0 引言

西湖凹陷位于东海陆架盆地，是我国近海重要的富生烃凹陷，目前已在凹陷内发现多个油气田和含油气构造，经过多年不懈努力的勘探工作，东海发现了多个大中型油气田，迎来了多个油气田同时开发的大好形势。但同时也存在着巨大的挑战，主要原因是东海大部分油气资源量集中在深层低孔渗储层(经最新评价低渗储层资源量约占总资源量的92.4%)，低渗储层只有通过有效的储层改造才能变为可开发的储量，而开展“甜点”预测工作可以为井位优选(尤其是水平井井轨迹)提供重要依据，提高储层改造的效果，从而大幅度提高单井产能，实现东海低渗储层的经济有效开发。

国内外学者在低渗—致密储层“甜点”成因及预测方面做了大量的攻关研究^[1-7]，我国在陆上的长庆、苏里格、四川盆地等取得较好的应用效果^[8-11]。但在海上，受制于一系列工艺、技术和经济难题，使得有效改造该类气田难度较大，如何明确储层改造区的“甜点”储层成因、特征并有效预测其分布，成为现今低油价背景下海上有效开发低渗气藏的重要攻关方向之一。

1 地质背景

西湖凹陷砂岩储层具有两个主要特征：一是目的层埋藏深，受压实作用的影响，致密砂岩储层普遍发育；二是储层非均质性强、横向变化快，局部发育孔渗条件好、含气饱和度高的甜点储层。了解甜点储层的地质和地球物理特征，在低渗—致密储层中优选储层厚、物性好、含气饱和度高及脆性指数高的有利储层实施钻探，进行水力加砂压裂，是储层改造成功的关键。

黄岩A气田为次级挤压带上的低幅背斜、断背斜及断块构造群，主要含油气层分布在HG组H2-H11，埋深3 150~4 150 m，HG组上段H2-H5为中低孔中低渗储层(孔隙度11%~16%、渗透率1~20×10^-3μm²)，HG组下段H6-H11层为低孔低渗储层(孔隙度6%~10%、渗透率小于0.5×10^-3 μm²)。其中H8b层沉积相类型为浅水三角洲，沉积微相主要为三角洲平原分流河道^[12]，砂体发育相对稳定，探井钻遇厚度大于25 m，含气性较好，为本次储层改造的目的层。通过对本层岩芯精细分析，储层为多期分流河道纵向叠置而成，单期河道由下至上表现为正韵律特征，下部为块状中砂岩，向上变为发育斜层理和平行层理的细砂岩，顶部为含泥质条带的粉细砂岩。纵向上，H8b层“甜点”主要分布在单期河道中下部块状中砂岩部位，由于粒度相对较粗，砂岩抗压实能力较强，能够保存更多的原生孔，同时利于后期酸性流体进入，产生次生溶孔，形成物性相对较好的“甜点”储层^[13-14]。平面上，H8b层“甜点”分布主要受分流河道展布控制，水动力越强，河道叠置期次越多的地方，“甜点”发育层数越多，厚度越大。

在低渗储层改造区，影响压裂效果和产能的主要因素有孔隙度、渗透率、含气性、砂体厚度以及岩石脆性指数等(由于低渗储层渗透率的求取精度偏低，本次先不做分析)，根据以上因素并结合地区经验，将H8b层储层改造区“甜点”下限划分如下(表 1)。

2 “甜点”地球物理特征分析

“甜点”地球物理特征研究包括测井岩石物理分析和地震反射特征分析，是“甜点”预测的基础，通过特征分析可以认知“甜点”预测的可行性，优选“甜点”储层敏感参数，可以为“甜点”预测技术的优化和攻关提供指导方向，并形成“甜点”地球物理特征的系统性认识。

2.1 测井岩石物理分析

测井岩石物理分析是连接地震与油藏的桥梁，能为储层和油气预测指示方向。本研究岩石物理分析围绕识别储层、寻找物性好且含气饱和度高的有利储层展开，研究岩石弹性参数与岩性、物性、含气性等特征的内在关系。

首先研究弹性参数的岩性特征，将纵横波速度比V_p/V_s与纵波阻抗进行交汇(图 1)，可以看出：1)砂泥岩阻抗叠置严重，纵波阻抗无法识别岩性；2)V_p/V_s可以较好的识别砂泥岩，但致密砂岩(孔隙度 < 8.6%)和孔隙砂岩(孔隙度>8.6%)存在一定的叠置区域，无法有效区分。因此可以将V_p/V_s作为岩性敏感参数，但不能作为物性敏感参数。

