济阳坳陷浅层天然气勘探技术.pdf

石油天然气 学报 江 汉石 油学 院学报 2 0 1 1 年 1 月弟 3 3 卷弟 1 期 J o u r n a l o f Oi l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I J a n ． t 0 1 l V o 1 ． 8 3 N o ． 1 济 阳坳 陷浅层天然气勘探技术 段 海 凤 中石化胜利油田分公司地质科学研究院， 山东 东营 2 5 7 0 1 5 [ 摘要]济 阳坳 陷浅层广泛分布着 “ 亮点” 型气藏 ，约有 7 0 0 1 0 m。的中、浅层天 然 气有 待探 明。从济 阳坳 陷浅层气藏成藏条 件入手，分析 了控制 天然 气成藏分布 的气源、构造 、盖 层等 因素，对 气藏进 行 了 三 维地 震 描述 。根 据 亮 点 的 形 成 机 制 及 影 响 因素 ，提 出 了 应 用 弹 性 能 ／ 塑 性 能 、 能 量 吸 收 、 AVO 及 反 射 波多参数提取 等多种预测技 术判识气藏 ，总 结 了一套 行之 有效 的工作流程 及方 法，在天然 气勘探开 发 中 应用 效 果 显著 ， 此项 技 术 可 推广 应 用 于 渤 海 湾 断 陷盆 地 浅 层 气 藏 的勘 探 开 发 中 。 [ 关键词] 济阳坳陷；浅层气；亮点；三维地震描述 ；多属性提取 ；弹性能／ 塑性 能；能量吸 收；Av 0 技 术 [ 中图分类号]P 6 3 1 ． 4 4 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 1 0 1 0 0 8 5 0 5 济 阳坳 陷位 于 渤海湾 盆地 东南 部 ，胜 利 油 田天 然气 藏 主要 分 布 在 济 阳坳 陷东 南 部 的沾 化 和 东 营 地 区l_ l J 。储 层 为上第 三系 明化 镇组 及馆 陶组 河 流相及 泛滥 平原 相砂 岩体 ，明化镇组 的厚 层 泥岩是 浅层 天 然 气 的 良好 区域性 盖层 。气 藏类 型 以构 造 气 藏 和 岩性 气 藏 为 主 。济 阳坳 陷 浅 层广 泛 分 布 着“ 亮 点 ” 型气 藏 _ 2 J ，2 O世纪 8 O年 代后 期开 始 “ 亮 点 ”找 气 ，通 过 “ 亮 点 ”解 释 直接 提 供钻 探 井位 ，为浅 层气 藏 的识 别 找到 了一 条途径 。经过 近 2 0年 的勘探 开发 生 产实 践 ，天 然气 地 质研 究 不 断 深化 ，形 成 了一套 中 、浅 层 天然气 预 测识别 技术 ，在 生产 中应 用取 得 了 良好 的效 果 。 目前 ，济 阳探 区 的中 、浅层 天然气 总 的资源 量 1 0 4 2 1 0 1 T I 。 ， 目前探 明程 度 3 4 ． 4 ，仍 有 约 7 0 0 1 0 m。的 中、浅 层 天然 气 有 待 探 明 。 因此 ，总 结 、完善 并改 进 以往天 然气 尤 其是 中、浅层 气 藏勘 探技 术是 亟待解 决 的 问题 。 1 浅层天然气 藏成 藏因素及 分布规律 1 ． 1 浅层 天然气 气 源分 析 济 阳坳 陷天 然气 藏呈 明 显的环 带状 分布 ，其 主要 原 因取 决 于 温度 和 受埋 藏 条 件 控制 的压 力 变化 ， 形 成济 阳坳 陷所 特有 的 白坳 陷中心 向外 缘天 然气 呈溶 解气一 气 顶 气一 气层 气 的环状 分布状 态 。在 东营 凹陷 内已发 现 的纯 气 藏有 高青一 花 沟 ] 、林 樊家 、单 家 寺 、陈家 庄 、盐 家 、金 家 等 。