0 引言
障壁海岸是海陆过渡环境中发育的一种特殊地貌类型。现代障壁海岸分布较为普遍， 约占世界总海岸线的13%，中国山东半岛沿海某些地段可占21%［1］，推测地质历史时期障壁海岸环境发育也较为广泛。障壁海岸是指在平行于海岸线的附近，由于障壁地形，如沙坝、沙岛、礁体的存在，使沿岸海域与外围广海隔开，广海一侧受控于海浪改造发育开阔陆表海，坝后一侧受潮汐作用形成澙湖和潮坪等地貌环境。前期油气勘探证实，障壁海岸沉积组合模式常形成有利的生储盖组合，油气资源丰富，是重要的油气勘探领域［2］。目前已经在中东地区的沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克，中亚地区的哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦，北美的墨西哥湾，南美的委内瑞拉，非洲的利比亚、阿尔及利亚，大洋洲的澳大利亚西北地区等取得重要突破或发现，层位几乎涉及寒武纪以来沉积的所有层系。中国陆上也在鄂尔多斯盆地下奥陶统马家沟组、塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组、四川盆地开江—梁平海槽台缘的普光、龙岗、磨溪等地区的多层系取得重大突破和发现，充分展示了该领域丰富的油气资源基础和良好的勘探潜力［3-4］。
在水体规模相对较小的区域，障壁海岸地貌主要包括障壁坝、潮坪澙湖、潮道、潮汐三角洲等主要沉积单元［1］，在水体规模比较开阔的区域，澙湖往往被局限陆表海代替，在障壁沙坝的最外侧主要发育开阔陆表海［5］。在地质历史时期，障壁海岸发育期由于剧烈的河流、波浪、潮汐等对沉积物的冲刷与淘洗及浅海生物活动等作用，在障壁海岸地貌环境中发育了类型众多、物性良好的储集体。随着海平面的升降变化，在障壁海岸发育之前或之后，往往发育有大面积区域分布的富含有机质的细粒沉积。经过地质历史时期的演化，这些细粒沉积与障壁海岸环境中的储层构成良好的生储盖组合，所以，障壁海岸成为重要的油气生成与聚集场所，形成前景广阔的有利油气勘探领域。
在波浪等海洋作用强烈的区域，障壁海岸环境主要发育生物礁、滩等储层类型，如台地边缘的生物礁、滩等［2，6］；在潮汐作用为主的区域，障壁海岸环境主要发育陆源和海相过渡的储层类型，如障壁海岸环境演化晚期发育的陆源碎屑与海相生物碎屑交互的障壁砂坝；在河流作用为主的区域，障壁海岸环境主要发育陆源碎屑为主的障壁沙坝等储层类型，如河流三角洲入海口附近的砂坝等［7］。根据发育规模来看，前2种类型在地质历史时期发育比较广泛，在实际油气勘探中也取得了明显的勘探效果。第3种类型发育规模相对较小，仅在局部地区的油气勘探中有所发现。随着地震等地球物理勘探技术的进步，生物礁由于明显的丘状地震反射外形、生物滩与生物礁体的密切依存关系等，有关该储层类型的勘探特别是储层预测技术已经相对成熟并取得了明显的勘探效果。而有关以陆源碎屑为主的障壁海岸环境中的砂坝等沉积储层类型，由于受物源供给和海平面升降变化的影响，砂体发育区域相对局限、砂体纵向上发育不均，常常表现为储层密集段和泥岩发育段；横向上储层不连续，单个砂体分布范围局限，但总体表现为叠置连片，横向不连通的空间赋存特征。后期地质作用改造强度大、所保存的规模较小，以及自身受淡水—咸水交互导致的岩石组构特征等原因，砂坝含油气性复杂多变，易形成岩性油气藏。因此有效识别陆源碎屑型障壁海岸环境中的单砂体并对其含油气性进行评价是勘探取得发现的关键。目前总体认为，在具体区块的沉积环境与沉积发育特征认识基础上，只要发育障壁岛砂坝，则其分布往往表现为单个砂坝规模小而整体发育规模可观，但在实际勘探中，因障壁海岸沉积环境中所沉积岩石类型的波阻抗差异较小等原因，对单个砂体进行有效预测和评价的关键勘探技术仍相对缺乏。无论是对单个砂体进行识别刻画，还是根据已钻井的含油气性来预测障壁砂坝环境中砂体的含油气性仍存在难度。因此有效识别单个砂体并对其含油气性进行评价是陆源障壁砂坝勘探的关键。