通过多属性与孔隙度交汇发现泊松阻尼因子属性^[15-17](简称为PDF，含义见后文)与孔隙度相关性较好(图 2)，可以将PDF作为该地区的物性敏感参数。交汇图中纵坐标为横波阻抗、横坐标为PDF属性，黑色点为泥岩区，其他点为砂岩区，可以看出PDF与砂岩孔隙度成负相关性，PDF越小孔隙度越大，孔隙砂岩(孔隙度>8.6%)对应PDF门槛值为0.6。

然后将多属性与含水饱和度进行交汇，发现流体因子属性P_f^[18](P_f=Z_p²-C×Z_s²，其中Z_p为纵波阻抗，Z_s为横波阻抗，C为比例因子)在本研究区适用，能较好的识别流体，如图 3所示，横坐标为流体因子P_f，色标指示为含气饱和度，交汇图中红色区域为相对高气饱储层(含气饱和度>50%)，对应低P_f值，门槛值设为-2 000。

通过以上测井岩石物理分析认为，研究区岩性、物性、流体都有相对应的弹性敏感参数，且识别甜点储层的效果较好，利用叠前同步反演技术可以得到相应弹性敏感参数体，进而预测“甜点”储层展布区。

2.2 地震反射特征分析

为充分认识低孔渗储层的地震反射特征，认知孔隙度与流体对低渗储层反射特征的影响机理，以及利用叠前同步反演技术识别“甜点”储层的可行性，开展了基于正演模拟的地震反射特征分析，研究过程分为两步：

(1) 物性分析

模型说明：大套泥岩之中发育厚30 m砂体，利用流体替换及岩石物理量版构建不同孔隙度的伪井曲线得到不同孔隙度下(5%~10% ~15%~20%)的纵波阻抗，模型中从左至右分别为孔隙度5%~10%~15%~20%变化。根据模型地震正演结果(图 4)，分析结论如下：1)随孔隙度增加地震反射出现相位反转，由负反射到零反射，再到正反射，孔隙度变化引起地震反射的变化率比较大，对反射贡献大，因此孔隙度预测可靠性高。2)对于低渗层H8b层，致密砂岩(孔隙度小于8.6%)为正反射，地震剖面上显示为“亮点”；相对高孔砂岩(孔隙度8.6%~10%)为近零反射，在地震剖面上显示为“暗点”。

(2) 含气性分析

模型说明：大套泥岩之中发育厚度30 m砂体，利用流体替换进行不同含气饱和度下(0%~30%~50%~70%~100%)的纵波阻抗、横波阻抗、纵横波速度比、密度等曲线的正演，进一步得到不同饱和度下的地震正演道集，分析不同饱和度情况下的地震响应(图 5)。可以看出，当地层由饱含水到30%含气时，储层的纵波阻抗明显降低，造成地震振幅随偏移距变化明显，由Ⅰ类AVO变为Ⅱ类AVO；但当地层由30%~50%~70%~100%逐渐变化时，地震振幅变化较弱，因此在孔隙度较低的情况下，地震资料对地层是否含气较为敏感，但对含气饱和度的变化不敏感，利用地震资料进行含气饱和度预测(含气性好坏)存在一定的风险。

通过地震正演分析得到结论如下：1)孔隙度对地震反射影响较大，预测可靠性较高，相对高孔砂岩为“暗点”反射；2)地层是否含气可预测，但含气饱和度变化对地震反射影响较小，含气性好坏(含气饱和度的大小)难预测。

3 “甜点”预测关键技术

利用叠后波阻抗反演和弹性阻抗反演，只能得到波阻抗或弹性阻抗的信息，无法得到其他弹性参数，而叠前同步反演技术是基于地震反射波振幅与不同入射角反射系数有关的理论，利用多个不同角度的部分叠加地震数据体来同步直接反演各种弹性参数，如纵横波速度比、纵波阻抗、横波阻抗和密度等，进而预测储层岩性、物性及流体的方法^[19-21]。近年来，叠前反演技术在常规碎屑岩储层及孔隙度预测方面取得了较好的效果，方兴等^[22]利用AVO流体反演技术应用到储层孔隙度预测，预测准确度高；杨午阳等^[23]通过叠前反演得到的弹性参数体采用神经网络储层分类等方法实现了孔隙度的定量预测，此外，在西湖凹陷平湖地区利用叠前反演技术得到的泊松阻抗以及泊松阻尼因子等属性进行常规储层的流体检测也取得了较好效果，但目前对于中深层低渗—致密储层中“甜点”储层预测的研究涉及较少，且效果不佳。