根 据 同位 素 、轻 烃 等各 项指 标 的对 比分 析结果 ，浅层 天然气 主要 来 源于 沙河 街组 。储层 为上 第 三系 明化镇 组及馆 陶组 河流 相及 泛滥 平原 相砂 岩体 。 运移通道 、圈闭和盖层 条件 对天然 气藏形成 与分布也起 一定控制作 用 。不 整合 面上倾 方 向均 指 向凹 洼 陷边缘 ，而该 区发育 的丰 富断层作为 良好 的运移 通道 使 得天 然气 在 遇到 合适 圈 闭 即会 聚集 成藏 。上 第三系馆 陶组 和 明化镇 组地层 中发 育 以披覆 构造 、逆牵 引构造和其 他类型构 造 为背景 的岩性 圈闭是浅 层天 然气 的主要 圈闭类型 。馆 陶组一 明化镇组 泥岩是济 阳坳陷浅层 区域盖层 ，它封堵 了外环 带所有气藏 。 1 ． 2 天然气 藏 分布 明显 受断层 控 制 济 阳坳 陷第 三 系构 造 变动 的主 要形式 是 断裂 。断 层发 育对 油气 聚散 有 明显 的控 制作 用 。勘探 实践表 明，济阳坳陷已发现的气藏 田大多受断层控制或与断层有关 ；而且由于断层活动多期性 ，往往在不 同层 位地 层 中形成 多期 圈 闭 ，于是 断层 活动 到什 么层位 ，天然气 就运 移 到什 么层位 圈闭 中聚集 成藏 。 [ 收稿 日期]2 0 1 00 6 0 8 [ 作者简介]段海凤 1 9 8 0一 ，女，2 0 0 6年大庆石油学院毕业 ，硕士 ，工程师 ，现主要从事天然气藏勘探开发方面的工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 6 石油天然气学报 江汉石 油学院学报 2 0 1 1 年 1 月 1 ． 3浅层天然气 藏 的主要分 布范 围 浅层 天然气 藏主要 分布在 凸起带 、断裂带 和斜坡 带 。断裂带和 凸起带 多 以断层 和不整合 面与生 烃凹 陷相通 ，有利 于天然气运 移 ，同时 凸起 带 、断 裂带 中发育 多 种构 造 圈 闭、构造 一 岩性 圈 闭 ，是 最有 利 的 聚气构造 J 。 1 ． 4浅 层气藏与 稠油油藏 共生 济 阳坳 陷多期 构造运 动导致 油气多次 运移一 聚集 一 破 坏一 再 聚集 ，当液态 烃从 深 层 向浅 层运 移 时 ，由 于温度和压力降低 ，液态烃中轻质组分发生分离，同时因水洗、氧化和生物降解等作用，液态烃逐渐变 稠 ，并 在低级别 圈 闭中形成稠 油 油藏 ，轻 质 组分 因活 动性 强 、运 移较 快 ，在 盖层 条 件 较好 的圈 闭 中聚 集 ，形 成浅层气 藏 。在 济 阳坳 陷 已发 现的气藏 中绝 大部分都 与稠 油油藏有 关 。 2 浅层天然气藏三维地震描述技术 通过 前面对 浅层天然 气成藏 条件及 主控 因素 进行 的分析 ，在全 区进行“ 亮点 ”普查 ，通过对 资料进 行 噪音压制 、振 幅补偿 、地表吸 收 、静校 正 、偏 移等处 理 ，在 资料处 理的基 础上 ，通过合 成地震 记录 对 气藏 进行标定 ，根 据 “ 亮点 ”反射 特征对 气藏进 行解释 和描述 。 2 ． 1资料 处理 通 常情况 下 ，一个 储集层 中如果含 有油气 ，会造 成地震 波 的动力学 和运动学 特征相 应 的改变 ，为 了 最大 限度地保 持地震波 的动力 学及运动 学特征 ，在资料 处理 流程 中必须进 行严格 的保 幅处理 ，消 除与反 射界面无关的因素所引起的振幅变化 ，使恢复处理后的反射振幅仅与反射界面的系数有关，利用反射振 幅的相对变 化来反 映地下 的反射 界 面 、反 射系 数 的变 化 ，主要 包 括 振 幅补 偿 、反褶 积 、叠 前 、叠 后去 噪、叠加 、动校正 、滤波 等处理方 法 ，使 处理后 的地震 剖面具 有较高信 噪 比 、分辨 率和保 真度 ，从而清 晰地识别 出地震 剖面上 的 “ 亮点 ”气 。 