本文以非洲北部阿尔及利亚韦德迈阿盆地（Oued Mya Basin）B区块（图1）泥盆系障壁岛砂坝为例，主要讨论陆源碎屑障壁砂坝有效储层综合预测与评价技术。根据实际探索，提出在2个相邻海泛面等时格架标志层约束下的最小地层单元中，以细分单元层序划分为基础，以随机模拟反演预测砂体分布，以岩性指示模拟预测油层横向展布，同时结合储层地球物理特征、地震属性分析等技术，在沉积体系发育规律基础上开展有效储层预测研究。通过实际应用，预测的砂岩与实际钻井结果吻合程度高，并取得了良好的勘探效果。
1 研究区概况
韦德迈阿盆地位于阿尔及利亚中北部开阔沙漠地区，面积约为8.7×104 km2。盆地北部受到图古尔特低隆起限制，西侧为阿拉尔高地，西北侧为蒂尔赫姆特穹隆和吉奥尔发脊等隆起，东北侧为哈西迈萨乌德隆起，东南侧为阿姆古德地垒，南部与艾杰兰高地和莫伊代尔盆地相接。该盆地东北侧的哈西迈萨乌德隆起上发育了哈西迈萨乌德超大型油田，西北侧蒂尔赫姆特穹隆上发育了哈西勒迈勒大型凝析气田，该气田延伸至韦德迈阿盆地边缘。韦德迈阿盆地是一个典型富含油气的古生代—中生代叠合型盆地［图1（a）］。近SSW—NNE向和SN向构造体系控制了研究区的构造单元，其中B区块位于韦德迈阿盆地北部。
研究区自下而上依次发育有前寒武系，古生界的寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系，中生界的三叠系、侏罗系、白垩系及新生界［图1（b）］。其中下泥盆统是韦德迈阿盆地主要的产油层之一。
志留系Fegaguria组是韦德迈阿盆地最主要的烃源岩层系，为一套富含有机质的深灰色—黑色泥岩沉积。盆地储集层局限于前侏罗系层序，包括寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和三叠系中的砂岩，以及古隆起上的风化壳和裂隙石英岩等，孔隙度变化在15%~20%之间。寒武系河流相沉积的储集层以砂岩为主。海陆过渡相和海相奥陶系石英砂岩也构成潜在储集层。最重要的储集层为下泥盆统障壁砂坝砂岩和三叠系Argilo-Greseux组陆相和海陆过渡相或浅海相砂岩，储层物性良好，孔隙度达20%以上，渗透率可达1 000×10-3 μm2。因此该盆地储层以砂岩为主，具有层系范围广、物性好的特征。盆地盖层为巨厚的上三叠统—侏罗系泥灰岩、白云岩、硬石膏和盐岩，共有El Gassi、Hassi Touggourt、Argileux-Saliferef、Argilo-Greseux及Salifere组等5套层系形成区域性盖层。从生储盖组合和成藏条件看，韦德迈阿盆地志留系Fega-guria组泥岩烃源岩、下泥盆统障壁岛砂坝—三叠系Argilo-Greseuxf组砂岩储层和三叠系Argileux-Saliferef、Argilo-Greseux及Salifere等盖层形成有利的“下生上储”成藏组合，时间上与白垩纪烃源岩成熟和烃类排出期匹配，具有良好的油气成藏条件［9-11］。
B区块泥盆系勘探程度较低，目前有8口井钻穿泥盆系，其中出油井4口。前期勘探初步揭示，下泥盆统障壁岛砂坝砂体在平行于海岸方向发育狭长形砂体，垂直于海岸方向发育透镜状砂体，储层平面分布范围相对局限，砂体横向连通性差，因而易形成岩性圈闭；储层岩性主要为中—细砂岩，单层厚度变化在10~20 m之间，上下围岩均为绿色泥岩，测井曲线特征相对清晰，具有“泥包砂”的沉积组构特征（图2）。故在该区明确沉积相带展布，特别是有效储层空间分布及其含油气性等是主要的地质评价研究任务。
2 技术思路
2.1 存在问题
B区块泥盆系勘探程度较低，目前有8口井钻穿泥盆系，其中出油井4口，测井曲线上储层响应明显（图2），但由于陆源障壁海岸沉积纵向演化和侧向变化快、储层横向分布相对局限、砂体连通性差等原因，利用常规思路及技术研究该区障壁砂坝储层空间展布规律仍存在以下3个问题：
（1）波阻抗不能有效区分障壁海岸环境中的砂泥岩。录井结果表明，研究区下泥盆统以泥岩为主，仅在中部发育2~3层砂岩，具典型的“泥包沙”结构特征。测井分析表明，声波曲线（红色）区分储层效果差，在砂岩段声波时差曲线特征为斜线齿状，其值域与泥岩值域重叠，常规波阻抗反演不能有效识别砂岩储层，但自然伽马曲线（蓝色）区分效果较好，砂岩的自然伽马曲线多为箱状，与泥岩的自然伽马值域区别较大（图2）。
