碳酸盐岩喀斯特溶洞和裂缝系统的地震模拟与预测

中国地球科学联合学术年会2014 ·1059·碳酸盐岩小尺度孔-缝型储层预测关键技术研究郑连弟1*，杨江峰1,2,袁联生1，刘卫华1,关达1,张学东1,朱文斌21.中国石化石油物探技术研究院南京210014；2.南京大学地球科学与工程学院南京2100931.引言世界油气已探明储量的一半分布于碳酸盐岩储层之中，故碳酸盐岩储层是目前油气勘探的重要领域。

当前的碳酸盐岩储层主要为白云岩储层、岩溶型储层和礁滩相储层。

典型的大型古岩溶型油气田—塔河油田，其储层以大型的洞穴、溶洞为主，在地震剖面中存在明显的“串珠”反射异常；典型的礁滩相气田—元坝气田，其储层以大型的礁滩相为主，地震剖面中发育明显“丘型”反射特征。

而对于小尺度的碳酸盐岩溶孔-裂缝型储层的预测与识别，其难度远大于上述两类典型的碳酸盐岩储层预测。

笔者以塔里木盆地塔西南地区下奥陶统碳酸盐岩为例，针对该区小尺度孔-缝型储层，开展了储层预测关键技术研究。

2.储层发育主控因素指导的逐级预测思路靶区测井资料统计，鹰山组碳酸盐岩储层发育段波阻抗值平均为16000g/c m3*m/s，围岩的波阻抗15000～18200g/cm3*m/s 之间，这种储层存在与否引起的地震反射特征的变化是微弱的，特别是在“储层横向非均值性强、埋深大于5000m、震资料主频低（28hz左右）、信噪比较低”时，基于地震振幅属性和波阻抗反演的技术难以识别有效的储层。

为此，笔者采用“储层发育主控因素为指导的逐级预测思路”，即首先从储层发育主控因素出发，寻找储层发育的有利地貌，然后在有利地貌区内预测储层发育区，最后信息融合的基础上寻找有利目标区。

3.储层预测关键技术和效果(1)印模法古地貌分析技术古地貌对本区的碳酸盐岩储层发育程度具有重要的控制作用（张旭光等，2012）。

“印模法”古构造分析技术，利用钻井资料和主要层位构造数据，根据上下地层残余厚度组合，将古地貌分为“岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶洼地”三个单元。

碳酸盐岩溶洞横向尺度变化的地震响应正演模拟李凡异;魏建新;狄帮让【期刊名称】《石油物探》【年(卷),期】2009(048)006【摘要】为了模拟碳酸盐岩储层中不同横向尺度溶洞的地震响应特征,设计了具有不同横向尺度但高度和充填物相同的溶洞地质模型,分别采用数值模拟技术和物理模拟技术进行了正演模拟,分析研究了由溶洞宽度变化引起的地震响应变化的特征.研究结果表明,溶洞宽度的变化会引起溶洞反射特征"串珠"中"珠"的数目发生改变,溶洞顶、底位置与溶洞绕射波的相位有对应关系,在偏移剖面中"串珠"尺度与实际溶洞尺度之间存在较大差异.对比同一模型的数值模拟和物理模拟正演结果发现,所得的不同横向尺度溶洞的地震响应特征总的趋势是一致的,但在细节上有所差异,这表明两种正演方法具有互补性,为研究溶洞的"串珠状"地震波反射特征提供了更好的手段.【总页数】6页(P557-562)【作者】李凡异;魏建新;狄帮让【作者单位】油气资源与探测国家重点实验室,北京,102249;CNPC物探重点实验室,北京,102249;中国石油大学(北京)资信学院,北京,102249;油气资源与探测国家重点实验室,北京,102249;CNPC物探重点实验室,北京,102249;中国石油大学(北京)资信学院,北京,102249;油气资源与探测国家重点实验室,北京,102249;CNPC物探重点实验室,北京,102249;中国石油大学(北京)资信学院,北京,102249【正文语种】中文【中图分类】P631.4【相关文献】1.基于正演模拟的溶洞充填性分析 [J], 文欢2.塔中地区碳酸盐岩溶洞储层体积定量化正演模拟 [J], 孙东;潘建国;潘文庆;韩剑发;敬兵;于红枫3.正演模拟技术在碳酸盐岩溶洞响应特征研究中的应用 [J], 李胜军;刘伟方;高建虎4.陵水凹陷中央峡谷水道砂体构型地震响应正演模拟及有利分布区预测 [J], 刘巍;胡林;廖仪;王玲玲;何昭勇;贾曙光5.反射率法波场正演模拟及其在惠州某区薄储层地震响应模拟中的应用 [J], 梁立锋;张宏兵;唐永杰;陈利;严浩雁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

