0 引言

基岩潜山是辽河油田的重要勘探领域。截至目前，辽河坳陷陆上钻井揭示潜山25个，探明潜山16个，探明储量为4.17亿t，占辽河陆上探明储量的18.5%。目前剩余资源量为5.97亿t，勘探潜力大^[1-3]，其中兴隆台构造带是辽河坳陷油气最富集的区域。在2017年以前，兴隆台潜山的勘探对象以太古界为主，在开发太古界油藏的过程中，100余口井在中生界有油气显示，其中MG6、MG6-2、MG6-4等多口井在中生界试油获得高产油气流。2010年在Mz-Ⅲ(中生界Ⅲ组)探明石油储量1335万t，开发后累计产量近50万t，充分显示了中生界致密砾岩油藏的良好的勘探、开发前景^[4]。近年来，辽河油田确定了“突出稀油高凝油勘探、突出中浅层勘探、突出优质储量发现”的部署思路，加大了对富油气老区低勘探层系的精细勘探^[5]。在此背景下，油田公司组建“地质—地震—工程”一体化项目组，重新评价中生界勘探潜力。研究认为，中生界致密砂砾岩具备“岩相控储、物性控藏”的成藏特征。因此，勘探取得突破的关键在于落实优势岩性、岩相的分布特征^[6]。

随着勘探进程的深入，发现兴隆台潜山中生界优势岩性的预测难度很大。首先，岩性多样，包括火山岩、砂砾岩、角砾岩、泥岩等，并且储集空间复杂，储层非均质性强^[7]，优质储层分布规律认识不清。其次，地层厚度变化大，北侧陈家低潜山中生界残留厚度为200~600m，南侧马圈子低潜山地层最大厚度为2200m，受多期构造运动改造，逆断层及分块断层发育，地震资料品质南北差异明显^[8]，常规反演方法的稳定性差。为此，本文提出基于地震相控反演^[9-14]预测致密砂砾岩优质储层的方法，首次准确落实了Mz-Ⅰ(中生界Ⅰ组)、Mz-Ⅱ(中生界Ⅱ组)、Mz-Ⅲ的岩相平面分布特征，建立了优势岩性序列及测井识别标准，并且基于相控反演获得了优势岩性空间分布定量数据体。相关成果为中生界的圈闭评价和井位部署提供了可靠依据，也可为同类复杂碎屑岩油气藏的定量储层表征提供新思路。

1 地质背景 1.1 构造背景

兴隆台构造带位于辽宁省盘锦市兴隆台区和大洼区境内。构造位置为渤海湾盆地辽河坳陷西部凹陷中南段，勘探面积约为200km²(图 1)。在大洼断层、兴隆台西断层及一系列近东西向派生断层和早期基底断层的共同作用下，兴隆台构造带被切割成块，形成南西—北东向潜山带，由南至北依次为马圈子低潜山、兴隆台高潜山和陈家低潜山。该构造带西接盘山洼陷，北邻陈家洼陷，南靠清水洼陷，东与冷东深陷带接壤，具有“洼中之隆”构造特征，形成多洼供烃的格局，油气成藏背景优越^[8]。

钻探资料表明，兴隆台构造带为太古界和中生界双层地质结构复合型潜山。新生代以前，兴隆台潜山带为中央凸起的一部分，结晶基底为太古界变质岩系，在元古代初期遭受强烈的变质作用，并且在变质作用晚期发生了一期或多期的混合岩化作用。随后，中央凸起长期出露水面，成为剥蚀区，经历了印支、燕山、喜山等多期构造运动形成了现今崇山峻岭的地貌景观，即东西向的山脉以及南北向的洼隆相间的古地貌构造格局。

1.2 沉积及储层背景

兴隆台构造带中生界具有三段式特征：Mz-Ⅲ以杂色角砾岩为主，是在变质岩基底上形成的干旱型山间冲积扇沉积；Mz-Ⅱ以冲积水道形成的杂色砂砾岩为主；Mz-Ⅰ为中—基性火山岩，由晚期沿各潜山主干断裂的岩浆多期喷发形成(图 2)。由南至北岩性分布存在明显差异：Mz-Ⅰ火山岩存在三个厚度中心(兴隆台高潜山、马圈子低潜山北侧、陈家低潜山西侧)；Mz-Ⅱ砂砾岩分布受控于山间地貌及冲积水道，厚度中心位于马圈子低潜山西侧；Mz-Ⅲ角砾岩厚度中心位于兴隆台高潜山东侧及陈家低潜山^[4]。

