松辽盆地中央古隆起带基底是大庆油田近年来风险勘探重要领域,勘探目的层为基底及以下地层。中央古隆起带位于松辽盆地北部,是一个近南北方向展布、东西两侧分别以徐家围子断陷和古龙断陷控陷断裂为边界,具有潜山性质的基岩隆起带[1-2]。中央古隆起带缺失断陷期沉积地层,基岩暴露地表时间长,风化壳厚度大,埋藏浅,生储盖组合发育良好,具有良好的天然气成藏条件[3-4],是松辽盆地深层天然气重要资源接替领域。
中央古隆起带基底历经多期构造作用,内幕结构复杂,风化壳的地震反射特征及内幕断层活动期次不清。由于基底受岩浆侵入,岩性构成复杂,基底主要岩性包括糜棱岩、片岩、变质火山岩、糜棱化花岗岩、花岗岩、角山片岩、千枚岩、板岩等16种之多,风化壳储层物性较差,孔隙度为1.2%~5.9%,平均为2.7%,储层类型为孔隙—裂缝型。针对基底内幕块状结构地层的成储优势岩性花岗岩、储层及裂缝的地震预测方法尚未建立,亟待高效地震解释数据管理平台和地震综合解释软件支撑,系统开展基底构造解释、岩性预测、储层预测、裂缝预测、井位目标优选及跟踪分析等,形成中央古隆起带基底储层及裂缝地震预测技术流程。GeoEast集构造解释、地震属性储层及流体预测、地震反演储层预测、五维解释裂缝预测等一体化综合地震资料解释系统平台,具有完备的时、深域、二/三维多工区联合乃至盆地级的解释能力。具备高效精细构造解释、储层预测、油气检测、三维可视化地质体检测等技术系列,在高效精细构造解释、现代属性分析、叠前五维解释、井震联合解释等方面独具特色(图 1)。
本文基于GeoEast-IEco数据库平台,建立了中央古隆起带地震解释数据库,收集和整理中央古隆起带已有的地震解释成果,有助于对已有解释成果及地质认识的理解;基于地震解释数据库建设,应用GeoEast地震综合解释系统,开展基底构造解释、岩性及储层地震预测、五维解释裂缝地震预测等,建立了基底地震解释及储层预测技术流程,有效支撑了中央古隆起带基底“十三·五”以来勘探部署,其中隆平1井实现了基底风险勘探单井产量的突破。
2 数据库建设及应用GeoEast-iEco平台上开发的全新地震解释数据管理,全新主控,高效数据管理、界面风格自定义、菜单配置功能[5-7]。支持各类数据批量加载和输出,解决了盆地级数据管理、数据备份恢复难题。支持多坐标系统下统一成图、支持多数据源(虚拟工区),提高数据管理效率和易用性,可建立集合和列表,高效排序过滤查询,批量修改数据属性,批量删除数据,满足批量与个体操作,满足地震解释数据建设及管理需求。
松辽盆地中央古隆起带近年来已有较丰富的地震资料解释成果,迫切需要建立领域盆地级项目库,通过编写《地震解释数据库数据命名规范及标准》和《大庆油田有限责任公司勘探开发研究院地震解释数据库管理规范》,建立地震解释数据库及地震解释成果入库标准规范,形成完备的地震解释质量控制体系,规范管理已有地震解释成果,建立绿色地震解释成果数据库。目前,构建了中央古隆起带4个单工区和1个大连片工区数据库,入库工区面积约为4000km2,入库井数为76口,初步实现中央古隆起带基底地震解释成果规范化、标准化管理(图 2)。
基于地震解释数据库建立,应用GeoEast软件,开展基底构造解释,落实基底发育四期断层,明确晚期伸展断层对风化壳储层具有改造作用;开展花岗岩体识别和刻画技术研究,共识别和刻画花岗岩体38个,开展Z反演储层地震预测及五维解释叠前裂缝预测技术研究,建立了中央古隆起带基底构造解释、岩性地震预测、储层及裂缝地震预测技术流程,实现了业务流、数据流和软件流的“三流合一”(图 3),优选有利钻探目标17个,部署7个,为中央古隆起带基底“十三·五”以来勘探部署提供强有力技术支撑,并见到了较好应用效果。
中央古隆起带勘探研究首要工作就是风化壳识别和解释,通过岩心、岩屑资料、测井资料以及地球化学等资料综合分析,中央古隆起带风化壳纵向可划分3层结构,即风化堆积层、风化淋滤层及裂缝层。风化壳纵向上风化淋滤层和裂缝层物性相对较好,风化淋滤层的物性最好,测井孔隙度为1.2%~5.9%,平均为2.7%,储层类型主要是孔隙—裂缝型,储层的储集性最好,厚度大,分布面积较大,为风化壳主要的产气层段。裂缝层测井孔隙度为0.4%~6.0%,平均为2.1%,储层类型以裂缝型储层为主,局部发育裂缝孔洞型储层,主要分布在花岗质构造角砾岩中。
