張璽華，陳洪德，侯明才，楊經(jīng)棟，林良彪，陳安清，錢利軍

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610059; 2.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川成都610059;3.中國石油華北油田分公司勘探開發(fā)研究院，河北任丘062552)

隨著隱蔽油氣藏勘探開發(fā)的不斷深入，地震地質(zhì)綜合解釋分析技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到小尺度的油氣藏勘探中，從而產(chǎn)生了地震沉積學(xué)［1-5］。曾洪流、Henry 和Riola 等人指出地震沉積學(xué)是在沉積規(guī)律的指導(dǎo)下，運(yùn)用90°度相位旋轉(zhuǎn)、時(shí)頻分析技術(shù)及等時(shí)切片技術(shù)來進(jìn)行沉積學(xué)研究的一門學(xué)科［1-8］。地震沉積學(xué)相對(duì)于地震地層學(xué)來說是運(yùn)用高分辨率地震資料進(jìn)行高頻層序(準(zhǔn)層序)，大致相當(dāng)于砂層組級(jí)別地層單元的沉積現(xiàn)象分析。

在復(fù)雜地質(zhì)條件下(地表地震采集條件及地復(fù)雜下地質(zhì)構(gòu)造)，地震沉積學(xué)目前存在幾個(gè)值得深入關(guān)注的問題:①在小尺度地層單元內(nèi)，由于地震分辨率的原因，確定對(duì)比追蹤等時(shí)沉積地震反射層是非常困難;②地震沉積學(xué)解釋的一個(gè)重要前提是地層切片分析必須位于一個(gè)沉積等時(shí)段里。所謂沉積等時(shí)面是指在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的相同地質(zhì)時(shí)期里沉積的地層面。而在復(fù)雜地質(zhì)條件下，用于解釋的地震數(shù)據(jù)通常是非零相位的，這就造成地震反射同相軸的地質(zhì)意義不清晰，不利于地質(zhì)—地震的精細(xì)標(biāo)定［7-11］。本文以川西新場地區(qū)T3x4(9)砂組為例，針對(duì)上述問題提出了一整套解決方案。

1 地質(zhì)概況

上三疊統(tǒng)須家河組是四川盆地天然氣主要勘探層系之一，其中多口鉆井在新場地區(qū)須四段鉆遇工業(yè)氣流，表明該地區(qū)須四段有較大勘探前景。新場地區(qū)須家河組四段分為上、中、下3 個(gè)亞段，其中上亞段主要由三套砂巖夾泥頁巖組成，中亞段以泥頁巖為主，夾薄層碳酸鹽巖巖屑砂巖，下亞段主要由礫巖、砂巖組成，夾少量的頁巖和泥巖。經(jīng)鉆井實(shí)踐證明，須四上亞段砂巖儲(chǔ)層主要產(chǎn)水，須四下亞段砂巖為本區(qū)主要含氣天然氣勘探目的層。

圖1 研究區(qū)位置及區(qū)域巖相古地理Fig.1 Location and regional lithofacies paleogeographic map of the study area

通過地質(zhì)、鉆井資料分析，新場地區(qū)須四下亞段整體屬于三角洲前緣沉積，沉積微相類型為水下分流河道、分流間灣、及河口壩等。其中水下分流河道砂體為最好的儲(chǔ)集體。研究區(qū)物源主要由古龍門山系提供，物源供給方向?yàn)楣^(qū)東北部及西北部。新場須四下亞段包括T3x4(8)，T3x4(9)和T3x4(10)3 個(gè)砂層組。其中T3x4(8)厚度為5～10 m，地震反射特征不明顯，不易對(duì)比追蹤;T3x4(9)砂組巖性以砂礫巖為主，中間夾泥巖，是該地區(qū)最重要的含氣砂組;T3x4(10)砂組砂、礫巖最不發(fā)育。

2 基于地震分頻技術(shù)的層位對(duì)比

在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的沉積背景下，相同地質(zhì)時(shí)期內(nèi)沉積地層的地震反射才能用于制作地層切片。地震層位的不同解釋方案對(duì)地震屬性切片的影響很大，因而要求地震反射層的解釋必須有較高的準(zhǔn)確性。地震沉積學(xué)中利用分頻技術(shù)確定沉積等時(shí)面［5-14］，其目的是在利用合成記錄進(jìn)行層位標(biāo)定的基礎(chǔ)上，對(duì)比追蹤等時(shí)地震參考同相軸。分頻地震解釋的一個(gè)原則是，當(dāng)高頻、低頻剖面上出現(xiàn)了反射位置相同、產(chǎn)狀一致的同相軸，并且要符合研究區(qū)地質(zhì)規(guī)律的解釋方案，那么認(rèn)定它是一個(gè)平行于沉積等時(shí)面的等時(shí)參考同相軸［14-17］。