该构造带中生界岩性复杂，在目前钻遇中生界的205口井中，其中20口取心井完成岩心观察描述(93.91m)，25口重点井完成岩屑描述(17000m)，完成了1509块岩样的6项分析、测试。中生界岩性分为火山岩和碎屑岩2大类，进一步分为砾岩、砂岩、泥岩、火山熔岩、火山碎屑岩等5个亚类，共计30余种岩性。按照测井可识别及研究精度需要的原则，将碎屑岩统一为花岗质砾岩、混合砾岩、砂岩和泥岩等4类，火山岩统一为玄武岩、安山岩和酸性凝灰岩等3类。

2 复杂岩相地震预测 2.1 中生界地震反射特征

在构造解释及储层预测之前，基于测井、录井及单井岩相解释结果，开展精细合成记录标定^[15]，以了解Mz-Ⅰ、Mz-Ⅱ、Mz-Ⅲ、Ar(太古界)等4套关键层位的地震反射特征，从而为地震属性应用和储层预测奠定基础。

中生界顶界面(Mz-Ⅰ顶界面)之上为古近系沙河街组的深灰色泥岩或细砂岩，呈弱振幅特征。Mz-Ⅰ顶界面之下为Mz-Ⅰ的火山岩，随距喷发中心的距离不同，岩性及厚度不同，总体上呈强振幅特征，在地震剖面上为波峰反射，连续性较好，在局部地层减薄区会有变化，结合单井资料可进行全区对比、追踪。

Mz-Ⅱ内发育多种岩性。中部的兴隆台高潜山和北部的陈家低潜山地层薄，Mz-Ⅱ顶界面之上为Mz-Ⅰ底的紫红色泥岩或粉砂岩，Mz-Ⅱ顶界面之下为砂砾岩和角砾岩，在地震剖面上为中等振幅的波峰反射。南部的马圈子低潜山地层厚度大，岩性粒度粗，Mz-Ⅱ顶界面之上为Mz-Ⅰ的火山岩或紫红色泥岩，Mz-Ⅱ顶界面之下为砂砾岩或砂岩，局部层内夹火山岩，在地震剖面上为弱—中等振幅的复合波峰反射，部分地区为中等—强振幅的波峰反射。

Mz-Ⅲ的岩性较纯。Mz-Ⅲ顶界面之下以混合砾岩和花岗质砾岩为主，呈强振幅特征。Mz-Ⅲ顶界面之上为Mz-Ⅱ的紫红色泥岩夹层，或为细、粉砂岩，呈相对弱振幅特征。在地震剖面上，Mz-Ⅲ顶界面为中等—强振幅的波峰反射。

中生界底界面(Ar顶界面)之上为Mz-Ⅲ的砾岩，呈强振幅特征。Ar顶界面之下为基岩块体，岩性为变质岩，呈强振幅特征。一般来说，基岩的密度和速度大于砂、砾岩，但是由于Ar的埋深大(时间深度普遍大于3.3s)，而兴隆台构造带位于盘锦市主城区，地震资料采集以可控震源激发为主，导致中深层地震能量弱、品质差，地震反射结构为连续性差的杂乱反射，需结合井资料开展全区地层对比、追踪。

2.2 地震正演模拟

由连井岩相对比剖面(图 2)及地震解释剖面(图 3)可见，兴隆台构造带东西方向地层的岩性、厚度变化大(图 2)，导致地震同相轴的能量、频率及连续性发生变化(图 3)，可指示岩性或储层发育情况。实际上，受埋深差异的影响，地震资料品质差异明显，规律性不强。因此，为了解不同岩性的地震反射特征差异，沿马圈子低潜山的东西方向，选取能代表地层岩性变化趋势的三口探井(MG2、MG3、MG6) 数据，基于构造解释信息使用GeoForward模块设计了中生界地质模型(图 4)。

模型参数取自声波及密度测井资料，将测井曲线进行去异常值、高切滤波处理，根据井数据内插得到速度及密度数据体。利用18Hz的雷克子波作为震源，通过正演得到地震正演剖面(图 5b)。可见：①Mz-Ⅰ顶的火山岩呈连续的强波峰反射，Mz-Ⅱ及Mz-Ⅲ的地震反射特征由西向东逐渐发生变化。如：东侧MG6井的岩性粒度较粗，为砾岩体发育区，储层顶界呈强波峰反射，由于存在多套厚度较小的泥岩隔层，层段内部出现多套中等振幅的波峰反射；西侧MG2井位于砂砾岩发育区，层内泥岩隔层厚度大，储层顶界呈强振幅的波峰反射，层段内部呈弱—中等振幅的波峰反射，同相轴较连续，频率相对较高。②原始地震剖面的反射结构较杂乱，同相轴破碎，可对比性差(图 5a)。因此，岩性和地震反射特征具有一定相关性，通过提取相关的地震属性可表征岩性变化。分析表明，层段的顶界面均呈强振幅的波峰反射，但层段内部的反射能量存在变化，如：砾岩体发育区呈多套强振幅的波峰反射，层段内累计振幅强；砂岩发育区内部呈弱—中等振幅的波峰反射，层段内累计振幅弱。因此在提取属性时，应该以层段的顶、底界面作为时窗边界，计算该时窗内的累计能量或者均方根能量。

