三維可視化與多屬性優(yōu)選技術(shù)在巖性預測中的應(yīng)用——以中拐鼻狀凸起南斜坡西山窯組頂部巖性體為例

周亞東 張 珊 孟兆鵬 劉荷沖

(1.西南石油大學資源與環(huán)境學院，成都 610500;2.中國石油吐哈油田公司，新疆 哈密 839009;3.東方地球物理公司吐哈物探處物探方法研究所，新疆 哈密 839009;4.新疆油田公司風城作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000)

1 地質(zhì)背景

中拐凸起是形成于石炭紀末期的古凸起，向南東傾伏、向北西抬升的大型鼻狀構(gòu)造，其軸線北西—南東向，長軸約80 km，寬軸約40 km，面積約3000 km2。二疊系各組地層依次超覆在鼻隆之上，與下伏石炭系成交角不整合接觸。二疊紀末期抬升加劇，隆起頂部石炭系、二疊系遭到剝蝕。三疊紀盆地持續(xù)下沉，中拐凸起從三疊紀至白堊紀廣泛超覆沉積，隆起幅度較小，呈現(xiàn)向東南傾沒的單斜構(gòu)造。古近系沉積前全盆地開始進入擠壓收縮階段，盆地基底整體向南掀斜，中拐凸起南斜坡構(gòu)造表現(xiàn)為南東傾的單斜形態(tài)。中拐凸起南斜坡主要烴源區(qū)為沙灣凹陷和盆1井西凹陷，氣源巖主要為佳木河組烴源巖，縱向上主要分布在佳木河組一段，巖性主要為暗色泥巖。生油巖主要為風城組和烏爾禾組烴源巖。中拐凸起鉆探成果證實，油氣主要來源于風城組、佳木河組和烏爾禾組源巖及其混源。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育海西期和燕山期深淺層斷裂系統(tǒng)。海西期深層斷裂在地震剖面上表現(xiàn)為從石炭系斷至侏羅系頂部的逆斷裂，近南北走向，斷距較大;燕山期形成的張扭性正斷裂，斷面陡直，斷開層位為侏羅系至白堊系，近東西走向和北西走向，斷距不大，一般為10～60 m。這類深淺層斷裂組合，縱向上為油氣運移和聚集提供了良好的通道［1］。

2 研究區(qū)勘探情況

本文研究區(qū)為拐3井南三維區(qū)塊，位于準噶爾盆地西部隆起的中拐凸起南翼，主體位于中央坳陷的沙灣凹陷內(nèi)，北臨中拐凸起和盆1井西凹陷，西臨車排子凸起，東與莫索灣凸起相鄰(圖1)。研究區(qū)的中拐鼻狀構(gòu)造帶發(fā)育于海西晚期構(gòu)造運動，燕山構(gòu)造運動在研究區(qū)活動強烈，表現(xiàn)在該地區(qū)侏羅系—白堊系斷裂發(fā)育，侏羅系頂部遭受了不同程度的剝蝕，殘余地層厚度總的趨勢是由東向西逐漸減薄［2］。本研究目的是尋找白堊系清水河組底到侏羅系西山窯組底的巖性目標。研究區(qū)范圍內(nèi)僅有新光6井和中佳1井兩口井。其中新光6井井深為900 m，未達到本次研究目的層段;中佳1井雖然打穿研究層段，但是此井位于拐3井南三維區(qū)塊的西北邊緣上，使得工區(qū)范圍內(nèi)巖性預測難度增加。為增加本區(qū)塊巖性預測的準確性，本文采用三維可視化技術(shù)［3－4］和多屬性優(yōu)選技術(shù)進行預測。

3 巖性識別技術(shù)

由于巖性體在地震剖面上反應(yīng)通常不是太明顯，直接從地震剖面識別巖性體具有一定的難度性。解釋人員僅依據(jù)某些二維信息來推測和想象地下地層的空間形態(tài)和結(jié)構(gòu)，得到的三維空間顯示往往具有主觀性和多解性，其結(jié)果是不可避免地會遺漏某些構(gòu)造細節(jié)和地層特征。本文采用三維可視化對巖性體雕刻技術(shù)進行巖性目標的確定，使得地質(zhì)目標更形象化，巖性預測更加可靠。圖2為基于原始數(shù)據(jù)體的巖性雕刻圖，圖上圈出來的位置具有明顯的辮狀河三角洲現(xiàn)象。利用自動追蹤技術(shù)，對目標實行追蹤，并結(jié)合剖面在全區(qū)對目標巖性體進行精細解釋，最終尋找到西山窯組頂部巖性體圈閉共6個(圖3)，西山窯組頂部(圖4)巖性體平均厚度30 m，最大厚度達50 m，深度適中，具有很大的勘探開發(fā)潛力。

