西南油氣：儲(chǔ)層刻畫“金鑰匙” 打開中江“氣糧倉”

□薛 婧 趙 迪

我國陸相致密砂巖氣資源豐富，僅四川盆地川西坳陷中國石化礦權(quán)區(qū)就探明儲(chǔ)量超1萬億立方米。其中，中江氣田早在1993年就被發(fā)現(xiàn)，因地質(zhì)條件極其復(fù)雜，到2013年才踏入高效勘探和建產(chǎn)快車道。

中江氣田主力氣藏蓬萊鎮(zhèn)組和沙溪廟組埋深500～3000米，砂巖儲(chǔ)層致密，主要發(fā)育于多期薄窄河道中，河道較窄（200～500米）、單砂體厚度較薄（5～15米）。地下河道儲(chǔ)層縱向疊置關(guān)系復(fù)雜，巖性及物性橫向變化明顯，形態(tài)就像一團(tuán)雜亂的毛線，讓科研人員一度理不清頭緒——目標(biāo)河道如何展布？橫向上延伸多長多寬、縱向上多厚？哪里物性好、儲(chǔ)集空間大？哪里含氣性好、富集程度高？

“復(fù)雜薄窄河道砂巖儲(chǔ)層識(shí)別及刻畫難度大，優(yōu)選并確定儲(chǔ)層精細(xì)刻畫關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)中江氣田探明和穩(wěn)產(chǎn)的‘金鑰匙’?！蔽髂嫌蜌忾_發(fā)管理部高級(jí)專家葉泰然說，西南油氣經(jīng)過5年多的探索攻關(guān)，建立多學(xué)科結(jié)合的研究思路及技術(shù)流程，形成“相控找砂、砂中找優(yōu)、優(yōu)中找富”的遞進(jìn)式預(yù)測思路，為單河道評(píng)價(jià)、多河道立體開發(fā)提供了重要支撐。

“相控找砂”：給河道做“高清CT”

在給地下深處的復(fù)雜薄窄河道做“掃描”前，先要弄清楚目標(biāo)河道的分布規(guī)律，也就是要建立地質(zhì)模式。通過地質(zhì)綜合研究，西南油氣科研人員明確了中江氣田蓬萊鎮(zhèn)組和沙溪廟組的沉積物源主要來自川西坳陷東北部的米倉山及龍門山北段，有利沉積相帶是分流河道和邊灘，河道總體呈北東-南西向展布。

地質(zhì)規(guī)律認(rèn)識(shí)清楚了，就該地震手段上場了。通常來說，地震資料解釋人員主要采用地震振幅屬性分析技術(shù)，便可大致刻畫出河道砂體的展布情況。但中江氣田局部河道多期疊置，受儲(chǔ)層致密影響，儲(chǔ)層與圍巖波抗阻差異小，地球物理特征隱蔽，運(yùn)用常規(guī)技術(shù)，邊界刻畫不夠精準(zhǔn)，難以判斷不同期次河道的展布特征，河道相帶刻畫結(jié)果難以滿足生產(chǎn)需要。

西南油氣綜合采用屬性分析技術(shù)、波形分類技術(shù)、體分頻像素成像技術(shù)和三維可視化技術(shù)，精細(xì)刻畫有利相帶展布，確定不同期次河道砂體疊置關(guān)系和空間展布特征，再采用高精度相干技術(shù)，準(zhǔn)確檢測河道邊界。就像技術(shù)精湛的外科醫(yī)生，把埋在地下2000多米錯(cuò)綜復(fù)雜的“血管”精準(zhǔn)識(shí)別、剝離出來，并拍下了“高清照”，支撐中江氣田侏羅系400余口井鉆遇河道砂體預(yù)測吻合率超90%。

“砂中找優(yōu)”：在砂體中找“甜點(diǎn)”