龙门山前陆盆地深层海相碳酸盐岩储层地震预测研究曹俊兴;刘树根;田仁飞;王兴建;何晓燕【摘要】This paper presents the petrology and petrophysics characteristics of the marine strata and the seismic prediction techniques of carbonate reservoir in the deep of Longmenshan foreland basin. The thickness of the marine strata, from Sinian to Middle Triassic, is about 4000m to 7000m. The marine strata, mainly carbonate, are rich in natural gas, but the proved rate of the gas is very low. The key problem of the gas exploration in the region is to find high quality reservoir. Based on the analysis of the well data, seismic data and geological data, it has been concluded that the carbonate reservoir types are mainly shoal-reef dolomite and fractured carbonate. Based on well data, the paper presents the petrological characteristics of the Triassic Ma'antang, Leikoupo and Jialingjiang formations, and shows the rocks petrophysical parameters such as seismic velocity, density, resistivity, and so on. This paper discusses the effective techniques for the seismic prediction of the carbonate reservoirs in the region, and presents a novel reservoir seismic prediction technique named seismic-print analysis.%本文论及龙门山前陆盆地深层海相碳酸盐储层地震预测的岩石物理学基础与有效的预测方法技术问题.龙门山前陆盆地深层震旦系至中三叠统海相沉积以碳酸盐岩为主,厚4000～ 7000m,天然气资源蕴藏量巨大而探明率低,油气勘探的关键在于寻找优质储层.基于对地震资料和井资料的分析,认为该区段的储层主要是生物礁滩相白云岩和发育构造裂缝的碳酸盐岩.依据井资料,总结介绍了该区三叠系马鞍塘组、雷口坡组和嘉陵江组地层与碳酸盐岩储层的地震波速度、密度、电阻率等物性参数特征.在分析介绍储层地震预测原理方法与碳酸盐岩储层地震预测问题的基础上,介绍了作者研究提出的地震纹分析方法的概念、原理及其在含气储层检测中确定的应用效果.【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2011(027)008【总页数】12页(P2423-2434)【关键词】碳酸盐岩储层;储层预测;地震属性;地震纹;龙门山【作者】曹俊兴;刘树根;田仁飞;王兴建;何晓燕【作者单位】油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,成都610059;成都理工大学地球物理学院,成都610059;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,成都610059;成都理工大学地球物理学院,成都610059;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,成都610059;成都理工大学地球物理学院,成都610059【正文语种】中文【中图分类】P588.245图1 龙门山前陆盆地地质简图 (据刘树根等,2009修改)Fig.1 Simplified geological map of Longmenshan foreland basin (modified after Liu et al.，2009)龙门山前陆盆地，又称川西前陆盆地、川西坳陷等，指龙门山山前沿北东向展布的带状平原地区，西北以龙门山山前断裂带(灌县-安县断裂)为界，南东大体以龙泉山一线为界，面积近7×104km2。

大庆石油地质与开发Petroleum Geology ＆ Oilfield Development in Daqing2023 年 8 月第 42 卷第 4 期Aug. ，2023Vol. 42 No. 4DOI ：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202208009碳酸盐岩储层裂缝智能预测技术及其应用杨丽娜1 许胜利1 魏莉1 史长林1 张雨1 杨勇2（1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452；2.中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东 深圳518000）摘要： 对不同地震属性裂缝预测体的信息融合是目前碳酸盐岩储层裂缝预测的重难点之一。

针对现有信息融合技术中存在的权重系数随机性强、效率低、耗时长、裂缝预测精度不理想等问题，利用机器学习多属性融合方法，基于神经网络系统的单井裂缝解释和多种地震方法的多尺度裂缝预测，得到机器学习融合的训练样本数据集，通过数据编码及结构化处理、标签数据提取及样本集划分和机器学习算法优选等，建立裂缝预测数据驱动模型，对碳酸盐岩储层裂缝智能预测技术进行研究。

