川东北元坝东部经历了印支期、燕山期和喜山期构造运动，构造形态复杂，断裂-裂缝发育^[1-3]。从中三叠世开始，该区结束了海相碳酸盐岩沉积史，进入了陆相碎屑岩沉积阶段。上三叠统须家河组发育的碎屑岩储层受构造-沉积作用及沉积后成岩与裂缝作用改造的影响，形成了低孔低渗的裂缝型致密储层^[4-5]。对于该区而言，有效储层包括孔隙型、孔隙-裂缝型两大类，其中孔隙型储层为致密背景下的优质储层，产能较稳定，是气藏形成的基本因素^[6]。孔隙-裂缝型储层一般钻井显示较好，初期产能高，但稳产难。裂缝发育对产能有重要的控制作用，是气藏高产的关键因素。因此，优质砂体分布预测是该区储层预测的基础，有效裂缝发育带预测是该区储层预测的关键。

对于裂缝型致密砂岩储层预测，前人针对目标靶区进行了相关研究^[7-12]，取得了较为丰富的研究成果。主要体现在3个方面：（1）形成了致密砂体预测针对性技术；（2）对裂缝特征和成因进行了深入探讨；（3）裂缝预测技术系列初显成效。在实际应用中，由于地震资料的限制和储层的复杂性，很少有一种方法能单独有效地用于裂缝型致密储层预测。

依据现有的地质、钻测井和地震资料，以川东北元坝东部须四段为例，坚持地质与地球物理相结合，提出了“相控找砂、砂中找缝”的“两步法”技术思路，利用多属性综合与相控反演技术预测有利砂体分布区、叠前叠后裂缝检测技术预测多尺度裂缝发育带，结合断-缝联系法和储-盖差异法的断裂-裂缝有效性评价技术，评价有效裂缝发育带，最终在成藏主控因素控制下，综合砂体和裂缝的预测成果，优中选优，指出优质储层分布区，以期为川东北乃至川西地区的裂缝型致密砂岩储层预测提供技术支撑。

四川盆地川东北地区上三叠统须家河组整体埋深约3 800~5 200 m，须四段作为川东北地区主要的储层段，以砂岩沉积为主，主要发育三角洲前缘亚相，水下分流河道微相控制潜在的储层^[13]。据测录井资料显示，该段中部岩性三分结构明显，底部和上部发育厚层中细砂岩，中部发育薄层泥岩；东部地层岩性以厚层中、细砂岩夹薄层泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主，顶部发育薄层泥岩；中部和东部岩性纵向差异较大[图 1（a）]。

图 1

Fig. 1

下载eps/tif图 图 1 川东北元坝东部储层特征 Fig. 1 Characterization of eastern reservoirs in eastern Yuanba area

岩心物性资料分析表明，须四段储层储集空间以裂缝为主，少量粒间溶孔，孔隙度平均为2.41%，渗透率平均为0.071 5 mD；通过统计孔-渗关系可知，其相关性较差，随着孔隙度的增加，渗透率变化不明显，储层致密程度较高，孔隙连通性差，储层需要裂缝的改造才能形成相对优质储层^[14]。

由典型井测井资料分析可知，须四段储层表现为自然伽马值较低，呈“似箱状”，具有典型正韵律结构，约30~70 API；声波时差低值，约174~210 us/m，在产层段有明显的气层裂缝“声波跳跃”特征；井径值突然增大，成像测井资料显示低角度裂缝较为发育[图 1（a）~（b）]。

自然伽马与纵波阻抗交会图结果表明[图 2（a）]，波阻抗在一定程度上可以区分砂岩和泥岩，但仍有部分砂岩与泥岩波阻抗值重叠，因此直接利用波阻抗反演不能准确地将两者区分开来。该区须四段内部波组特征不稳定，连续性一般；受断裂构造的影响，储层段裂缝发育，分布复杂，地震响应特征不明显，增加了裂缝识别和预测的难度[图 2（b）]。

图 2

Fig. 2

下载eps/tif图 图 2 须四段储层地球物理响应特征 Fig. 2 Geophysical characterization of reservoir in Xu 4 member

对于裂缝型致密砂岩储层，裂缝不仅改善了油气的储集空间，还为油气运移提供了通道，是气藏高产的关键因素。优质的高孔砂体作为油气最基本的储集层，为该类气藏的持续稳产提供了保障。针对此类储层的上述特点，提出了“相控找砂、砂中找缝”的“两步法”预测技术思路。

