“断缝体”概念、地质模式及其在裂缝预测中的应用——以四川盆地川西坳陷新场地区须家河组二段致密砂岩气藏为例

裂缝是致密油气藏“甜点”形成的关键要素。由于裂缝尺度和地震资料信息承载尺度之间的巨大差异,以及对规模有效裂缝地质发育模式认识的不足,不同的裂缝预测方法在实践中的应用成效非常有限。在梳理近年来致密油气地质研究领域“断缝体”概念的基础上,对“断缝体”的内涵进行了归纳,建立了四川盆地新场地区须家河组二段致密砂岩气藏“断缝体”地质发育模式,以此模式为指导,分析了“断缝体”组构单元及背景围岩的地球物理响应特征,计算和筛选了基于梯度结构张量的混沌属性和最大似然属性进行“断缝体”的预测,形成了新场地区须二段致密砂岩气藏“断缝体”预测技术方案。在方案实施过程中,利用人工断层解释结果及电成像裂缝解释结果确定了相应的地震属性阈值,用最大似然属性（>0.15）刻画断层滑动面,用混沌属性的不同阈值范围刻画滑动破碎带（0.18~1.00）和诱导裂缝带（0.05~0.18）。通过该方案的实施,获取了新场地区须二段致密砂岩气藏主要目的层段的断层滑动面、滑动破碎带及诱导裂缝带数据体及相应的裂缝预测成果。从预测结果和电成像测井解释结果对照分析来看,由于预测过程考虑了“断缝体”的地质发育模式,预测结果的地质意义较为明晰,与实际情况吻合度较高,表明“断缝体”概念及其地质模式在地震裂缝预测实践中具有重要的应用价值。     

三维多分量地震技术在川西新场地区深层致密砂岩裂缝检测中的应用

针对以往利用三维纵波地震资料无法准确预测川西地区深层致密砂岩裂缝,特别是网状发育的规模裂缝系统的难题,在川西地区实施了三维多分量地震勘探。充分利用三维多分量地震纵横波地震属性、方位各向异性以及横波分裂现象估算裂缝发育的方位和密度,较好地解决了川西新场气田须家河组超致密砂岩裂缝网络系统的预测问题,为勘探和开发井位设计提供了可靠依据;同时,形成了针对不同尺度裂缝的预测方法和技术流程。钻探证实,三维多分量地震技术在川西新场地区深层致密砂岩裂缝预测中效果显著,钻井成功率由过去的50%提高到了89%。     

川西新场地区须家河组泥岩欠压实与油气层关系

新场地区须家河组气藏属于致密碎屑岩气藏,具有超深、超压、超致密、低孔渗等特点。通过研究新场地区深层油气藏泥岩欠压实特征及其与储层、盖层、油气运移聚集和分布的关系,认为:新场地区须家河组地层存在明显的泥岩欠压实段,油气层多分布于欠压实段内;由于欠压实砂岩中的颗粒表面被烃类润湿后,抑制了降低孔隙度的成岩作用,其异常地层压力在一定程度上阻碍了砂岩的进一步压实,储层的物性相对变好,新场地区须家河组地层在整体致密-超致密背景上发育了部分储集性能较好的储层;由于欠压实高压泥岩的压力封闭作用,须三段、须五段成为有效盖层;欠压实泥岩内由烃类产生的剩余孔隙流体压力及构造作用形成的裂缝有利于油气向欠压实段内的砂岩运移和聚集。     

