谷志猛，楊海風(fēng)，王 軍，李果營(yíng)，王思權(quán)

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

實(shí)用地球物理技術(shù)在渤中探區(qū)巖性勘探中的應(yīng)用

谷志猛，楊海風(fēng)，王 軍，李果營(yíng)，王思權(quán)

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

摘 要：針對(duì)渤中探區(qū)Q構(gòu)造新近系近十年探索沒有取得突破性進(jìn)展，借鑒周邊成熟油田淺層巖性勘探的思路，以地質(zhì)認(rèn)識(shí)為指導(dǎo)，以精細(xì)構(gòu)造解釋和巖性圈閉刻畫為核心，綜合運(yùn)用地層切片、地震屬性分析、90度相移及低幅度構(gòu)造變速成圖等多項(xiàng)地球物理技術(shù)，對(duì)新近系明下段淺水三角洲巖性圈閉進(jìn)行精細(xì)識(shí)別與刻畫。結(jié)果表明：地層切片結(jié)合地震屬性技術(shù)有效識(shí)別砂體平面展布特征，90度相移技術(shù)輔助完成砂體精細(xì)刻畫，低幅度構(gòu)造變速成圖技術(shù)真實(shí)反映砂體構(gòu)造特征。通過多項(xiàng)地球物理技術(shù)的應(yīng)用，相繼發(fā)現(xiàn)了Qa、Qb/c及Qd等一系列淺層巖性含油氣構(gòu)造，掀起了渤海海域淺層巖性勘探的熱潮，同時(shí)也對(duì)相似地質(zhì)背景探區(qū)具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：巖性勘探；地層切片；90度相移；變速成圖

隨著勘探程度的不斷加深，大型構(gòu)造型油氣藏不斷揭示，那些難以發(fā)現(xiàn)的隱蔽圈閉和巖性油氣藏逐漸受到重視，尤其是經(jīng)歷過一輪勘探歷程而沒有取得良好的勘探效果的區(qū)域，急需轉(zhuǎn)變勘探思路，重新規(guī)劃部署，從最初的尋找大型構(gòu)造圈閉到尋找有利巖性油氣藏，結(jié)合相應(yīng)的地球物理技術(shù)手段，勇于創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)新的勘探突破[1]。

Q構(gòu)造位于渤海中部探區(qū)石臼坨凸起中段向東傾末的斜坡帶高部位。該構(gòu)造明化鎮(zhèn)組繼承性發(fā)育多個(gè)斷塊型圈閉，圈閉面積總體較小、幅度較低。然而，在凸起斜坡帶較好的低幅構(gòu)造背景下，構(gòu)造—巖性和巖性圈閉較發(fā)育，淺水三角洲砂體廣泛分布，儲(chǔ)蓋組合較好，其中湖泛域下降半旋回儲(chǔ)層較發(fā)育、橫向連續(xù)性較好，具有較好巖性油氣藏勘探潛力[2-4]。基于石臼坨凸起淺層勘探長(zhǎng)期處于瓶頸狀態(tài)，緊密結(jié)合周圍油田開發(fā)生產(chǎn)情況，以淺層新近系明化鎮(zhèn)組構(gòu)造—巖性和巖性圈閉作為突破口，在地質(zhì)模式的指導(dǎo)下，以精細(xì)構(gòu)造解釋和巖性圈閉刻畫為核心，綜合運(yùn)用地層切片、地震屬性分析、90度相移及低幅度構(gòu)造變速成圖等多項(xiàng)地球物理技術(shù)，對(duì)新近系明化鎮(zhèn)組下段淺水三角洲巖性圈閉進(jìn)行了精細(xì)識(shí)別與刻畫，取得了良好的勘探成效。

1　巖性圈閉識(shí)別

眾所周知，巖性油氣藏有別于常規(guī)的構(gòu)造油氣藏，具有更強(qiáng)的隱蔽性，成藏規(guī)律更為復(fù)雜，影響成藏的因素復(fù)雜多樣，勘探難度與風(fēng)險(xiǎn)更大[5]。其中，巖性勘探過程中最核心的內(nèi)容是尋找有利、具備勘探潛力的巖性圈閉，以利于相應(yīng)的勘探部署。

1.1巖性圈閉描述原則

渤中探區(qū)石臼坨凸起Q構(gòu)造新近系明化鎮(zhèn)組下段淺水三角洲砂體縱橫向廣泛分布，展布形態(tài)不規(guī)則，增大了甄別有效砂體的難度。為了識(shí)別有利的潛力砂體及進(jìn)行儲(chǔ)層砂體描述，對(duì)已鉆井揭示的含油氣砂體分析基礎(chǔ)上，總結(jié)出潛力砂體描述的基本原則：

