论文部分内容阅读
[摘 要]本文通过海拉尔盆地W工区W33井的基岩风化壳岩石物理裂缝模型的建立，模拟了含油气或水的裂缝储层的振幅随方位角变化，明确了地震反射振幅方位椭园与裂缝定向的关系。研究表明，风化壳储层裂缝其反射振幅随着偏移距的增加而减小，在裂隙储层的顶部，当裂隙含气时，振幅随偏移距的递减是最快的，最大振幅方向近似的代表了裂隙储层走向。根据海拉尔W工区的地质特征，利用叠前裂缝检测方法可对定向裂缝发育带进行定量预测，能够指出W地区基岩风化壳顶面裂缝发育程度在横向上及纵向上的变化。
[关键词]海拉尔盆地 风化壳 储层裂缝 正演模型
中图分类号：G122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0152-01
1 引言
海拉尔盆地基底即布达特群的地层裂缝发育和分布主要受活动强度大的长期继承性断裂、岩性和单层厚度的控制。由于构造运动和风化剥蚀，形成了一套以裂缝和风化孔洞为特征的储层。裂缝以张性和剪切缝为主。研究区构造区位于海拉尔盆地贝尔湖坳陷乌尔逊凹陷的东部，总体上为向西南倾的单斜，东部濒临巴彦山隆起。通过基岩风化壳裂缝岩石的岩石物理模型建立，并计算各向异性的地震反射振幅与裂缝定向的关系。包括在裂缝影响下的AVO特征随方位角的变化规律。叠前正演模拟可以帮助了解各向异性的地震响应特征与裂缝的密度，空间定向及所含流体的关系，为提取裂缝的信息提供了理论的依据。
应特征不明显，与无裂缝井段测井曲线响应特征无区别。
2 裂缝地震响应正演模拟
通过对海拉尔盆地基岩风化壳裂隙W33井现有井资料（钻井和测井）的分析，建立了裂隙储层的弹性介质模型。
我们模拟了W33井裂隙储层随方位角和偏移距变化的地震响应，假设裂隙是水饱和的，裂隙储层的顶部位于W33井2859米处，裂隙储层的法向方向的方位角为0度， 裂隙储层的走向方向的方位角为90度。方位角45度位于裂缝的法向和走向方向之间。
利用W33井进行了储层裂缝地震响应叠前正演模拟。设计裂缝方向为正北方向90度（以正东方向为0度），方位角也以正东方向为0度。
通过正演模拟得出以下规律：
入射角越大，各方位反射振幅差异越大，越利于裂缝检测。入射角为3度时，各方位反射振幅相同，振幅椭圆扁率为1。入射角为12度时，各方位反射振幅有差异，差异不大，椭圆长轴为0.922，椭圆短轴为为0.917，扁率为1.006。
入射角为30度时，各方位反射振幅有差异，椭圆长轴为0.705，椭圆短轴为0.687，扁率为1.026。入射角为27度时，各方位反射振幅有差异，差异不大，椭圆长轴为0.634，椭圆短轴为0.613，扁率为1.033。
正演模拟结果表明，风化壳储层其反射振幅随着偏移距的增加而减小，在裂隙储层的顶部，当裂隙含气时，振幅随偏移距的递减是最快的，对应着最大的AVO梯度值。而当裂隙含水后，振幅随偏移距的递减比含气裂隙的振幅和裂隙的走向方向振幅递减要小。在W33井地区，在方位角的振幅随偏移距变化明显，最大振幅方向近似地代表了裂隙储层走向方向。如果方位角的振幅随偏移距变化可以用椭园近似表示，那么，椭园短轴的方向代表了裂隙走向方向。
3 叠前地震资料裂缝预测方
3.1 叠前裂缝预测方法原理
由于纵波检测裂缝密度受较多的因素影响，如岩性，流体成份等。因此，综合多
种地震属性比用单一属性对裂缝密度的解释，可提高解释的可信度。
每一种地震属性对预测裂缝特征都有一定的贡献。我们通过计算的加权系数以确定这些地震属性对判别裂缝储层的重要性。用加权后的属性来评估储层的裂缝发育程度：
（1）
j=1，…，M.