通过上述方法，得到一个多信息融合的智能裂缝预测强度体，该体能够反映不同尺度裂缝在三维空间的发育强度，反映裂缝各向异性。

将技术方法应用至南海流花11‑1油田表明，基于机器学习的多属性裂缝融合方法不仅提高工作效率，且有效提高裂缝预测精度，很好地反映裂缝的各向异性，与生产动态特征符合率达90%。

研究结果为基于机器学习的高效、高精度多属性裂缝融合预测提供了技术支撑。

关键词：碳酸盐岩储层；机器学习；多属性融合；裂缝智能预测；单井裂缝解释中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2023）04-0131-08Intelligent prediction technique and its application for carbonatereservoir fracturesYANG Lina 1，XU Shengli 1，WEI Li 1，SHI Changlin 1，ZHANG Yu 1，YANG Yong 2（1.Drilling & Production Company of CNOOC Energy Technology & Services Ltd ，Tianjin 300452，China ；2.Shenzhen Branch of CNOOC （China ）Ltd ，Shenzhen 518000，China ）Abstract ：Information fusion of fracture prediction bodies with different seismic attributes is one of the major diffi‑culties in current carbonate rock reservoir fracture prediction. In view of the problems existing in present informa‑tion fusion techniques ， such as strong randomness of weight coefficient ， low efficiency ， long time consumption ， and not satisfactory accuracy of fracture prediction ， by using machine learning multi -attributes fusion method ， training samples data set of machine learning fusion is obtained based on single -well fracture interpretation of neu‑ral network system and multi -scales fracture prediction with multiple seismic methods. Through data coding and structural processing ， label data extraction ， sample set division and machine learning algorithm optimization ， datadriven model for fracture prediction is established to study intelligent prediction technique for carbonate rock reser‑voir fractures.Through the above method, a multi information fusion intelligent fracture prediction strength volume is收稿日期：2022-08-03 改回日期：2023-04-18基金项目：中国海洋石油集团有限公司科技攻关项目“双重介质碳酸盐岩油藏调驱/堵控水技术研究与应用”（CNOOC -KJ135KJXM NFGJ2019-05）；中国海洋石油集团有限公司科技攻关项目“基于深度机器学习的油气储层预测技术”（CNOOC -KJ 135KJXM NFGJ2019-06）。

57塔里木盆地中下统奥陶系作为塔河油田重要的石油储层，油藏储集空间表现为溶蚀的孔隙、孔洞、裂缝及其相互组合，发育程度受多期次构造、岩溶和成岩作用等多种地质因素，具有埋藏深（5000~7000m）、非均质性强、空间分布具有非规则性、多尺度性。

随着塔河油田开发工作不断深入，塔河油田大尺度缝洞、溶洞集合体越来越少，开发对象逐渐向小尺度缝洞、小溶洞等复杂地质体目标转移，由于小尺度缝洞体隐蔽性强、识别动用难度大，严重制约着塔河油田缝洞型油藏的开发进程和油气采收率的持续提高。

在传统的地震资料处理过程中，是以反射波成像为主要研究对象，倾斜反射归位到真正的地下位置，并使绕射波收敛，展示地下真实构造空间展布。

由于反射波的能量是绕射波的十几倍甚至上百倍，在常规成像结果中小尺度地质异常体绕射信息被强能量的反射体所掩盖。

为了提高对小尺度异常体的识别能力，需要对反射波和绕射波进行分离，对绕射波进行单独成像。

利用地震记录上绕射波与反射波在偏移后的同向轴形态不同，绕射波拟线性与反射波拟双曲性的差异特点，基于平面波分解方法，在塔里木盆地奥陶系地震资料进行绕射波分离，对小尺度缝洞体进行识别，并在塔河油田开展推广应用，具有较好的经济效益。

1 塔河油田奥陶系正演储层模型绕射波分离效果分析当地震波场经过小尺度地质异常体时（小断层，孔洞等）会激发绕射波场，地震数据中的绕射波具有较高的识别能力，是精细描述小尺度地质异常体的一个重要方向。

根据塔里木盆地某探区奥陶系碳酸盐岩储层实际分布情况，结合测井以及高精度三维地震资料，塔里木盆地奥陶系储层位于T74与T76之间，钻井钻穿T74层而未钻穿T76层位。

