南图尔盖盆地是哈萨克斯坦的主要含油气盆地之一^[1-2]，其油气勘探始于20世纪60年代，先后发现了Aryskum油田、Maybulak油田、Konys油田及Bektas油田，目前已发现的油气田均位于盆地西部Aryskum坳陷^[3-4]，且主要分布于卡拉套走滑断裂带两侧，是受走滑断裂带控制的断块型油藏^[5-6]。Doshan区块为中国石油在南图尔盖盆地的勘探许可区块，2005年开始加大勘探力度，在走滑断裂带附近相继发现了多个断层油气藏，在区块西部隆起带发现了多个潜山油气藏和中侏罗统卡拉甘塞组（J₂kr）披覆型油气藏^[7-9]。随着西部隆起带和走滑断裂带构造型圈闭基本钻探完毕，寻找规模储量接替区的难度加大^[10-12]。对2005年以前区块中部斜坡带完钻的4口老井资料进行分析，发现在中—下侏罗统存在少量不成规模的岩性上倾尖灭型岩性油气藏。例如2015年D47井在卡拉甘塞组（J₂kr）见较好油气显示，日产油33.4 m³、日产气34.6×10⁴ m³；2017年D49井日产油11.8 m³、日产气14.1×10⁴ m³。这些勘探实践，证实了该斜坡带的含油气前景，可将之作为南图尔盖盆地未来的储量接替区。然而，Doshan区块中部斜坡带整体勘探程度较低，目前尚未对其岩性地层圈闭进行系统研究^[13-15]，制约了该区下一步勘探开发。

综合利用钻井、测井和地震资料，分析哈萨克斯坦南图尔盖盆地Doshan区块中部斜坡带的沉积特征，开展岩性圈闭储层的地震预测方法研究，以期为该地区及同类地区的岩性地层勘探提供技术保障。

南图尔盖盆地位于哈萨克斯坦中部，北临北图尔盖盆地，西侧为乌拉尔缝合带，东侧为乌雷套隆起，东南侧与楚河—萨雷苏盆地仅以狭窄的隆起相隔，面积约3×10⁴ km²，整体为北西—南东走向，呈长轴状展布，是哈萨克斯坦主要的含油气盆地之一 ^[16-18]。该盆地在构造上处于乌拉尔—天山缝合线转折端剪切带，为海西期褶皱基底之上的中生代裂谷盆地，经历了晚古生代被动边缘期、早中生代同生裂谷期、晚侏罗世断-坳转换期和白垩纪—新近纪坳陷期，形成了垒-堑相间的构造格局^[19-20]，自西向东依次发育阿雷斯库姆（Aryskum）地堑、阿克塞地垒、阿克萨布拉克（Mynbulak）地堑、阿西塞地垒、萨雷兰（Zhilanchik）地堑、塔巴克布拉克地垒和鲍金根地堑，构造分带性控制了油气的形成与分布^[20-23]。盆地沉积中心和已发现的油气田均位于Aryskum坳陷内^[9-10] （Aryskum地堑在侏罗纪末—白垩纪初交接期停止强烈活动，转为缓慢坳陷沉积，称为Aryskum坳陷），受喜马拉雅碰撞期强烈的挤压-走滑改造，在Aryskum坳陷发育北西—南东向的卡拉套走滑断层，是盆地内重要的油气聚集带之一^[4-5]。

