四川盆地上三叠统须家河组有利勘探面积为6万km2，资源量达3.16万亿m³，具有巨大的勘探开发潜力^[1-3]，其中川中地区须二段气藏是须家河组主力产层，在川中地区先后发现了合川、安岳、龙女寺等多个气田^[4-6]，但由于须家河组致密砂岩储层非均质性强，须二段气藏分布极其复杂，地震含气富集区预测中存在诸多陷阱造成富集区分布认识不清，故须二段气藏尚未得到大规模经济有效开发。

结合在四川盆地须家河组气藏地震预测中的实践经验，总结须家河组气藏地震预测过程中的陷阱，通过对陷阱的特征分析，形成针对性的技术思路和对策，并在川中龙女寺区块须二段气藏预测中应用实践，以期识别这些预测陷阱并提高须二段气藏地震预测的精度。

通过对已钻井测井解释成果的分析，四川盆地上三叠统须家河组须二段储层可分为上下2段，其中上段储层主要有4种组合类型：①须二段顶部，以大套致密砂岩夹有效储层为主，有效储层主要发育在须三段底界泥岩之下[图 1（a）]；②须二上段中部，以大套致密砂岩夹有效储层为主[图 1（b）]；③须二上段中部发育薄砂、泥岩互层[图 1（c）]；④须二上段中部发育泥岩夹层[图 1（d）]。由于该段储层纵、横向变化快，非均质性强，厚度变化大^[7-9]，造成该段气藏在地震预测中存在诸多的陷阱。通过对川中地区安岳、高石梯、蓬莱、磨溪、龙女寺等多个区块须二段气藏的分析认为，在地震气藏预测过程中，主要存在3类预测陷阱：①没有充分认识到须二段有效储层在纵向上的分布位置及其对应的地震反射特征；②须二上段泥岩夹层发育，泥岩夹层和有效储层地震反射特征相似，不能有效区分；③气层与水层、干层地震反射特征差异小，没有有效地解决气藏预测中的多解性。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 川中地区须二上段主要储层组合类型 Fig. 1 Main reservoir assemblages of the upper Xu-2 member in central Sichuan Basin

川中地区须家河组二段气藏储层非均质性强，纵向上储层分布位置差异大，有效储层总体上可分为2种类型：一类位于须二上段中部[图 1（b）]，为主要储层组合类型，储层底界为亮点强反射特征；第二类位于须二上段顶部[图 1（a）]，分布相对较局限，部分钻井已证实开发效果较好，也是极其重要的储层类型，其底界同为亮点反射特征，但由于该类型储层与须三底泥岩紧密相连，且储层与泥岩波阻抗值相近，在地震剖面上形成复波反射特征，由于须三底界解释精度不高，因此这类储层极易丢失，造成气藏漏失。

川中地区须二上段发育泥岩夹层，由岩石物理分析发现泥岩层波阻抗为0.85~1.30 g/cm³·m/s，而储层（含气砂岩、含水砂岩）的波阻抗值为1.00~ 1.32 g/cm³·m/s（图 2），泥岩层和储层波阻抗有较大的重叠区域，其围岩均为致密砂岩，泥岩层和储层均为低阻，其底界均呈现波峰强反射地震特征，采用波形特征差异或者波阻抗反演方法不能有效地区分储层与泥岩层，增加了预测的多解性。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 川中地区须二上段纵波阻抗与密度交会图 Fig. 2 Crossplot of P-wave impedance and density of Xu-2 member in central Sichuan Basin

川中地区须二段构造平缓、储层致密，通过易士威等^[10]与陈涛涛等^[11]的研究成果，并结合已钻井资料证实须二气藏气水关系复杂。干层（致密砂岩与泥岩互层[图 1（c）]）由于致密砂层高波阻抗和泥岩相对低波阻抗相互平均，其波阻抗值与含气砂岩和含水砂岩也相近，在下伏地层均为致密砂岩的情况下，含气砂岩、含水砂岩、干层底界均为从低波阻抗到高波阻抗的转换界面，结合川中地区须二段已钻井的地震反射特征发现，无论气层、干层还是水层其底界均表现出波峰强反射特征（图 3），三者在常规地震剖面上的反射特征无明显区别，给须二段气藏的预测带来了困难。

