文章编号：1673-8926（2020）01-0120-08DOI：10.12108/yxyqc.20200113
引用：李新豫，张静，包世海，等.川中地区须二段气藏地震预测陷阱分析及对策：以龙女寺区块为例.岩性油气藏，2020，32（1）：120-127. Cite：LI X Y，ZHANG J，BAO S H，et al.Analysis and countermeasures of seismic prediction traps for Xu-2gas reservoir in central Sichuan Basin：a case study from Longnyusi block.Lithologic Reservoirs，2020，32（1）：120-127.
川中地区须二段气藏地震预测陷阱分析及对策
——以龙女寺区块为例
李新豫1，张静1，2，包世海1，张连1，朱其亮3，闫海军1，陈胜1（1.中国石油勘探开发研究院，北京100083；2.中国石油勘探开发研究院西北分院，兰州730020；
3.中国石油集团渤海钻探工程有限公司井下作业分公司，河北任丘062552）
摘要：四川盆地川中地区上三叠统须家河组二段天然气资源丰富，勘探开发潜力巨大，但近年来既无重大勘探发现又无很好的开发经济效益，究其原因是对须二气藏富集区的分布认识不清。通过研究总
东京小子
结了须二气藏富集区地震预测中存在3类致命预测陷阱：①没有充分认识须二段有效储层纵向分布位置及其对应的地震反射特征；②须二上段泥岩夹层发育，泥岩夹层和有效储层反射特征相似；③气层与水层、干层地震反射特征差异小；形成了模型正演识别纵向上不同位置储层反射特征、地震分频反演识别泥岩、叠前A VO技术区分气层、水层、干层等针对性技术对策，在川中地区龙女寺区块须二段气藏预测中进行了应用，新完钻井预测符合率达到90%以上。这些技术提高了须二上段气藏预测精度，有效地支撑了须二段气藏勘探开发工作。 关键词：地震反射特征；预测陷阱；模型正演；分频反演；叠前A VO技术；须二段；四川盆地
中图分类号：P631.4文献标志码：A
Analysis and countermeasures of seismic prediction traps for Xu-2gas
reservoir in central Sichuan Basin：a case study from Longnyusi block
LI Xinyu1，ZHANG Jing1，2，BAO Shihai1，ZHANG Lianqun1，ZHU Qiliang3，YAN Haijun1，CHEN Sheng1（1.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration&Development，Beijing100083，China；2.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development-Northwest，Lanzhou730020，China；3.Downhole Operation Company，Bohai Drilling Engineering Co.，Ltd，CNPC，Renqiu062552，Hebei，China）
Abstract：The second member of Xujiahe Formation of Upper Triassic in central Sichuan Basin is rich in natural gas resources and has great potential for exploration and development.However，in recent years，there are nei‐ther significant exploration discoveries nor good economic benefits.The reason is the unclear understanding of the distribution of the enriched area of Xu-2reservoir.Based on study，three kinds of fatal prediction traps in the seismic prediction of the Xujiahe gas reservoir enrichment area were summarized：（1）Insufficient understanding
收稿日期：2019-04-09；修回日期：2019-07-01；网络发表日期：2019-08-15
基金项目：国家“十三五”科技重大专项“致密气富集规律与勘探开发关键技术”（编号：2016ZX05047）资助
ldap
作者简介：李新豫（1985—），硕士，工程师，主要从事储层预测与烃类检测方面的工作。地址：（065007）河北省廊坊市广阳区中国石油勘探开发研究院廊坊院区。Email：************************