2 ． 2气层标 定 气层标定 通过合 成地震 记录进 行．为 了保证合 成地震 记录 的质量 ，一般要 从井 的选择 、测井 曲线 的 选取 、地震子 波 的提 取等方 面进行考 虑． 在选取测 井 曲线 时不仅 要合成 地震记 录所 必须 的声波和 密度测 井 曲线 ，而且 为 了准 备解释储 层还应 选人 自然 电位 和 电阻 率曲线 做参考 ，地震 子波应 从地震 记录道 上提 取 ，合 成记录 在最终 漂移 、标 定过程 中 ，应注 意标 志层与 “ 亮 点 ”反射 关系 的协涮 。标 定后 的三维偏 移 剖面具有 强振 幅 、低频 、极性 反转特征 。 2 ． 3砂体 三维描 述 “ 亮点 ”标定后 ，依据 三维地震 “ 亮 点”反 射特 征 ，设 置 反射 层对 “ 亮点 ”进 行 解释 。而 砂体 的追 踪是 以此解 释为基础 ，结合 气层合 成记 录标定 “ 亮点 ”就是气 层 的反 射 ，“ 亮点 ”波组 的第一个 反射 同 相轴 定义为“ 亮点 ”气藏 的顶界 ；气砂体 描述 首先是 利用 三维 可 视化 技 术 ，对其 发 育层 段用“ 时窗 ” 法对 三维地震 体进行 透视 ，初步 了解 砂体 的分布 位置及 规模 。再应用 三维可 视化技 术 的种 子点 对扫描 的 砂体 进行追踪 ，追踪 出砂体 的具体位 置 和范围及展 布 。透视 出的 曲流 河道 的形态 自然 、真实 ，与现代沉 积 中的河道 非常一致 。 2 ． 4气层厚 度 气层厚度是气藏描述的关键参数之一，厚度计算是在三维地震解释的基础上进行的，计算方法和储 层 的厚 薄有关 系 。主要有 振 幅能量法 、积分 能量法 、调谐振 幅法 和主频 主振 幅法等 。但用 于天然气 气层 厚 度 ，误差 较大 气层 薄 ，气层 厚度 与振幅之 间几乎 没有好 的相关 性 ，因此无 法利用 地震 资料 预测气 层 厚 度 。因此 ，一般 是根据 实际钻井 资料结 果来平 均求取 气层厚 度 。 2 ． 5气层 判识与老 井复查 老井复查 解释 的准确程 度和气 层厚度 的精确 度取决 于建立 的气层 判识标 准 ，不 同地 区 、不 同地质 条 件 、不同层位 以及不 同埋藏 深度 的气层 ，电性特征 和气层 的判识 标准 不同 ，因此在 进行 老井复查 时 ，首 先应用 已发 现的气藏 总结 出测井 响应特征 ，通过测 井 曲线 图 的分析 ，主要利 用声波 时差 、自然 电位 、电 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 3卷第 1期 段海凤 济 阳坳 陷浅层 天然气勘探技术 8 7 阻 率等 识别 气层 方面较 为 敏感 和准 确的参 数 ，对 老井进 行判 识 ，建立 气藏 的 电性判 识标 准 。利 用建 立 的 老井 判识 标准 ，对 研究 区 已钻遇 的气 层进 行 复查 。 3浅层天然气 藏地 震预测技术 引起 “ 亮 点” 形成 的原 因很 多 ，通过 “ 亮 点” 描述 的砂体 是 否含气 ，是 研究 的关键 ，需要通 过含 气 检测_ 8 ] 对其 含气 性进行 落 实 。