GeoEast软件具有高效和精细构造解释功能,首先应用高精度层位标定功能,通过井—震联合标定,明确基底风化壳具有波组特征较为连续、中强振幅、似层状的反射特征,构造形态平行于基底顶面(T5)反射界面,风化淋滤层和裂缝层的底界面对应波峰反射特征。应用层位追踪解释功能,完成中央古隆起带2400km2风化壳风化淋滤层和裂缝层底界面解释,落实风化壳平面上具有连续分布,一般厚度为90~330m,其中风化淋滤层厚度80~180m,裂缝层厚度100~170m;风化堆积层厚度薄(0.3~14m),且发育在局部古地貌较低的区域,地震资料分辨率较低(主频为20Hz),目前地震剖面上较难识别(图 4)。
中央古隆起带基底内幕结构复杂,断层发育,断层形成的期次及对储层改造作用不清楚。应用GeoEast软件地震构造解释功能,基于多窗口倾角扫描、构造导向滤波功能处理后,突出断层的断面和断点反射特征,提取相干属性分析,识别基底断层,开展基底断层识别与解释,基底共识别和解释四期断层,东西向和南北向断层于白垩纪前的挤压作用形成,高角度伸展断层和走滑断层于徐家围子断陷和古龙断陷形成时期伸展走滑作用形成;永乐、肇州凸起为稳定的块体,高角度断层发育;汪家屯、卫星凸起以及昌德凸起发育低角度叠瓦状推覆构造,从浅到深,推覆断层倾角逐步变小,并有向徐西断裂收敛的趋势。中央古隆起带整体上,永乐、肇州凸起以高角度伸展断层为主,肇州以北地区发育逆冲推覆断层和后期伸展断层以及走滑断层,伸展断层和走滑断层有助于储层改善(图 5)。
中央古隆起带基底钻井揭示构造高部位的花岗岩、浅变质沉积岩及浅变质安山岩风化壳发育。岩心薄片证实,花岗岩、碎裂花岗岩、构造角砾岩等花岗岩类岩性较浅变质沉积岩和浅变质火山岩的裂缝和溶蚀孔发育,易形成风化壳储层,岩心观察花岗岩类裂缝发育,密度可达10~24条/m,是中央古隆起带成储优势岩性,花岗岩的识别和预测对井位目标的部署尤为重要。
通过LTX3井单井岩性解释和井震联合标定,明确花岗岩具有杂乱、弱振幅地震反射特征,结合谱反演相对阻抗剖面花岗岩具有波阻抗差异较小的特征(图 6)。基于花岗岩地震反射特征分析,应用GeoEast软件地震解释功能,开展花岗岩体顶、底界面的追踪解释。
GeoEast软件GeoSeisInsight三维可视化模块,具备在三维场景下数据综合显示、断层解释、层位自动追踪、地质体追踪、快速属性建模和构造建模等功能。应用花岗岩体顶底界面层位解释成果,通过异常体追踪方法,实现花岗岩体的三维立体雕刻,明确了花岗岩体空间展布特征(图 7),支撑了中央古隆起带井位优选和部署。
GeoEast软件的Z反演解决了困扰行业界50余年的薄层地震波阻抗反演理论难题,不仅打破了欧美近30年的技术垄断,还在薄储层地震预测方面实现了对欧美技术的超越。国外主流地震反演软件,就是基于BG理论的,有两类反演算法,一类反演结果确定,但分辨率低,是国外油田主要反演工具。另一类是基于地质统计学的,反演结果分辨率高,但软件有多个不同的反演结果,并且认为这些不同的反演结果都是合理的,预测结果具有多解性,给地质和油藏工程师带来困惑。Z反演认为地震波是由地层反射的,反演地层的波阻抗是矩形窗函数,反演矩形窗函数所需频带与地震记录接近,反演的不确定性得到改善。地震反演的主要误差并非来自地震记录中的加性随机噪声,而是反演所用地震子波不准确引起的,通过提高子波精度,Z反演可将井震匹配误差降低到1%以下。
在CS1HC导眼井完钻后,针对2号气层设计水平井轨迹,由于2号气层单层厚度最大为14m,地震资料的主频为20Hz,地震资料的分辨率较低,无法开展水平井轨迹设计。应用GeoEast软件的Z反演储层预测技术,提高储层预测的分辨率,有效预测CS1HC导眼井钻遇2号气层分布特征,支撑了CS1HC水平井轨迹设计(图 8)。完钻后综合解释结果与Z反演体对比分析可知,Z反演低阻抗与气层和裂缝层对应,预测符合率为72%(图 9),建立针对物性较差的孔隙—裂缝型储层预测技术,支撑了CS1HC水平井钻探,见到较好效果。
OVT数据域五维地震资料最大优势在于方位角和炮检距分布范围更大、更加丰富且均匀,可充分进行方位各向异性分析[8]。由于方位各向异性的存在,地震波在裂缝性介质中传播时,AVO梯度、振幅、旅行时、频率等地震属性会随着方位发生变化,可以利用这些属性的变化检测裂缝[9-10]。