地震三维三分量技术在致密砂岩裂缝预测中的应用—以川西新场气田为例

川西坳陷陆相沉积领域深层须家河组气藏具有"四超二复杂",即超深、超致密和低孔渗、超晚期构造、超高压及复杂的气水关系、复杂的储层非均质性的特点,常规地震勘探技术预测和识别如此复杂的储层和裂缝系统面临重大挑战,特别是裂缝预测成为川西须家河组地震勘探面临的最大难题。转换波三维三分量地震勘探技术在获得能够反映岩石骨架及流体特性的常规 P 波资料的基础上,同时获得了反映骨架和各向异性特性的C波资料,在纵、横波联合区分岩性、流体性质以及利用转换波各向异性和横波分裂预测裂缝方面均比单纯的纵波勘探具有明显的优势。在川西新场气田须家河组气藏,通过转换波三维三分量地震资料的综合解释,充分利用三维三分量的纵波信息和转换波信息,开展 P 波地震属性裂缝预测、方位各向异性裂缝检测、横波分裂裂缝检测等多方面研究工作。在单纯利用P波地震属性预测大尺度断裂和裂缝发育带的基础上,利用速度方位各向异性和横波分裂预测了小尺度裂缝网络系统,提高了裂缝预测的精度,较好解决了新场气田须家河组超致密储层裂缝预测问题。     

曲率属性在川西新场地区裂缝检测中的应用

川西凹陷新场气田深层须家河组气藏具有埋藏深、超高压、超致密、低孔隙度和低渗透率的特点,属于典型的裂缝型气藏。裂缝检测是新场气田深层须家河组气藏勘探开发过程中急需解决的技术难题之一。针对现有裂缝检测技术在实际应用过程中存在的局限性和多解性,研究了一种实用的地震属性——曲率属性,将该属性应用于川西凹陷新场地区XC区块的裂缝检测,弥补了相干属性在该地区检测裂缝时的不足。实际应用效果表明,曲率属性在川西地区的裂缝检测结果与实钻结果吻合程度高,检测裂缝的尺度比相干体属性要小,且在解决高相干地区裂缝检测问题方面优势明显,是一种值得深入研究和推广应用的裂缝检测属性。     

川西深层致密碎屑岩气藏储层预测方法

川西深层须家河组致密碎屑岩气藏属近源气藏，具有超深、超压、超致密、低孔隙度、低渗透率和强非均质性的特点，其有利储层分布、储层裂缝发育带预测和含气性识别是制约气藏勘探开发的难点。为此，针对须家河组气藏的特点，基于储层特征分析及储层分类，建立了波阻抗反演与拟声波测井约束波阻抗反演、地震相划分、地震属性分析、地震分频预测等多技术相结合的有利储层横向展布预测方法；采用地质、地震、测井等多学科联合研究的方法，系统地建立了多尺度裂缝发育带预测和裂缝综合评价技术系列；以叠前反演和叠前地震属性提取方法为主，建立了AVO岩石物性参数反演、AVD叠前反演油气预测、Proni吸收滤波、吸收梯度预测、双相介质理论含气性识别、多尺度频率和吸收分析等含气性预测和识别的技术系列。综合利用上述方法，对须家河组致密非均质裂缝性储层进行了有利储层识别、裂缝检测和含气性预测，取得了较好的效果，预测结果与钻井结果吻合。     

四川盆地川西坳陷新场须家河组二段气藏甜点模式及形成机理

致密砂岩气藏甜点评价是储量有效动用的关键。基于四川盆地川西坳陷新场须家河组二段气藏精细解剖,阐明了气藏甜点地质特征,建立了气藏甜点模式和识别标准,明确了甜点空间分布特征,探讨了致密气藏甜点形成机理。结果表明：①有效储层划分为两种类型,分别为平缝发育的中-粗粒砂岩和块状层理的中粒砂岩,且有效裂缝为倾角大于30°的构造缝;②气藏甜点可以划分3种类型,分别为断缝型、层理缝型和孔隙型甜点,断缝型甜点高角度裂缝较发育,主要分布在SN向断裂所控制的断缝体内,层理缝及孔隙型甜点高角度缝不发育,主要分布在断缝体之外的优质储层内;③构造位置较高的有利含气区是新场须二段气藏甜点发育的基础,晚期断裂影响的断缝体决定了断缝型甜点的形成,在断缝体之间,优质储层品质是层理缝及孔隙型甜点形成的主要控制因素。明确气藏甜点模式,阐明甜点形成机理,一方面可以深化致密气藏甜点理论认识,另一方面也可以为甜点分布预测和可动储量评价提供有力支撑。     