（1）與井上鉆遇的含油砂體同期砂體，即與含油砂體同時(shí)期沉積的潛力砂體。同時(shí)期沉積的砂體在沉積環(huán)境、儲(chǔ)層物性與含油氣性等方面可能具有相似的特征，也具有良好的勘探潛力，可以作為下一步井位部署的依據(jù)。

（2）通過統(tǒng)計(jì)Q構(gòu)造區(qū)儲(chǔ)量分布，儲(chǔ)量較大的含油砂體規(guī)模也較大，即潛力砂體在橫向展布上具備一定的規(guī)模。

（3）靠近油氣運(yùn)移斷層（即靠近為其順暢提供油氣的運(yùn)輸通道），增加潛力砂體成藏的把握性。

1.2巖性圈閉描述工作流程

為了精細(xì)落實(shí)砂體形態(tài)，在明確巖性圈閉描述原則的基礎(chǔ)上，以“模式為指導(dǎo)、層序?yàn)榧s束、平面找范圍、剖面尋細(xì)節(jié)、屬性作質(zhì)控”為原則，總結(jié)出潛力砂體精細(xì)刻畫技術(shù)組合，對(duì)巖性圈閉進(jìn)行精細(xì)描述。

在區(qū)域沉積模式的指導(dǎo)下聯(lián)合使用地震反演、90度相移等多種地震數(shù)據(jù)，在層序約束下，綜合運(yùn)用相干體技術(shù)、地層切片技術(shù)和地震屬性分析等地球物理手段，由區(qū)域到具體、由面到點(diǎn)、由大到小、由粗到細(xì)對(duì)砂體進(jìn)行追蹤和描述。在對(duì)潛力砂體進(jìn)行質(zhì)量控制與風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)，首先確保潛力砂體整體邊界清晰可辨，結(jié)合潛力砂體的平面屬性分析其內(nèi)部非均質(zhì)性。通過潛力砂體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，為優(yōu)化井位部署提供技術(shù)支持（圖1）。

圖1　Q構(gòu)造區(qū)巖性圈閉描述工作流程

2　實(shí)用地球物理技術(shù)在巖性勘探中的應(yīng)用

2.1地層切片

目前使用的切片方法主要有3種：時(shí)間切片、沿層切片和地層切片（圖2）。地層切片是以解釋的兩個(gè)等時(shí)沉積界面為頂?shù)?，在地層的頂?shù)捉缑骈g按照厚度等比例內(nèi)插出一系列的層面，沿這些內(nèi)插出的層面逐一生成切片。地層切片比時(shí)間切片和沿層切片更接近于等時(shí)界面，可以近似反映沉積體系在某一時(shí)刻沉積界面結(jié)構(gòu)特征，幫助人們識(shí)別扇體、砂巖透鏡體、古河道等地質(zhì)體的橫向變化，并通過地層切片的地震屬性特征解釋沉積時(shí)期古沉積環(huán)境特征。因此，地層切片的屬性分析可以反映同一沉積時(shí)期的地質(zhì)信息[6-7]。

圖2　時(shí)間切片、沿層切片和地層切片生成方式示意圖

在層序地層格架的約束下，利用地層切片與地震屬性技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)研究區(qū)砂體進(jìn)行搜索。通過地層切片提取的地震屬性圖可以清晰地看出（圖3），Q構(gòu)造區(qū)明下段發(fā)育淺水三角洲沉積，儲(chǔ)蓋組合較好，自上而下依次表現(xiàn)為三角洲平原沉積、三角洲前緣與河道型沉積特征，并且最大湖泛面（即藍(lán)色虛線）上下表現(xiàn)出不同的沉積特征，最大湖泛面以上砂體連續(xù)成片、較為發(fā)育，而最大湖泛面以下則表現(xiàn)出與之不同的砂體斷續(xù)、不成規(guī)模的分布特征，反映出了各個(gè)時(shí)期不同的沉積演化特征。其中湖泛域下降半旋回儲(chǔ)層較發(fā)育、橫向連續(xù)性較好，尤其是0、Ⅰ、Ⅱ油組上部（下降半旋回）淺水三角洲沉積砂體較發(fā)育，砂體圈閉面積和含油氣面積均較大，油氣較富集。在此基礎(chǔ)上，通過沉積演化規(guī)律的分析，結(jié)合潛力砂體儲(chǔ)層描述，針對(duì)有利巖性圈閉進(jìn)行精細(xì)刻畫。