GeoEast软件五维解释叠前裂缝预测模块,提供了基于方位各向异性分析裂缝检测,包括:振幅裂缝分析、时差裂缝分析、方位瞬时属性分析、G(AVO)VAz分析、G(FVO)VAz分析等分析方法,通过拟合裂缝预测椭圆模板,拟合裂缝方向和井点解释方向一致,确定椭圆模板,预测层段裂缝强度、裂缝可信度及方位角等成果。本文应用五维解释预测基底裂缝发育强度,跟踪分析CS1HC水平侧钻,在B_1至C靶点气测显示较差,与C靶点结合五维地震裂缝预测成果,设计轨迹上部裂缝强度预测较高,按照预测结果轨迹上调,调整后整体上气测显示与裂缝强度大的深度具有较好对应关系(图 10)。完钻后综合解释结果与叠前五维裂缝强度预测剖面对比分析,裂缝强度高值与气层和裂缝层对应,预测符合率为71%(图 11)。
基于GeoEast-iEco平台,实现中央古隆起带基底地震解释数据库建设和规范化管理,应用GeoEast软件地震综合解释平台,建立了中央古隆起带基底构造解释、岩性地震预测、储层及裂缝地震预测技术流程,完成中央古隆起带2400km2基底地震解释及储层预测。
应用上述地震预测成果,落实该区有利勘探区带。优选有利钻探目标17个,部署隆平1井等7口井位,均见到较好勘探效果。其中,隆平1井获11.5万方的高产气流,实现单井产量突破,展现中央古隆起带资源潜力。
5 结论(1) 基于GeoEast-iEco平台,完成中央古隆起带基底地震解释数据库建设,实现地震解释成果规范化、标准化管理。
(2) 基于GeoEast软件平台,建立了中央古隆起带基底构造解释、岩性地震预测、储层及裂缝地震预测技术流程,实现了业务流、数据流和软件流的“三流合一”。
(3) GeoEast软件集构造解释、储层预测和五维解释等一体的综合地震资料解释系统平台,支撑了中央古隆起带基底勘探应用研究,实现基底单井产量突破。
[1] |
杜金虎. 松辽盆地中央古隆起带(北部)天然气成藏条件分析及勘探前景[J]. 中国石油勘探, 2017, 22(5): 1-14. DU Jinhu. Analysis of natural gas accumulation conditions and exploration perspective in the central paleouplift belt (north), Songliao Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2017, 22(5): 1-14. DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2017.05.001 |
[2] |
郭剑南, 单玄龙, 郝国丽. 松辽盆地中央隆起带基底岩性识别的Fisher判别分析法[J]. 黑龙江科技大学学报, 2019, 29(1): 60-65. GUO Jiannan, SHAN Xuanlong, HAO Guoli. Identification of basement lithology in central uplift zone of Songliao Basin by Fisher discriminant analysis[J]. Journal of Heilongjiang University of Science & Technology, 2019, 29(1): 60-65. |
[3] |
裴明波. 古中央隆起带深层层序地层学研究[D]. 黑龙江大庆: 大庆石油学院, 2008. PEI Mingbo. Study on Sequence Stratigraphy of Deep Order of Paleo-central Uplift Belt[D]. Daqing Petroleum Institute, Daqing, Helongjiang, 2008. |
[4] |