通信作者：张静（1970—），博士，高级工程师，主要从事地震解释与储层预测方面的研究工作。Email：**********************。
of the vertical distribution of the effective reservoir and its corresponding seismic reflection characteristics ；
（2）the mudstone interlayer in upper Xu-2were well developed ，the reflection characteristics of mudstone interlayer and effective reservoir are similar ；（3）the difference of seismic reflection characteristics between gas layer ，water layer and dry layer is small.According to the three kinds of prediction traps in the prediction process ，some tar ‐geted technical countermeasures were formed ，such as forward modeling to identify reservoir characteristics ，fre ‐quency division inversion to identify mudstone ，prestack A VO technology to distinguish gas layer ，water layer and dry layer ，which were applied in the prediction of Xu-2gas reservoir in Longnyusi block ，central of Sichuan Basin ，and the new drilling forecast compliance rate was more than 90%.These techniques improve the prediction accuracy of Xu-2gas reservoir and effectively support the exploration and development of the Xu-2gas reservoir.Key words ：seismic reflection characteristic ；prediction trap ；forward modeling ；frequency division inversion ；prestack A VO technology ；the second member of Xujiahe Formation ；Sichuan Basin
0引言
四川盆地上三叠统须家河组有利勘探面积为6万km 2，资源量达3.16万亿m 3，具有巨大的勘探开发潜力［1-3］，其中川中地区须二段气藏是须家河组主力产层，在川中地区先后发现了合川、安岳、龙女寺等多个气田［4-6］，但由于须家河组致密砂岩储层非均质性强，须二段气藏分布极其复杂，地震含
气富集区预测中存在诸多陷阱造成富集区分布认识不清，故须二段气藏尚未得到大规模经济有效开发。
结合在四川盆地须家河组气藏地震预测中的实践经验，总结须家河组气藏地震预测过程中的陷阱，通过对陷阱的特征分析，形成针对性的技术思路和对策，并在川中龙女寺区块须二段气藏预测中应用实践，以期识别这些预测陷阱并提高须二段气藏地震预测的精度。
1须二段气藏地震预测陷阱
通过对已钻井测井解释成果的分析，四川盆地上三叠统须家河组须二段储层可分为上下2段，其中上段储层主要有4种组合类型：①须二段顶部，以大套致密砂岩夹有效储层为主，有效储层主要发育
在须三段底界泥岩之下［图1（a ）］；②须二上段中部，以大套致密砂岩夹有效储层为主［图1（b ）］；③须二上段中部发育薄砂、泥岩互层［图1（c ）］；④须二上段中部发育泥岩夹层［图1（d ）］。由于该段储层纵、横向变化快，非均质性强，厚度变化大［7-9］，造成该段气藏在地震预测中存在诸多的陷阱。通过对川中地区安岳、高石梯、蓬莱、磨溪、龙女寺等多个区块须二段气藏的分析认为，在地震气藏预测过程中，主要存在3类预测陷阱：①没有充分认识到须二段有效储层在纵向上的分布位置及其对应的地震反射特征；②须二上段泥岩夹层发育，泥岩夹层和有效储层地震反射特征相似，不能有效区分；③气层与水层、干层地震反射特征差异小，没有有效地解决气藏预测中的多解
性。
1.1没有充分认识须二段储层纵向分布特征
川中地区须家河组二段气藏储层非均质性强，纵向上储层分布位置差异大，有效储层总体上可分为2种类型：一类位于须二上段中部［图1（b ）］，为主要储层组合类型，储层底界为亮点强反射特征；第二类位于须二上段顶部［图1（a ）］，分布相对较局限，部分钻井已证实开发效果较好，也是极其重要的储层类型，其底界同为亮点反射特征，但由于该