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 川中地区须二段气层、水层、干层的地震反射特征对比 Fig. 3 Reflection characteristics comparison of gas reservoir, water layer and dry layer of Xu-2 member in central Sichuan Basin

川中地区须家河组三段底界的解释精度直接影响后续对部分储层类型的识别，而对研究区钻井合成记录精细标定发现，须三段底界反射特征不统一，总结起来主要有2种类型：一类为波峰强反射，另一类为波谷到波峰转换处的弱反射。为了准确地拾取须三段底界层位，首先结合研究区须二段储层位于须二上段中部和储层紧挨须三段底部2种主要储层组合类型建立有效的地质模型，并以此地质模型为基础开展地震模型正演（图 4）。通过模型正演发现，当须三段泥岩分布稳定、相对较厚、且须二段上顶部的储层不发育时，须三段底为波峰反射；当须二段上顶部储层发育时（如图 4地质模型中红色箭头所示），由于储层含不同流体后其波阻抗和须三段泥岩相近，造成波峰反射呈下拉现象（如图 4正演模拟和实际地震剖面中红色箭头所示），此时须三段底为波谷到波峰转换处的弱反射。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 川中地区须二段储层模型正演 Fig. 4 Forward modeling of Xu-2 reservoir in central Sichuan Basin

以模型正演分析结果为基础，采用剖面特征分析和平面属性分析相结合的方法，通过反复的平面属性分析和剖面解释相互印证，提高须三段底的解释精度。先对须三段底明显的位置进行解释，对解释方案不确定的区域，对照模型正演分析结果，对实际资料中对应的反射特征进行综合分析，在全区须三段底初步解释结果的基础上，提取瞬时振幅属性。以平面瞬时振幅属性为指导，对须三段底解释波峰的位置进行剖面特征反复对比分析，确保解释的合理性。在最终的解释结果上再次提取瞬时振幅属性，并将须三段底对应的波峰强反射和波谷弱反射进行划分（图 5），其中波峰强反射区域主要对应储层位于须二上段中部的类型，波谷弱反射区域则对应储层紧挨须三段底的类型。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 川中地区须三段底界波峰、波谷反射平面分布 Fig. 5 Distribution of wave peaks and wave valleys of Xu-3 member in central Sichuan Basin

分频反演是通过频谱分析来确定地震数据的有效频带范围，并通过小波分频技术将地震数据分成低频、中频和高频分频数据体，同时在反演过程中加入振幅随频率变化的非线性多次关系（图 6）^[13-14]，且以此关系作为限定条件，通过支持向量机算法寻找地震数据体和目标曲线的非线性映射关系，得到最终的反演数据体^[15]。由于地震波形是波阻抗和时间的函数，即反演时仅根据振幅同时求解波阻抗和厚度，而已知1个参数求解2个未知数，结果是多解的，但通过加入振幅随频率变化的关系后，则增加了1个关于振幅随厚度变化的关系，可以对反演的结果起到限定的作用，从而减少反演的多解性。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 振幅随频率厚度变化关系图[12] Fig. 6 Amplitude variation characteristics with frequency

通过分频反演技术能够得到泥质含量数据，图 7为A1和A2 2口井的连井泥质含量参数反演剖面，其中绿色区域代表泥质含量高，指示泥岩发育，黄色区域代表泥质含量低，指示砂岩发育，剖面上2口井的投影曲线均为自然伽马曲线，反演的绿色区域和井上GR高值具有很好的对应关系，且横向分布规律也符合地质认识，说明该技术在识别泥岩夹层方面有较好的效果。利用此技术在全区范围内进行泥岩层预测，可以有效地降低后续对气藏分布预测的多解性。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 泥质含量参数反演剖面 Fig. 7 Inversion section of muddy content parameters