针对东海深层“甜点”预测面临的难点，在“甜点”地质和地球物理特征认识的基础上，进行地球物理预测技术的攻关，提高“甜点”敏感属性体的预测精度，利用该属性体识别砂岩厚度、高孔砂岩、含气性及岩石脆性有利区，然后将以上主控因素的预测结果进行融合，优选得到储层改造“甜点”发育区。

3.1 基于相控低频建模的叠前同步反演技术

常规叠前反演技术在储层预测方面存在一定的多解性，且对于深部储层的预测精度不高，为了提高储层的预测精度，本次研究对常规反演技术进行了改进，形成了基于相控低频建模的叠前同步反演技术。由于地震资料缺失低频，利用AVO得到的相对泊松比属性预测砂岩储层时厚度预测不准确，但却能较好的反映岩性的横向变化；而常规地震反演由于测井低频的加入，砂岩厚度预测较准确，但横向易受模型化影响。综合以上两种方法的优缺点，利用AVO信息(相对泊松比)参与建模、进行横向低频信息的约束，结合构造和测井信息，建立相控低频模型，利用该模型参与反演可提高储层预测的横向和纵向精度，降低反演的多解性。图 6a为相控低频建模的V_p/V_s反演结果，图 6b为常规V_p/V_s反演结果(红色低值指示砂岩，蓝色高值指示泥岩)，通过对比可以看出：相控低频建模的反演结果具有更高的分辨率，与井吻合更好，横向展布特征更清晰，连续性更好，从而为后面的储层刻画提供更准确的成果数据。

利用相控反演得到的V_p/V_s数据体运用体雕刻技术可求出砂体的时间厚度，结合区域速度场进行时深转换得到砂体的深度域厚度，如图 7所示，颜色越红表明砂体越厚，H8b层砂体在两井之间及井区南部较为发育，最大预测厚度超过35 m，砂体预测厚度与钻井结果吻合较好。

3.2 地层切片储层刻画技术

地层切片是在地震沉积学基础上，结合地质特征，在等时层面间等分内插若干切片，得到最小等时单元，进一步提取地震属性切片进行沉积过程和沉积内幕分析的方法。在开发阶段尤其是储层改造阶段，对储层刻画的精度和纵横向的分辨能力要求较高，运用等时地层切片可精细刻画小层的展布特征，从而在纵向上优选有利层段，优化水平井轨迹设计方案。

首先利用测井资料的岩性、电性等特征进行小层划分，将目的层H8b划分为H8b⁴、H8b³、H8b²、H8b¹四个小层，然后利用地层切片技术在V_p/V_s属性体上提取四个对应的属性切片(图 8)。根据岩石物理分析结论，V_p/V_s红色低值指示砂体，H8b⁴小层北部单个河道特征较明显，砂岩主要发育在W2井以南，H8b³、H8b²小层三角洲供砂能力明显增强，砂岩分布范围扩大，W2井以南砂岩仍然很发育，同时W1和W2井之间砂岩较H8b⁴小层更发育，H8b¹小层由于三角洲供砂能力降低，砂岩分布范围缩小，但W2井南部以及W1和W2井之间砂岩仍较发育。通过以上对比分析认为H8b²小层在研究区砂体最发育，连续性最好，优选H8b²作为纵向压裂优势层段。

3.3 基于泊松阻尼因子属性的高孔砂岩预测技术

Mazumdar et al.^[24]在2007年提出泊松阻尼因子属性(PDF)概念：

将泊松阻抗的数学表达式PI=Z_p-C×Z_s进行改写，得到：

其中V_c=V_p-C×V_s，称之为泊松速度。

泊松比σ的数学表达式为：

当C取时，方程(2)可以写成：

式中，D是一个比例因子，用来调节泊松速度与泊松比。

将比例因子除以密度ρ，得到泊松阻尼因子表达式为：

泊松阻尼因子属性实际上是由纵波和横波阻抗组合而成，相对大小反映孔隙度大小，一般无量纲。图 9为H8b层PDF预测结果展布图，根据岩石物理分析结果，高孔砂岩(孔隙度>8.6%)对应PDF门槛值为0.6，PDF小于0.6区域为高孔砂岩区域(图中红色和黄色区)，可以看出高孔砂岩发育区主要位于分流河道主体部位，研究区两口已钻井孔隙度均为9%左右，为相对高孔砂岩，预测结果与钻井结果吻合较好。