有了河道砂體“高清照”還不夠。砂體中并不是都可以儲(chǔ)集天然氣，只有具備一定的容納空間才行，也就是物性較好、孔隙度較大的儲(chǔ)層。

中江沙溪廟組氣藏天然裂縫不發(fā)育，儲(chǔ)層類型以孔隙型為主，屬于典型的低孔低滲致密儲(chǔ)層。成藏演化過程表明，在生烴高峰期，物性越好的儲(chǔ)層，天然氣充注程度越高，含氣飽和度越高，也更有利于人工裂縫起裂和延伸。“定量描述儲(chǔ)層厚度、物性橫向變化，是開發(fā)產(chǎn)能建設(shè)的客觀需求?！比~泰然說。

科研人員早期通過常規(guī)的確定性波阻抗反演技術(shù)預(yù)測孔隙度，但預(yù)測結(jié)果分辨率較低，且與實(shí)鉆情況吻合情況較差。為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層定量描述，科研人員在相帶約束基礎(chǔ)上開展高精度反演，形成了遞進(jìn)反演相控儲(chǔ)層描述技術(shù)。

他們明確了中江沙溪廟組氣藏優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要位于低波阻抗區(qū)域，且儲(chǔ)層孔隙度和波阻抗相關(guān)性較強(qiáng)。通過地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演技術(shù)，得到高精度的波阻抗反演參數(shù)，通過孔隙度模擬技術(shù)，定量預(yù)測河道砂體內(nèi)部每個(gè)位置的孔隙度數(shù)值，進(jìn)而明確相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的分布位置和厚度。運(yùn)用該技術(shù)后，孔隙度和儲(chǔ)層厚度預(yù)測結(jié)果的吻合率均達(dá)80%以上，為鉆井部署和井點(diǎn)優(yōu)選提供了可靠依據(jù)。

“優(yōu)中找富”：通關(guān)解鎖“氣糧倉”

找到優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層還不夠，要打出高產(chǎn)井，就必須知道天然氣在哪里富集。

構(gòu)造演化研究表明，中江沙溪廟組氣藏的氣源來自深部須家河組，天然氣沿著斷裂或斷裂破碎帶向上運(yùn)移，遇到較好的儲(chǔ)層，便選擇性地進(jìn)入其中而成藏。成藏后，在后期持續(xù)的差異壓實(shí)和成巖作用下，部分河道砂內(nèi)形成多段巖性封堵，氣水在河道砂內(nèi)呈現(xiàn)“香腸式”分布模式——這就是油氣富集的地方。

由于地震波在通過含氣儲(chǔ)層時(shí)頻率會(huì)降低，利用這個(gè)原理，科研人員早期采用頻率衰減屬性，預(yù)測含氣儲(chǔ)層的展布特征。但這種方法無法定量預(yù)測含氣性，且頻率同時(shí)受其他地質(zhì)因素影響較大，預(yù)測精度較低。

為了提高含氣性預(yù)測的可靠性，科研人員通過精細(xì)地震巖石物理分析技術(shù)，優(yōu)選出對(duì)含氣儲(chǔ)層敏感的彈性參數(shù)；通過疊前同時(shí)反演技術(shù)，獲得該彈性參數(shù)，從而定量預(yù)測儲(chǔ)層的含氣豐度；結(jié)合油氣成藏研究成果，找到天然氣富集的區(qū)域。在這些研究成果的支撐下，中江氣田鉆井成功率達(dá)77%。

“我們采用‘河道砂體-儲(chǔ)層-含氣性’逐步逼近的研究思路，層層通關(guān)，最終解鎖‘氣糧倉’。”西南油氣勘探開發(fā)研究院副院長孔選林說。如今，中江氣田累計(jì)新增探明儲(chǔ)量超1000億立方米，近5年連續(xù)年產(chǎn)氣超10億立方米，累計(jì)產(chǎn)氣超120億立方米，成為西南油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要陣地、中國石化在川西探區(qū)的第一大氣田。

