储集相带预测方法
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发布时间：2022-04-25 14:50
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时间：2023-06-29 03:15
在盆地范围内储集相带预测方法主要为依靠岩心相、测井相和录井相三者相结合的单井相分析方法，以及以地震速度为基础的地震速度岩性定量分析方法。
（一）单井相分析方法
单井相分析是在单井岩心相研究基础上，根据测井相、录井相分析结果，参考分析化验资料，在层序格架内分析沉积相类型和相序组合特征。单井相分析具体来说是结合区域地质背景，筛选取心井段，开展单井岩心相分析，划分相类型，建立相模式；通过测井相、录井相分析，建立测井相、录井相与沉积相之间的对应转换关系；利用测井和录井资料对未取心进行的单井相研究，完成取心井段和非取心井段的单井相分析。
不同类型沉积相的岩性组合、沉积旋回等方面在测井、录井等资料上都具有比较显著特征。单井相分析的关键是典型沉积相的识别。例如早第三纪渤海湾盆地南堡凹陷经历了从湖盆初始裂陷，到湖盆全盛发育阶段及湖盆迁移、衰亡全过程，在演化阶段和不同构造背景下发育了多种沉积体系，包括三角洲沉积体系、重力流沉积体系和陆上沉积体系等（周海民等，2004）。不同沉积体系中各沉积相的测井资料及岩心录井及取心资料的特征存在着明显差异，通过单井资料上的差异性可以对典型沉积相进行识别。
1.三角洲体系类型
（1）扇三角洲体系：由冲积扇直接进入稳定水体形成，是断陷湖盆最常见的沉积体系，在湖盆陡坡带、缓坡带均可发育，呈“裙边”状分布。包括扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前三角洲三个组成部分。以泌阳凹陷扇三角洲为例，主要发育扇三角洲平原和扇三角洲前缘两个地层单元，碎屑岩丰富，粒度粗、分选差、成熟度低。
扇三角洲平原常常发育于湖平面萎缩的低位域时期，主要堆积在陡坡带的近山一带。岩性上多见细砾岩和砾状砂岩，颜色多呈浅灰色、*、灰*、棕红色、红褐色或杂色，表现出陆上暴露的特点（图7-3）。扇三角洲前缘以短距离搬运、快速沉积的粗碎屑沉积物为主，夹有部分湖相泥质沉积。在碎屑岩地层中，砾岩占地层的比例很大，通常在30%～50%之间，粒径一般在5～30mm之间，砂岩以中粗砂岩为主。常见斜层理、交错层理和平行层理，具有牵引流与重力流共存，但以牵引流为主的沉积特征（图7-4）。扇三角洲平原和扇三角洲前缘内的各沉积微相在测井曲线上特征明显，水下分流河道以箱形或钟形为典型特征，河口沙坝表现为呈齿化的漏斗形。
（2）湖泊三角洲体系：以南堡凹陷为例，湖泊三角洲平原相包括分流河道、决口扇、泛滥平原等微相类型。分流河道沉积以中—细砂岩为主，底部含泥砾和岩屑砾石，次圆状，具定向排列；上部发育中—小型板状、楔状、波状交错层理，总体呈向上变细的正旋回序列，与辫状分支水道的多期水道冲刷叠置特征不同，曲流分支河道沉积下粗上细渐变段发育完整，厚度较大。泛滥平原沉积由灰、褐灰、绿灰、紫灰色泥岩、粉砂岩组成，常夹有越岸沉积和决口扇沉积的薄层粗砂岩，泥岩呈团块状、鳞片状，局部发育水平层理，含较多的椭球状或姜状菱铁质结核，偶见食盐假晶、煤线和植物根茎化石。湖泊三角洲平原泛滥平原沉积较发育，总体形成“泥包砂”的特征。测井曲线呈微齿中—低幅的箱型和圣诞树型，并以圣诞树型为主。