（2）井间储层含油性差异较大，同一套储层在不同井上包含有油层、干层等（图3），储层的含油气性评价是提高钻井成功率的关键。
（3）地震资料主频较低，主频在20 Hz左右，通过结合砂体厚度的正演模拟分析认为，B区块泥盆系地震资料能够预测储层厚度的调谐频率为35 Hz，较低的主频使得常规地震反演方法难以准确预测有效储层。
2.2 技术对策
基于下泥盆统沉积环境导致的有效储层预测难点及地震资料存在的问题等，综合分析制定研究思路及技术方案，以预测有效储层的空间展布。
具体实施方案为：①建立高分辨率等时层序地层格架，细化研究单元，满足岩性圈闭单个砂体储层预测对于研究单元的要求。下泥盆统可划分2个四级层序（图2），结合层位—储层两步精细标定［13］，在地震剖面上解释海泛面等时界面，对细化的研究单元进行标定解释，分析储集层在地震剖面上的反射特征并识别追踪，刻画单砂体的空间展布形态。②针对泥盆系中下段砂岩密集段，在地震反射特征分析基础上，分析储层测井响应特征，利用能够有效识别储层的自然伽马曲线，采用随机模拟反演方法预测储层空间分布，提高反演结果对单个储层的识别精度。③根据储层岩石物理特征，分析储层在岩性、物性及含油气性上的差异，建立油层与砂体的关系，利用岩性指示模拟反演方法预测有效储层展布。④结合储层地球物理特征、地震属性参数等储层综合预测技术，互相进行验证，降低由于地震资料频带较低造成储层反演多解性的问题，提高储层预测精度，提供有利钻探目标。⑤综合沉积体系研究结果，明确障壁海岸环境沉积相发育规律，分析障壁砂坝发育特征，开展勘探目标整体评价，指导实际勘探部署。
2.3 关键技术
2.3.1 高分辨率层序地层格架建立
综合录井、测井资料分析认为，泥盆系与上下地层之间界面清晰。下伏不整合接触的志留系以放射性泥页岩为主，测井曲线上表现为特高电阻、中高速度，自然伽马曲线齿状，与泥盆纪地层差异明显，是划分泥盆系与志留系的典型标志；泥盆系晚期由于海西运动影响，地壳抬升，地层遭受大量剥蚀，在泥盆系顶部形成区域不整合，沉积环境由早期以海相为主的环境演变为晚三叠世陆相的辫状河流。
根据层序界面识别、单井测井相、沉积旋回性分析并结合地震综合解释后认为，研究区目的层系地震反射可以有效识别区域不整合和岩相转换面，据此将泥盆系划分为1个三级层序，2个四级层序，自下而上分别为：TST-Ⅰ和TST-Ⅱ（图2）。
TST-Ⅰ：底界面与上志留统不整合接触，顶界面为海侵中形成砂坝顶界面，属于海进体系域，由退积准层序组成，为泥岩夹薄—中厚层砂岩组成，具典型的“泥包砂”组构特征，反映泥盆系早期为局限浅海沉积环境中浪击作用形成的陆源碎屑堆积。
TST-Ⅱ：底界面为海侵中形成的砂坝顶界面，顶界面为与上三叠统接触的区域不整合面，属于海侵体系域，岩性以泥岩为主偶夹砂岩条带，反映出该时期海平面快速上升，水体变深，沉积环境由早期的陆源碎屑堆积向半深水转变。
基于单井层序地层研究，建立了研究区层序地层格架，结合地震沉积特征研究，经井震联合精细标定，泥盆系TST-Ⅰ段为储层发育密集段，该时期障壁岛砂坝发育，在地震剖面表现为中强振幅的波峰反射特征，形态为透镜状（图4）。
2.3.2 随机模拟反演预测储层分布
储层预测的核心是高精度地震反演，目的在于明确储层的横向变化，本文反演首先采用稀疏脉冲反演得到波阻抗数据。波阻抗反演结果较好识别了泥盆系内部四级层序之间的纵向变化特征，但对储层纵向变化细节和横向演变特征反映不明显［图5（a）］，无法识别单个砂体的空间展布范围，不能满足针对岩性圈闭单砂体预测的研究目的。根据自然伽马能够很好地区分砂泥岩的特征，采用随机模拟反演方法，开展测井参数反演，进一步精细预测储层横向展布。随机模拟反演是一种将随机模拟理论与地震反演相结合的反演方法。技术关键是分析并拟合储层物理特性和岩石属性直方图及其变差分布，求出其特征值，进而建立数学模型，然后用克里金和协克里金、序贯指示条件模拟等方法针对不同变量类型进行随机建模和反演。该方法的优势是能够在反映地层整体分布规律性的基础上，同时表达出地层分布的随机性，并且对这种不确定性做出定量评估，从而有效提高地震反演对于不同地质体的分辨率［13］。