Doshan区块位于Aryskum坳陷内，面积约900 km²（图 1a），可分为3个成藏带：西部隆起带，以潜山及披覆、背斜-地层为主；中部斜坡带，以岩性地层为主；东部走滑断裂带，以断块为主，目前油气发现主要集中在西部隆起带和东部走滑断裂带。研究区中部斜坡带地层自下而上包括前中生代基底、三叠系、侏罗系、白垩系和第三纪。其中发现岩性油气藏的中—下侏罗统与上、下层呈近似斜坡带构造不整合接触关系，其主要岩性为砂岩、粉砂岩夹泥岩；自下而上可分为6个小层，依次为萨济姆拜组（J₁cz）、埃巴林组（J₁ab）、多尚组（J₂ds）、卡拉甘塞组（J₂kr）、库姆科尔组（J₃km）、阿克萨布拉克组（J₃ak），厚度分别为0~1 000 m、0~500 m、500~ 600 m、0~450 m、0~500 m和600 m（图 1b），出油层位为J₁ab，J₂ds和J₂kr。区内仅发育少量断裂，且主要位于下侏罗统，中—上侏罗统断层和构造型圈闭基本不发育。因此，Doshan区块未来油气勘探的重点需转向坳陷和斜坡带的岩性地层圈闭。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 南图尔盖盆地Doshan区块位置（a）和东西向油藏剖面（b） Fig. 1 Location(a)and EW reservoir profile(b)of Doshan block in South Turgai Basin

南图尔盖盆地主要由前中生代基底、三叠系—侏罗系断陷、白垩系—新生界坳陷组成。基底固结于早古生代末，中—晚古生代形成碎屑岩-碳酸岩盐过渡层。晚三叠世—早侏罗世形成卡拉套大断层及次一级断层，Aryskum地堑经历了强烈的差异沉降，早侏罗世沉降幅度最大，至晚侏罗世沉降幅度逐渐降低；该时期地堑内发育厚层的陆相沉积，其中晚三叠世总体上以湖相沉积为主，早—中侏罗世主要发育湖相泥岩，Aryskum地堑侧缘相变为粗砾—粗粒河口相碎屑岩，河口沉积广泛分布，物源来自地堑侧缘的基底隆起。侏罗纪末期—白垩纪初期交接期结束裂谷沉积，Aryskum地堑停止强烈活动，整个盆地转为缓慢坳陷沉积，并逐渐停止，局部地区遭受剥蚀，形成白垩系底部砂岩，即Aryskum层。白垩纪—第三纪主要发育河-湖及冲积相成因的砂、泥岩互层沉积，在晚白垩世末期，沿卡拉套大断层发生逆掩挤压，受这种水平变形的影响，下白垩统—上侏罗统发育系列反转构造。

Doshan斜坡带的沉积相平面分布（图 2）显示，中—下侏罗统形成于盆地裂陷期，构造对沉积的控制作用较强烈，属于裂陷初期，断层尚未完全连接，物源主要来自凸起区，以短轴物源体系为主，具有斜列式特征。按照三级层序，中—下侏罗统可分3个沉积期，从早至晚依次为SQ4、SQ5和SQ6，分别对应埃巴林组（J₁ab）、多尚组（J₂ds）、卡拉甘塞组（J₂kr）3套地层。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 南图尔盖盆地Doshan区块中—下侏罗统沉积相平面分布 Fig. 2 Sedimentary facies distribution of Middle-Lower Jurassic in Doshan block of South Turgai Basin

SQ4时期，南图尔盖盆地处于裂陷的鼎盛阶段（图 2a），可容纳空间持续扩大，构造活动强烈，盆地内不同地区的差异沉降幅度大，其中研究区以较陡的断坡为主，物源供给速率较大，Aryskum地堑内以滨浅湖、半深湖沉积为主，而在地堑北部和南端则发育三角洲平原，局部发育水下扇。该时期沉积的J₁ab在自然电位（SP）、自然伽马（GR）和电阻率曲线上均表现为漏斗形，岩性主要为暗灰色粉砂质泥岩。

SQ5时期，南图尔盖盆地处于持续裂陷阶段（图 2b），可容纳空间持续快速增加，Aryskum地堑继承SQ4沉积期的沉积格局，以湖相沉积为主，沿着边缘断层发育一系列的扇三角洲、近岸水下扇；在地堑南、北两端则发育长轴向的三角洲物源体系。该时期沉积的J₂ds在SP与GR曲线上均表现为钟形叠加样式向漏斗形的转换，岩性以砂岩、粉砂岩为主，中间夹泥岩层，表现为一个较为完成的水进—水退过程。