湖泊三角洲前缘包括河口坝和远端坝沉积微相沉积。由灰—深灰色泥岩、粉砂岩、细—中砂岩组成，常见小型的波状交错层理、砂泥互层层理、脉状层理、透镜状层理组成典型的复合层理，常见虫迹化石和生物扰动构造，夹滑塌型重力流、深水浊流沉积的薄层砂岩。测井曲线呈低幅漏斗型（图7-5）。与扇三角洲前缘相比较，湖泊三角洲前缘层理规模小，岩性细，波状层理、脉状层理、透镜状层理组合更发育，而扇三角洲前缘砂岩颜色、成分较杂。
图7-3 泌阳凹陷B182井核桃园组扇三角洲平原沉积特征
（据陈文学等，2001）
图7-4 泌阳凹陷B191井核桃园组扇三角洲前缘沉积特征
（据陈文学等，2001）
图7-5 北堡地区B5井Es1湖泊三角洲前缘沉积及测井曲线特征
（据周海民，2004）
2.重力流体系类型
（1）近岸水下扇体系：沿凹陷边缘陡岸带分布，如南堡凹陷高柳地区和老爷庙地区，盆缘断裂强烈活动的盆地深陷期和次级断裂活动形成斜坡带，泥石流或者洪水流所携带的粗粒沉积物在盆缘较深水体中快速卸载形成。由灰白、褐灰色、灰*等杂色砂砾岩、砂岩组成。近岸水下扇是
、Ed湖盆扩张期夹在深湖相暗色泥岩中的主要砂体类型。另2外，扇三角洲前缘砂体内部所夹近岸水下扇砂岩底部冲刷，下部砾石分选差，但磨圆较好，杂基支撑，块状或发育递变层理，反映为洪水浊流成因。测井曲线呈参差尖齿状（图7-6）。
（2）滑塌型重力流体系：滑塌型重力流体系主要由于快速堆积造成三角洲斜坡带不稳定、湖水位下降或基底断陷活动以及洪水流冲蚀作用的诱发，前缘砂体崩塌，形成浊积砂体。滑塌型浊积扇的发育与盆地内的同沉积断层关系密切。滑塌型重力流体系在高尚堡、柳赞、老爷庙及北堡地区都较发育，主要与次级断层形成断坡带有关，由细—粗粒砂岩、含砾砂岩组成，呈块状，底部见冲刷、含大量砂岩、泥岩碎块，具滑塌构造、变形层理，递变层理。测井曲线呈低幅参差尖齿状（图7-6）。
图7-6 老爷庙地区M14×2井Ed3重力流体系及测井曲线特征
（据周海民，2004）
（3）深水浊积体系：深水浊积体系以沾化凹陷五号桩湖底浊积扇为例，其主要是由来自长堤潜山的碎屑物以重力流的形式入湖，在湖底所形成的多期浊积扇体。分布于浅—深湖相泥岩中，由浅灰色粉砂岩、细—粗砂岩组成，薄层的浊积砂岩只见递变层理，较厚层的浊积砂岩常见鲍马序列，即由下往上为块状砂岩—递变砂岩—平行层理砂岩—波状交错层理砂岩序列，底部具冲刷面。湖底浊积扇可分为内扇、中扇和外扇三个亚相，其中中扇亚相是浊积扇中砂岩厚度较大、分布面积较广的沉积相带，可细分为辫状水道、水道间及过渡带三种微相类型（图7-7）扇体的不同相带，在自然电位曲线上具有不同的特征：内扇一般表现为箱形、钟形或漏斗形组合，中扇为齿化箱形、钟形、指形组合；外扇一般为较为平直的曲线或具微小的起伏。
3.冲积扇、辫状河体系
冲积扇体系岩性组成和测井曲线特征与上述扇三角洲平原相特征类似。
辫状河体系由辫状河道沉积和河道间沉积组成。辫状河道沉积由多期粒度向上变细的灰白、灰色砂砾岩、含砾砂岩、细—粗粒砂岩河道砂体叠置组成，块状、大型交错层理发育，内部冲刷面常见。河道间沉积主要由紫灰、褐灰色泥岩和粉砂岩组成，泥岩颜色杂，团块状或鳞片状，含较多菱铁质结核，少量植物碎屑化石。总体上，砂泥比值大，呈砂多泥少组合。测井曲线呈高幅齿化箱形或钟形，并以箱形为主。
图7-7 沾化凹陷五号桩湖底浊积扇沉积特征
（据潘元林等，2004）
4.湖泊体系类型
滨湖相沉积主要发育于盆地缺乏进积水流的缓坡带部位，以波浪作用为主，为分选较好的中—细砂岩组成，波状交错层理发育。受湖平面变化影响大，总体为砂泥互层组合特征。