“两步法”预测技术思路（以下简称“两步法”）的核心理念为：第一步“相控找砂”，即基于沉积地质规律的约束控制，利用地球物理技术方法实现优质砂体的预测。在区域地质特征、构造-沉积特征、储层测井响应特征和地震响应特征分析的基础上，选取有针对性的储层预测技术方法刻画砂体的特征，实现砂体的定性预测和定量预测。强调砂体预测的综合性，结合多种预测方法和多种预测成果，在砂体发育宏观规律的指导下，降低预测的多解性，优选出有利目标^[15-16]。第二步“砂中找缝”，即在优质砂体预测的基础上，从裂缝型储层的成因和发育特征入手，采取断裂-裂缝分级的综合评价方式实现裂缝发育区的有效预测。以裂缝成因分析和裂缝地质特征表征为前提，有针对性地应用多种预测技术实现多尺度裂缝的预测，完成裂缝发育带定性-半定量的刻画。注重多种裂缝检测技术的适用性，在有井区的标定下，选取合理的方法，分级预测出有效的断裂-裂缝发育带。最终，综合“两步法”的预测结果，在成藏主控因素指导下，实现裂缝型致密砂岩储层的预测，为下一步的油气勘探开发提供依据。

该类储层地震地质特征复杂，横向连续性差、非均质性强，单一的地震技术预测方法很难实现优质砂体的预测。针对储层致密、低孔低渗的特征，从储层的测井响应特征和地震响应特征分析入手，在整体地质规律的指导下，采取多属性综合与相控反演技术预测优质砂体分布区，实现砂体的定性预测和定量预测。

（1）多属性综合分析技术

由于地下地质情况的复杂性，单一属性的预测结果往往存在多解性，为此，采取多属性综合分析技术，以地震属性为载体，并结合钻井、测井成果，在地质背景的约束下，优选出对地质信息较为敏感的属性，进行多属性优化组合，把地震信息转为地质信息。

从钻井资料出发，川东北元坝东部砂体地震响应特征可以归为2类：一类位于中部，波形特征表现为“两谷夹一峰”；另一类位于东部，波形特征表现为“三谷夹两峰”。东部地区发育的大套中细砂岩，具有典型水下分流河道沉积微相的标志，也是优质砂体分布有利区域，在地震剖面上表现为下切充填的反射结构[图 3（a）]。地震属性可以定性的描述须四段砂体分布范围。优选地震层序统计类和反射结构类相关属性，综合表征东部物源边界控制下的水下分流河道展布规律[图 3（b）]。

图 3

Fig. 3

下载eps/tif图 图 3 砂体典型地震反射结构（a）和多属性分析（b） Fig. 3 Typical sandbody seismic reflection structure(a)and multi-attribute analysis(b)

（2）相控反演技术

通过地震多属性综合分析，确定水下分流河道沉积微相的边界和展布范围，完成砂体的定性预测。并以此边界作为约束条件进行基于自然伽马曲线重构的拟声波波阻抗反演技术进行砂岩定量预测。针对工区具体地质情况，选取反映岩性变化较为敏感的自然伽马曲线，并结合岩石物理关系，将其转化为具有声波量纲的拟声波曲线，使之既具有自然伽马曲线的高频信息，又结合了声波曲线的低频信息，不仅较好地反映了波阻抗特征，同时对岩性的差异表现也较为敏感，从而更精确地预测出砂岩厚度^[17]。

在砂岩厚度定量预测基础上，以沉积微相边界作为约束，利用中子孔隙度确定砂体的孔隙度，开展研究区相控中子孔隙度反演。可以看出砂岩中子孔隙度基本小于8%，其展布范围与砂岩厚度分布具有较强的匹配性，且与水下河道展布规律吻合较好，东部砂岩相对较发育，呈现出“连片”的特点，是优质砂体分布区（图 4）。

图 4

Fig. 4

下载eps/tif图 图 4 相控中子孔隙度预测平面图 Fig. 4 Facies-controlled neutron porosity prediction

从裂缝的成因分析入手，针对不同成因的裂缝采取相对应的预测方法，既能较好地描述裂缝发育带，又能减少预测的多解性，从而提高对裂缝系统的识别能力。四川盆地经历多期构造运动，具有褶皱变形强烈、断裂系统复杂、裂缝发育的特点，工区内主要以构造缝为主，包括与断层有关的裂缝和与褶皱有关的裂缝^[18]。对于该类裂缝主要综合叠后属性预测技术、叠前纵波方位各向异性技术以及断裂-裂缝有效性评价技术实现对多尺度裂缝发育带的预测，提高裂缝检测的可靠性。

（1）倾角相似性相干技术随着裂缝预测技术不断发展，越来越多的叠后

属性技术应用于裂缝发育带的预测，主要包括第三代本征值相干、曲波多尺度相干、曲率属性、蚂蚁体属性、倾角相似性相干等裂缝预测技术。该类技术适应于多尺度裂缝发育带的预测，特别对与断层或褶皱相关的构造缝具有较好的预测效果。其中倾角相似性相干属性考虑了倾角的影响，利用中心控制或全控制的数据驱动模式计算出带有倾角方位角信息的控制体，并以此控制体作为约束计算相干^[19]，该属性对构造复杂、地层变化陡倾地区的裂缝预测应用效果良好。图 5为倾角控制相似性相干与断层叠合图，色标中黑色代表断裂，黄绿色代表裂缝。该属性与断裂展布基本吻合，图中有粗有细，既显示断裂又突出裂缝，该方法对于本区断裂和裂缝的刻画效果最好。