图1川中地区须二上段主要储层组合类型
Fig.1
Main reservoir assemblages of the upper Xu-2member in central Sichuan Basin
（a ）储层位于须三段底界之下致密砂岩砂岩储层砂泥互层泥岩
（b ）储层位于须二上段中部
（c ）薄储层、泥岩互层
（d ）泥岩腰带
须三段
须二上段须二下段须一段
类型储层与须三底泥岩紧密相连，且储层与泥岩波阻抗值相近，在地震剖面上形成复波反射特征，由于须三底界解释精度不高，因此这类储层极易丢失，造成气藏漏失。1.2须二上段泥岩层发育
川中地区须二上段发育泥岩夹层，由岩石物理分析发现泥岩层波阻抗为0.85～1.30g /cm 3·m/s ，而储层（含气砂岩、含水砂岩）的波阻抗值为1.00～1.32g /cm 3
·m /s （图2），泥岩层和储层波阻抗有较大
的重叠区域，其围岩均为致密砂岩，泥岩层和储层均为低阻，其底界均呈现波峰强反射地震特征，采用波形特征差异或者波阻抗反演方法不能有效地区分储层与泥岩层，增加了预测的多解性。1.3气层与水层、干层地震反射特征差异小
川中地区须二段构造平缓、储层致密，通过易士威等［10］与陈涛涛等［11］的研究成果，并结合已钻井资料证实须二气藏气水关系复杂。干层（致密砂岩与泥岩互层［图1（c ）］）由于致密砂层高波
阻抗和泥岩相对低波阻抗相互平均，其波阻抗值与含气砂岩和含水砂岩也相近，在下伏地层均为致密砂岩的情况下，含气砂岩、含水砂岩、干层底界均为从低波阻
图2川中地区须二上段纵波阻抗与密度交会图
Fig.2Crossplot of P-wave impedance and density of Xu-2
member in central Sichuan Basin
抗到高波阻抗的转换界面，结合川中地区须二段已钻井的地震反射特征发现，无论气层、干层还是水层其底界均表现出波峰强反射特征（图3），三者在常规地震剖面上的反射特征无明显区别，给须二段气藏的预测带来了困难。
图3川中地区须二段气层、水层、干层的地震反射特征对比
Fig.3Reflection characteristics comparison of gas reservoir ，water layer and dry
layer of Xu-2member in central Sichuan Basin
2解决对策与关键技术
2.1模型正演识别储层特征
川中地区须家河组三段底界的解释精度直接影响后续对部分储层类型的识别，而对研究区钻井合成记录精细标定发现，须三段底界反射特征不统一，总结起来主要有2种类型：一类为波峰强反射，另一类为波谷到波峰转换处的弱反射。为了准确地拾取须三段底界层位，首先结合研究区须二段储
层位于须二上段中部和储层紧挨须三段底部2种主要储层组合类型建立有效的地质模型，并以此地质模型为基础开展地震模型正演（图4）。通过模型正演发现，当须三段泥岩分布稳定、相对较厚、且须二段上顶部的储层不发育时，须三段底为波峰反射；当须二段上顶部储层发育时（如图4地质模型中红箭头所示），由于储层含不同流体后其波阻抗和须三段泥岩相近，造成波峰反射呈下拉现象（如图4正演模拟和实际地震剖面中红箭头所示），此时
含气砂岩
泥岩
致密砂岩含水砂岩
2.34
2.40
2.46 2.52 2.58
2.64
2.70
2.76 2.82
密度/（g ·cm -3）
道号
1182
1253
1362
气层与干层气层水层
1.01.11.2时间/s
31473292
3413
1200
12801340
1.0
1.1
1.2 1.0
1.1
1.2
气井
干井
气井
水井
须三段底
须一段底180001600014000120001000080006000
纵波阻抗/（g /c m 3·m /s ）
图4川中地区须二段储层模型正演
Fig.4
Forward modeling of Xu-2reservoir in central Sichuan Basin
须三段底为波谷到波峰转换处的弱反射。
以模型正演分析结果为基础，采用剖面特征分析和平面属性分析相结合的方法，通过反复的平面属性分析和剖面解释相互印证，提高须三段底的解释精度。先对须三段底明显的位置进行解释，对解释方案不确定的区域，对照模型正演分析结果，对实际资料中对应的反射特征进行综合分析，在全区须三
段底初步解释结果的基础上，提取瞬时振幅属性。以平面瞬时振幅属性为指导，对须三段底解释波峰的位置进行剖面特征反复对比分析，确保解释的合理性。在最终的解释结果上再次提取瞬时振幅属性，并将须三段底对应的波峰强反射和波谷弱反射进行划分（图5），其中波峰强反射区域主要对应储层位于须二上段中部的类型，波谷弱反射区域则对应储层紧挨须三段底的类型。2.2地震分频反演识别泥岩
分频反演是通过频谱分析来确定地震数据的有效频带范围，并通过小波分频技术将地震数据分成低频、中频和高频分频数据体，同时在反演过程中
