塔中顺南沙漠区碳酸盐岩天然气藏三维地震勘探技术.pdf

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第 3 5卷第 6期 - -5 天然乞北 O I L G A S G E O L O G Y 2 0 1 4年 1 2月 文章编号 0 2 5 3 9 9 8 5 2 0 1 4 0 6 0 9 3 5 0 9 d o i 1 0 . 1 1 7 4 3 / o g g 2 0 1 4 0 6 2 0 塔 中顺 南沙漠 区碳 酸盐岩天然气藏 三维地震勘探技术 陈明 政, 李宗 杰, 王 保才 中国石化 西北油田分公司, 乌鲁木齐 新疆 8 3 0 0 1 1 摘要 塔中顺南沙漠区地表沙丘起伏大, 地震信号吸收衰减剧烈, 深层奥陶系碳酸盐岩 目的层非均质性强, 导致碳酸盐岩缝洞体及 小断层成像精度不高、 储层预测与圈闭落实难度大。为此, 在该 区统筹开展三维地震采集、 目标处理、 综合解释等一体化勘探技术 攻关。首先, 基于碳酸盐岩缝洞体 目标优化采集方案设计, 优化激发接收参数的采集技术, 提高了采集数据质量; 其次, 在保幅、 保 真的前提下, 形成 了叠前时间偏移和逆时叠前深度偏移 R T M 成像技术等对奥陶系缝洞型储层反映敏感的关键参数及流程组合, 提高了缝洞体及小断层的成像精度; 再次, 依据奥陶系碳酸盐岩储层类型及反射结构特征, 分组段建立储层地震识别模 式, 开展储 层敏感属性分析 , 形成 了针对内幕缝洞型储层、 一间房组储层及裂缝型储层的一系列储层预测及烃类检测技术; 最终, 建立了“ 断裂 分区带、 属性定边界” 的圈闭落实与描述技术及“ 定类型、 定控因、 定模型、 定技术、 定 目标” 的“ 五定”目标优选与评价技术。多口钻 井在该区实现天然气重大突破, 证实了顺南沙漠区碳酸盐岩地层天然气藏的三维地震勘探技术的有效性及适用性。 关键词碳酸盐岩; 三维地震; 储层预测; 天然气藏; 塔里木盆地 中图分类号 P 6 3 1 . 4 文献标识 码 A 3D s e i s m i c e x p l o r a t i o n t e c hno l o g y o f c a r n a t e g a s r e s e r v o i r i n Sh un na n de s e r t a r e a o f Ce nt r a l Ta r i m Ba s i n C h e n M i n g z h e n g , L i Z o n g j i e , Wa n g B a o c a i N o r t h w e s t O i lfi e l dB r a n c h C o r p o r a t i o n , S I NO P E C, U r u m q i , X i n fi a n g 8 3 0 0 1 1 , C h i n a Abs t r a c tI n Sh u n a n d e s e r t a r e a o f c e n t r a l Ta r i m Ba s i n, l a r g e s a n d- d u n e s wi t h l a r g e r e l i e f c a u s e g r e a t a t t e n u a t i o n a n d a b s o r p t i o n o f s e i s mi c s i g n a l s . I n a d d i t i o n, t h e d e e p Or d o v i c i a n c a r b o n a t e s h a v e s t r o n g h e t e r o g e n e i t y . Al l t h e s e u n f a v o r a b l e c o n d i t i o n s g i v e ris e t o po o r i ma g i n g o f t h e f r a c t ur e d - v ug g y r e s e r v o i r s a n d s ma l l f a u l t s, b rin g i n g s i g n i fic a n t d i ffic u l t i e s t o r e s e rvo i r p r e d i c t i o n a n d t r a p i d e n t i fi c a t i o n. Th e r e f o r e, i n t h i s pa p e r , a c o mp r e h e n s i v e r e s e a r c h o f 3 D s e i s mi c a c q u i s i t i o n, t a r g e t - o ri e n t e d p r o c e s s i n g a n d i n t e rpr e t a t i o n i s c a r r i e d o u t t o s o l v e t h e a b o v e p r o b l e ms . F i r s t , a b e t t e r a c q u i s i t i o n s c h e me ba s e d o n f r