在保 幅处理 的剖 面上 应 用 连井 对 比、多 属性 振 幅 、频 率 分析 、弧长 、 弹性 能／ 塑 性能 以及频 率 吸收 等多 种技术 ，通过 已知 气藏 和预 测气藏 的 对 比 ，进一 步检 测 目标 的含 气性 ， 以减少 钻探 的风 险性 。 3 ． 1 连 井对 比 任 何事 物都 是通 过 已知来对 未 知进行 预 测 ，连井 对 比就是 通过对 已知气井 的地 震反 射特征 地 震剖 面 、振 幅 、频 率 进行 分析 ，总结 出 已钻 遇气 井 的各种 反射 特征 ，再 通过 预测 目标 与 已知气井进 行 连井 对 比，进行含 气性 判识 。 3 ． 2振 幅量 化 振 幅量化 就是 通过 对 已知气 井 对 应亮 点 的标 定 分 析 ，经 振 幅 提取 ，将 相对 振 幅值 大 于某 一 特 定数 值 ，反射 特征 明显 的强 反射认 为 是气 成亮 点 ，做 出全 区主要 砂体 的振 幅量化 图及 单砂体 振 幅量化 图 。振 幅最 强处 为最 佳设 计井 位位置 。 3 ． 3储层 反射 波 多参数 提取 储 层 中若 含有 天然气 ，必 定会 引起 储层 的物 性 变化 ，从 而 造成 反射 波 的动 力学 和 运 动学 特 征 改变 。 实践证 明 ，当储 层含 气后 ，其 瞬 时振 幅将 增 大 ，瞬 时频率 和 瞬时相位 值 降低 ，主振 幅增 大 ，相 应 主频也 向低端 移动 。常用 于浅层 天然气 藏 勘探 开发 的地震 特 征参数 主要有 瞬时振 幅 、瞬 时频率 、瞬 时相位 、主 振 幅 、主频 率 、弧长 等六 种参 数l_ g ] 。“ 亮 点” 反射 的 主要特 征 是 振 幅 和频 率 ，其度 量 一 般是 单 一 的强 振 幅或者 低频 。为 了更好 地利 用这 两种 属性 ，利 用弧 长这 一新 的属 性对 砂体 进行 描述 。其度 量值 表现 为高 值 ，则 有可 能是 气层 的反 映 。 3 ． 4弹性 能／ 塑 性能 弹性能／ 塑性能是针对流体的物理性质来分析的，一般来讲 ，干层或水层地震反射在频率域表现为 带状 分 布的频 谱特 征 ，气层 塑 性介质 地震反 射 在频 率域 表现 为高斯 分布 光滑 宽频 频谱特 征 。根据 二 者频谱特征的不同，应用弹性能／ 塑性能分解方法在频率域将二者分解，得到塑性能 、塑性 能比率等反 映气 层分 布的 属性 。具体 步骤 是地 震信 号通 过短 时 窗傅 氏变换 到频 率 域 ，再 利 用统 计 学 同态 频 率分 解 ， 在频 率域 的基 础上得 到 弹性 能／ 塑 性能参 数 ，从 而将 弹性 能性 能／ 塑 性能 得 以分解 ，来判 识气层 。盐 家地 区预测气井具备和已知气井相似的特征 ，即在塑性能量比率和频率吸收剖面上呈现明显的异常，为气层 的反射特征 图 1 。目前，盐家地区的预测气井已经完钻 ， 5 mm气嘴试气 ，日产气 1 8 9 4 7 m3 。 预测井 盐 5 井 盐气2 井 盐7 井 ． ． 暨‘呷 竺 兰一 ‘ -． ， ， ．壬 一 0 ．． ． 辫。 ． ； i 毫 ．’ 逮 鬟 { 一 。 0 矗 ≥ ，毒 鍪 黼 ； l，． n r t ． ． 二 譬 魅； _ 慧薹 预测井盐5 井盐气2 井 盐7 井 一 ．_ 一 j - 二 j 乏 _二 ～ 专 暑 一 摹； ≮ 囊篓 垂 一 l ．一 -l ’ ‘ }，‘ ．一 I ’F - 一 t 一 ． _．‘I ． 一一 ． 。I二一 0 ．二上 ． I -． r { 一 ⋯ I ． - ．