SQ6时期，盆地发生了一次区域性的大规模湖侵（图 2c），Aryskum地堑内湖泊面积持续扩大，此时扇三角洲呈裙带状沿着边缘断层展布，三角洲平原相和扇三角洲前缘亚相的分布面积逐渐扩大。该时期沉积的J₂kr在SP与GR曲线上表现为漏斗形态组合的进积型向箱形组合形态的加积叠加模式转变，岩性主要为砂岩、粉砂岩和泥岩。综合分析认为，Doshan斜坡带具有岩性圈闭发育的条件，中—下侏罗统三角洲前缘是发育斜坡带岩性油气藏的有利相带。

综合分析认为，Doshan 斜坡带具有岩性圈闭发育的条件，中—下侏罗统三角洲前缘是发育斜坡带岩性油气藏的有利相带。

合成记录是结合岩性油气藏地震与地质之间的桥梁，首先对南图尔盖盆地Doshan斜坡带单井的岩性及测井响应进行深入细致地分析，完成区内所有声波曲线的环境校正。其次，在井-震标定时考虑地震子波的提取方法，从井旁地震道中提取地震子波，并选取合适的地震波长和频率进行优化，使制作的合成地震记录与井旁地震道具有最相似的波组特征。由于研究区钻井资料较少，选用钻遇地层较全的井作为基准井进行地层地震反射特征的识别，选取断层少的连井对研究区进行系统的地层标定，获取全工区统一的地震-地层对比关系，实现全区地震解释统层。

井-震标定结果表明，Doshan斜坡区合成记录与地面地震资料标定效果较好，目的层中—下侏罗统波组特征吻合较好，平均相关系数高于0.7。J₁ab、J₂ds和J₂kr地层地震反射特征清晰，分别对应地震波峰反射，且合成记录和地震资料两者的相位特征基本一致（图 3），这为研究区地震解释统层工作鉴定了数据基础。

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 南图尔盖盆地Doshan斜坡带D47井的井-震标定结果 Fig. 3 Well-seismic calibration results of well D47 in Doshan slope zone of South Turgai Basin

从地震剖面分析可知（图 4），研究区地震资料频带较宽，为11~55 Hz，虽然低频略少，但地震波组特征清晰，地震反射特征与钻井岩性匹配较好，储层段和泥岩段的地震反射特征具有明显的差异，砂岩段对应较强振幅的地震反射，能够满足构造解释及储层预测的需要。其中J₂kr砂砾岩储层发育集中段，平均厚度大于10 m，地震纵波速度大，阻抗界面强，形成了多组强振幅地震反射；J₂ds主要发育大套泥岩夹薄砂层，内部阻抗反射界面振幅较弱，形成大段弱振幅地震反射；J₁ab主要发育砂、泥岩互层结构，阻抗界面振幅强，形成了多组强振幅地震反射。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 南图尔盖盆地Doshan斜坡带地震剖面及频谱 Fig. 4 Seismic section and spectrum of Doshan slope zone in South Turgai Basin

针对研究区中—下侏罗统J₁ab、J₂ds和J₂kr厚度大，井径异常对测井曲线产生影响的问题，优选井径规整的典型井，采用分层段的方式进行岩石物理统计分析。

研究区声波和自然伽马交会图、纵波速度分布直方图（图 5）显示：GR曲线能较好地区分砂岩和泥岩，且与区内其他井的分析结果基本一致，因此，可选择GR作为储层的敏感参数；砂岩的纵波速度（v_P）略高于泥岩，两者叠置严重，无法进行有效区分，会对储层反演结果造成影响。为了提高反演精度，需对声波曲线进行重构。储层特征曲线重构是根据储层预测目标，综合有利信息，得到一条能突出储层纵向分辨率的特征曲线，既能反映地层速度和波阻抗的特征，又能突出岩性差异，从而更好地反映储层特征与地震响应之间的关系。岩石物理分析结果表明，GR为研究区储层的敏感参数，因此，将声波曲线的低频成分作为背景趋势，加上GR的中—高频成分，合并得到拟声波曲线。该曲线对砂、泥岩的识别能力更强，利用拟声波曲线进行约束储层地震反演，可有效提高岩性储层的识别精度。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 南图尔盖盆地Doshan斜坡带D47井声波曲线重构前、后的岩石物理分析 Fig. 5 Rock physical analysis before and after acoustic curve reconstruction of well D47 in Doshan slope zone of South Turgai Basin