a c t u r e d- v u g g y c a r b o n a t e r e s e rvo i r i ma g i ng i s d e s i g n e d, i n wh i c h t h e s ho o t i ng a n d r e c e i v i ng p a r a me t e r s a r e 0 p - t i mi z e d t o i mp r o v e s e i s mi c d a t a q u ali t y . T h e n , a s e ri e s o f i ma g i n g t e c h n i q u e s l i k e p r e s t a c k t i me mi g r a t i o n a n d R T M mi g r a t i o n i ma g i ni ng wi t h s u i t a b l e k e y p a r a me t e r s f o r t he Or d o v i c i a n c a r bo na t e r e s e rvo i r s a r e e s t a b l i s he d t o i mp r o v e i ma g i n g pr e c i s i o n o f t he f r a c t u r e d v u g g y c a r bo n a t e r e s e rvo i r s a n d s ma l l f a u l t s wh i l e p r e s e r v i n g t r u e a mpl i t u d e. I n a d d i t i o n, a c c o r d i n g t o t h e s e i s mi c r e fl e c t i o n f e a t u r e s a n d t y p e s o f c a r b o n a t e r e s e rvo i r s i n t h e Or d o v i c i a n, a s e t o f r e s e rvo i r p r e d i c t i o n a n d h y d r o c a r b o n d e t e c t i o n t e c h n i q u e s for f r a c t u r e d - v u g g y r e s e rvo i r s a n d f r a c t u r e d t r a p s i s d e v e l o p e d i n c l u d i n g s e i s mi c p a t t e r n r e c o g ni t i o n o f r e s e rvo i r i n d i f f e r e n t s t r a t i g r a p h i c s e c t i o n a n d s e n s i t i v e a t t r i b u t e s a na l y s i s .Fi n a l l y, s p e c i a l t e c h n i q u e s o f t r a ps p r e d i c t i o n a n d c ha r a c t e r i z a t i o n a r e d e v e l o p e d a nd t he y d i v i d e d i f f e r e n t z o n e s by u s i n g f a u l t s a nd d e fin e b o r d e r s o f t r a p s b y u s i n g a t t rib u t e s . T e c h n i q u e s f e a t u r i n g i n fi v e f a c t o r s i n c l u d i n g t y p e , g e n e s i s , mo d e l a n d t e c h n i q u e a r e d e v e l o p e d f o r t a r g e t o p t i mi z a t i o n a nd e v a l u a t i o n . S e v e r al we l l s d i s c o v e r e d n a t u r al g a s i n t h i s a r e a, p r o v i d i ng a s o l i d p r o o f for t he e f - f e c t i v e n e s s a n d a p p l i c a b i l i t y o f 3 D s e i s mi c e x p l o r a t i o n t e c h n o l o g y o f c a r b o na t e g a s r e s e rvo i r i n S h un n a n De s e rt Ar e a . Ke y wo r ds c a r b o n a t e r o c k, 3 D s e i s mi c, r e s e rvo i r pr e d i c t i o n, g a s r e s e rvo i r , Ta r i m Ba s i n 塔 中顺南地区位于卡塔克隆起 I 号断裂带以北 的 顺托果勒低隆起与古城墟隆起 的结合部位 , 邻近满加 尔生烃坳陷。