勘探分公司：從宏觀到微觀 探尋川北新“氣”象

□賀 彥

近期，面對(duì)領(lǐng)域廣、類型多、難度大的川北陸相致密砂巖，勘探分公司按照“勘探精細(xì)化”的思路，從宏觀沉積成巖，到中觀成藏機(jī)理，再到微觀孔隙結(jié)構(gòu)，扎實(shí)研究、嚴(yán)謹(jǐn)論證，在巴中地區(qū)孔隙型儲(chǔ)層區(qū)開展水平井產(chǎn)能攻關(guān)，部署元陸35HF井，力爭高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；在巴中主體富集帶內(nèi)部署元陸179井，擴(kuò)大勘探成果；在沙溪向斜新區(qū)帶探索部署馬17井，實(shí)現(xiàn)新突破，進(jìn)一步夯實(shí)了高質(zhì)量勘探“家底”，繪就川北陸相天然氣新畫卷。

一個(gè)思路，但兩個(gè)地區(qū)效果不同

勘探井位論證的準(zhǔn)確性，直接影響勘探效率和成功率。

自部署在巴中地區(qū)的元陸177X井、元陸178井鉆遇良好油氣顯示后，勘探分公司同樣按斷縫體“有利巖相砂體+規(guī)模裂縫+通源斷裂”三因素思路，在通江地區(qū)部署了3口井，雖獲工業(yè)氣流，但與預(yù)期存在差距。

科研人員對(duì)這5口井開展鉆前鉆后對(duì)比分析，細(xì)化評(píng)價(jià)砂體、裂縫參數(shù)及影響發(fā)育等對(duì)比因素，發(fā)現(xiàn)主要低產(chǎn)因素是“裂縫雖發(fā)育，但形成晚、規(guī)模小、連通性差”，由此認(rèn)識(shí)到，裂縫有效性與不同期次規(guī)模斷裂有極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。

于是，他們一改以往通江—馬路背、巴中地區(qū)“單打獨(dú)斗”的研究模式，而是開展覆蓋通南巴和元壩地區(qū)的宏觀研究，逐層篩查主力儲(chǔ)層。

但是，兩個(gè)地區(qū)地層劃分存在地層厚度、巖性組合、巖礦成分等標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一問題，且新鉆井的巖石成分與以往的物源體系認(rèn)識(shí)也存在差異。

為此，科研人員開展地層厚度、巖石成分及物源分析，翻閱每口井的薄片、成像測井等資料，確定巖石粒度、成分及古水流方向等特征，再對(duì)比露頭、鄰區(qū)方案，逐步統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

兩區(qū)域斷裂極其發(fā)育，地震剖面中的同相軸難以穩(wěn)定追蹤。對(duì)此，他們優(yōu)選典型井確定層位標(biāo)志，在井間一一截?cái)鄶鄬幼粉檶?duì)比，驗(yàn)證方案的相對(duì)合理性。之后，他們井震結(jié)合，完成了工區(qū)物源分析、地層精細(xì)劃分與對(duì)比，展開單井沉積相分析，鎖定了有利巖相砂體連片發(fā)育的須四段下亞段為重點(diǎn)刻畫目標(biāo)。

氣源充足，但成藏富集規(guī)律不同

通江新井測試效果欠佳、巴中老井試采見水，雖然保存條件沒有問題，但氣源充注是否足夠？成藏富集規(guī)律有何差異？為解決這些難題，科研人員對(duì)巴中—通江成藏條件開展新一輪系統(tǒng)評(píng)價(jià)。

他們深耕研究區(qū)30余口井、數(shù)百余項(xiàng)分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)，重新繪制各層烴源厚度圖、生烴強(qiáng)度圖，發(fā)現(xiàn)須家河組發(fā)育須二中亞段、須三段、須四段和須五段4套泥質(zhì)烴源巖，其中須三段和須五段暗色泥巖厚度大、TOC（總有機(jī)碳）含量高，須家河組烴源厚度為100~160米，生烴強(qiáng)度12億~24億立方米/平方千米，氣源充足。他們?cè)诤Ａ吭嚥蓴?shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)，元陸173井與元陸171井挖潛試采后地層水礦化度高，且呈持續(xù)上升趨勢，并與雷四段地層水型、礦化度相近，遠(yuǎn)高于相鄰的元陸17井，由此認(rèn)定老井產(chǎn)水的主要原因是大規(guī)模改造打通了雷口坡組水層的斷裂帶。