本文采用的分頻技術(shù)是將一個(gè)地震剖面，分解成不同主頻的子波剖面(圖2)。處理前的地震剖面(圖2a)，左下角原解釋方案為上覆地層上超，同時(shí)在剖面中部解釋為須四下亞段的水下分流河道。但地震剖面經(jīng)過分頻處理后，須四段底界面的連續(xù)性增強(qiáng)，原解釋方案調(diào)整為須四段底界被須三段地層的削截，這種削截的地震反射特征恰好對(duì)應(yīng)須三段與須四段時(shí)期的安縣運(yùn)動(dòng)造成的構(gòu)造不整合面，可見分頻技術(shù)處理后的方案更符合地質(zhì)規(guī)律，更具合理性。

圖2 分頻處理前、后的地震剖面對(duì)比Fig.2 Comparison of seismic sections before and after the SpecDecomp

3 井控提高地震資料分辨率處理技術(shù)

地震沉積學(xué)中，應(yīng)用90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)識(shí)別巖性，但是在復(fù)雜地質(zhì)條件下，地震資料往往不是零相位的。本次采用井控提高分辨率方法來解決這一問題。該手段采用混合相位子波反褶積技術(shù)，將頻譜拓寬的同時(shí)，也可以使地震剖面近零相位化。該技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)包括［7，12］:①用信噪比做參考，定義希望輸出，合理挖掘高頻潛力;②用井曲線作監(jiān)控，使提高分辨率更具合理性;③用提高分辨率后的頻譜做質(zhì)量監(jiān)控;④輸入子波相位特征的合理性，由反褶積后零相位化的最小熵準(zhǔn)則和井曲線監(jiān)控。

圖3 為井控提高分辨率的處理過程，其中提取子波和希望輸出子波振幅譜的定義是關(guān)鍵。使用復(fù)賽譜技術(shù)交互完成子波提取，它能夠保證提取的子波振幅譜準(zhǔn)確客觀。子波相位譜由振幅譜計(jì)算與相位特征交互完成，并用最小熵準(zhǔn)則衡量零相位化的程度，對(duì)相位選擇的合理性進(jìn)行監(jiān)控。希望輸出形態(tài)采用譜模擬的思想，人工定義，確保合理的信噪比水平(圖3a)。從圖3 可以看出，原始地震子波為非零相位子波(圖3b 藍(lán)色子波)，而通過井控提高分辨率技術(shù)處理后的子波(右側(cè)紅色子波)為零相位子波。與左下側(cè)原始地震剖面相比，右下側(cè)地震剖面的地質(zhì)信息更豐富(圖3c)。同時(shí)，該技術(shù)利用測(cè)井曲線作監(jiān)控，防止地震假信息的產(chǎn)生，多出的地震同相軸，最大限度的反映出地下地質(zhì)現(xiàn)象。與原地震剖面相比，井控提高分辨率處理后的資料，同相軸的分叉、斷開及交匯更為清晰，說明不但地震資料的縱向分辨率得以提高，橫向分辨率也得以擴(kuò)展。

圖4a 為提高分辨率前的地震剖面，黃框之內(nèi)地震反射表現(xiàn)為砂泥巖薄互層產(chǎn)生復(fù)合波反射;但在井控提高分辨率處理之后(圖4b)，地震剖面上基本反射波形保持原來特征，而薄層反射的復(fù)合波被分開，同相軸的合并和分叉點(diǎn)更為明顯。對(duì)于地震沉積學(xué)及地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)來講，井控分辨率技術(shù)將更為有利于解釋人員進(jìn)行沉積相分析，地震屬性分析及儲(chǔ)層反演等。

圖3 利用XC22 井進(jìn)行井控提高地震分辨率處理及效果對(duì)比Fig.3 Procedure and result comparison of well-constrained improvement of seismic resolution in Well XC22

圖4 提高分辨率處理前、后的地震剖面對(duì)比Fig.4 Comparison of seismic sections before and after resolution-improving processing

根據(jù)沉積學(xué)原理，每一期河道的下部往往是礫巖及中粗砂巖的沉積，而河道的頂部沉積則為細(xì)粉砂巖-泥巖。對(duì)于多期疊置河道而言，由于后期河道對(duì)前期河道的沖刷，致使前期河道頂部的泥巖被侵蝕，河道僅能保留下部的礫巖、中粗砂巖及頂部薄層的細(xì)砂巖，而最終能夠形成儲(chǔ)層的則為河道下部的中粗砂巖。鑒于井控提高分辨率處理技術(shù)具有使子波零相位化的特點(diǎn)，對(duì)過XC22井提高分辨率后的地震剖面進(jìn)行90°相位轉(zhuǎn)換(圖5)。轉(zhuǎn)換后的地震剖面波谷對(duì)應(yīng)極低的自然GR 值，指示粗砂巖及礫巖;波峰對(duì)應(yīng)高自然GR值，指示細(xì)粉砂巖及泥巖。90°相位轉(zhuǎn)換雖然不能提高地震分辨率，但是它可以搭建地震反射和巖性較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過轉(zhuǎn)換相位的地震剖面解釋，對(duì)疊置河道的形態(tài)及沉積微相的邊界有了更好的識(shí)別。