2.3 岩相分布特征

在正演基础上，利用GeoEast的特色属性分析模块提取中生界均方根振幅、最大振幅、平均瞬时频率、瞬时频率斜率和平均瞬时相位等地震属性^[16]。

通过统计单井中生界层段内累计钻遇的砂砾岩厚度与地震属性的相关性(图 6)可知，厚度与均方根振幅相关性最好, 相关系数R²=0.6238(图 6a)，厚度与平均瞬时频率相关性次之，R²=0.5621(图 6b)。

基于上述分析，分层段提取Mz-Ⅱ上、Mz-Ⅱ下及Mz-Ⅲ的均方根振幅(图 7a~图 7c)，利用均方根振幅平面图作为边界约束，结合井点的砂砾岩厚度统计结果，采用克里金插值编制了Mz-Ⅱ上、Mz-Ⅱ下及Mz-Ⅲ的岩相平面图(图 7d~图 7f)。由图可见：①在纵向上，由Mz-Ⅲ(图 7f)→Mz-Ⅱ下(图 7e)→Mz-Ⅱ上(图 7d)，砾岩体面积逐渐减小。②在平面上，潜山主体的高部位砾岩体发育，向两翼逐渐过渡为砂岩相；东侧为砾岩体集中发育区，向西侧逐渐减薄，过渡为砂岩相。

3 基于相控的优质储层地震预测 3.1 优势岩性序列建立

岩心物性分析资料表明，中生界岩心样本的孔隙度一般为2%~8%，平均为4.87%，渗透率一般为0.016~1.00mD，平均为0.91mD，属于特低孔—特低渗储层。不同岩性的孔、渗差异较大(图 8)：①混合砾岩呈中—高孔特征，孔隙度为5%~10%的样本占比为26.9%，孔隙度大于10%的样本占比为11.5%；虽然花岗质砾岩孔隙度小于5%的样本数量较大，但是还存在孔隙度为5%~10%及大于10%的样本；砂砾岩孔隙度小于5%的样本占比为63.6%，但是孔隙度大于10%的样本数为0，呈低孔特征；砂岩的低孔隙度样本占比最大(75%)，呈中—低孔特征(图 8a)。②花岗质砾岩的渗透性最好，渗透率为0.1~1.0mD和1~10.0mD的累计样本占比达到67.9%，其次为混合砾岩(56%)、砂砾岩(45%)、砂岩(23%)(图 8b)。通过综合分析，按照物性差异建立了优势岩性序列，依次为花岗质砾岩、混合砾岩、砂砾岩和砂岩。

3.2 优质储层测井评价标准

为区分优势岩性，基于测井资料建立岩性识别图板。考虑到测井识别精度及研究的需要，尽量简化、合并岩性。如：碎屑岩中，将砂砾岩和砂岩合并为砂岩类；在局部地区发育的Mz-Ⅰ及Mz-Ⅱ火山岩主要以安山岩和玄武岩为主，酸性凝灰岩较少，与碎屑岩相比，安山岩和玄武岩均呈低自然伽马(GR)、高密度(DEN)的特征^[17]，故合并为火山岩类。选取GR、DEN、AC(声波时差)、RT(电阻率)、CNL(补偿中子)等5条测井曲线两两交会，制作岩性识别图板(图 9)，可见，GR-AC识别效果最好(图 9a)，能够有效地区分5种岩性。因此，优选GR和AC曲线作为本区的岩性敏感参数，并且基于GR-AC图板建立中生界岩性测井定量识别标准。

3.3 基于相控反演的岩性预测

反演方法的选择常受井网密度影响，控制井较少时宜采用稀疏脉冲反演，控制井多时宜采用模型反演或随机模拟反演^[18]。中生界储层非均质性强，不同区域地震资料品质差异大，传统的递归反演方法很难刻画储层的横向差异性。此外，兴隆台构造带的太古界基岩为规模开发的储量区块，钻遇中生界的井有205口，钻井密度为1.03口/km²，除了部分开发井外，多数井均实施了常规测井。传统的模型反演方法虽然分辨率高，但采用波阻抗曲线的线性内插方法建立初始低频模型^[9]，在逆断层发育、地层厚度及岩性变化大的区域约束效果差，达不到精细勘探需求。因此，针对中生界地层特点，采用基于相控的波阻抗反演预测优质储层。平面上以地震属性和单井岩相得到的沉积岩相带作为边界约束，纵向上以中生界解释小层作为层序地层界面约束。在不同相带内，首先优选控制岩性变化趋势的测井资料进行归一化处理、敏感曲线重构，以建立初始低频约束模型；再进行波阻抗反演，得到基于相控的地震反演数据体；最后，基于岩性识别图板划分波阻抗门槛值，以刻画优质储层分布特征。