Ri代表储层的特征指数，Wi代表属性的加权系数。
从每一输入的地震属性，我们首先计算储层的特征指数。单一属性的储层的特征指数可以通过原始地震属性的转换获得。Ri可以定义在0～1之间，对于每一属性，我们通过数据的概率分布特征和范围确定属性参数的最大值和最小值，通过线性变换，将这些原始属性转换到0～1之间，并定义0与1代表的储层特征 如将1定义为裂缝发育储层；则0代表无裂缝发育的储层。
3.2 裂缝预测方法试验
从W地区 InLine673五个方位角的总能量（振幅）、衰减梯度中可以看出，各方位存在差异，指示了与裂缝相关的信息。为了寻找对该区裂缝最敏感的地震属性，我们选择裂缝发育段进行所有方法的试验。
从W33井的基岩风化壳顶面向下-20m的裂缝密度集中段可以看出层段处于绝对大值区，基岩风化壳顶面段W33井位于绝对大值区，与正演模拟及实际资料分析情况吻合。
研究区的W33井测井解释的裂缝与预测裂缝相吻合，因此裂缝段附近一定存在裂缝发育带，W地区基岩风化壳层总能量各向异性强度值越大，地层的各向异性效应越强烈，定向垂直裂缝密度越大。从测井解释的裂缝发育段情况来看地震总能量， 衰减梯度随方位角变化得到的各向异性强度对该区的裂缝特征较为敏感，选择该属性来对W地区基岩风化壳层储层裂缝发育带进行预测。
3.3 叠前地震资料裂缝预测
预测结果表明，该地区基岩风化壳储层的发育在某种程度上由地层岩性和构造控制。结合裂缝的定向分布图，裂缝的发育受该区的构造格局控制。主要的一组裂缝受近北北西向的大断裂影响，大致平行于该断裂的走向分布。另一组发育较弱的裂缝受近北东向的断裂影响并平行于该组断裂的走向分布。从裂缝发育的分布图可知，裂缝发育区位于W27井断块及与该断块相邻的东部断块，W5井北部附近及其相邻的东部断块并向东南方向沿伸。预测结果也表明，在这些断块内，裂缝多集中发育在构造曲率较大的部位，说明该地区裂缝的形成与构造变形有较好的对应关系，构造变形对该地区裂缝的形成有着重要的影响。正演模拟结果表明，不同方位角的振幅随偏移距变化中，含气裂缝储层对应的振幅椭园扁率最大。在扁率分布图中W33井断块及东部断块向东方向椭园扁率值较B13区高。
4 结论
①通过建立W33井的岩石物理模型，模拟了含油气、水的裂缝储层的振幅随方位角变化，建立地震反射振幅方位椭园与裂缝定向的关系。结果表明，振幅椭园的短轴方向代表了裂缝的走向方向，长轴方向代表了裂缝的法向方向。
②W地区基岩风化壳顶面裂缝发育程度主要是由局部构造的位置及结构特点和各层的岩性成分所决定的，裂缝方向规律为北北西向和近北东向两组主要裂缝组系发育（裂縫方向）；不同裂缝组系与裂缝期次有关；北北西向裂缝组系是主要的开启裂缝。
参考文献
[1] 王宏伟，彭苏萍，杜文凤，勾精为.HTI构造煤方位AVO正演[J].石油地球物理勘探，2014 49 （6）：1130.
[2] 何雨丹，魏春光.裂缝型油气藏勘探评价面临的挑战及发展方向[J].地球物理学进展，2007，22（2）：537-543.
[关键词]海拉尔盆地 风化壳 储层裂缝 正演模型
中图分类号：G122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0152-01
1 引言
海拉尔盆地基底即布达特群的地层裂缝发育和分布主要受活动强度大的长期继承性断裂、岩性和单层厚度的控制。由于构造运动和风化剥蚀，形成了一套以裂缝和风化孔洞为特征的储层。裂缝以张性和剪切缝为主。研究区构造区位于海拉尔盆地贝尔湖坳陷乌尔逊凹陷的东部，总体上为向西南倾的单斜，东部濒临巴彦山隆起。通过基岩风化壳裂缝岩石的岩石物理模型建立，并计算各向异性的地震反射振幅与裂缝定向的关系。包括在裂缝影响下的AVO特征随方位角的变化规律。叠前正演模拟可以帮助了解各向异性的地震响应特征与裂缝的密度，空间定向及所含流体的关系，为提取裂缝的信息提供了理论的依据。
应特征不明显，与无裂缝井段测井曲线响应特征无区别。
2 裂缝地震响应正演模拟
通过对海拉尔盆地基岩风化壳裂隙W33井现有井资料（钻井和测井）的分析，建立了裂隙储层的弹性介质模型。
我们模拟了W33井裂隙储层随方位角和偏移距变化的地震响应，假设裂隙是水饱和的，裂隙储层的顶部位于W33井2859米处，裂隙储层的法向方向的方位角为0度， 裂隙储层的走向方向的方位角为90度。方位角45度位于裂缝的法向和走向方向之间。
利用W33井进行了储层裂缝地震响应叠前正演模拟。设计裂缝方向为正北方向90度（以正东方向为0度），方位角也以正东方向为0度。
通过正演模拟得出以下规律：
入射角越大，各方位反射振幅差异越大，越利于裂缝检测。入射角为3度时，各方位反射振幅相同，振幅椭圆扁率为1。入射角为12度时，各方位反射振幅有差异，差异不大，椭圆长轴为0.922，椭圆短轴为为0.917，扁率为1.006。
入射角为30度时，各方位反射振幅有差异，椭圆长轴为0.705，椭圆短轴为0.687，扁率为1.026。入射角为27度时，各方位反射振幅有差异，差异不大，椭圆长轴为0.634，椭圆短轴为0.613，扁率为1.033。
正演模拟结果表明，风化壳储层其反射振幅随着偏移距的增加而减小，在裂隙储层的顶部，当裂隙含气时，振幅随偏移距的递减是最快的，对应着最大的AVO梯度值。而当裂隙含水后，振幅随偏移距的递减比含气裂隙的振幅和裂隙的走向方向振幅递减要小。在W33井地区，在方位角的振幅随偏移距变化明显，最大振幅方向近似地代表了裂隙储层走向方向。如果方位角的振幅随偏移距变化可以用椭园近似表示，那么，椭园短轴的方向代表了裂隙走向方向。
3 叠前地震资料裂缝预测方
3.1 叠前裂缝预测方法原理
由于纵波检测裂缝密度受较多的因素影响，如岩性，流体成份等。因此，综合多
种地震属性比用单一属性对裂缝密度的解释，可提高解释的可信度。
每一种地震属性对预测裂缝特征都有一定的贡献。我们通过计算的加权系数以确定这些地震属性对判别裂缝储层的重要性。用加权后的属性来评估储层的裂缝发育程度：
（1）
j=1，…，M.
