相当高。其中X856井预测结果与FMI成像测井资料吻合较好，X2井裂缝发育密度高于X3井，与实钻结果吻合。

图6 新场须二中下亚段P波VVAZ裂缝检测平面图Fig.6 The map of P－wave fracture detection by VVAZ mehod in the middle and lower members of Xujiahe Formation in the Xinchang area

图7 新场地区横波分裂检测的T3x2－4裂缝发育方位及密度图Fig.7 The map of developed fracture direction and density of T3x2－4 reservoir shear wave splitting method in the Xinchang area

2.4 基于离散裂缝网络建模的裂缝表征技术

在不同尺度裂缝预测的基础上，通过裂缝网络建模来进一步表征储层裂缝系统。裂缝建模是在储层构造建模的基础上进行的，结合单井裂缝分析资料，并用前述方法取得的大尺度和小尺度裂缝预测成果作为约束，采用随机模拟的方法，对裂缝类型、发育密度、走向等进行模拟；在此基础上，模拟和建立裂缝其他属性（长度、开度和传导率等参数）的三维裂缝几何模型［13］。在裂缝建模的基础上，计算储层孔隙度和等效渗透率，为气藏的储量计算及勘探开发提供依据。图8是须二段裂缝渗透率模型和裂缝孔隙度模型。统计过井网格裂缝孔隙度和基质孔隙度的均值，基质孔隙度为2.3%，裂缝孔隙度为0.058%。与基质孔隙度相比，裂缝孔隙度要低得多，可见在新场须家河组的砂岩储层中虽然裂缝对储层的渗透率贡献很大，但对基质的储集空间贡献有限。

3 须家河组气藏含气性预测

川西须家河组储层由于埋藏深且超致密，再加上表层低降速带厚度大，使得地震波的动力学特征不明显，导致储层的含气性检测难度大。但多波多分量地震资料结合了纵波和转换横波的优势，可以利用更多的信息进行含气性检测。因此，利用纵横波联合反演成果预测储层的含气性，不仅具有更加坚实的岩石物理学基础，而且成果也更为可靠。

图8 须二段裂缝渗透率模型（A）和裂缝孔隙度模型（B）Fig.8 The comparison of the permeability model（A）and the porosity model（B）of T3x2 fracture resvervoirs

3.1 P波含气性预测技术

利用P波AVO叠前同时反演可获得P波阻抗、S波阻抗、vP／vS、砂岩厚度、孔隙度和含气饱和度等成果。为突出储层含气特征，构建净烃指数（净烃指数＝平均孔隙度×平均含气饱和度×储层有效厚度），来评价储层的含气性，可以有效地排除泥岩对含气性检测的影响。图9为新场地区T3x2－4储层净烃指数平面图。新场地区的X851、X856、X2、X853、L150这5口工业气井都落在净烃指数的相对高值区。另外，对深层致密裂缝型气藏含气性检测有一定效果的技术还有Prony滤波、AVD、DR、压力梯度、AG、WEA及双相介质吸收预测等。其中基于双相介质理论的含气性检测效果最好，含气层表现为“低频放大、高频衰减”特性。

图9 新场地区须二储层T3x2－4净烃指数平面图Fig.9 The map of net hydrocarbon index of T3x2－4 reservoir in the Xinchang area

3.2 纵横波联合含气性预测技术

AVO叠前同时反演是根据叠前纵波的AVO特性，采用Zeoppritz方程近似求解出横波信息。这种根据纵波反演得到的横波信息往往与纵波具有耦合关系。而纵横波联合反演利用纵波和转换波资料直接反演获得横波信息，其反演结果更加可靠。纵横波联合反演包括叠后联合反演和叠前联合反演2类方法。通常情况下，利用P波零偏移距剖面数据反演声波阻抗，利用转换波叠加剖面数据反演横波阻抗，再利用大入射角资料进行弹性阻抗的反演。在多参数综合分析的基础上，以阻抗的组合形式ZaZE27／ZS（Za为声阻抗，ZE27为入射角为27°的弹性阻抗，ZS为横波阻抗）作为含气指标来反映储层的含气性。图10是新场T3x2－4含气指标平面图。X851、X856、X2等高产井处在含气指标的高值区。

图10 纵横波联合反演含气指标平面图Fig.10 The map of gas index from the joint inversion by P－wave and C－wave

4 结束语

川西深层须家河组储层砂体发育，但储层致密化程度高，总体属超致密储层范畴，并非所有的砂体均为有效储层，只有局部孔隙相对发育或有裂缝系统配置时，才具备储集条件。因此，砂体预测只是须家河组储层预测的基础，相对高孔隙度储层及裂缝发育带的预测才是须家河组气藏预测的关键。本文利用转换波3D3C地震勘探的优势，在转换波3D3C地震资料采集、处理的基础上，通过纵横波联合研究，形成了具有针对性的气藏优质储层预测、裂缝检测及含气性识别等关键技术，通过应用在川西新场地区须家河组气藏优质储层预测、裂缝发育带及含气性预测中取得了较好的效果。实际在新场地区论证上钻25口深层须家河组勘探开发井，已完成测试14口，新增高产工业气井12口，钻井成功率从15%提高到89%，取得了良好的效果。

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