图 5

Fig. 5

下载eps/tif图 图 5 倾角控制相似性相干与断层叠合图 Fig. 5 Superimposed map of similarity of dip steering and fault polygon

（2）叠前纵波方位各向异性技术

基于纵波方位各向异性的叠前裂缝检测技术是指地震波经裂缝传播时，利用振幅、频率衰减等属性随方位角的变化来确定裂缝的走向和密度^[20-21]。通过分析叠前CMP道集，以各个方位角的偏移距和覆盖次数分布均匀为原则，划分了5个不同的方位角数据，经椭圆拟合得到该区裂缝发育的密度和方向。该属性对裂缝发育进行了更精细的刻画，将叠后裂缝预测的效果与该预测结果进行对比，叠后倾角控制的相似度相干属性预测的效果与叠前裂缝预测的效果比较接近。图 6中绿色区域为裂缝发育较有利区，是叠前叠后裂缝检测技术的综合展现，两者相互印证，表明预测结果可靠。

图 6

Fig. 6

下载eps/tif图 图 6 须四段储层综合评价图 Fig. 6 Integrated evaluation map of reservoir in Xu 4 member

（3）断裂-裂缝有效性评价技术

前人研究认为，裂缝的充填程度和裂缝的张开度是裂缝有效性评价的主要指标^[9]。不同工区地质情况不同，综合考虑裂缝发育的时间、期次以及裂缝发育的部位有助于更好地分析断裂-裂缝的有效性。针对须家河组裂缝较为发育的特征，考虑裂缝平面上和纵向上的有效性，提出了断-缝联系法和储-盖差异法，该方法对评价断裂-裂缝有效性效果显著，较好地实现了裂缝发育带的半定量刻画，为裂缝型储层综合评价奠定了基础。

断-缝联系法是刻画与断裂相关的裂缝较为直接的方法，通过对试气数据与井到断层距离的统计分析认为，井距离断层500 m以内，测试效果较好，裂缝发育；距离断层越远，裂缝发育程度越低，测试产能也较低。因此，利用叠后属性预测结果，以距离断层500 m为依据，设定门槛值，刻画沿断裂发育的构造缝。该方法利用断-缝一体的特点较准确地刻画了最为可靠的裂缝发育区域。

储-盖差异法则认为纵向上断穿目的层的大断层不利于油气的保存，对盖层起破坏作用，应予以剔除；对于沿层发育的裂缝，当裂缝发育部位位于气藏内部时，对油气起沟通和储集的作用，有利于油气高产，应予以保留，若裂缝发育部位位于气藏边界或通天大断层附近时，气体容易伴随着裂缝逸散，不利于油气保存^[22]，因此综合考虑沿层裂缝发育的部位和纵向断裂的延伸长度，以储集层裂缝较为发育而盖层断裂不发育的差异性为特征，对目的层进行断裂-裂缝有效性评价。

根据“两步法”储层预测技术思路，基于地震资料，利用川东北元坝东部A1，A2，A3，A4共4口井的岩性、自然伽马曲线、声波时差曲线和密度曲线等数据，对元坝东部须四段地质规律进行分析，把握“两步法”的核心理念，循序渐进、分步预测，实现了优质砂体和裂缝发育带的预测，为储层的综合评价奠定了基础。

利用“两步法”的预测结果，结合该区为构造型油气藏的特征^[23-25]，优中选优，对油气富集区进行了预判。须四段优质储层主要分布在A3井区断裂带附近；处于构造高部位，对应优质砂体且裂缝发育有利区（参见图 6）。粉色部分为油气有利区，呈零星状分布在断裂周边，处于构造高部位，是优质砂体且裂缝发育较有利区。将预测结果与后期实钻井B1，B2，B3比较，两者吻合程度较高，表明了该方法适用于该区的储层预测。

（1）采取“相控找砂、砂中找缝”的“两步法”技术思路，进行储层的定性-定量预测，落实了储层平面分布范围。对指导川东北元坝东部裂缝型致密储层的预测具有重要意义，也为促进川西地区裂缝型致密气藏的勘探开发起到积极作用。

（2）基于断-缝联系法和储-盖差异法的断裂-裂缝有效性评价技术，从平面上和纵向上较好地评价了该区的断裂-裂缝系统，实现裂缝的半定量刻画，为该区储层综合评价奠定了良好的基础。

（3）川东北元坝东部裂缝型致密储层较为复杂，非均质性强，且勘探程度相对较低，对气藏的分布规律和富集特点还有待进行深化认识。有必要开展叠前资料的精细研究，进一步减少储层预测的多解性和不确定性，降低勘探的风险，提高气藏预测的精度。