2.290度相移

在儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)和砂體描述中，波阻抗反演是不可缺少的技術(shù)之一，在巖性油藏描述中發(fā)揮了非常重要的作用。但常規(guī)波阻抗反演由于受模型影響，反演結(jié)果分辨率基本與地震資料一致，對(duì)刻畫巖性邊界有影響。因此，在實(shí)際工作中，采用波阻抗反演資料與90度相位轉(zhuǎn)換資料相結(jié)合進(jìn)行砂體精細(xì)雕刻。90度相位轉(zhuǎn)換技術(shù)最早由曾洪流（2005）提出，通過90度相位轉(zhuǎn)換將地震反射波最大振幅提到薄層中心，使地震反射的主要同相軸與地質(zhì)上的薄砂層中心對(duì)應(yīng)，地震相位也就具有了巖性地層的意義[8-9]（圖4），從而提高了剖面的可解釋性，尤其便于薄砂層的解釋[10]。

圖3　地層切片技術(shù)提取相關(guān)屬性圖

圖4　地層切片技術(shù)提取相關(guān)屬性圖

在潛力砂體描述中，需要常規(guī)波阻抗反演與90度相移技術(shù)相互補(bǔ)充利用，進(jìn)而保證砂體描述的準(zhǔn)確性，尤其是砂體邊界能夠刻畫的更加清楚、準(zhǔn)確。如Qa-1井所鉆遇的B砂體，B砂體儲(chǔ)層描述為儲(chǔ)量評(píng)價(jià)工作提供準(zhǔn)確的技術(shù)支持，但在反演剖面和地震剖面上是分辨不出的，而地震90度相移剖面上可以較清楚的描述B砂體(圖5)，經(jīng)過90度相移，B砂體的頂?shù)捉缑婊厩逦梢姟?/p>

2.3低幅度構(gòu)造變速成圖

速度異常是指在同樣時(shí)間深度，地層速度橫向變化較大，以致對(duì)轉(zhuǎn)換為深度域的構(gòu)造圖的構(gòu)造形態(tài)或高低關(guān)系有所影響，主要表現(xiàn)為時(shí)間剖面與深度剖面不符甚至矛盾的現(xiàn)象[11-12]。

圖5　多種資料結(jié)合進(jìn)行砂體描述

圖6　速度異常表現(xiàn)特征

在渤中探區(qū)石臼坨凸起中段的Qa構(gòu)造區(qū)就出現(xiàn)了典型的速度異常。從圖6 Qa構(gòu)造3口已鉆井連井地震剖面上看，Qa-3井新近系明下段Ⅲ油組頂在時(shí)間剖面比Qa-1、Qa-2井分別深13 ms與9 ms，而Qa-3井Ⅲ油組頂?shù)牡刭|(zhì)分層卻比Qa-1、Qa-2井分別淺6 m與9 m；由此可見，Qa-3井Ⅲ油組頂在時(shí)間剖面上最深，但地質(zhì)分層卻最淺，證實(shí)了Qa-3井區(qū)存在速度異常。

為了規(guī)避速度異常，建立高精度的三維地震速度場(chǎng)進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換是變速成圖的關(guān)鍵，特別是在巖性變化較大導(dǎo)致地層速度橫向變化較大的區(qū)域，并且對(duì)于低幅度構(gòu)造的研究也至關(guān)重要。

2.3.1建立速度場(chǎng)

針對(duì)Qa構(gòu)造地質(zhì)特點(diǎn)和低幅構(gòu)造特征，改進(jìn)方法建立適合本區(qū)的速度模型進(jìn)行變速成圖，實(shí)現(xiàn)過程如下：

（1）將地震數(shù)據(jù)處理過程的疊加速度場(chǎng)轉(zhuǎn)化為層速度場(chǎng)，并利用地震解釋層位格架約束的方法求取平均速度場(chǎng)。

（2）結(jié)合已鉆井的最終時(shí)深關(guān)系數(shù)據(jù)生成測(cè)井約束的平均速度場(chǎng)。

在主會(huì)場(chǎng)，還進(jìn)行了振奮人心的宣誓儀式，各國(guó)代表充分展示了對(duì)海洋環(huán)境保護(hù)的態(tài)度和重視程度，并積極承諾通過各種方式促進(jìn)我們的海洋能夠成為承載人類夢(mèng)想起航的諾亞方舟。