L- ， _‘ ‘ 一 r - ’ _ _ _ 。一 一 一 一 ． 三 _； ’ ． _ ．_ ． - ． 气 。 ． a 塑性 能量比率 图 b 频 率吸收 图 图 1 盐 家 地 区 气 井 气 层 能 量 吸收 对 比 图 警 霪一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 1 年 1 月 3 ． 5地震频 谱能量 吸收技 术 地震波 在穿越 不同岩性 的地层 时 ，其信 号会形 成不 同的频谱 特征 地层 含油气 ，地 震波 的频 谱特 征 会相 应发生 变化 ，某个频段 的能量 会遭 到压 制 ，形 成某种 衰减 特征 ，能量会 向某 个频段 缩或 发散 。厚 层水砂 、灰质砂 岩能形 成和气 层相 同的 “ 亮 点”反 射特征 ，而在 地震频 谱能 量吸 收技 术 L J l J 不 具备异 常 显示 。应用此 技术可从 频率 吸收方 面来检测 含油气 性 。林 樊家地 区 的预测气 层井存 局 部振 幅 j 能量 吸 收剖 面图上有较 明显 的异常 图 2 ， 目前该井 完钻 ， 4 mm 气嘴 试气 ， 日产 气 1 4 7 f ro 。 a 】 局部振幅 图 图 2林樊家地 区气井气层能量 吸收对 比图 b 能量吸 收图 3 ． 6 A V O技术 “ AVO ”是 研究地 震反射 波振 幅随炮检距 变化 的一 门技 术m ，在 叠前 道集 上分析 其 变化 规律 ．求 取岩石的弹性参数 、分辨岩性和孔隙充填物，以达到直接寻找天然气藏的目的。根据模型和实例分析， 总结 出济 阳坳 陷浅层 气藏 的 A VO特 征 在 P波 剖面上 有较 强异 常 显示 ；在 G 波剖 面上 异常 示 明 显 ； 碳氢指 示剖 面上 有较强 异常 图 3 。 ’ 林气 3 井林气 6 井 林气 1 井 林气 3 井林气 6 井 林气 1 井 林气 3 井林气 6井 林气 I 井 a P 波剖面 b G 波剖面 c 碳氢指示剖面 图 3林 樊 家地 区气 井 AVO特 征 图 3 ． 7浅层气 藏 的综合识别 、 根据浅层 气藏 的各种技 术特征 ，总结 了济 阳坳 陷气成 “ 亮 点 ” 、厚 层水 砂 与特 殊 岩性 体 灰 质砂 岩 及玄 武岩 的判别标 志 表 1 。由于 “ 亮点 ”有真 假 之 分 ，在识 别 是 否 为含 气 “ 亮 点 ” 时要 综 合 多种 属性对砂 体进行 判识 ，以提 高钻探成 功率 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 3卷 第 l期 段 海 凤 济 阳 坳 陷 浅层 天 然 气 勘 探 技 术 8 9 - 表 1 济 阳 坳 陷 “亮点 ” 的 判别 标 志 4应用效 果 应用 中 、浅层 天 然气 藏预 测识 别技 术 以来 ，先 后 在济 阳坳 陷发 现 了 2 8个 “ 亮点 ”群 ，预测 “ 亮点 ” 气藏 5 7 9个 ，预测 天 然气 地 质 储 量 2 1 5 ． 41 0 m。 。应 用 该 项 技 术 ，先 后 实 施 了 孤南 、垦 西 、陈家 庄 、 永安 镇 等 1 2个地 区 的勘 探 开 发 ，共 部 署 井 位 l 9 1口，其 中 1 7 2口获 工 业 气 流 ，探 明天 然 气 地 质储 量 l 3 O 1 0 。 m。 ，新建 天然 气产 能 约 1 5 5 1 0 m。 ／ a ，钻井 成 功率 由原 来 的 7 O 提 高到 了 9 O ％ ，极大 地 降低 了钻 井成 本 ，取得 了较 好 的经 济效 益 和社 会效 益 ，展示 了该 技 术广 阔 的应用 前景 。 