岩石物理分析发现龙女寺地区须二段气层泊松比小于0.2，而水层及致密层的泊松比均大于0.2，泊松比可以作为气层检测的敏感参数。根据Zoeppritz方程及其简化式，气层与围岩泊松比的差异直接影响气层反射振幅随偏移距变化的规律（AVO）^[16-18]。在实际应用中，以AVO正演模拟为指导，优选最有利的近、远偏移距划分范围，形成近远道叠加剖面，结合研究区已完钻井的分析，总结出气层、水层和干层的反射特征^[19-20]：①气层的近道叠加剖面为弱—中强振幅，而远道叠加剖面为中强振幅特征，远道叠加剖面反射振幅明显比近道强，且远道剖面横向上振幅强弱变化明显，反射轴同相性差；②水层在近道叠加剖面和远道叠加剖面上振幅都比较强，远道叠加剖面的振幅比近道略有增强（含微气影响），但不明显，且同相轴较光滑连续（图 8）；③干层（薄砂、泥岩互层类型）与水层特征相似，近道叠加、远道叠加剖面上振幅都比较强，两者差异不明显，呈高频连续的特征，干层与水层的差异是其横向延伸范围大（图 9）。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 川中地区须二段气层、水层近远道对比剖面 Fig. 8 Typical gas layer and water layer characteristics comparison of the near and far angle stack section of Xu-2 reservoir in central Sichuan Basin

图 9

Fig. 9

下载原图 图 9 川中地区须二段干层近远道对比剖面 Fig. 9 Typical dry layer characteristics comparison of the near and far angle stack section of Xu-2 reservoir in central Sichuan Basin

对研究区内典型气层、水层、干层进行频谱分析发现，三者主频差异明显。由于气层段吸收衰减作用明显，实际资料表现为主频较低，为30 Hz左右，而水层和干层吸收衰减作用小，主频较高，其中水层段为34 Hz左右，干层段为38 Hz左右（图 10）。在实际气层、水层、干层预测中，主要以AVO近、远道振幅差异的基础，并通过频率信息的限定进一步降低气层识别的多解性。

图 10

Fig. 10

下载原图 图 10 川中地区须二段气层、水层、干层频谱分析 Fig. 10 Frequency spectrum of typical gas layer, water layer and dry layer in central Sichuan Basin

对川中地区须二上段气藏预测过程中的预测陷阱分析形成了针对性的技术对策，将该技术对策在川中龙女寺须二上段气藏中进行应用，取得了较好的效果。首先对该区的须三底进行精细解释，保证须二上段不同位置的气藏在预测过程中不被遗漏，再对须二上段泥岩夹层分布进行预测，降低了气层预测的多解性，最后应用叠前AVO技术，把定性的AVO近道和远道剖面振幅差异定量化，同时加入频谱分析信息进行约束，充分考虑AVO振幅差异和频率信息，预测气藏的平面分布（图 11），其中红黄色暖色调代表含气性好，反之含气性一般，龙女寺区块须二段气藏平面分布复杂，含气有利区分布相对局限，主要分布于研究区中部。

图 11

Fig. 11

下载原图 图 11 川中地区龙女寺区块须二上段含气有利区预测平面图 Fig. 11 Predicted attribute graph of gas-bearing area of Xu-2 member in Longnyusi block, central Sichuan Basin

对研究区新完钻测试的14口井进行效果分析，其中工业气井9口（A1—A9），小气井3口（B1— B3），微气井2口（D1，D2），从预测平面图上新完钻井的投影位置可知，只有1口小气井（B3）不符合，总体预测符合率高。这说明通过对须二气藏预测中的陷阱分析及针对性技术对策的应用，能够有效降低气藏预测中的多解性，提高须二上段气藏的预测精度，有力地支撑勘探开发工作。

（1）通过模型正演识别储层特征，地震分频反演识别泥岩，叠前AVO技术区分气层、水层、干层的针对性技术对策的应用，有效地解决了川中地区须二段气藏富集区地震预测中存在的预测陷阱，取得了较好的应用效果。

（2）对川中地区须二段气藏预测陷阱的解决技术对策可以在四川盆地推广应用，提高须家河组气藏的勘探开发效益。