浅湖相沉积由深灰—灰黑色泥岩组成，常夹有深水浊流和滑塌型水下重力流沉积。测井曲线呈低幅度平滑夹少量细锯齿状（浊积砂岩—粉砂岩）曲线。
深湖相泥岩呈灰黑色，质纯，水平纹理发育，常见双壳类、螺类以及介形虫等丰富的动物化石，测井曲线为巨厚低幅度平滑曲线。
（二）地震速度岩性分析法
在钻井勘探成熟度较低，井下地质资料比较缺乏，但地震资料却较为丰富的地区，可以利用地震速度岩性分析法进行储集相带预测。这主要是根据地震波速度参数自身的变化规律及其与地下岩性之间的内在联系，揭示包括砂泥岩百分含量在内的岩相分布特征。砂泥比本身就是重要的岩相参数，当砂岩百分比值较高时一般预示含有较多的粗粒岩层，而粗粒岩层往往是油气储层的主要岩石类型。因此，从地震速度中导出的砂泥岩百分比值反映地层偏砂相、偏泥相的程度，据此可以确定储集相带甚至储集体的分布位置和总体特征。
沉积层序的不同体系域是由具不同波阻抗特性的岩相单元所组成，体系域内部岩性和岩相的横向变化应该在地震层速度上有所反映。一般来讲，地震速度受以下多种因素影响：①组成岩石的颗粒的弹性常数和密度；②胶结物类型及含量；③孔隙度及孔隙流体的密度和可压缩性；④温度；⑤加在岩石骨架及流体上的压力。
但在相同埋深条件下，可以假设温度条件、负载条件及流体的压缩性是相同的或者差别很小。这样，可以认为在埋深相同的情况下，地震波速度的差异主要是由岩性决定的。作为地震资料常规处理中间步骤的地震速度分析提供了大量的地震速度谱—地震叠加速度信息。通过严格的计算模型，地震叠加速度可以转换出地层砂岩指数。
1.砂泥岩压实模型
砂泥岩压实模型就是纯砂岩速度和纯泥岩速度与埋深关系，它们是地震速度—岩性预测的基础。砂泥岩压实模型是根据若干个单井的岩心、测井、录井资料作出的砂泥岩压实曲线综合得到的。在进行地震速度—岩性分析时，对不同的地区，选取不同的砂泥岩压实模型。
2.层速度计算及校正
地震速度分析所获得的叠加速度谱提供了大量的叠加速度数据，从叠加速度到层速度，需要经过两个转换步骤，即：①地层倾角校正；②Dix公式转换。
（1）地层倾角校正：对于水平层状介质，其叠加速度等于均方根速度。但是当地层变得陡倾时，叠加速度不等于均方根速度，这时均方根速度将按倾角校正公式求取。
（2）按Dix公式计算层速度：按式Dix公式就可以将地震均方根速度转换为地震层速度，而地震层速度是反映层段内部速度变化的一个参数，具有明显的地质意义。
据Dix公式从原始速度得到的地震层速度一般具有明显的误差。这是由于在地震资料采集、室内处理以及速度解释过程中，都会对层速度信息注入噪音。因此，需要对谱算层速度进行系统误差和随机误差校正。系统误差校正是以井孔声波速度为标准，对谱算层速度进行校正，消除谱算层速度与声波测井层速度之间的系统误差。随机误差校正是通过对层速度的二维平滑，消除由于随机误差引起的层速度值在平面上不规则的跳动。通过系统误差和随机误差校正后，就可以得到比较准确的层速度值。
3.砂岩指数计算及校正
在砂泥岩地层剖面中，通过岩石物理体积模型可以建立岩性指数转换数学模型，即：
中国东部裂谷盆地地层岩性油气藏
式中：υint为地震层速度，υs（D）和υm（D）分别是相应深度D处纯砂岩和纯泥岩的速度，Ps为砂岩指数。
对于地下给定任意一点，只要给出一个层速度υint值，并按深度（由地震速度拟合求得）在纯砂岩和纯泥岩压实模型上确定出相应的υs（D）和υm（D），就可以从上式中求出一个砂岩指数Ps值来。在一般情况下，利用井旁地震速度谱求得的砂岩指数，与实际钻井剖面中的砂岩百分比存在一定的系统误差，需要以井资料为准，对砂岩指数进行校正。