5 资源潜 力预测 通过 对胜 利油 田探 区各 凹陷周 围的 凸起 带 、断 裂带 和斜 坡 带 浅 层 天然 气 探 明储 量 进 行 统 计 ，济 阳探 区探 明 的天然 气 主 要 集 中在 凸 起 带 占 6 5 ． 3 ，断裂 带 和 斜 坡 带探 明 储 量 分 别 为 2 6 ． 8 ％ 和 7 ． 7 ％ ， 这两 个 区带仍 有较 大 的资 源潜 力 。通过 对 各 区带 进 行 气 藏 描 述 ，提 出红 柳 断 阶带 、孤 南 一 垦西 断 裂 带 、 高青一 花沟地 区 、义 东 断裂带 和 埕 东北 坡 等 5个 有利 目标 区 。5个 地 区共 预 测亮 点 1 3 5个 ，预 测 天然 气 地 质储 量 4 2 ． 4 7 t 0 m。 。 6 结 语 济 阳坳 陷 近 2 0年 的天然 气藏 勘探 实 践证 明 ，济 阳坳 陷 浅层 天 然 气描 述 和 预 测技 术 不 断 完善 和发 展 对 该 区及邻 区浅 层气 藏 的勘探 提 供 了强有 力 的技 术 支持 ，并 取得 了较 好 的勘探 成果 ，该 技术 可推 广应 用 于渤海 湾 断陷 盆地 浅层 气藏 的勘 探 开发 中。 [ 参考文献] [ 1 ]刘兴材 ，李丕龙 ．复式油气 田论 文集 E C ]．北京 石油 丁业出版社 ，2 0 0 2 ．9 7 ～1 0 0 ． [ 2 ]孙焕泉 ，王端平 ，张善文 ．胜利油区勘探开发论文集 第三辑 [ c ]．北京 地质 出版社 ，2 0 0 1 ．4 3 ～4 7 ． [ 3 ]陈建渝 ，曹树春 ，曹忠祥 ，等 ．中国东部中 、浅层气藏动力学特征 [ J ]．油气地 质与采 收率 ，2 0 0 1 ，8 1 1 3 ～1 7 ． [ 4 ]车燕 ，姜慧超 ，穆星 ，等 ．花沟气 田气藏类型及成藏规律 [ J ]．油 气地质 与采 收率 ，2 0 0 1 ，8 5 3 2 ～3 4 ． [ 5 ]杨显 成 ．东营凹陷天然气成 藏及主控因素分析 [ J ]．断块油气 田，2 0 0 5 ，1 2 4 1 l ～1 3 ． [ 6 ]李敏 ．陈家庄 凸起浅层 天然气 的成 藏模式口]．天然气工业 ，2 0 0 6 ，2 6 4 1 4 ～1 7 ． ’ [ 7 ]张雷 ．气藏描 述技 术研究及应用E J ]．天然气工业 ，1 9 9 9 ，1 9 1 5 7 ～6 O ． E s ]唐建 明 ，杨 军 ，张哨楠 ．川 i 西坳 陷中、浅层气 藏识别技术 [ J ]．石油与天然气地质 ，2 0 0 6 ，2 7 6 8 7 9 ～8 9 4 ． [ 9 ]唐军 ．浅层气 藏预测识别技术[ J ]．油气地质与采收率 ，2 0 0 8 ，1 5 4 5 2 ～5 4 ． [ 1 o 3李 绪宣 ．莺歌海盆地 浅层气藏 的地震 识别 技术研 究 [ J ]．天然气丁业 ，1 9 9 9 ，1 9 1 5 2 ～5 7 ． [ 1 】 ]王兴谋 ．济 阳坳陷浅 、中层天然气藏地震预测技术E J ]．石油地球物理勘探 ，2 0 0 5 ，4 0 3 3 2 2 ～3 2 7 ． [ 1 2 ]李孝军 ．盐北地 区浅层天然气成藏 因素与勘探潜 力 [ J ]．断块油气 田，2 0 0 8 ，1 5 6 4 3 ～4 6 ． [ 编辑 ] 龙舟 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m