建南地区须六段致密砂岩优质储层预测技术

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。     

四川盆地川西坳陷新场须家河组二段致密砂岩储层裂缝发育特征及主控因素

四川盆地川西坳陷新场须家河组二段（须二段）砂岩储层具有埋藏深、致密的特点,天然裂缝的发育对储层至关重要。通过地表露头调查、岩心观察、常规测井和成像测井解释等手段分析新场须二段气藏天然裂缝的发育特征,认为须二段储层裂缝可划分为网状缝、立缝、高角度缝、斜缝、低角度缝和平缝,以低角度缝和斜缝为主;裂缝主要发育在新场构造带中东部地区的须二段中、上亚段,走向主要为NE-SW向、NW-SE向和EW向,以EW向晚期构造裂缝最发育,并与区内现今最大主应力方向一致。基于裂缝参数与产能参数交会分析,明确不同类型裂缝对产能的贡献度,认为新场须二段气藏有效裂缝为倾角大于30°的构造裂缝（立缝、高角度缝和斜缝）。区内有效裂缝的发育受控于断裂、构造变形、岩石粒度、岩石成分和岩层厚度等多方面因素,但距离晚期SN向逆断层的距离是须二段天然构造裂缝发育的关键控制因素,其次是构造变形及构造组合样式。距离晚期SN向逆断层上盘200 m范围内的褶皱发育区可作为新场地区今后裂缝预测、评价及天然气开发的重点区域。     

川西坳陷合兴场-丰谷地区须家河组致密砂岩气藏精细勘探

为了提高致密砂岩气藏的勘探成功率,以川西坳陷合兴场-丰谷地区须家河组致密砂岩气藏为例,建立了以地质综合研究为指导,地震、地质紧密结合的精细勘探技术。合兴场-丰谷地区须家河组致密砂岩气藏精细勘探的核心,是在砂组精细等时划分及对比的基础上,以砂组为单位,将生产动态资料与静态地质特征相结合进行典型气藏解剖,明确气藏特征及成藏主控因素;通过加强地震预测、钻井跟踪、测试选层及工程工艺过程中的地质综合研究,完成油气富集区预测及井位部署,且在钻井跟踪过程中即时修正认识,提高钻探成功率。精细勘探的结果显示,研究区气藏具水溶脱气特征,为古构造-成岩圈闭气藏,控制成藏的关键因素是古构造高部位,其中须二段的CH148-CH137-GM3井区和GM2-CG561井区及须四段的GM2-CG561-GM4井区和CF563-CF175井区被预测为有利油气富集区。     

三维三分量地震采集技术在川西地区的应用

四川盆地川西拗陷深层须家河组致密砂岩气藏属于典型的非常规气藏,其储层具有超致密、裂缝发育的特点,应用常规三维地震难以解决该区储层识别、裂缝检测及油气藏描述等问题。基于此,本文论述了三维三分量(3D3C)地震勘探观测系统设计的思路和方法,提出了多波三分量检波器埋置的矢量误差分析与控制、多波勘探激发参数的选择等技术,尤其推出了高效利用有限设备、快速越过大型障碍或重干扰区的"分片分步采集"方法,最终获得了可用于储层精细描述的高品质转换波地震资料。     

四川盆地川西坳陷深层致密砂岩气藏富集规律

四川盆地上三叠统须家河组深层致密砂岩气藏有效井比例低、储量动用率低、天然气规模有效开发难度大。为了弄清该气藏的成藏过程和富集规律、明确天然气高产的主控因素,以该盆地新场构造带须家河组二段(以下简称须二段)气藏为研究对象,应用流体包裹体均一化温度、单井埋藏史和热史恢复、古构造恢复、孔隙度演化历史分析等方法,厘定油气成藏关键要素的时间序列,结合构造演化分析,建立气藏的成藏模式,剖析了该区天然气的富集规律;然后基于对单井产能与断裂、裂缝、岩石相等地质参数关系的统计分析,确定了气井高产稳产的主控因素,进而提出了高效勘探开发该类深层致密砂岩气藏的对策。研究结果表明:(1)新场构造带须二段气藏圈闭形成关键期早于气藏主要成藏期、主要成藏期早于储层致密化关键期;(2)须二段气藏具有“先成藏、后致密、晚期调整”的成藏模式和“早期定型、中间致密、晚期控产”的富集规律;(3)气井初期产气量主要受构造裂缝发育程度的控制,气井稳产期产量主要受有利岩石相厚度的控制,高角度构造裂缝的发育程度是决定气藏是否高产的关键因素。结论认为,古今构造均为隆起的部位及南北向断裂发育区是该构造带寻找天然气高产区的首选对象;南北向构造裂缝欠发育或不发育的Ⅲ型储层,需要通过储层改造提高单井产能才有可能实现天然气的有效开发。     