Ri代表储层的特征指数，Wi代表属性的加权系数。
从每一输入的地震属性，我们首先计算储层的特征指数。单一属性的储层的特征指数可以通过原始地震属性的转换获得。Ri可以定义在0～1之间，对于每一属性，我们通过数据的概率分布特征和范围确定属性参数的最大值和最小值，通过线性变换，将这些原始属性转换到0～1之间，并定义0与1代表的储层特征 如将1定义为裂缝发育储层；则0代表无裂缝发育的储层。
3.2 裂缝预测方法试验
从W地区 InLine673五个方位角的总能量（振幅）、衰减梯度中可以看出，各方位存在差异，指示了与裂缝相关的信息。为了寻找对该区裂缝最敏感的地震属性，我们选择裂缝发育段进行所有方法的试验。
从W33井的基岩风化壳顶面向下-20m的裂缝密度集中段可以看出层段处于绝对大值区，基岩风化壳顶面段W33井位于绝对大值区，与正演模拟及实际资料分析情况吻合。
研究区的W33井测井解释的裂缝与预测裂缝相吻合，因此裂缝段附近一定存在裂缝发育带，W地区基岩风化壳层总能量各向异性强度值越大，地层的各向异性效应越强烈，定向垂直裂缝密度越大。从测井解释的裂缝发育段情况来看地震总能量， 衰减梯度随方位角变化得到的各向异性强度对该区的裂缝特征较为敏感，选择该属性来对W地区基岩风化壳层储层裂缝发育带进行预测。
3.3 叠前地震资料裂缝预测
预测结果表明，该地区基岩风化壳储层的发育在某种程度上由地层岩性和构造控制。结合裂缝的定向分布图，裂缝的发育受该区的构造格局控制。主要的一组裂缝受近北北西向的大断裂影响，大致平行于该断裂的走向分布。另一组发育较弱的裂缝受近北东向的断裂影响并平行于该组断裂的走向分布。从裂缝发育的分布图可知，裂缝发育区位于W27井断块及与该断块相邻的东部断块，W5井北部附近及其相邻的东部断块并向东南方向沿伸。预测结果也表明，在这些断块内，裂缝多集中发育在构造曲率较大的部位，说明该地区裂缝的形成与构造变形有较好的对应关系，构造变形对该地区裂缝的形成有着重要的影响。正演模拟结果表明，不同方位角的振幅随偏移距变化中，含气裂缝储层对应的振幅椭园扁率最大。在扁率分布图中W33井断块及东部断块向东方向椭园扁率值较B13区高。
4 结论
①通过建立W33井的岩石物理模型，模拟了含油气、水的裂缝储层的振幅随方位角变化，建立地震反射振幅方位椭园与裂缝定向的关系。结果表明，振幅椭园的短轴方向代表了裂缝的走向方向，长轴方向代表了裂缝的法向方向。
②W地区基岩风化壳顶面裂缝发育程度主要是由局部构造的位置及结构特点和各层的岩性成分所决定的，裂缝方向规律为北北西向和近北东向两组主要裂缝组系发育（裂縫方向）；不同裂缝组系与裂缝期次有关；北北西向裂缝组系是主要的开启裂缝。
参考文献
[1] 王宏伟，彭苏萍，杜文凤，勾精为.HTI构造煤方位AVO正演[J].石油地球物理勘探，2014 49 （6）：1130.
[2] 何雨丹，魏春光.裂缝型油气藏勘探评价面临的挑战及发展方向[J].地球物理学进展，2007，22（2）：537-543.