3.4 含气性预测

通过前面的岩石物理分析发现流体因子(P_f)可较好的识别含气层，相对高气饱区域(含气饱和度>50%)对应P_t门槛值为-2 000，P_t小于-2 000区域为相对高气饱区域；叠前反演预测可行性分析认为，储层是否含气可预测，但含气性的好坏(含气饱和度大小)预测难度较大，本次研究对流体因子(P_f)预测含气性进行了试验性研究，其中黄色区域为预测的含气区。分析发现预测的含气范围与地质认识的含气边界具有较高的吻合度(图 10)，但黄色区域内部数值整体较接近，即含气饱和度大小(含气性好坏)的识别精度较低，与前面的含气性地球物理特征结论一致。

3.5 脆性指数求取

储层改造工作中岩石的脆性对压裂效果起着重要的作用，脆性越好，压裂造缝效果越好，因此脆性好的岩石发育区可作为工程“甜点”。岩石的脆性大小可用脆性指数来表示，而脆性指数可通过静态杨氏模量和泊松比属性归一化后计算得到，具体求取过程如下：

(1) 利用叠前同步反演得到弹性参数体，弹性参数体计算得到动态杨氏模量和泊松比数据体。

(2) 将测井曲线计算求取的杨氏模量动态值和岩石力学实验求取的杨氏模量静态值进行线性拟合，得到两者的线性关系式：

式中，YM_sta为静态杨氏模量，YM_dyn为动态杨氏模量。

(3) 将反演得到的动态杨氏模量数据体利用该关系式计算得到静态杨氏模量数据体。

(4) 将静态杨氏模量和泊松比做归一化计算：

式中，YM_BRIT为归一化后的静态杨氏模型，PR_BRIT为归一化后的泊松比。

(5) 将归一化后的静态杨氏模量和泊松比求几何平均，得到脆性指数：

式中，BRIT为地层脆性指数。

通过以上五个步骤得到地层脆性指数数据体，沿层提取H8b层的脆性指数平面展布(图 11)，从图中可以看出砂岩的脆性指数明显高于泥岩，脆性好的砂岩主要位于两井之间以及W2井的南部，局部脆性指数达到65%以上。

4 储层改造“甜点”有利区优选

为有效动用黄岩A气田H8b层的储量，并释放其产能，设计采用水平井多级压裂的方式开发H8b层，储层改造“甜点”区的优选是水平段布井的依据，而“甜点”区的优选要综合考虑地质“甜点”和工程“甜点”。根据前面的分析，地质“甜点”在纵向上优选H8b²小层，在平面上优选H8b层砂体厚度大、物性好、含气性好及H8b²层砂体发育的区域，工程“甜点”优选岩层脆性指数高的区域。将以上主控因素进行综合分析，可以看出各展布特征之间具有较高的相似性(图 12)，根据地区经验设定储层改造“甜点”区的下限为：砂厚>20 m，孔隙度>8.6%(PDF < 0.6)、含气饱和度>50%(P_f < -2.000)、脆性指数>55%，进而圈定各主控因素有利区，此外，为规避压裂沟通边底水的风险，水平段要尽量布在内含气边界内部，最后通过多个有利区的叠合，解释优选出储层改造“甜点”有利区(图 13)，图中黑色虚线区域为优选的储层改造“甜点”区，主要分布在W2井的西侧和南侧。根据“甜点”预测结果及结合地应力方向，设计在靠近W2井南北方向布一口水平井Wh3，通过水平井多级压裂的方式有效开发H8b层的低渗储量。

5 结论

(1) 西湖凹陷中深层天然气储量巨大但储层致密，储层压裂改造是开发低渗气藏的重要手段，而确定“甜点”发育区是储层改造成功的关键。黄岩A气田H8b层砂体发育稳定为压裂目的层，根据地区经验设定了该层的“甜点”参数下限。

(2) 从岩石物理分析发现“甜点”储层与弹性参数具有一定的敏感性：低V_p/V_s能够有效稳定地识别砂岩储层，泊松阻尼因子(PDF)与砂岩孔隙度相关性较好，而流体因子能较好的识别含气层；地震反射特征分析发现孔隙度对地震反射贡献大，预测可靠性高，而储层是否含气可预测，但含气性好坏(含气饱和度大小)难预测。

(3) 利用AVO信息约束低频模型，建立了相控—叠前同步反演技术，提高了反演结果的精度，得到可靠的敏感弹性参数体，进而刻画了目的层H8b的砂体厚度，地层切片、孔隙度、含气性及脆性指数展布特征，在纵向和平面上优选出储层改造“甜点”有利区。

(4) 依据该“甜点”预测结果，设计了WH3井的水平段井轨迹(长度800多米)，钻探结果证实了“甜点”预测结果的可靠性，实现了水平段砂岩和气层的“双百”钻遇率，创造了东海的记录。