走滑断裂带储层三维刻画及断...究——以顺北5号断裂带为例_尼加提·艾比布拉.pdf
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1、2023年第7期西部探矿工程*收稿日期:2022-09-22修回日期:2022-12-26基金项目:中国石油化工股份有限公司西北油田分公司项目(KJ202133)。第一作者简介:尼加提 艾比布拉(1989-),男(维吾尔族),新疆乌鲁木齐人,工程师,现从事油气藏开发地震相关研究工作。走滑断裂带储层三维刻画及断储关系研究以顺北5号断裂带为例尼加提 艾比布拉*,马龙杰(中石化西北油田分公司勘探开发研究院,新疆 乌鲁木齐 830011)摘要:顺北5号断裂带位于塔里木盆地顺托果勒低隆,以奥陶系碳酸盐岩储层为主,是当前顺北油田勘探开发领域的热点。研究不同应力段断裂发育特征及断储关系,对于聚焦高产目标具有
2、重要意义。利用三维雕刻技术对顺北5号走滑断裂带挤压隆升段、拉分下降段和平移走滑段三种类型断控储集体进行精细化描述,进而确定了不同应力段断储关系。挤压隆升段同相轴错段明显,断裂结构呈正花状并伴有串珠强反射,断裂带储集体紧邻最大主断面两侧发育。拉分下降段同相轴明显下凹,下凹位置表现出内幕串珠及杂乱弱反射等地震响应特征,意味有利储层发育。平移走滑段断裂储集体发育较差,且连续性差。关键词:顺北5号带;走滑断裂;三维雕刻;断储关系中图分类号:TE122 文献标识码:A 文章编号:1004-5716(2023)07-0090-06顺北地区位于顺托果勒隆起,东西紧邻两个坳陷,南北为两大隆起,整体含油气。区内
3、发育多条北东向深大断裂,资源潜力巨大,且差异性大1。进一步研究发现走滑断裂带对奥陶系碳酸盐岩储层的形成具有明显的“控储、控藏、控富集”作用2-3。顺北5号带是顺北油气田延伸最长的断裂带,由北、中、南三段组成,断裂结构类型复杂多样4-5,经历多次构造运动,是典型的一级走滑断层6-8。断裂带内形成的大规模的裂缝网络,不仅是良好的油气储集空间,而且为各种流体改造作用提供了有利的通道,为高质量缝洞型储层发育提供了有利条件9-10。同时,走滑断裂带的发育有效地改善了低孔、低渗碳酸盐岩的储层物性,但储层也表现出强烈的非均质性,其内部结构复杂多变,具有局部分隔特征14-16。顺北油气田断控储集体勘探开发的关
4、键之一是精细描述断裂体系控制下的裂缝、孔洞及洞穴型储集体,在明确各类储集体响应特征的基础上,优选敏感属性对其进行准确描述,进而落实勘探开发目标。本文以顺北5号带为例,对走滑断面、裂缝及储集体开展三维刻画、立体融合研究,通过井震分析对不同的断裂储集体组合模式、结构关系特征进行综合评价,这对断裂控制储层的研究具有重要意义。1断控缝洞储集体多属性识别1.1储层响应特征明确断裂带不同应力段内部结构特征对于研究断控储层具有重要意义。走滑断裂最主要的特征是分段差异性明显,不同类型断裂段的内部响应特征不同。根据走滑断层剖面构造样式的差异,本次选取典型井对不同类型断裂段进行刻画。通过对不同断裂段储层位置及形态
5、刻画,揭示不同走滑断裂段的断裂、储层形态特征。在综合分析走滑断层的分段特征基础上,结合前人对顺北地区走滑断裂分段性研究成果10,对顺北 5号断裂带进行分段断裂刻画。通过对过典型井剖面特征进行分析,发现储层与主干走滑断裂及主干断裂活动伴生的次级断裂密切相关,结合实际钻井资料,确定断控储集地震响应具有“断裂+串珠异常、断裂+杂乱反射、断裂+弱反射”三种特征。结合顺北其他工区勘探开发效果13,发现“断裂+串珠/中强杂乱异常”反射储层的钻遇率较高,因而串珠相及杂乱相是储层属性识别的重点。902023年第7期西部探矿工程1.2储层特征增强处理研究区奥陶系目的层(以下简称T74)与上覆地层间存在强烈的阻抗