掃除產(chǎn)水“障礙”后，科研人員開始從元壩中部斷褶帶—巴中斷褶帶—沙溪向斜—興隆斷褶帶幾個(gè)構(gòu)造區(qū)對(duì)比中，尋找成藏富集規(guī)律的差異。

為了繪制出既體現(xiàn)各構(gòu)造區(qū)的沉積儲(chǔ)層、構(gòu)造特征及成藏差異，又能表現(xiàn)不同類型富集帶差異的成藏剖面圖，科研人員不斷修改、調(diào)整， 終于完成了剖面圖的繪制，并由此總結(jié)出通江地區(qū)“通源斷裂雙源供烴”、巴中地區(qū)“垂向近源+側(cè)向?qū)映渥ⅰ钡牟町惓刹啬Ｊ?，分別提出通江地區(qū)、巴中地區(qū)的富集帶評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，有力支撐了井位部署。

同是裂縫，但發(fā)育差異產(chǎn)量不同

優(yōu)質(zhì)陸相致密氣是高質(zhì)量發(fā)展資源接替新領(lǐng)域。通過精細(xì)解釋兩地區(qū)須家河組主要目的層，科研人員落實(shí)了研究區(qū)斷裂與層位，并分析了構(gòu)造演化、斷裂方向等信息，劃分出有利構(gòu)造帶，為裂縫預(yù)測、綜合評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ)。

裂縫分期評(píng)價(jià)很關(guān)鍵，必須對(duì)不同期次形成的裂縫開展有效性評(píng)價(jià)及發(fā)育控制因素分析，加之兩個(gè)地區(qū)都發(fā)育裂縫-孔隙型儲(chǔ)層，構(gòu)造變形差異大，裂縫發(fā)育規(guī)律、有效裂縫控制因素也有差異，只有總結(jié)對(duì)比這些共同點(diǎn)與差異點(diǎn)，才能開展整體評(píng)價(jià)。

對(duì)此，科研人員對(duì)比兩個(gè)地區(qū)裂縫發(fā)育情況，開展精細(xì)描述，借鑒碳酸巖分析成藏期次使用的碳氧同位素及包裹體均一溫度的方法，明確了通江—巴中地區(qū)裂縫發(fā)育大致可劃分為燕山期、喜山早期、喜山中期、喜山晚期4期裂縫。

他們精細(xì)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，受北西向及北西西向斷裂控制的喜山中-晚期斷裂充填少、有效性好，同時(shí)開展裂縫發(fā)育情況與構(gòu)造參數(shù)的交匯分析，創(chuàng)新采用成像測井總縫寬參數(shù)表征裂縫有效性、數(shù)量表征發(fā)育程度，明確斷裂帶控制有效裂縫發(fā)育范圍，最后結(jié)合構(gòu)造精細(xì)解釋成果開展裂縫發(fā)育有利區(qū)刻畫工作，終于找到了制約通江地區(qū)部分位置高產(chǎn)和富集的因素，為高質(zhì)量勘探筑牢了基礎(chǔ)。

深耕儲(chǔ)層精細(xì)刻畫技術(shù) 助力四川盆地天然氣勘探

□段 南 時(shí) 磊 劉宇巍

中國石化在四川盆地礦權(quán)區(qū)內(nèi)天然氣勘探層系多、領(lǐng)域廣、資源潛力大，但勘探層系多為深層超深層，儲(chǔ)層類型多樣，物性普遍較差，如何對(duì)不同類型的儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)預(yù)測及刻畫是勘探取得成功的關(guān)鍵。

為支撐四川盆地天然氣勘探大發(fā)展，石油勘探開發(fā)研究院持續(xù)攻關(guān)，在多類型海陸相儲(chǔ)層的精細(xì)刻畫方面形成了一批技術(shù)成果。