顺南地 区中、 下奥陶统顶面现今构造呈 现为由东南 向西北倾 的宽缓单斜构造 , 自西 向东依次 发育多条近北东和北东东向的高角度走滑断裂带 , 延 伸长度 5 0~1 5 0 k m不等 , 呈“ x” 型共轭关系。 收稿 日期 2 0 1 41 01 5; 修 订 日期 2 0 1 41 1 0 2 。 第一作者简介 陈明政 1 9 5 7 一 , 男 , 高级工程师 , 油气勘探开发。E - ma i l 2 5 0 0 2 9 8 8 6 1 q q . t o m。 基金项 目 国家科技重大专项示范工程 2 0 1 1 Z X 0 5 0 4 90 0 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9 3 6 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 5卷 顺南地区地表被第四系松散沙层所覆盖 , 沙层厚 度变化大。地面海拔约为 1 1 0 0 m。沙丘相对高差约 1 0~1 3 0 m。沙丘分布形态有规则的垄状 , 不规则 的蜂 窝状或是二者 的复合形态 , 一般宽约 5 0 0~ 4 0 0 0 m。 表层结构大部分地区主要为三层结构 , 即低速层 、 降速 层和高速层 , 低速层速度约为 3 7 0~6 5 0 m/ s , 厚度为 2~ 6 m。降速层厚度 一般在 2~7 0 m, 高速层速度一 般在 1 6 0 0 1 8 0 0 m / s , 地震波传播吸收衰减严重。 本区发育有震旦系 、 寒武系、 志 留系 一泥盆系、 石 炭系、 二叠系 、 三叠系、 白垩系 、 古近系和新近系 , 基底 为前震旦 系变质岩。各 时代 地层岩性和密 度差异较 大, 存在多个明显的波阻抗界面, 能获得T , T , T ; , , T , , T ; , , T , T 等多个反射波组, 其中T , , , 地震反射波组 为工区 内标准反射波。前 中生界侵 蚀面 反射波和中上奥陶统顶面反射波 具有明显 的上超下削特征。 顺南地 区重点勘探层系为中、 下奥陶统 , 其埋深多 超过 6 3 0 0 m, 主要为碳酸盐岩缝洞型圈闭, 纵横向非 均质性强 , 地震资料信噪 比低 , 储层预测 、 圈闭描述、 落 实及评价难度大。 前期二维地震区部署的多 口探井见到良好油气显 示 , 古隆 1井 、 顺南 1井获得工业气流 , 实现 了天然气 突破 , 但产量低 , 稳产时 间短 , 不能满足高效勘探的需 求。前期三维地震资料 , 由于受 当时设备及技术条件 的限制, 奥陶系目的层信噪比偏低, 碳酸盐岩储层特征 不明显 , 预测难 以满足勘探需求。 因此 , 根据本区勘探 目标的地质特点和地表 、 地下 地震地质条件 , 总结前期二维 、 三维地震勘探技术 的经 验与不足, 通过采集 、 处理 、 解释一体化联合技术研究 , 逐步形成 了针对塔 中顺南沙漠区碳酸盐岩缝洞型天然 气藏三维地震勘探技术 , 为塔中顺南地 区的天然气勘 探提供了技术支撑和地质科学依据。 1 沙漠区地震采集关键技术 顺南沙漠区中、 下奥 陶统 目的层地 震资料存 在 3 个主要特点 一是 目的层信噪比低 、 主频低和有效频带 窄 , 二是干扰波发育且能量强 , 三是巨大沙丘造成的静 校正问题突出。 顺南地 区碳 酸 盐岩缝 洞体 主要受 断裂 、 准 同生 期 、 深埋藏及热液溶蚀作用控制 , 如何 获得 较全面 的 断裂信息和缝洞体产生 的绕射信息是该 区地震采集 的重 点和难点。地震采集方法设计从 观测系统 和激 发接收两方面人手 , 尽可能经济地 、 完 整地采集 到地 下缝 洞地质体的地震信息 , 重点提高 中、 下奥 陶统 的 层 间弱反射信噪比。 在沙漠地表和奥陶系碳酸盐岩缝洞型储集体 的双 重复杂地震地质条件下 , 开展 了针对性研究 , 提出了技 术经济的观测系统和激发 、 接收参数, 为三维地震资料 的获取奠定了基础 。 1 . 1 基于缝洞体 目标的观测系统设计 该区地震资料特点决定了观测 系统 的高覆盖 、 宽 方位角。①高覆盖是保证奥陶系层 间弱反射信号信噪 比的前提; ②宽方位角观测增加横向采样率、 提高横向 覆盖次数 , 为准确刻画和描述储层提供较全面 、 系统的 基础资料 ; ③较小束 间滚动距离减弱较大排列片滚动 带来的炮检距、 方位角周期性变化 引起 的反射振幅周 期性变化 即采集足迹 , 同时提高静校正耦合效果。 观测系统的设计思路为 根据顺南地区地球物理 模型计算理论的观测系统参数 , 由地震资料 的信噪 比 来计算观测系统覆盖次数 , 结合前期三维地震资料特 点 , 通过属性分析优选方案 , 最后依据试验资料分析确 定最终采集观测系统 。 1 覆盖次数 通过顺南实际资料分析 可知 图 1 , 1 2 0~1 6 0次 剖面的信 噪比随着覆 盖次数增加 而快 速提高 , 1 6 0 2 2 0次剖面信噪 比提高的趋势开始变缓 , 2 2 0~2 6 0次 剖面信噪比基本相 当, 2 2 0次是覆 盖次数 与信噪 比关 系的拐点 。