新场地区三维三分量地震勘探实践

新场地区须家河组气藏深层致密储层孔隙度和渗透率低,含气层与围岩之间的地震响应差异小,如何利用有效的地球物理信息进行储层含气性检测及流体判别是该区深层勘探的关键。进行了须家河组地层的转换波各向异性测试,结果表明该地层具有明显的各向异性特征,适宜进行三维三分量地震勘探。建立了多波微测井方法,制作了重锤横波震源,进行近地表探测试验,纵波和横波的近地表结构厚度不同,速度亦有明显差异。发展了多波地震资料处理的关键技术,确立了多波地震资料的处理流程。进行了储层识别和裂缝特征预测,建立了高渗区地震响应模式。分析纵波与横波单一属性参数及组合参数裂缝检测效果,形成了有效的综合含气检测指数,其高值区与多口高产井区吻合。     

川东北元坝东部须四段裂缝型致密砂岩储层预测

裂缝型致密砂岩储层是四川盆地三叠系须家河组重要的储层类型,由于该类储层具有低孔、低渗、强非均质性特征,其储层的预测是川东北油气勘探开发的重点和难点。为准确预测该类储层的分布,提出了“相控找砂,砂中找缝”的“两步法”技术思路,针对目标靶区,综合地质地震资料开展砂体展布及裂缝预测。该方法利用地震多属性综合与相控地震反演技术,定性和定量预测有利砂体分布区;结合叠前叠后裂缝检测技术、基于断-缝联系法和储-盖差异法的断裂-裂缝有效性评价技术,评价断裂-裂缝发育带;最终综合有利砂体和裂缝分布区圈定优质储层发育带。预测结果经后期钻井证实可靠性较高,表明该技术思路对裂缝型致密储层预测具有借鉴意义。     

深层致密砂岩气藏天然气富集规律与勘探关键技术 ——-以四川盆地川西坳陷须家河组天然气勘探为例

深层致密砂岩气藏具有埋藏深、物性差、产量低的特点,但勘探潜力大。有利烃源岩发育区控制天然气的平面分布,深层致密砂岩储层中发育的“有效储渗体”是天然气富集、高产的关键。“有效储渗体”的发育受构造、沉积相和成岩相3种因素控制。有效孔隙控制了天然气的分布,裂缝控制了天然气的高产。四川盆地川西坳陷须家河组气藏具有超深、超高压、超致密等特征,储层和高产富集带预测难度大。利用三维三分量地震勘探技术,可有效解决优质储层预测、裂缝检测、含气性识别等关键问题。该技术在川西坳陷深层致密砂岩气藏勘探中应用取得了显著效果,使须家河组二段钻井成功率从15%提高到89%,高产井命中率从9%提高到67%,探明天然气地质储量1211×10 ⁸ m ³ ,实现了川西致密气田的高效勘探。     

