准噶尔盆地阜东斜坡区侏罗系河道砂岩高产储集层预测

何开泉，周丽萍，邓勇，刘啸虎，刘亚会，武小宁

（中国石油集团 东方地球物理公司 研究院 乌鲁木齐分院，乌鲁木齐 830016）

随着准噶尔盆地油气勘探的不断深入，各类岩性圈闭已经成为主要的勘探目标，对目标识别与评价的技术也提出了更高的要求。高产储集层预测是一种对储集层产油气能力进行定性及定量评价的技术，对于油气田的勘探与开发有着重要意义，是提高勘探开发效益的关键环节[1-2]。在勘探开发过程中，油气储集层的生产能力受到诸多因素的影响，大致可分为两类：一类是储集层因素，包括储集层的岩性、物性、含油气性和流体性质；另一类是工程因素，包括钻井和井下作业过程中对油层的污染、射孔的完善程度、酸化、压裂改造方式和油井半径等。由此可见，储集层产量是由储集层的自身条件与外部环境以及油气性能等共同决定的。由于在实际生产中，受特定区块内作业方式的限制，外部环境、储集层自身条件和油气性能等都是固定不变的，此时油气产量就取决于储集层的性质[3]。

在勘探阶段，地震产量预测方法是一种间接方法，是在充分分析研究区已测试井的产量与物性参数、孔隙结构参数、测井参数关系的基础上，建立起储集层产量与测井数据之间的关系，进而在测井数据约束下，利用地震数据通过反演等方法进行高产储集层的评价和预测。

1 区域地质概况

阜东斜坡区位于准噶尔盆地中央坳陷带的东部（图1），油藏类型主要为岩性-地层油气藏[4-5]。2009年以来，对该区带多层系进行了勘探并在不同层系发现了工业油气藏，包括阜东2井区、阜东5井区、阜东9井区侏罗系头屯河组二段油藏和阜东16井区侏罗系齐古组油藏。

图1 阜东斜坡区阜东5井区三维勘探成果

阜东斜坡区侏罗系石树沟群自下而上包括头屯河组和齐古组，其中，头屯河组以辫状河三角洲平原亚相沉积为主，齐古组以平原亚相沉积为主。河道迁移范围大，砂体不连续，有利于岩性油气藏的形成，但同时由于储集层分布横向变化快，含油性预测难度大[6-7]。

前期，针对阜东斜坡区侏罗系石树沟群河道砂体钻探的井约70余口，高产和低产井分布规律并不明显，同时其产量差异相对较大[8]。单井日产油量一般在0～10.00 t，平均在2.00 t以上的井不足10%，但亦有部分井的产量较高，如阜东5井头屯河组日产油28.56 t.

2015年，为落实阜东斜坡区侏罗系石树沟群河道型岩性目标，利用低频可控震源，采用高密度、宽方位观测方式，采集了阜东5井区三维地震资料，其覆盖次数为480次，覆盖密度为307万道，激发频带为1.5～96.0 Hz.在资料处理过程中，采用K-L变换面波压制、近炮点强能量干扰压制和分频异常振幅压制等串联叠前保幅去噪方法，使目的层具备较高的信噪比；同时，利用地表一致性反褶积加预测反褶积的串联井控反褶积方法，提高了目的层的分辨率，资料具备较高的信噪比和保真度。与老资料对比，该地震资料地质目标识别能力显著提高（图2），河道砂体边界清晰，井间油水关系明确，为目标精细刻画提供了好的资料基础。利用阜东5井区三维地震资料，2017年在侏罗系头屯河组二段二砂组部署阜32井、阜29井和阜009井，其中，阜32井获得日产油101.40 t的高产油流，阜009井日产油20.64 t，阜29井日产油6.15 t，3口井在同样的圈闭类型、同一个砂组、同样岩性、同样地震响应特征的情况下，产量差异大，因此，该区下步的勘探对储集层预测提出了新的要求，如何在河道砂体精细刻画的基础上进一步预测高产油层是下步井位部署面临的主要难点。

图2 过阜东5井—阜东051井地震剖面（剖面位置见图1）

2 高产储集层预测

前人对阜东斜坡区的研究主要针对层序、沉积、储集层、成藏和地球物理特征[9]，而对侏罗系石树沟群的高产控制因素和评价方面的研究工作开展得较少。根据新采集“两宽一高”地震资料储集层响应特征分析结果，已知研究区河道砂岩在地震上均表现为亮点特征，且亮点振幅差异不大，但钻探后有油层也有水层，油层中，有百吨以上高产油层，也有10 t以下低产油层，因此，针对高产油层的预测，首先在河道砂岩内区分油水，定性识别出油层；然后在油层内区分低产、中产和高产油层，定量预测产量。

