張云濤，張學芳，潘中華

(中國石化勝利油田分公司物探研究院，山東 東營 257000)

墾東地區(qū)河流相薄互層儲層定量描述方法

張云濤，張學芳，潘中華

(中國石化勝利油田分公司物探研究院，山東 東營 257000)

墾東地區(qū)新近系河流相儲層縱向上表現(xiàn)為薄互層，多數(shù)砂體厚度小于1/8λ且多層疊置，在地震上一個反射相位是一套砂泥巖薄互層的綜合反映，利用常規(guī)地震屬性分析方法無法描述單層砂體。通過構建薄互層楔狀模型，明確了薄互層地震調(diào)諧規(guī)律，建立了薄互層地震響應與地層參數(shù)之間的關系，并以之為指導，提出了薄互層地層毛厚度與砂地比的計算方法，間接描述一套薄互層地層中砂巖等效凈厚度，實現(xiàn)了薄互層的間接定量描述。

調(diào)諧規(guī)律 定量描述 等效凈厚度 薄互層

墾東地區(qū)主要含油層系為新近系，擁有90%以上的已探明儲量，主要油藏類型為河流相河道砂體巖性油藏。該類油藏沒有統(tǒng)一的油水邊界，單砂體獨立成藏，因此勘探的關鍵是精細描述砂體的邊界、厚度及判識砂體含油性。墾東地區(qū)構造上處于南部青坨子凸起與北部黃河口凹陷之間的過渡帶，從河流沉積體系上，處于南部高梯度辮狀河體系到北部低梯度曲流河體系之間的過渡相帶，儲蓋組合上表現(xiàn)為砂泥巖薄互層的特征。目前儲層地震預測，主要利用Widess楔狀模型的時間-振幅解釋圖版，可以較好地解決儲層厚度介于1/8～3/8λ之間的薄層定量描述，而儲層厚度小于1/8λ的薄互層研究相對較少。通過構建合理的薄互層模型，研究薄互層的調(diào)諧規(guī)律，以此為依據(jù)，提出了薄互層凈厚度量化描述方法，取得了良好的應用效果。

1 地質(zhì)概況

1.1儲蓋組合特征

河流沉積體系大致可分為三種典型的沉積相，即辮狀河、曲流河、網(wǎng)狀河。實際研究中發(fā)現(xiàn)，某些特定的環(huán)境下河流沉積并不完全屬于這三種沉積相，墾東地區(qū)館上段，其巖性組合既不同于辮狀河，又無明顯的河道沉積，結合區(qū)域構造位置及地形特征分析，認為其應屬于辮狀河與曲流河之間的過渡相(圖1)。

圖1 河流沉積體系層序地層模式

由于其沉積相帶的特殊性，該區(qū)縱向上的儲蓋組合模式既不同于厚層砂體廣泛發(fā)育的辮狀河，又不同于厚層泥巖夾薄層砂巖的曲流河。鉆井統(tǒng)計表明，該區(qū)儲層厚度集中在2～5 m之間，表現(xiàn)為厚層泥巖夾砂泥巖薄互層的組合模式。鉆井揭示該區(qū)館陶組平均速度約為2 200 m/s，地震資料主頻約為40 Hz，根據(jù)Widess薄層調(diào)諧理論，地震資料λ/4的最佳分辨厚度為10 m左右，而本區(qū)砂體單層厚度絕大多數(shù)小于地震資料λ/8即5 m的極限分辨能力。在這種地質(zhì)條件下，地震上的一個反射相位所反映的不是單一砂體的反射，而是一套砂泥巖薄互層的綜合反映，因此基于薄層調(diào)諧理論的砂體描述方法均不再適用。

1.2速度特征分析

速度是地震勘探的基本參數(shù)之一，貫穿于地震的采集、處理和解釋全過程，速度特征分析是儲層預測及油藏描述工作的基礎。只有建立了較準確的速度關系，才能盡可能的還原地震資料所反映的真實地質(zhì)情況。

新近系地層埋藏淺、埋藏時間短，河流相砂巖儲層壓實、膠結作用極差，由于顆粒間不膠結，造成砂巖儲層速度、密度較低。通過大量井的聲波測井數(shù)據(jù)分析，得到新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組砂泥巖速度關系總體表現(xiàn)為：泥巖為高速度、高密度，砂巖儲層為低速度、低密度的特征(圖2)。

圖2 新近系不同巖性速度及密度統(tǒng)計

由速度特征分析可知，新近系砂巖儲層為低阻抗，泥巖為高阻抗，因此在正極性常規(guī)地震剖面上儲層頂面對應波谷反射?；诖苏J識對研究區(qū)新近系主要探井進行精細合成記錄標定，得到新近系較準確的速度場，為后續(xù)的儲層預測描述建立了可靠的基礎。