川西坳陷新场地区须二段断缝体地震预测与地质发育模式

川西坳陷新场地区须二段致密砂岩气资源潜力巨大,但断缝体展布范围的精细刻画成为制约勘探开发的技术难点。在地震、岩心、成像测井等资料基础上,利用地震属性技术,对新场地区须二段断缝体进行了地震预测,并总结了断缝体地质发育模式。研究结果表明,新场地区须二段西部地区断层欠发育,以背斜为主,整体上呈NE/NNE走向,东部地区三级、四级断层发育,主要呈NE向、近EW向与近SN向。已发现裂缝受研究区三级、四级断层控制,走向以近EW向为主,以平缝（＜10°）和低角度缝（10°~30°）为主,在须二段上亚段T3x2-2砂组和中亚段T3x2-4砂组最为发育。新场地区须二段裂缝可以分为断层相关和褶皱相关裂缝2类成因,针对断层相关裂缝,最大似然属性能够更客观地刻画断层滑动面,混沌（构造熵）属性能够刻画断层破碎带和诱导裂缝带;针对褶皱相关裂缝,曲度属性能够刻画褶皱相关裂缝发育区。新场地区须二段断缝体可以进一步划分为断缝体、断褶缝体和褶缝体3种类型,其中,以断缝体、断褶缝体普遍发育,主要分布于东部地区断层附近,在局部地区发育褶缝体,通常分布范围较小。     

高含水致密砂岩气藏天然气富集模式及有利区评价——以安岳气田须二段气藏为例

四川盆地安岳气田须二段岩心分析结果表明,气藏储层致密,非均质性强,含水饱和度多在50%以上,为高含水致密砂岩气藏,规模效益开发难度大。气藏早期开发评价井针对低渗储层开发部署模式,成功率低,开发效果差,亟需通过研究深化气藏认识,为提高开发井成功率提供支撑。为此,利用致密储层特殊孔喉结构分析,结合不同类型储层含水饱和度分析,建立三种油气富集模式,分析安岳气田须二段气藏成藏特征,明确天然气富集于断裂发育区域;在断裂识别分析技术和裂缝地震预测技术基础上,利用薄储层叠前储层预测技术,结合试井解释成果,确定裂缝-孔隙储渗砂体范围,在储层建模和流体分布模型的基础上,掌握气藏储量和可动水分布特征,形成致密砂岩气藏裂缝-孔隙储渗砂体描述技术;并结合致密砂岩气藏裂缝-孔隙型含气砂体地震预测技术,对气藏进行有利区评价。基于气藏开发边界效益指标,建立了以三维地震断裂识别、叠前储层预测、裂缝预测、叠前烃类检测为主的开发有利区优选技术,优选出渗流条件好和天然气富集的气藏开发有利区块,解决了安岳气田须二高含水致密砂岩气藏开发部署和储量有效动用的地质目标选择难题,为该类气藏效益开发奠定了基础。     

3D3C技术在川西裂缝性储层预测中的应用

川西深层须家河组油气成藏地质条件十分复杂，气藏具有超深、超低孔渗、超高压、超致密等特征，为典型的裂缝性气藏，裂缝预测是该气藏地震勘探面临的最大难题。近年来，以宽方位、大偏移、三维三分量（3D3C）地震资料为主，多学科协同，充分利用三维三分量的纵波信息和转换波信息，从地史成因裂缝预测、P波地震属性裂缝预测、P波方位各向异性检测、横波分裂裂缝检测等多方面开展研究工作，较好解决了须家河组超致密储层裂缝预测问题。     

AVO技术在新场气田须家河组储层研究中的应用

新场气田须家河组气藏属于深层陆相致密碎屑岩气藏，具有致密、低孔渗、薄层交互、多层叠置和强非均质性的特点，勘探成功率低，效益差。以高精度三维地震资料为主线，充分利用地震资料信息，多学科协同，深入研究了含气地震响应特征，并将AVO属性分析含气性检测技术运用在该气田须家河组气藏，取得了一系列油气勘探开发成果。     

频率与多尺度吸收属性应用研究——以川西坳陷深层气藏预测为例

川西坳陷深层须家河组气藏为超致密超高压非常规近源气藏。勘探区地震地质条件复杂,地震资料的有效频带窄,主频较低,不能很好地对储层进行描述。针对上述特点,开展了频率与多尺度吸收属性研究。利用小波函数具有局部化特征这一性质,基于Aki和Richards振幅公式,推导出地震主频和多尺度吸收属性计算公式,并通过研究和开发形成了分析技术。正演模拟结果表明,利用该技术可以在不同尺度范围分析地震波的传播时间和主频与吸收属性之间的关系,刻画能量、频率、吸收衰减和波形等属性的含油气响应特征。将该方法应用于新场地区须家河组气藏描述,所得结果与钻井结果吻合。