在陸相碎屑巖致密氣領(lǐng)域，建立了新場—合興場地區(qū)須二氣藏“斷褶裂縫體”高產(chǎn)富集新模式。在裂縫預(yù)測方面，針對(duì)前期單一地震屬性預(yù)測效果差的問題，研發(fā)了基于“最大似然+構(gòu)造熵+曲度”多屬性融合的裂縫地震預(yù)測方法，有效提高了斷褶裂縫體預(yù)測精度；在基質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測方面，基于測井多礦物模型，形成了含裂隙致密儲(chǔ)層巖石物理建模方法，并針對(duì)常規(guī)反演分辨率較低的問題，研發(fā)了分頻重構(gòu)反演儲(chǔ)層精細(xì)預(yù)測技術(shù)，提高了砂體預(yù)測分辨率，明確了基質(zhì)儲(chǔ)層有利區(qū)的展布。

在深層超深層海相多層系儲(chǔ)層描述方面，針對(duì)深層能量吸收嚴(yán)重、地震資料品質(zhì)差、儲(chǔ)集體信號(hào)弱的問題，通過處理解釋一體化、科研生產(chǎn)一體化聯(lián)合攻關(guān)，形成了弱信號(hào)恢復(fù)、各向異性深度建模、RTM逆時(shí)偏移處理技術(shù)，降低了淺層復(fù)雜構(gòu)造、厚層膏巖對(duì)下伏海相地層的影響，提高了深層地震資料品質(zhì)；針對(duì)深層海相測井資料少、沉積特征不清、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層不落實(shí)的問題，建立了壓實(shí)校正古地貌恢復(fù)、深度學(xué)習(xí)地震相預(yù)測、無井約束地震反演、小角度流體因子屬性等技術(shù)系列，厘清了三疊-二疊-震旦系沉積特征，結(jié)合露頭和鄰區(qū)鉆井揭示，落實(shí)了重點(diǎn)層系地震響應(yīng)特征，刻畫了二疊系茅口組和棲霞組、泥盆系、震旦系燈影組等層系儲(chǔ)層和圈閉分布，支撐了多口風(fēng)險(xiǎn)井部署。

在非常規(guī)領(lǐng)域，紅星地區(qū)二疊系、普光地區(qū)大隆組、井研-犍為探區(qū)寒武系筇竹寺組、資陽地區(qū)筇竹寺組超深層頁巖氣的勘探突破，證明了四川盆地深層非常規(guī)天然氣的巨大潛力和前景。針對(duì)頁巖氣“甜點(diǎn)”規(guī)律不清、裂縫發(fā)育復(fù)雜、流體識(shí)別精度不足、壓力預(yù)測誤差大等問題，形成了常壓頁巖氣地震評(píng)價(jià)技術(shù)系列。針對(duì)常規(guī)密度疊前反演不穩(wěn)定，導(dǎo)致含氣性識(shí)別誤差大的問題，引入巖石物理約束實(shí)現(xiàn)密度穩(wěn)定反演，進(jìn)而提高含氣性識(shí)別能力；根據(jù)不同斷-縫預(yù)測算法及不同頻段的地震資料具有不同尺度的特性，利用多頻段信息預(yù)測不同尺度斷-縫，研發(fā)信息歸一化協(xié)方差矩陣多屬性融合方法，實(shí)現(xiàn)裂縫多尺度信息協(xié)同預(yù)測，提高了裂縫刻畫精度；考慮常壓頁巖氣有機(jī)質(zhì)成分建立巖石物理模型，形成了構(gòu)建正常壓實(shí)速度趨勢線的新方法，減小壓力預(yù)測誤差。以巖石物理分析為基礎(chǔ)，高精度預(yù)測了頁巖氣地質(zhì)工程關(guān)鍵“甜點(diǎn)”參數(shù)——TOC、孔隙度、飽和度、含氣量、裂縫、孔隙壓力和地應(yīng)力分布特征，提高了四川盆地南部地區(qū)頁巖氣“甜點(diǎn)”評(píng)價(jià)符合率。