2.1 油水定性识别

根据研究区钻井试油结果，目的层试油后纯干层的钻井较少，并且几口干井都未能钻至河道砂岩，因此本文主要开展油、水的定性识别。目前常用的油气检测方法主要分为叠后频率域油气检测和叠前振幅随偏移距的变化（AVO）油气检测方法，其中，叠后频率域油气检测方法通过在研究区应用发现，受储集层厚度变化快和地层倾角大的影响，油层低频共振、高频衰减现象不明显，无法定性区分油水；而通过研究区AVO正演模型对比，油层和水层AVO特征具有一定差异性，因此本文采用叠前AVO油气检测方法[10]。

阜东5井区三维叠前道集采用炮检距矢量片（OVT）域叠前偏移技术，同时采取了基于问题导向的处理解释一体化质控方法，使得最终得到的叠前道集资料具备一定的信噪比，同向轴平整，AVO特征合理，为该区开展AVO烃类检测提供了较好的资料基础。在此基础上，为明确AVO分析在研究区的有效性，进行了已试油井目的层段AVO特征的统计，发现河道型低阻抗砂岩的顶界面、水层多表现为振幅随偏移距增大而减小的Ⅰ类AVO特征（井点符合率为87.0%），而油层多表现为振幅随偏移距增大而增大的Ⅲ类AVO特征（井点符合率为87.5%），以上统计结果证明，叠前道集的AVO特征类型能够有效区分研究区油层的响应特征。

根据油层和水层的AVO特征分析结果，首先计算了目的层的截距（P）和梯度（G）属性，原始的P和G属性体很少被单独使用，然而用这两种属性却可以导出有实际地球物理意义的派生属性，例如用以表征油藏顶底界异常的P×G属性可以较好地指示Ⅲ类AVO特征，从而区分出油层。根据目的层P×G属性剖面，阜32井、阜东052井和阜东5井油层具有明显的Ⅲ类AVO特征，虽然无法指示油层产量的高低，但与原始地震剖面对比（图3a，图3b），能够有效区分阜东051井水层，该预测结果通过研究区57口井石树沟群18个砂层组统计，吻合率为86.7%，共预测得到含油储集层面积167 km2，实现了油水定性识别的目的。

2.2 高产储集层预测

2.2.1 高产储集层敏感参数

在油层识别的基础上，开展了低产、中产和高产油层定量预测方法研究。由于地震高产预测必须以测井曲线分析为基础，因此首先通过测井交会分析来寻找高产储集层测井敏感参数，但是，研究区储集层段钾长石含量高，泥岩段严重垮塌，导致测井资料失真，常规测井曲线如声波时差、密度、自然伽马、电阻率等均无法有效区分高产储集层，在弹性参数中，受横波测井质量影响，纵横波速度比联合纵波阻抗也无法区分高产储集层，因此研究区常规曲线不能与产量建立相关关系。

通过核磁共振测井有效孔隙度和渗透率交会分析（图4a），认为该区具有明显的物性控产特征，其中，干层分布于渗透率小于1 mD且有效孔隙度小于17%的区域；低产油层（日产油量小于10 t）分布于渗透率大于1 mD但有效孔隙度小于16%的区域；中产油层（日产油量10～30 t）分布于渗透率1～18 mD且有效孔隙度大于16%的区域；高产油层（日产油量大于30 t）分布于渗透率大于18 mD且有效孔隙度大于16%的区域。低产、中产和高产油层分布规律明显，孔隙度和渗透率是研究区唯一能够区分产量的敏感参数。

但同时分析结果表明，在具备一定产量的有效储集层中，孔隙度决定了能否达到日产10 t以上，而渗透性决定了能否进一步获得30 t甚至100 t以上的高产，因此低产、中产和高产油层的定量预测无法仅依靠有效孔隙度或者渗透率一种参数。为综合考虑储集层的孔渗条件，本文应用核磁共振测井计算孔渗参数，并与产量建立了良好的相关关系。孔渗参数C是指运用有效孔隙度和渗透率综合计算出的参数：

式中 a，b，c——常数；

K——核磁共振测井渗透率，mD；

φ——核磁共振测井有效孔隙度，f.

根据产量交会分析结果（图4b），孔渗参数在保证了孔隙度趋势的基础上与渗透率有良好的相关关系，因此能够综合反映储集层的孔渗条件，同时能够较好地区分低产、中产和高产油层，其中，孔渗参数11 000～14 000为低产油层；14 000～20 000为中产油层；20 000～28 000为高产油层。