古城三维 1 6 0次地震资料显示 目的层信噪 比偏低 , 而顺南地区地表沙丘的相对高差及规模较小 , 激发接收条件略好 , 因此覆盖次数选取 1 6 02 2 0次 比 较合适 。 2 面元尺寸 面元尺寸 的大小对 偏移 剖面 影响较 大 , 面元 越 小 , 可偏移的频率就越 高 , 也可 降低偏 移噪声 。模型 正演分析表 明 , 面元越小 , 较小尺度缝洞 体的识别能 力就越强 , 因此 , 采用较小面元可保证较 小尺度缝洞 体的成像 。 图 1 塔里木盆地顺南地区覆盖次数与信噪比关系 F i g . 1 R e l a t i o n b e t we e n f o l d a n d S / N r a t i o i n S h u n n a n a r e a, T a r i m B a s i n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9 4 2 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 5卷 3 4 综合评价及目 标优选 5 结论 针对顺南地 区碳酸盐岩储层及 圈闭类型特点 , 提 出了“ 定类 型 、 定 控 因 、 定模 型、 定 技 术 、 定 目标 ”的 “ 五定 ”目标优选技术 , 定类 型 就是从岩心 、 钻井 、 测 井 、 化验 分 析 等第 一 手资 料 出发 , 宏 观 与 微 观相 结 合, 确定储集空间类型和储层类型; 定控因 就是从 沉积 、 岩性 、 不整合 、 古构造 、 断裂 、 热液等方 面 , 综合 分析碳 酸盐岩储层 的主控 因素 ; 定模 型 就是根据储 层类型及主控 因素 , 建立碳酸盐岩储 层 的地质模 型 ; 定技术 就是根据地 质模型 , 通过模 型正演 和井震结 合 , 建立地震识别模式 和敏感地震属 性参 数 , 从 而确 定关键预测技术组 合 ; 定 目标 就是 在前面几项 研究 的基础上 , 从沉 积 、 构造 、 储 层 主控 因素及 预测有 利 区带 出发 , 结 合 油气 藏 富集 规 律 , 优 选 有利 的勘 探 目标 。 1 综合评价 顺南地区紧邻满加尔坳 陷烃源灶 , 位 于油气运移 路径上 , 成藏条件优越。奥陶系缝洞型储层受 多期断 裂活动 、 准同生期岩溶、 埋藏溶蚀及热液溶蚀等作用 , 较为发育 。巨厚的却尔却克组泥岩地层是该 区的良好 盖层。走滑断裂向下切人基底 , 与油气源灶相连 , 是油 气运移 的有利通道 。对顺南地区一间房组 一鹰山组上 段 、 鹰 山组下段、 蓬莱坝组进行综合评价 , 划分 出储层 发育及油气富集有利区带。 2 目标优选 在顺南地区各 目的层段有利 区带综合评价的基础 上 , 认为断裂对油气富集影响较大 , 通过分析断裂性质 的分段性 , 走滑断裂 的拉张段更有利于储层发育和油 气充注 , 再 结合 “ 五定”目标优选 技术 , 优选 了 S N 4, S N 5 , S N 6 , S N 7等一批钻探 目标 。 4 应用效果 经过采集 、 处理 、 解释一体化三维地震勘探技术攻 关研究 , 形成了适合顺南地区天然气藏地质特点 的系 列技术 , 取得了可靠 的三维地震采集数据 , 获得了能够 反映碳酸盐岩缝洞型储层特征 的三维地震数据体 , 预 测 了有利的碳酸盐岩储层发育带 , 落实了一批圈闭, 并 优选了勘探 目标。其 中 S N 4和 S N 5井 控制 的成藏 区 带得到了钻井 的证实 , 实现 了重大突破。最新部署 的 S N 7井和 S N 4 0 1井在一间房组及鹰 山组顶部也获得 了 良好的油气显示 , 点火成 功, 其 中 S N 7井 中途测试获 得 了工业油气流 , 该 区钻井成功率不断提高 , 证实了顺 南沙漠区天然气藏三维地震勘探技术 的有效性 , 展现 了顺南地 区具有广阔的天然气勘探前景 。 1 针对塔 中顺南沙漠 区的地表及地下地震地质 特点 , 采用小面元 、 较高叠次 、 较宽方位角的观测系统 , 利用精细地表调查优选激发岩性及检波器组合 图形 , 优化埋置深度的采集技术 , 为获得可靠地震基础数据 奠定了基础 。 2 针对顺南沙漠 区地震资料主频及信噪 比较低 的特点 , 建立 了适合该 区的处理流程 , 采用的叠前保幅 去噪、 地表一致性 、 精细速度模型、 R T M参数优化等系 列关键技术 , 提高了碳酸盐岩缝洞体的成像精度 , 为储 层预测打下了坚实基础 。 3 根据顺南地区天然气藏的地质特点 , 建立 了碳 酸盐岩缝洞型储层 的识别模式 , 优选 了振幅变化率、 子 波分 解、 蚂蚁追踪 等系列储 层预 测方法 , 提 出了“ 五 定” 目标优选技术 , 识别描述评价 了一批圈闭 目标 , 并 通过钻井验证 , 取得了良好效果。 4 裂缝及小尺度储层的预测结果 尚存在多解性 , 因此 , 三维地震勘探技术仍需根据高效勘探 的需求 , 不 断进行参数优选及方法试验 。 参考文献 [ 1 ] 刘群 , 李宗杰 , 禹金营 , 等. 高精度三维 地震 技术应用效 果分析 一 以塔河油 田 4 8井区为例 [ J ] . 石油物探 , 2 0 1 0 , 4 9 6 5 7 3- 5 8 3 . 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