圖5 XC22 井地震-地質(zhì)層位標(biāo)定Fig.5 Seismic-geological horizon calibration in Well XC22

圖6 新場地區(qū)T3x4(9)砂組典型地層切片F(xiàn)ig.6 Typical slice of T3x4(9)sand pay in Xinchang area

4 地震沉積學(xué)解釋

應(yīng)用地層切片技術(shù)進(jìn)行沉積學(xué)方面研究的原理及理論已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，在此不再累述。在鉆井的控制下，基于井控提高分辨率的90°相位旋轉(zhuǎn)地震數(shù)據(jù)體，從T3x4(9)砂組的多張地層切片中自下而上選取了3 張典型地層切片，進(jìn)行沉積相的解釋(圖6)。其中紅色-黃色代表負(fù)的強(qiáng)振幅，指示砂礫巖，藍(lán)色代表正振幅，指示泥巖。

根據(jù)強(qiáng)負(fù)反射指示，研究區(qū)此時(shí)水下分流河道砂體呈條帶狀分布(圖6a)。河道由北西至南東及北東至南西向延伸，根據(jù)砂體的延伸方向判斷，物源主要來自研究區(qū)北部的龍門山島鏈，其中研究區(qū)西北部主要為正振幅反射，預(yù)測(cè)西北部為分流間灣泥巖沉積。從該地層切片上分析，XC22 井屬于水下分流河道沉積，與鉆井情況較吻合。

藍(lán)色的正反射區(qū)域擴(kuò)大，表明此時(shí)發(fā)生水侵。水下分流河道砂體較前期發(fā)生退卻。工區(qū)內(nèi)北東—南西向水下分流河道在中部交匯，砂體發(fā)育，XC22 井屬于分流間灣沉積微相(圖6b)。

水下分流河道普遍發(fā)育，致使工區(qū)內(nèi)砂體普遍發(fā)育，且河道較前期出現(xiàn)明顯的遷移改道。工區(qū)南部局部發(fā)育河口壩沉積。從該地層切片上分析，XC22 井屬于水下分流河道沉積，與鉆井情況吻合(圖6c)。

通過地層切片分析，新場地區(qū)T3x4(9)砂組水下河道沉積微相較發(fā)育，水下分流河道不斷地遷移改道，致使該區(qū)T3x4(9)砂組砂體普遍發(fā)育。3 張地層切片均反映砂體的延伸方向整體為由北至南，這種規(guī)律與須三段期末至須四期研究區(qū)以北的龍門山強(qiáng)烈隆升(安縣運(yùn)動(dòng))為川西地區(qū)提供大量粗顆粒碎屑物質(zhì)有關(guān)。其中研究區(qū)中部由于受到不同期次的水下分流河道沉積影響，砂體累計(jì)厚度最厚，且砂礫巖疊置，由于礫巖的抗壓實(shí)性較強(qiáng)，有益于保存礫巖中所夾砂巖的孔隙，研究區(qū)中部形成相對(duì)較好的儲(chǔ)層。

5 結(jié)論

1)等時(shí)地震反射界面的對(duì)比是地震解釋的基礎(chǔ)。當(dāng)構(gòu)造復(fù)雜且沉積相變化較快時(shí)，例如河道的改道，沖侵，導(dǎo)致層位難以對(duì)比追蹤，基于分頻方法的層位解釋技術(shù)能較好的排除假象，達(dá)到等時(shí)地震反射界面的精確解釋的效果。

2)由于地震采集處理的復(fù)雜性，用于解釋的地震資料的子波往往是非零相位的。導(dǎo)致地震反射的地質(zhì)意義不明確。井控提高分辨率可以較好的解決地震沉積學(xué)的適用性問題。該技術(shù)在擴(kuò)寬頻譜的同時(shí)，使地震剖面近零相位化。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)，可以確定地震發(fā)射的地質(zhì)意義。

3)在分頻層位解釋及井控提高分辨率的基礎(chǔ)上，利用地層切片進(jìn)行沉積學(xué)解釋能解決較小區(qū)域地層單元內(nèi)的地震沉積學(xué)適用性問題，具有較好的應(yīng)用前景。四川盆地西部新場地區(qū)T3x4(9)砂組內(nèi)砂體廣泛發(fā)育，根據(jù)砂體的延展方向，預(yù)測(cè)物源為安縣運(yùn)動(dòng)中處于強(qiáng)烈隆升狀態(tài)的龍門山島鏈。新場地區(qū)中部由于多期水下分流河道疊置，砂體厚度最大，且由于礫巖抗壓實(shí)性能夠?qū)ι绑w的孔隙起到保護(hù)作用，為相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的發(fā)育區(qū)域。

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