声波曲线重构前、后的井-震标定结果分析（图 6）表明，重构后的合成记录改善明显，合成记录和井旁道的相关性增强且无畸变，阻抗界面刻画清晰，井-震匹配度得到提高，这对储层识别有利，也验证了该曲线重构方法的准确性及有效性。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 南图尔盖盆地Doshan斜坡带D47井声波曲线重构前、后的井-震标定对比 Fig. 6 Comparison of well-seismic calibration before and after acoustic curve reconstruction of well D47 in Doshan slope zone of South Turgai Basin

为了明确研究区岩性油气藏储层的地震响应特征，开展了一维单井正演和二维正演模型分析。

一维单井正演模型分析以D47井为例，采用多频档的零相位地震子波与单井反射系数褶积制作合成记录。结果表明，D47井中—下侏罗统砂岩顶面具有明显的波峰强反射特征（图 7），在较高的分辨率条件下，大部分单层砂体都能够产生明显的波峰反射。研究区地震资料主频（f_主）为28 Hz，当纵波速度v为4 000 m/s时，砂体集中段也有明显的地震波峰反射，但将砂岩厚度与地震调谐厚度35 m（式1）比较，现有的地震资料分辨率仍偏低，因此，需要通过地震反演来消除薄层干涉效应，提高地震资料的分辨率。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 南图尔盖盆地Doshan斜坡带单井多频档的零相位地震子波正演模型分析 Fig. 7 Forward modeling analysis of zero phase seismic wavelet for single well multifrequency range in Doshan slope zone of South Turgai Basin

式中：Δh为谐调厚度，m；f_主为地震主频，Hz；λ为地震波长，m。

二维正演模型以研究区沉积模式为基础，根据测井数据统计砂、泥岩纵波速度并设计模型参数（图 8）。正演模拟剖面分析表明，砂体的地震响应特征比较清晰，表现为强振幅的地震反射特征，具备以地震响应来识别薄层砂体的条件。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 南图尔盖盆地Doshan斜坡带中—下侏罗统砂体二维地质模型和正演模拟 Fig. 8 Two-dimensional geological model and forward modeling of sand bodies of Middle-Lower Jurassic in Doshan slope zone of South Turgai Basin

对图 8二维正演模型中的单砂体进行分析（图 9），当砂岩厚度大于等于35 m（调谐厚度）时，砂岩顶、底界面可通过波峰和波谷进行识别；当砂岩厚度为18~35 m时，砂岩顶、底界面和波峰、波谷的对应关系出现偏差；当砂岩厚度为5~18 m时，顶、底界面不可识别，此时可通过地震振幅属性或地震反演来识别砂岩储层；当砂岩厚度小于5 m时，振幅属性已无法分辨砂体的顶、底界面，砂体无法识别。

图 9

Fig. 9

下载原图 图 9 南图尔盖盆地Doshan斜坡带薄单砂体二维正演模型分析 Fig. 9 Analysis of 2D forward modeling for thin single sand bodies in Doshan slope zone of South Turgai Basin

在井-震精细标定、岩石物理分析和正演模型分析的基础上，采用稀疏约束脉冲反演方法获得研究区中—下侏罗统波阻抗反演剖面，通过设置砂、泥岩纵波阻抗的门槛值，进一步获得岩性反演剖面（图 10）。研究区中—下侏罗统波阻抗反演剖面中砂体具有高阻抗特征，边界清楚，可以清晰地识别出厚度大于10 m的砂体或者砂体集中段，并实现砂体追踪，且与已钻井匹配度较高。剖面综合研究表明，J₂kr扇体分布广泛，边界刻画清晰；J₂ds发育的砂体为近源沉积，主要发育在斜坡带高部位，低部位砂体发育相对较少；J₁ab扇体分布范围较大，储层平均厚度大于10 m，反演剖面和沉积特征吻合较好。

