[发明专利]一种基于地震、钻井与录井的寒武系膏盐岩综合预测方法

说明书

本发明提供了一种基于地震、钻井与录井参数的寒武系膏盐岩综合预测方法，是首先对地震资料进行保幅处理，再基于保幅处理后的地震资料开展叠前弹性参数反演获取纵波阻抗数据，预测寒武系膏盐岩目标层深度范围并制定针对性的钻探方案，然后开展寒武系膏盐岩钻探参数综合变化率分析，计算寒武系膏盐岩钻探参数综合变化率，依据寒武系膏盐岩钻探参数综合变化率进一步校准膏盐岩顶面位置，最后在地震、钻井预测寒武系膏盐岩深度范围开展录井参数岩屑观察和X射线元素分析，实现寒武系膏盐岩综合预测。本发明构思合理，过程简单，去除了不同入射角度子波的影响，实现了膏盐岩层综合预测，降低了钻探风险，提高了油气层保护程度。

技术领域

本发明涉及油气勘探技术领域，具体涉及一种基于地震、钻井与录井的寒武系膏盐岩综合预测方法。

背景技术

膏盐岩主要产于气候干旱的内陆盆地盐湖中或被砂坝与海隔绝的浅水泻湖和干涸的海湾中，是盆地内水体遭受蒸发、盐分逐渐浓缩以至发生沉淀而形成。Usiglio(1848)的实验表明当海水蒸发时，可溶盐是按溶解度由小至大的顺序依次沉淀形成蒸发矿物的。海水在浓缩过程中，溶解度最小的碳酸盐首先沉淀，海水继续蒸发浓缩，浓度达到15％-17％时，石膏类矿物开始析出，海水浓度为26％时，石盐开始结晶。

膏盐岩地层中的沉积岩除了盐岩和膏岩外，常还有与其共生的碳酸盐岩系，如灰岩、灰质白云岩、泥灰岩等。膏盐岩常较致密、塑性好，可作为封存油气的优质盖层(金之钧等，2010)。全球120个含油气盆地中约58％的油气田与膏盐岩有关，从前寒武纪到第四纪各时期的含油气盆地中均可见油-盐“共生”的现象，其中46％的油气层位于膏盐岩层之下，13％的油气层位于膏盐岩层之间。中国已发现的165个天然气田中，受膏盐岩控制的约占40％、天然气总储量约占36％(胡安平，2019)。

塔里木盆地早寒武世经历了短暂的深水盆地环快演变成以云坪为主的局限台地环境，发育下寒武统优质海相烃源岩和丘滩相碳酸盐岩储层；中寒武世海平面下降，气候炎热干燥，海水咸化程度高，发育了蒸发湖占主导的强镶边型台地，并形成中寒武统膏岩和盐岩相间、厚度不一、普遍分布的盖层(图8)。这套生储盖组合分布面积达约24万km²，油气潜力巨大，是油气增储上产的重要勘探对象。

图9为塔里木盆地西北部多口寒武系盐下膏盐岩及其背景碳酸盐岩的纵波阻抗对比。可以看出，云岩和灰岩的纵波阻抗值分别为2×10⁷kg/m³*m/s和1.74×10⁷kg/m³*m/s，相对较高，盐岩的纵波阻抗值仅为9.23×10⁶kg/m³*m/s，可显著区分于其他岩性，但硬石膏的纵波阻抗值为1.82×10⁷kg/m³*m/s，与背景碳酸盐岩存在显著的数据分布范围重叠，单一依据纵波阻抗数据难于识别膏盐岩。此外，常规叠后地震资料反演获得的波阻抗数据受限于AVO效应的影响，其精度较低。

尽管可作为优质油气盖层，但膏盐岩地层在钻井过程中经常发生塑性蠕变，盐岩易垮塌，膏岩、泥岩膨胀缩径，盐上、盐间和盐下地层压力差异大，常常导致复杂工程事故，井控风险大。针对盐膏层，钻探工程必须采用专打专封开次，钻探过程中需用特殊钻探方式配合高密度泥浆体系，钻后采用高强度套管予以固井封隔，因而对盐膏层的层位、深度、厚度预测等要尽可能准确。如果对盐膏顶卡层失误，低密度钻井液情况下误揭开盐膏层，可导致瞬间缩径卡钻，导致侧钻；如果盐膏底卡层失误，高密度钻井液情况下揭开下部低压地层，可导致瞬间失返性漏失，井筒泥浆压力降低，极可能造成盐膏层缩径卡钻、岩屑下沉卡钻、溢流等井控风险发生。2016-2022年间，塔里木盆地西北部针对寒武系盐下目标、因为膏盐岩层预测失准而最终回填侧钻的钻井高达8口，占比90％以上。

塔里木盆地中寒武统膏盐岩层发育段无固定沉积模式，膏盐层顶底均为白云岩，缺乏标志层，且横向上单层和累计厚度变化较大，预测十分困难。