2 薄互層定量描述

2.1模型正演分析

根據(jù)上述儲蓋組合特征及巖性速度特征，構建了符合該區(qū)實際地質(zhì)情況的薄互層楔狀模型，通過改變薄互層的厚度、砂地比(N/G)研究薄互層調(diào)諧規(guī)律。薄互層楔狀體毛厚度(H)從0 m連續(xù)變化到100 m，砂泥巖薄互層單層厚度為1 m到3 m不等，砂巖速度取2 200 m/s，泥巖速度取2 500 m/s，建立不同砂地比的楔狀模型，參考實際地震資料主頻，取頻率35 Hz的Ricker子波正演各地質(zhì)模型對應的地震剖面(圖3)，并分析各正演剖面的頻譜特征(圖4)，尋找薄互層的調(diào)諧規(guī)律，指導薄互層的儲層描述。

圖3 薄互層楔狀模型及正演剖面(35 Hz Ricker子波)

圖4 薄互層頂面反射振幅譜

由正演模擬可見，當薄互層單層厚度不大(小于λ/16)、分布比較均勻時，薄互層的毛厚度(H)與砂地比(N/G)是影響薄互層地震響應的主要因素，且薄互層的地震響應仍然滿足Widess薄層調(diào)諧規(guī)律：當薄互層毛厚度等于地震波長的1/4時，反射調(diào)諧，此時反射振幅最強，且調(diào)諧振幅值與砂地比(N/G)有關[1-3]。進一步統(tǒng)計調(diào)諧振幅值與砂地比之間的關系，調(diào)諧振幅A與砂地比(N/G)滿足下列線性相關關系(圖5)：

A=5 016.3(N/G)+6 807.1

(1)

圖5 調(diào)諧振幅與砂地比關系

進一步研究式(1)中常數(shù)項與模型之間的關系，改變模型中的砂泥巖速度，發(fā)現(xiàn)其中常數(shù)項的值與砂泥巖速度有關，當砂巖速度取2 300 m/s，泥巖速度取2 500 m/s時，上式變?yōu)椋?/p>

A=5 016.8(N/G)+3 309.4

(2)

可見振幅-砂地比曲線中斜率項為固定值，考慮模型誤差及譜分解誤差，斜率項近似取固定值5 000，截距項是受砂泥巖速度關系決定的變量，應用中應根據(jù)不同工區(qū)的速度關系確定。由此薄互層反射調(diào)諧振幅與砂地比關系可確定為：

A=5 000(N/G)+C

(3)

其中A為薄互層反射調(diào)諧振幅，N/G為砂地比即砂巖百分含量，C是由砂泥巖速度關系確定的常數(shù)。實際應用中根據(jù)實際地震資料和井數(shù)據(jù)標定確定常數(shù)C。

對于薄互層的地震響應，除單層厚度、砂地比外，還受單層砂巖分布方式的影響。黃文鋒等通過建立分布方式不同的薄互層模型，系統(tǒng)研究了薄互層分布方式對地震響應的影響，指出在薄互層單層厚度不大于λ/16時，分布方式對反射振幅的影響極小，在誤差允許的范圍內(nèi)可以忽略不計[2]。因此，在薄互層的條件下，可以利用式(3)近似估算砂巖等效凈厚度。

2.2儲層定量描述

2.2.1 儲層平面預測

由正演模型分析可知，薄互層條件下地震反射不能反映單層砂體的信息，但形成的地震反射強弱仍然能夠反映一套薄互層地層中砂巖的發(fā)育程度，因此調(diào)諧振幅可以反映平面上的儲層發(fā)育程度。

2.2.2 儲層凈厚度計算

由于薄互層情況下地震反射與砂體并不對應，而是一套薄互層的綜合反映，因此地震上無法實現(xiàn)單一砂體的量化描述，但可以根據(jù)薄互層調(diào)諧規(guī)律求取一段薄互層地層中的砂巖累加凈厚度。由正演模型分析可見，薄互層地層仍然滿足薄層調(diào)諧規(guī)律，當毛厚度為λ/4時達到調(diào)諧，此時可由調(diào)諧頻率和儲層厚度求取薄互層毛厚度：

(4)

其中v為砂體速度，F(xiàn)為調(diào)諧頻率，H為薄互層毛厚度。結合式(3)即可求取薄互層中砂巖儲層的等效凈厚度h：

(5)