2.2.2 叠前纵横波速度比反演

图3 过阜32井—阜东052井—阜东5井—阜东051井属性剖面对比（剖面位置见图1）

阜东5井区三维地震区内共有57口井钻揭侏罗系石树沟群，14口井有横波测井曲线，但在阜东7井石树沟群实测纵横波速度比与纵波阻抗交会图（图5a）上，砂岩、泥岩边界模糊，纵横波速度比与物性相关性差，且油层点分散，难以明确有效储集层敏感参数，因此，研究区实测横波无法满足有效储集层预测，必需在开展精细岩石物理建模的基础上重新计算横波速度。由于研究区泥岩段严重垮塌，常规方法无法准确计算孔隙度和黏土矿物含量，因此首先充分利用研究区的核磁共振测井计算了岩石物理建模所需的储集层参数曲线，以绝对有效孔隙度作为孔隙度，依据泥质束缚曲线计算泥质含量。同时进行研究区不同岩石物理模型的试验对比，最终采用了更适用于中—高孔隙度的Greenberg-Castagna模型，通过模型参数的反复试验对比，使模型快速收敛，并计算得到了纵、横波速度。在阜东7井石树沟群预测纵横波速度比与纵波阻抗交会图（图5b）上，纵横波速度比与物性相关性明显改善，砂岩和泥岩区分较为明显，且油层点集中在低纵横波速度比区域，有效提高了纵横波速度比表征有效储集层的精度。

图4 阜东5井区石树沟群试油结果识别图版

图5 阜东7井石树沟群纵横波速度比与纵波阻抗交会图

在岩石物理建模基础上，运用叠前OVT道集近、中、远道集叠加数据开展了研究区叠前弹性参数反演，反演过程中重点分析了子波的选取和低频分量的补充，同时对井点误差和横向展布规律进行严格质控，得到了较为合理的纵横波速度比反演结果。将反演结果（图3c）与AVO油气检测结果（图3b）对比，阜32井、阜东052井、阜东5井和阜东051井河道砂岩储集层低纵横波速度比分布特征明确，边界清晰，虽然不能区分出阜东051井水层，但阜32井和阜东051井这2口高产井无论油水层，均表现为更低的纵横波速度比，证明该计算结果与储集层物性有较好的相关性，可将其作为物性趋势体控制参与到下一步低产、中产和高产油层定量预测中。

2.2.3 地质统计学反演

常规波阻抗反演以模型为基础，地质统计学反演没有模型支持，但为了提高预测精度可以加入多个趋势体进行控制。本次高产储集层预测，以计算出的能够明确区分产量的孔渗参数为敏感参数，以P×G属性作为油层趋势控制体，以叠前纵横波速度比反演结果作为物性趋势控制体，在两个趋势体的控制下联合进行了孔渗参数地质统计学反演，得到能够区分低产、中产和高产油层的反演结果。

根据孔渗参数反演结果（图3d），河道砂岩储集层分布特征明显，边界清晰，与AVO油气检测结果（图3b）对比，该结果除了能够区分阜东051井水层外，预测得到的油层中，阜32井为高产，阜东5井为中产，阜东052井为低产，预测产量与实际试油结果吻合度高。

在研究区成藏背景分析基础上，以原始振幅属性刻画的河道砂体为背景，首先定性预测了油层分布范围，其次定量预测出低产、中产和高产油层，根据预测结果（图6），高产油层均位于河道主体部位，通过研究区57口井石树沟群18个砂层组统计，低产、中产和高产油层钻井吻合率为97.7%，共预测得到侏罗系石树沟群高产（日产油量大于30 t）油气藏面积21.7 km2，中产（日产油量10～30 t）油气藏面积75.9 km2.形成了阜东斜坡区侏罗系河道砂岩高产储集层预测配套技术，由常规的河道砂岩储集层定性预测上升为高产油层定量预测，且预测精度显著提高，可以有效指导研究区后期高产井位的部署。

2.3 应用效果

根据以上河道砂岩高产储集层预测配套技术，按照纵向立体勘探思路优选了一批有利目标，在阜东5井区侏罗系石树沟群部署了19口井，第一批已上钻2口，目前2口井尚未钻至目的层。同时，该套技术在北部新部署的北43井区三维推广应用，向北拓展部署3口井，目前3口井待钻。以上5口井一旦获得成功，有望整体解放阜东斜坡区河道型油藏群资源，形成一个新的亿吨级高效储量区。

图6 阜东5井区侏罗系头屯河组二段二砂组河道砂岩低产、中产和高产预测结果

阜东5井区河道砂岩高产储集层预测配套技术的应用，推动了阜东地区3块“两宽一高”三维地震的部署，后续具有较好的推广应用前景。

3 结论

（1）AVO属性的合理应用可有效识别油气响应特征，但前提是保证地震道集的整体品质及井震AVO特征的一致性。

（2）以孔隙度为背景的渗透率趋势曲线，能够突破单一孔隙度或者渗透率评价储集层物性的局限性，与低产、中产和高产油层建立相关关系，提高综合评价能力。

（3）实际应用表明，只有通过多种地震解释技术的综合应用，才能提高岩性目标识别的准确度和精度，从而降低勘探风险，提高研究的效率。

（4）该套高产储集层预测技术适用于准噶尔盆地中浅层中—高孔隙度储集层，具有明显物性控产特征区域，且保真保幅的地震资料是开展精细研究的基础。