张明学, 张元高, 年喜. 松辽盆地北部古中央隆起带深层构造特征及其演化[J]. 大庆石油学院学报, 2006, 30(5): 107-110, 132-133. ZHANG Mingxue, ZHANG Yuangao, NIAN Xi. Deep-seated structural characteristic and evolution of paleo-central uplift belt in northern Songliao basin[J]. Journal of Daqing Petroleum Institute, 2006, 30(5): 107-110, 132-133. |
[5] |
孙孝萍, 陈继红, 罗刚, 等. 物探云计算环境研究及实现[J]. 石油地球物理勘探, 2020, 55(增刊1): 98-104. SUN Xiaoping, CHEN Jihong, LUO Gang, et al. Research and implementation of geophysical cloud computing environment[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2020, 55(S1): 98-104. |
[6] |
凌东明, 张建伟, 曾祥州, 等. GeoEast解释系统在塔里木盆地碳酸盐岩研究中的应用[J]. 石油地球物理勘探, 2014, 49(增刊1): 173-178. LING Dongming, ZHANG Jianwei, ZENG Xiangzhou, et al. Carbonate rock study in Tarim Basin with GeoEast interpretation sub-system[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2014, 49(S1): 173-178. |
[7] |
杨硕, 冯亚琴, 肖冬生, 等. GeoEast解释系统在吐哈盆地台北凹陷西部的应用[J]. 石油地球物理勘探, 2014, 49(增刊1): 126-136. YANG Shuo, FENG Yaqin, XIAO Dongsheng, et al. Applications of GeoEast interpretation sub-system in west Taibei Depression, Tuha Basin[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2014, 49(S1): 126-136. |
[8] |
李昂, 张丽艳, 杨建国, 等. 宽方位地震OVT域方位各向异性校正技术[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 62-68. LI Ang, ZHANG Liyan, YANG Jianguo, et al. Analysis and processing technology of azimuth anisotropy in OVT domain of wide azimuth seismic data[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 62-68. |
[9] |
刘依谋, 印兴耀, 张三元, 等. 宽方位地震勘探技术新进展[J]. 石油地球物理勘探, 2014, 49(3): 596-610. LIU Yimou, YIN Xingyao, ZHANG Sanyuan, et al. Recent advances in wide-azimuth seismic exploration[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2014, 49(3): 596-610. |
[10] |
张军华, 朱焕, 郑旭刚, 等. 宽方位角地震勘探技术评述[J]. 石油地球物理勘探, 2007, 42(5): 603-610. ZHANG Junhua, ZHU Huan, ZHENG Xugang, et al. Summary of wide-azimuth seismic exploration technique[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2007, 42(5): 603-610. |