6、差,导致同相轴淹没了内幕储层的反射特征。为了能够更精确地预测强反射掩盖下的储层信息,需要对地震数据中的强反射信号进行分离,即进行储层特征增强处理。利用匹配追踪算法,以输入层位为基准,根据最佳匹配准则匹配局部最优子波后,压制地层结构反射,突出储层特征,从而实现强反射的压制,使得处理结果能够更好地表征储层地震反射特征,进而实现实际地震资料储层反射特征加强,在强反射去除处理后的资料上开展敏感属性优选即能够去除T74与上覆地层间阻抗差引起的屏蔽作用。1.3储层敏感属性优选地震属性技术是储层预测的重要手段,对走滑断裂和规模储集体,有多种地震属性可以对其进行表征,需要针对不同储层类型,从众多的地震属性优选
7、出对目标储层刻画比较敏感的属性或属性组合。为确定研究区顺北5号带规模储集体描述的敏感属性,本研究以不同地质模式下典型断控型储层的地震响应特征识别模式为指导进行属性降维,解决单属性局限性、多属性多解性的问题。采用结构张量、弧长张量、包络张量、边缘检测等几种边缘检测类及结构类属性表征规模储集体(图1)。通过对比、降维最终优选张量为规模储集体识别的敏感属性。图1断控储集体内幕储层敏感属性优选为确定研究区顺北5号带裂缝描述的敏感属性,采用相干、Fault Likelihood、Thinned Fault Likelihood、AFE、断裂增强、蚂蚁等多种属性(图2)。对比不同属性下不同断裂的检测结果,
8、结合实钻井标定,最终优选断裂增强相干属性为裂缝描述敏感属性。2三维断裂雕刻研究图2S20井断裂属性优选在断控储集体地震识别模式的指导下,开展了不同类型储层的地震相刻画。首先优选敏感属性确定断控储集体边界,在断控储集体边界内对反映各类储层的敏感地震属性进行属性门槛值标定,然后利用三维雕刻技术,得到不同类型储层的空间几何形态。2.1门槛值标定912023年第7期西部探矿工程研究区地震反射主要为断裂带控制下的串珠、杂乱和弱反射,主要对应断控储集体洞穴、孔洞和裂缝型储层。串珠相以强能量团识别为主;杂乱相以波组不连续识别为主,主要反映断裂带破碎特征;弱反射相地震反射较弱,主要反映油气的通道以及本身的储集
9、空间特性。以纹理属性来识别断控储集体整体边界,主要以优化后的结构张量属性、杂乱属性、断裂增强相干属性刻画断控储集体内不同类型储层地震相,并通过实钻井分析确定各类储层的门槛值。根据正演结论和实钻井标定分析,结合井上钻时变化点的融合张量属性值,最终确定断控储集体边界门槛值。以顺北S2和S18井为例(如图3所示),钻时变化点统计结果显示,在到达断控储集体边界时钻时明显变快,从而确定各类敏感属性的门槛值。图3S2和S18井钻时变化点统计示意图本研究以不同类型储层放空漏失点及钻时变化点标定各类储层敏感属性,确定不同类型储层表征属性的门槛值。最终以结构张量属性表征洞穴型储层,其门槛值为38;以杂乱度属性表
10、征孔洞型型储层,其门槛值为0.35;以断裂增强相干属性表征断裂型储层,其门槛值为0.85。2.2三维雕刻在敏感地震属性和门槛值标定基础上,开展不同地震反射特征储层的三维几何形态雕刻,通过体融合技术明确研究区三维雕刻几何形态展布情况(图4)。雕刻结果显示,顺北5号带断面识别的井震吻合度高,断面连续性好且具有纵向差异性,与井的动态连通情况匹配性较好。根据各类属性门槛值雕刻即可获得洞穴、孔洞、断裂三类储层的空间体积。图45号带断裂带+串珠+杂乱储集体三维雕刻图3断储关系研究顺北5号断裂带断裂性质、发育强度、平剖组合模式与储层的匹配关系存在明显的分段性特征。根据垂向活动的类型(隆升或下降)、垂向活动幅
11、度大小以及平面几何特征,可将顺北5号断裂带的变形分为3种类型,即平移走滑段、拉分下降段、挤压隆升段,共计划分为 10 段,包括4个挤压隆升段、3个拉分下降段及3个平移走滑段。3.1挤压隆升段挤压隆升段内部结构复杂,断裂发育程度高。根据同相轴错断断距以及地层隆起变形程度,可以识别出一条主断面,一般位于断裂带正花状构造中间位置。最大断面左右两侧具有不对称性,其内部小断裂发育程度、地震响应特征、两侧地层的挠曲变形情况以及垂向断距等呈现出明显差异。以 S5 井区挤压隆升段为例,中间发育最大主断面,在其左侧地层变形程度及隆升幅度都较高,内部断裂发育程度明显高于右侧,并且可见“串珠状”强反射及界面标志层错
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