图 10

Fig. 10

下载原图 图 10 南图尔盖盆地Doshan斜坡带高分辨率地震剖面（a）、反演剖面（b）与岩性剖面（c） Fig. 10 High-resolution seismic section(a), inversion profile(b)and lithologic profile(c)of Doshan slope zone in South Turgai Basin

研究区中—下侏罗统储层地震响应特征研究表明，砂岩具有明显的强振幅反射特征，可以用地震振幅属性来定性描述其空间展布，对岩性圈闭地震反演预测的结果加以验证。

基于地震反演结果的岩性储层预测流程主要包括通过分层段设定砂岩纵波阻抗门槛值，统计砂岩累计厚度，该厚度与地层厚度的比值即为储层砂地比。由于研究区地层厚度变化较大，平均厚度在10 m以上，优选累计绝对振幅属性和地震均方根振幅属性，以研究区J₁ab为例进行储层预测（图 11），其中累计绝对振幅属性能定性描述储层厚度特征，预测储层厚度为0~100 m，从北西至南东方向厚度逐渐变大，工区东南部位厚度最大，东北和西南部储层厚度最小；地震均方根振幅属性能定性描述储层砂地比，在工区西南部砂地比最高，达到0.3，东北部最低为0。将地震属性成果和地震反演结果对比（图 10），两者具有较高的相关性，由此验证了预测结果的可靠性。

图 11

Fig. 11

下载原图 图 11 南图尔盖盆地Doshan斜坡带下侏罗统J1ab组地震振幅属性和砂体反演预测结果对比 Fig. 11 Comparison between seismic amplitude attributes and sand body inversion prediction results of J1ab in Doshan slope zone of South Turgai Basin

南图尔盖盆地Doshan斜坡带岩性圈闭主要分布于中—下侏罗统，为坡折控砂下发育一系列构造背景上的岩性圈闭。综合研究共落实了包括D60部署井在内的6个有利的岩性圈闭目标，并提供了D17、D60、目标1、目标2、目标3、目标4等6个井位目标建议（图 12）。

图 12

Fig. 12

下载原图 图 12 南图尔盖盆地Doshan斜坡带中—下侏罗统岩性圈闭识别结果 Fig. 12 Identification results of lithologic traps of Middle-Lower Jurassic in Doshan slope zone of South Turgai Basin

（1）南图尔盖盆地Doshan斜坡带中—下侏罗统主要形成于盆地裂陷初期，构造对沉积的控制作用较强烈，断层尚未完全连接，以短轴物源体系为主，具有斜列式特征；从早至晚依次可分为SQ4、SQ5和SQ6共3个沉积期，其中SQ4—SQ5处于裂陷阶段，以湖相沉积为主，局部发育三角洲沉积，在SQ6的上升半旋回时期，以三角洲平原亚相为主，下降半旋回时期湖面扩张，以滨浅湖和三角洲前缘沉积为主，该阶段具有岩性圈闭发育的条件，其中三角洲前缘亚相为有利相带。

（2）研究区中—下侏罗统J₂kr砂砾岩储层和J₁ab砂、泥岩互层结构均对应强阻抗、强振幅地震反射，J₂ds泥岩夹薄砂层对应弱阻抗、弱振幅地震反射，利用强振幅、高阻抗的地震反射特征可以有效识别砂岩储层；地震反演剖面可清晰地识别厚度大于10 m的砂体或砂体集中段；累计绝对振幅属性和地震均方根振幅属性均与高分辨率地震反演结果具有较高的相关性，预测的岩性圈闭有利发育区及储层的空间展布结果可靠。

（3）研究区岩性圈闭主要分布于中—下侏罗统，为坡折控砂下发育一系列构造背景上的岩性圈闭。