加入振幅随频率变化的非线性多次关系（图6）［13-14］
，
且以此关系作为限定条件，通过支持向量机算法寻地震数据体和目标曲线的非线性映射关系，得到
图5川中地区须三段底界波峰、波谷反射平面分布Fig.5Distribution of wave peaks and wave valleys of
Xu-3member in central Sichuan Basin
最终的反演数据体［15］。由于地震波形是波阻抗和时间的函数，即反演时仅根据振幅同时求解波阻
抗和厚度，而已知1个参数求解2个未知数，结果是多解的，但通过加入振幅随频率变化的关系后，则增加了1个关于振幅随厚度变化的关系，可以对反演的结果起到限定的作用，从而减少反演的多解性。
500
400
600700
800
900
1
000190
180
170
160
1500
140
130
1200
110
01000
900
800
700
气井水井干井波峰反射波谷反射
地质模型
正演模拟
实际剖面
1.21.3
时间/s
须三段底
须二上段底须一段底
须二上段底
须一段底
须三段底
须二上段底
须一段底
须三段底
Y103井
100m
速度：5500m /s，密度：2.71g /m 3厚度：18m ，速度：4600m /s，密度：2.55g /m 3
含气储层
致密层
含气储层
厚度：16m
厚度：12m ，速度：4100m /s，密度：2.50g /m 3泥岩层012km
N
C1B1
A11
A104A51
C2
B3B4
B5
B6C3B9A2D2D1A106A21
B2
A23A6
B8
B7
唐山建龙实业有限公司A88A301A1
A15A18A7
A110A43
A41
A42深度/m
道号
线号
1.21.3
10001180
三集五大时间/s
图6振幅随频率厚度变化关系图［12］
Fig.6Amplitude variation characteristics with frequency
通过分频反演技术能够得到泥质含量数据，图7为A1和A2等2口井的连井泥质含量参数反演剖面，其中绿区域代表泥质含量高，指示泥岩发育，黄区域代表泥质含量低，指示砂岩发育，剖面上2口井的投影曲线均为自然伽马曲线，反演的绿
区域和井上GR 高值具有很好的对应关系，且横向分布规律也符合地质认识，说明该技术在识别泥岩夹层方面有较好的效果。利用此技术在全区范围内进行泥岩层预测，可以有效地降低后续对气藏分布预测的多解性。
图7泥质含量参数反演剖面
Fig.7Inversion section of muddy content parameters
2.3叠前A VO 技术区分气层、水层、干层
岩石物理分析发现龙女寺地区须二段气层泊松比小于0.2，而水层及致密层的泊松比均大于0.2，泊松比可以作为气层检测的敏感参数。根据Zoeppritz 方程及其简化式，气层与围岩泊松比的差异直接影响气层反射振幅随偏移距变化的规律
（A VO ）［16-18］。在实际应用中，以A VO 正演模拟为指
导，优选最有利的近、远偏移距划分范围，形成近远道叠加剖面，结合研究区已完钻井的分析，总结出气层、水层和干层的反射特征［19-20］：①气层的近道叠加剖面为弱—中强振幅，而远道叠加剖面为中强振幅特征，远道叠加剖面反射振幅明显比近道强，且远道剖面横向上振幅强弱变化明显，反射轴同相性差；②水层在近道叠加剖面和远道叠加剖面上
戈尔巴乔夫近况
振幅都比较强，远道叠加剖面的振幅比近道略有增强（含微气影响），但不明显，且同相轴较光滑连续（图8）；③干层（薄砂、泥岩互层类型）与水层特征相似，近道叠加、远道叠加剖面上振幅都比较强，两者差异不明显，呈高频连续的特征，干层与水层的差异是其横向延伸范围大（图9）。
对研究区内典型气层、水层、干层进行频谱分析发现，三者主频差异明显。由于气层段吸收衰减作用明显，实际资料表现为主频较低，为30Hz 左右，而水层和干层吸收衰减作用小，主频较高，其中水层段为34Hz 左右，干层段为38Hz 左右（图10）。在实际气层、水层、干层预测中，主要以A VO 近、远道振幅差异的基础，并通过频率信息的限定进一步降低气层识别的多解性。
（a ）振幅与厚度在不同频率时的调谐曲线（b ）不同厚度时振幅随频率变化
10
2030405060
厚度/m
15
2025303540455055
频率/Hz
0.35
0.300.250.200.150.100.05
0振幅
55H z 47H z 39H z 31H z 23H z
15
H z
15
m
20
m
25
m
30m
35m 40m 50
m
45m 0.35
0.300.250.200.150.100.05
0振幅
GR /API
10150
泥岩层
A1井A2井7060
50
40302010
1.21.3
时间/s
E
泥岩层
泥岩层
GR /API
10150
英德市卫生局
φ（泥质）/%
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