其中速度v可根據(jù)區(qū)域測井資料確定，A、F可由地震資料分頻處理得到，常數(shù)C通過已知井數(shù)據(jù)與分頻數(shù)據(jù)綜合標定確定。

3 應用效果分析

應用以上方法，對墾東南部地區(qū)館上段進行了儲層發(fā)育區(qū)描述、儲層厚度計算及儲層含油性判識，取得了良好的應用效果。

通過合成記錄標定確定目的層在地震上的反射層位，并在區(qū)域內(nèi)追蹤解釋目的層，在頻率域提取目的層調(diào)諧振幅屬性，在實鉆井的控制下確定儲層發(fā)育的調(diào)諧振幅門檻值，對調(diào)諧振幅進行門檻值鏤空，表征平面上的儲層發(fā)育范圍(圖6)。利用S變換分頻數(shù)據(jù)[4-5]，提取目的層調(diào)諧振幅、調(diào)諧頻率，根據(jù)實鉆井標定確定該區(qū)砂巖速度，根據(jù)式(5)計算儲層發(fā)育區(qū)內(nèi)的儲層等效厚度(圖7)。

圖6 墾東南部館上段2砂組儲層平面預測圖(調(diào)諧振幅屬性)

圖7 墾東南部館上段2砂組砂巖等效厚度圖

由于該區(qū)處于辮狀河向曲流河過渡相帶，河道交叉、分叉頻繁，無完整的河道形態(tài)，但砂體整體呈近南北向條帶狀展布，與河流方向一致。以上描述結果與地質(zhì)認識及實鉆井的情況吻合程度較高，儲層平面預測鉆井吻合率達到85%以上，厚度計算誤差小于10%，證明該套針對薄互層的儲層預測描述方法行之有效。

4 結論

(1)通過構建薄互層楔狀模型，明確了薄互層地層調(diào)諧規(guī)律，利用調(diào)諧振幅預測儲層展布、調(diào)諧頻率與調(diào)諧振幅預測儲層凈厚度取得了良好的應用效果，對解決薄互層地震識別難的問題有一定的推廣借鑒意義。

(2)該套方法不僅可以描述河道砂體，而且對于三角洲、灘壩、濁積巖等沉積體系的儲層描述精度均具有一定的提高，可以有效提高復雜儲層的描述精度，為油田勘探開發(fā)部署提供更好的依據(jù)。

[1] 李國發(fā)，岳英，熊金良，等.基于三維模型的薄互層振幅屬性實驗研究[J].石油地球物理勘探，2011,46(1):115-120.

[2] 黃文鋒，姚逢昌，李宏兵.薄互層調(diào)諧規(guī)律研究與凈厚度估算[J].石油地球物理勘探，2012，47(4):584-591.

[3] 盧異，吳雪松，石倩茹，等.薄互層地震響應及分頻技術的適用性分析[J].天然氣地球科學，2010，21(4):660-665.

[4] 高靜懷，陳文超，李幼銘，等.廣義S變換與薄互層地震響應分析[J].地球物理學報，2003，46(4):526-532.

[5] 刁瑞，李振春，韓文功，等.基于廣義S變換的吸收衰減分析技術在油氣識別中的應用[J].石油物探，2011，50(3):260-265.

(編輯 韓 楓)

Quantitative description method of fluvial thin interbed layers in Kendong area

Zhang Yuntao,Zhang Xuefang,Pan Zhonghua

(GeophysicalResearchInstituteofShengliOilfieldCompany,SINOPEC,Dongying257000,China)

The thin interbed layers are deposited in Neogene fluvial reservoir in Kendong area longitudinally,with layers thickness less than 1/8 lambda,which can not be characterized by the currently seismic attribute analysis methods,for one seismic phase may be caused by the comprehensive reflection of a set of thin interbed sandstone and mudstone.Based on constructing the thin interbed layers model,clearing the seismic tuning rules of thin interbed layers and establishing the relationship between the seismic reflection of thin interbed layers and its formation parameters,the calculation methods of the visual sandstone thickness and sandstone shale ratio were presented,to describe the equivalent net thickness of sandstone in a set of interbed layers indirectly,and realize the indirect and quantitative seismic description of the interbed layers.

tuning rule; quantitative description; equivalent net thickness; thin interbed layers

P631.4

A

10.16181/j.cnki.fzyqc.2015.01.008

2014-05-27；改回日期2014-07-18。

收稿日期：張云濤(1982—)，工程師，從事地震資料綜合解釋及油氣藏綜合研究工作。電話：0546-8771396，E-mail：zhangyuntao.slyt@sinopec.com。