（3）通過設(shè)置趨勢(shì)種子點(diǎn)來控制構(gòu)造內(nèi)速度場(chǎng)的橫向變化趨勢(shì)。

2.3.2變速成圖

速度場(chǎng)建立后，將目的層時(shí)間圖依據(jù)此速度網(wǎng)格直接進(jìn)行垂向時(shí)深轉(zhuǎn)換，生成初步的深度網(wǎng)格，并采用研究區(qū)的鉆井分層數(shù)據(jù)與深度網(wǎng)格進(jìn)行井點(diǎn)誤差校正。具體方法為：將鉆井地質(zhì)分層數(shù)據(jù)與深度網(wǎng)格井點(diǎn)數(shù)據(jù)的誤差作為深度誤差網(wǎng)格的約束條件，找出全區(qū)深度誤差的分布規(guī)律，并利用最佳數(shù)學(xué)期望法，使誤差分布情況更加接近實(shí)際趨勢(shì)，再將生成的誤差網(wǎng)格合并到深度網(wǎng)格中，對(duì)深度網(wǎng)格進(jìn)行校正。如此循環(huán)，直至深度網(wǎng)格井點(diǎn)數(shù)據(jù)誤差最小且分布情況與實(shí)際趨勢(shì)相近為止，生成最終的構(gòu)造圖。

圖7為Qa-3井1 098 m砂體含油面積時(shí)間圖與變速成圖的構(gòu)造圖之間的對(duì)比，其中紅色區(qū)域?yàn)楹瑲鈪^(qū)，綠色區(qū)域?yàn)楹蛥^(qū)。時(shí)間圖與構(gòu)造圖含油氣區(qū)域相差較大，兩者構(gòu)造形態(tài)也有所變化，構(gòu)造圖含氣區(qū)域擴(kuò)大，含油區(qū)域收縮，后經(jīng)鉆井證實(shí)了構(gòu)造圖的準(zhǔn)確可靠性，基本反映了含油砂體真實(shí)的地質(zhì)構(gòu)造特征，為后續(xù)儲(chǔ)量計(jì)算與井位部署提供了可靠依據(jù)。

圖7　變速成圖

3　結(jié)論

在渤中探區(qū)石臼坨凸起中段Q構(gòu)造淺水三角洲巖性勘探中，以地質(zhì)模式為指導(dǎo)，以精細(xì)構(gòu)造解釋與巖性圈閉描述為核心，利用地質(zhì)認(rèn)識(shí)總結(jié)出巖性圈閉描述的基本原則及工作流程，運(yùn)用地層切片、地震屬性分析、90度相移及低幅度構(gòu)造變速成圖等相關(guān)地球物理技術(shù)手段，通過有利目標(biāo)分析與整體評(píng)價(jià)，依次發(fā)現(xiàn)了Qa、Qb/c及Qd等一系列含油氣構(gòu)造，取得了良好的勘探效果，進(jìn)而對(duì)渤海海域其它相似地質(zhì)背景區(qū)域具有借鑒意義，增強(qiáng)了淺層巖性勘探的信心。

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中圖分類號(hào)：P631

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2014.01.017

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技重大專項(xiàng)“近海隱蔽油氣藏勘探技術(shù)”（2011ZX05023-002）。

收稿日期：2013-02-19；改回日期：2013-09-30

第一作者簡(jiǎn)介：谷志猛，男，1982年生，工程師，2008年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京），獲碩士學(xué)位，主要從事地球物理解釋與儲(chǔ)層研究工作。E-mail：guzhm3@cnooc.com.cn。

文章編號(hào)：1008-2336（2014）01-0017-05

Application of the Pragmatic Geophysical Techniques to Exploration of Lithological Traps in Bozhong Exploration Area

GU Zhimeng, YANG Haifeng, WANG Jun, LI Guoying, WANG Siquan
（Institute of Petroleum Exploration and Development of Bohai Oil fi eld Company, CNOOC, Tianjin 300452, China）

Abstract:The exploration of Q structure in Bozhong prospect area has been almost ten years, however, no great break through has been made. On the basis of the lithology exploratory thinking of the peripheral mature oil fi eld, guided by the recent geological theories, new geophysical techniques to identify and describe the lithologic traps have been used in shallow water delta in Neogene by fi ne structure elucidation and description, such as the strata slice, the seismic attribute analysis, the 90° phase shift and the velocityvariant mapping. The study results indicated that the strata slice and seismic attribute analysis techniques can be used successfully to identify the complex characteristics of lithologic traps, the 90° phase shift can be used to describe the lithologic traps, and the velocity-variant mapping can ref l ect truly the tectonic character of lithologic traps. Through application of these techniques, a series of the shallow layer lithological hydrocarbon bearing structures, such as Qa, Qb/c and Qd have been discovered, resulting in high upsurge for exploration of shallow water lithological traps in the Bohai Sea. In addition, it is also useful for exploration of lithological traps with the similar geological background.

Key words:lithology exploratory; strata slice; 90° phase shift; velocity-variant mapping