圖1 研究區(qū)位置圖

圖2 基于原始數(shù)據(jù)體的巖性雕刻圖

由圖5和圖6所示地震剖面可以看出，三維可視化雕刻出來的目標為侏羅系西山窯組頂部的一組巖性體沉積，巖性體位于中拐鼻狀凸起頂部，頂界面為白堊系清水河組底界面，清水河組底界面為一套泥巖，對應(yīng)正反射系數(shù)，在地震剖面上對應(yīng)一個波峰反射。巖性體的底界面與下伏高速地層形成正反射系數(shù)，在地震剖面上對應(yīng)一個波峰反射。結(jié)合地震剖面，對白堊系清水河組底界面提取沿層相干屬性［5］，可以比較清楚地看到孤立巖性體的邊界范圍，確定巖性體位置。

圖3 西山窯組頂部巖性體圈閉構(gòu)造圖

圖4 侏羅系西山窯組頂巖性體厚度圖

圖5 巖性體主測線地震反射剖面圖

圖6 巖性體聯(lián)絡(luò)測線地震反射剖面圖

利用多屬性技術(shù)，進一步論證巖性體的可靠性。圖7為清水河組底拉平數(shù)據(jù)體的巖性雕刻圖，圖8為清水河組底沿層切片的巖性雕刻圖。在拉平的地震數(shù)據(jù)體和沿層切片上進行巖性體雕刻，可以清楚地看到巖性體范圍。對白堊系清水河組底界面向下10ms時窗提取最大波峰屬性，屬性顯示圈閉內(nèi)巖體明顯異常，表明巖性體在圈閉位置發(fā)育(如圖9)。

圖7 清水河組底拉平數(shù)據(jù)體的巖性雕刻

圖8 清水河組底沿層切片的巖性雕刻

圖9 西山窯組頂界面地層巖性圈閉最大波峰振幅平面

通過三維地震遞歸波阻抗反演，對經(jīng)過該圈閉的測線侏羅系西山窯組孤立巖性體進行儲層預測，反演剖面上清楚反映出西山窯組頂部孤立砂巖巖性橫向變化特征，在圈閉范圍內(nèi)波阻抗值較高，巖性體發(fā)育。波阻抗反演平面圖特征表明，圈閉內(nèi)砂層在圈閉內(nèi)波阻抗值明顯高于圈閉外其他區(qū)域。這說明圈閉內(nèi)巖性體比較發(fā)育，基本與屬性反應(yīng)吻合。因此，該層圈閉主要目的層西山窯組頂部砂巖發(fā)育，且上部清水河組底部泥巖和下部的泥巖段可以作為良好的頂?shù)装鍖樱虼巳﹂]構(gòu)造特征可靠，儲蓋組合良好，具有重要勘探價值。

4 成藏條件分析

研究表明中拐凸起南斜坡侏羅系屬中孔、中低滲的中等儲層，儲層巖性體物性相對較好，具備良好的儲集條件。東西向斷裂也十分發(fā)育，形成良好的油氣運移通道，為油氣聚集提供了良好場所。中佳1井巖性地層剖面顯示西山窯組頂部2422～2435 m為含礫泥質(zhì)中砂巖，2420～2422 m為砂質(zhì)泥巖可作為良好的頂板蓋層，2435～2440 m為泥巖可作為良好的底板遮擋，西山窯組頂部的此儲蓋組合有利于油氣的聚集。過中佳1井的連井地震剖面顯示中佳1井西山窯頂部砂體地震響應(yīng)明顯，在地震剖面上西山窯組頂部各巖性體波阻特征與中佳1井西山窯組頂部砂體波阻特征及其相似，具有相似的儲蓋組合類型，因此具有很大的勘探價值。

5 結(jié)語

拐3井南三維區(qū)塊侏羅系頂部的巖性體圈閉較可靠，圈閉具有良好的油氣聚集條件，具有重要的勘探價值。

利用三維可視化雕刻技術(shù)尋找?guī)r性體具有客觀、高效、可靠、直觀的優(yōu)點，可以大大提高分析和研究三維數(shù)據(jù)體與地質(zhì)構(gòu)造空間的想象力的能力，為巖性勘探領(lǐng)域提供了一個重要手段。

由于巖性識別存在種種困難，應(yīng)充分利用多種屬性優(yōu)選技術(shù)并結(jié)合地震反演技術(shù)對巖性圈閉進行綜合論證，增加巖性預測的可靠性。

［1］楊海波，陳磊，孔玉華.準噶爾盆地構(gòu)造單元劃分新方案［J］.新疆石油地質(zhì)，2004(6):686-688.

［2］新疆地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊.西北地區(qū)區(qū)域地層表·新疆維吾爾自治區(qū)分冊［M］.北京:地質(zhì)出版社，1981:37-89.

［3］鄭小武，袁士義，穆龍新，等.三維可視化技術(shù)及其在層序地層分析中的應(yīng)用［J］.石油實驗地質(zhì)，2001(3):103-107.

［4］Gerald D Kidd.Fundamentals of 3D Seismic Volume Visualization［J］.The leading edge，1999(6):702.

［5］吳永平，王超.三維相干體技術(shù)在三維精細構(gòu)造解釋中的應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2008，15(2):27-29.