3.3.1 敏感曲线融合重构技术

根据图 9优选GR曲线作为高频信息，将反映地层变化趋势的波阻抗(IMP)曲线作为低频信息，在频率域将二者融合为一条对岩性敏感的重构波阻抗曲线(图 10)^[19-22]。可见，与原始波阻抗IMP_o曲线相比，重构波阻抗IMP_r曲线不仅在层序界面处存在显著的波阻抗差，既使在同一套小层内的岩性变化位置也存在较明显的波阻抗差，提高了岩性识别的分辨率。图 11为IMP_o与IMP_r统计直方图。由图可见，与IMP_o(图 11a)相比，IMP_r对5类岩性的区分度更高(图 11b)，有效提高了岩性解释精度，为优势岩性定量预测提供了准确的基础资料。

3.3.2 反演结果及综合评价

图 12为基于相控的岩性反演剖面。由图可见：①Mz-Ⅰ集中发育火山岩，局部夹砂岩和泥岩；Mz-Ⅱ上主要发育砂岩；Mz-Ⅱ下和Mz-Ⅲ发育混合砾岩和花岗质砾岩，局部呈块状堆积。整体呈下粗上细的正旋回特征。②平面上，东侧和南部地层厚度大，向西、向北减薄。因此，北部陈家低潜山虽然地层薄，却是优势岩性(花岗质砾岩)集中发育区，而且在构造上与陈家洼陷的厚层沙三段源岩直接接触，具备油气近距离成藏的优势。

基于上述认识，部署、实施了CG6井和CG8井。CG6井钻遇厚度大于600m的砾岩体(预测砾岩体厚度为550m)，试油初期日产油45.1t，日产气8070m³，目前累计产油1.2万t，产气128万m³；CG8井钻遇有油气显示的砾岩及砂砾岩总厚度超过850m(预测砾岩体厚度为780m)，试油日产油24.6t，目前累计产油8825t，产气2.2万m³。目前，陈家低潜山中生界也实现了储量快速升级动用，CG6区块累产油超过6万t。在南部的马圈子低潜山，处于构造低部位的MG6井在4373m花岗质砾岩中试油，获得日产油82t、日产气2.2万m³的高产工业油气流，证实了中生界油藏具有“岩相控储、物性控藏”的成藏特征。2019年在马圈子低潜山轴部部署、实施的MG16井钻遇厚度为1050m的砂砾岩及砾岩(预测厚度为1100m)，投产后初期日产油达到19.8t，日产气2046m³。

通过统计10口验证井的实钻砾岩及砂砾岩有效厚度，并与测井解释岩性及钻井试油结果对比，岩性预测符合率达到79.8%，总体上预测精度较高，与地质认识吻合。截至目前，经过近3年的“地质—地震—工程”一体化的攻关研究，形成了针对复杂碎屑岩的勘探配套技术，继太古界之后，在兴隆台构造带中生界再次实现亿吨级的规模增储，相关理论及技术对老油田的深化勘探、精细勘探具有一定借鉴作用。

4 结论

(1) 通过分析井、震资料，了解了中生界关键层位的地震反射特征及地质含义。在此基础上，基于探井数据及构造解释信息，使用GeoEast软件的GeoForward模块设计了中生界地质模型，根据井数据内插得到速度及密度数据体进行地震正演，分析了不同岩性组合的地震振幅及频率变化特征，为优选地震属性预测沉积相带分布提供了理论依据。

(2) 中生界砂砾岩厚度与层段内均方根振幅的相关性最高。通过分层段开时窗的方式，提取了Mz-Ⅱ上、Mz-Ⅱ下及Mz-Ⅲ的均方根振幅属性，结合单井岩性厚度得到了岩相平面分布图，为相控储层预测提供了平面约束。

(3) 基于孔、渗物性资料，建立了优势岩性序列，依次为花岗质砾岩、混合砾岩、砂砾岩和砂岩。测井交会图板表明，GR-AC对岩性区分效果最佳。

(4) 基于相控反演得到的优势岩性预测符合率达79.8%，新部署探井的产能证实了中生界致密砾岩具备规模油气成藏条件，是辽河油田增储稳产的重要接替区。