针对研究区实际，在随机模拟反演中，波阻抗作为第一类数据，自然伽马曲线作为第二类数据，通过分析波阻抗、自然伽马概率密度分布函数及反映其空间变化规律的变差函数、波阻抗与自然伽马的相关性等，模拟得到自然伽马数据体。自然伽马测井参数反演结果表明，随机模拟反演精度明显提高，在保证反映地层纵向发育特征的基础上，有效刻画砂体的空间展布，重点突出了砂体的横向分布变化。反演结果符合研究区沉积体系发育规律。该结果在保证储层横向变化关系的同时，也有效提高了储层的垂向分辨率［图5（b）］。
2.3.3 岩性指示模拟反演预测油层分布
泥盆系障壁砂坝砂体总体平面分布范围较广，但横向含油气性变化复杂。在钻穿泥盆系的8口井中仅有4口井出油，所以对砂体进行含油气性预测是提高勘探成功率的关键。从已钻井测井曲线特征分析可以看出（图2），电阻率散点分布规律差，无法有效区分油层与非油层。因此，在进行油层预测时，采用岩石物理分析方法建立岩性与含油气性之间的关系，采用岩性指示模拟反演方法进行油层预测。
岩性指示模拟是通过岩性的空间概率分布及其变异函数，来进行随机指示模拟反演［13］。首先建立油层曲线，主要通过岩心录井资料、试油资料、电阻率曲线以及油层对比来确定油层，其余为非油层。岩性指示模拟反演中，以自然伽马反演数据体作为第一类数据，以油层曲线作为第二类数据，通过分析自然伽马数据的概率密度分布函数、井数据的油层概率统计分布以及空间变化规律的变差函数，模拟得到油层空间分布数据体。
岩性指示模拟一方面圈定了已知油层的平面分布范围，同时有效预测了三维空间储层的含油气性（图6）。预测结果分析表明，含油层的空间分布与构造解释的构造圈闭和有效储层评价的岩性圈闭吻合程度较高，符合油层空间赋存规律，预测结果可靠。
2.3.4 地震多属性多参数综合评价与优选
3 应用效果
上述方法的综合应用是评价陆源障壁海岸环境障壁砂坝有效储层的有效技术手段。在高分辨率层序格架下细分研究单元，针对储层进行空间预测，直接在三维空间刻画出障蔽岛砂坝的形态及厚度，从而对B区块泥盆系储层展布规律有了清晰的认识：障壁海岸环境障壁砂坝、潮道等有利相带的发育程度控制着有效储集砂体的发育规律和分布范围，有利储层沿古海岸线北东—南西向条带状展布，单个砂坝分布局限，多个砂坝横向叠置连片，障壁岛砂坝是岩性油气藏发育的有利储集体类型。该研究成果有效指导了实际勘探生产，并取得了良好的勘探效果。其中1口建议井位已通过钻井证实，钻遇的泥盆系砂岩与预测砂岩深度及厚度吻合程度高，与钻后测井解释结果的2套砂体一致，砂体预测厚度吻合度达到91%，并在预测的含油气层系中获得高产油气流（图8）。勘探实践证实了该方法与技术系列的实用性和科学性，对同类地区的高效勘探应具有一定的借鉴意义。
4 总结
（1）韦德迈阿盆地B区块下泥盆统陆源障壁砂坝、潮道的发育程度控制着有效储层砂体的发育规律和分布范围。利用地震资料预测障壁砂坝空间展布的关键是准确识别准层序界面，细分研究单元，有效提供在地质认识指导下开展储层预测的约束条件。障壁岛砂坝是岩性油气藏发育的有利储集体类型。通过该综合技术的实际应用，有效指导了勘探生产，并取得了良好的勘探效果。
（2）该技术系列应用的关键点是：建立高分辨层序地层格架，细化地质单元，增强了在地震剖面中识别地质体的能力；利用随机模拟反演及岩性指示模拟反演技术提高了有效储层的预测精度，克服了因地震频率较低等而无法精确描述储层展布的难点；综合应用地质—地震储层预测技术，地质、地震技术互相依托佐证，提高储层预测的准确度，降低勘探风险。
（3）通过在韦德迈阿盆地B区块泥盆系的应用，探索了陆源障壁砂坝有效储层预测的技术系列，对相似地质条件的高效勘探具有一定的借鉴意义。
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