研究区内高精度三维地震采集覆盖次数210（15纵×14横），面元尺寸15×15m。

二维正演地质模型中观测系统设计参数：道间距30m、炮间距30m。

根据井旁地震道提取的子波频率为30Hz作为正演子波塔河油田碳酸盐岩小尺度缝洞体的预测识别技术研究及应用丁立明中国石化西北油田分公司 新疆 乌鲁木齐 830001摘要：针对塔河油田小尺度缝洞体分布零散、种类复杂、识别动用难度大的特点，常规缝洞体检测技术如反演阻抗、分频振幅、杂乱度等方法不能很好刻画小尺度缝洞体。

第20卷第3期2015年7月海相油气地质 g g技TIM ®用^DOI ： 103969/j .issn .l 672-9854.2015.03.006文章编号：1672-9854(2015)-03-0039-04珠江口盆地南部隆起中新统碳酸盐岩分布的地震预测杨振建u ，党晚紅2,蒲仁海2,屈紅卑2,呉晚叫2(1中海油湛江分公司；2西北大学大陆动力学国家重点实验室）摘要珠江口盆地中新统碳酸盐岩台地发育，并在东沙隆起发现了生物礁油田。

借鉴区域岩相古地理研究，依据典 型的特强振幅低频地*反射特征，推断在南部隆起下中新统发育有碳酸盐岩。

针对钻井空白的情况,通过正演模型，分 析不同厚度碳酸盐岩对应的地*响应特征，据此在南部隆起的二维地*剖面上识别出了碳酸盐岩的尖灭点、调谐厚 度、1/2波长厚度和大于1/2波长厚度等重要厚度控制点，编制了碳酸盐岩厚度图。

根据碳酸盐岩相模式、厚度和地* 反射特征，初步分析了碳酸盐岩孤立台地的沉积相，这可为南部隆起碳酸盐岩油气勘探提f 共参考。

关键词珠江口盆地；南部隆起；中新世；碳酸盐岩；地震特征；油气勘探；预测中图分类号:TE 122.2 文献标识码:A1概况珠江口盆地早中新世广泛发育碳酸盐岩，生物 樵滩油气藏是重要的勘探领域,东沙隆起已发现了 诸多生物樵油田，例如LH 11-1、LH 4-1、HZ 33-1等 (图l a )。

前人对珠江口盆地神狐隆起和东沙隆起生物樵的演化模式、类型、地球物理特征等有较详细的研 究，地震剖面上，生物樵油藏通常具备丘状外形，顶部 正极性强反射，丘状体周缘见地层上超，底部为相对 弱反射、弱连续，有“上拉”现象，内部杂乱或空白反 射[2_11)]。

碳酸盐岩受大气水溶蚀或埋藏水溶解而成为 良好储层,储层类型主要为溶孔、裂缝和骨架孔[11_12]。

ppi nn闷 I ~I I ~I I ~I I ~I I ~I尖:火线等厚线(m )剖面位置陡坡相缓坡相浅滩相台缘礁相混积相㈨南部隆起碳酸盐岩台地沉积相盆地边界构造单元边界水深线(m )牛物礁汕HH 碳酸盐岩台地(a )珠江(1盆地构造区划图1珠江口盆地构造区划及南部隆起碳酸盐岩分布预测收稿日期：2014-07-10;改回日期：2015-04-01本文受国家“十二五”重大专项“南海北部深水区生物礁发育规律与成藏条件”(编号:2011ZX 05025-006-02)资助杨振建：1989年生，硕士，工程师，从事地震资料解释研究。