（作者單位：中國石化石油勘探開發(fā)研究院）

技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng) 致密氣高效勘探

問：針對(duì)陸相致密砂巖氣高質(zhì)量勘探，形成了哪些關(guān)鍵技術(shù)？

儲(chǔ)層精細(xì)刻畫是以地質(zhì)理論為指導(dǎo)，綜合運(yùn)用巖芯、錄測井和三維地震等資料，從單砂體及裂縫這兩種儲(chǔ)層類型出發(fā)，對(duì)其不同的表征參數(shù)進(jìn)行精細(xì)刻畫研究，單砂體的刻畫內(nèi)容包括空間展布、空間形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、大孔道識(shí)別、三維模型及動(dòng)態(tài)變化；裂縫儲(chǔ)層刻畫內(nèi)容主要包括巖性特征、裂縫特征、裂縫預(yù)測，以及裂縫儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)。

針對(duì)中江氣田沙溪廟組復(fù)雜薄窄河道儲(chǔ)層精細(xì)刻畫，采用從定性到定量、從巖性到物性再到含氣性逐步逼近的研究思路，確保最終結(jié)果的可靠性。

西南油氣主要形成四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：一是形成了有針對(duì)性的地震資料目標(biāo)處理技術(shù)，既突出地質(zhì)體的地震異常，又具有高保真度，為后續(xù)解釋提供了好的資料基礎(chǔ)；二是創(chuàng)建了多域多屬性相帶空間刻畫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了河道外形、內(nèi)幕、期次、隔層的精細(xì)刻畫；三是研發(fā)了基于射線參數(shù)域的改進(jìn)三參數(shù)反演方法，與地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了巖相、物相高精度定量預(yù)測；四是研發(fā)了基于孔隙介質(zhì)漸進(jìn)方程反演的流體識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了含氣飽和度的定量預(yù)測，解鎖了地下“氣糧倉”。

勘探技術(shù)是在實(shí)踐認(rèn)識(shí)中不斷更新迭代的。陸相須家河組領(lǐng)域，目的層埋藏深，砂巖縱向橫向變化快、儲(chǔ)層厚度薄、裂縫發(fā)育規(guī)律復(fù)雜，給地球物理描述及預(yù)測帶來巨大挑戰(zhàn)。

勘探分公司圍繞已鉆井暴露出的儲(chǔ)層預(yù)測精度低和井間產(chǎn)能差異大等問題，圍繞巴中—通江地區(qū)須家河組高產(chǎn)富集的主控因素，對(duì)地震目標(biāo)描述及預(yù)測方法進(jìn)行了詳細(xì)復(fù)盤，逐步形成了一套適用于研究區(qū)的目標(biāo)描述及預(yù)測新方法：形成多礦物廣義Xu-White巖石物理建模技術(shù)，構(gòu)建復(fù)雜巖性及儲(chǔ)層RPT量版，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜巖性敏感參數(shù)優(yōu)選；充分利用疊前全角度信息，攻關(guān)疊前Fatti高精度反演預(yù)測技術(shù)，準(zhǔn)確反演敏感彈性參數(shù)，有效提高砂巖及儲(chǔ)層預(yù)測精度；針對(duì)不同成因裂縫，建立疊前疊后裂縫分級(jí)分類預(yù)測方法，精細(xì)評(píng)價(jià)規(guī)模復(fù)雜縫網(wǎng)分布。新方法的應(yīng)用，有效支撐了須家河組高產(chǎn)富集區(qū)帶的評(píng)價(jià)，為鉆井的部署實(shí)施及突破指明了方向。

陸相須家河組是增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域，勘探分公司將持續(xù)深化須家河組高產(chǎn)富集主控因素認(rèn)識(shí)，一體化攻關(guān)復(fù)雜構(gòu)造區(qū)三維地震采集、處理、解釋技術(shù)，為未來的勘探部署、井型優(yōu)化和改造提產(chǎn)提供支撐，帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域化的高質(zhì)量、精細(xì)化勘探。

（薛 婧 賀 彥 整理）