碳酸盐岩储层特征与勘探技术碳酸盐岩是一种重要的储层类型，其具有特殊的地质特征和储层形成机制。

本文将介绍碳酸盐岩储层的四大特征，并探讨相关的勘探技术。

一、碳酸盐岩储层特征1. 孔隙度高：碳酸盐岩中普遍存在着丰富的溶蚀孔洞和裂缝系统，使得其孔隙度相对较高。

这些孔洞和裂缝是物理储集空间的重要来源，对储层的储集和流动起着重要作用。

2. 渗透性差：虽然碳酸盐岩具有较高的孔隙度，但其渗透性却相对较差。

这是由于碳酸盐岩的溶蚀孔洞具有不连通性、细小性和复杂性等特点，使得流体在储层中的渗流受到一定的限制。

3. 孔隙类型多样：碳酸盐岩中的孔隙类型多样，主要包括海绵孔、缝状孔、溶蚀孔、溶洞和裂缝等。

这些孔隙种类的存在使得碳酸盐岩具备了多元的物理性质和流体储集方式，对勘探和开发提出了更高的要求。

4. 储层非均质性强：碳酸盐岩是一种典型的非均质储层，储集空间的分布和连通性较复杂。

因此，在勘探过程中需要进行准确的储层描述和预测，以避免勘探风险和开发难度。

二、碳酸盐岩储层勘探技术1. 地震勘探技术：地震勘探是碳酸盐岩储层勘探的主要技术手段。

通过地震波在不同层位的传播速度和反射强度，可以识别碳酸盐岩储层的存在与分布，并获得地质构造、岩性特征等信息。

2. 地质勘探技术：地质勘探是对碳酸盐岩储层进行详细的地质描述和解释的技术手段。

包括野外地质观察、岩心描述、层序地层分析等方法，可以帮助更全面地了解储层特征和分布规律。

3. 流体检测技术：流体检测技术是评价碳酸盐岩储层储集能力和勘探潜力的重要手段。

包括测井、石油地质化学和流体包裹体分析等方法，可以确定储层的孔隙度、渗透性、流体类型、含气饱和度等参数。

4. 工程地质技术：碳酸盐岩储层开发过程中，由于其非均质性强，需要进行开发过程的综合研究和监测。

包括岩石力学测试、封隔技术和水驱技术等方法，可有效解决碳酸盐岩储层的工程问题。

综上所述，碳酸盐岩储层具有孔隙度高、渗透性差、孔隙类型多样和储层非均质性强的特征。

166断裂带通常具有由断层核和破碎带组成的复杂三维空间结构，与油气运聚成藏关系密切。

由于断层破碎带非均质性强烈，与围岩一般渐变过渡，井下识别与预测困难，需要进行地质模型研究与裂缝预测。

1　断层破碎带刻画的方法由于断层破碎带具有与围岩不同的地质结构与岩石物理特征，通过不同地震储层预测与描述的方法技术的对比分析，可以优选有效的技术手段从不同角度刻画其特征。

1.1　断层破碎带的地震响应特征断层破碎带包括断层核与破碎带，通过井震标定对比分析，具有与围岩不同的地震响应特征。

断层核多发生在相对较窄的高应变带，包含断层泥、构造角砾、碎裂岩、超碎裂岩的局部滑动带。

地震资料上，断层核通常表现为杂乱无连续波组，弱振幅或局部异常强振幅，高频异常，波形错断、分叉或无反射。

1.2　地震均方根振幅属性断层核与断层破碎带的内带由于裂缝系统和大型缝洞体发育，往往容易形成地震振幅异常响应。

通过典型实例对地震数据体的振幅等地震属性与断层破碎带的相关性分析，发现均方根振幅属性对断层破碎带具有较好的响应。

异常的均方根振幅多沿断层破碎带分布，呈条带状展布，或是团块状分布。

由于断层破碎带外带广大范围内的裂缝不足以形成明显的振幅异常响应，振幅属性往往难以反映破碎带外带。

1.3　地震曲率属性体与裂缝地震相与地震倾角属性不同，曲率属性能更好地描述储层的断裂特征和垂向上的非连续性。

通过曲率属性的提取分析，发现最大曲率属性较好地反映与断裂和岩溶作用相关的裂缝带。

在最大曲率属性剖面上，微断裂和裂缝通道往往表现为黑色的线状构造特征（较大的曲率值），在横向上可切割储层。

曲率属性提供了成像断裂系统、描述裂缝通道空间分布的有效工具。

利用地震反射倾角、最大曲率和非连续性属性进行地震相分析，可以有效地从这些地震几何属性中提取出与微断裂-裂缝相关的共同特征，并对微断裂-裂缝进行识别和几何尺度意义上的分级。

1.4　相干加强（AFE）裂缝预测相干体是对地震数据道之间相似性的数学描述，能清晰指示地层的非连续性，直接从3D地震数据体中定量地得到断层和地层特征。