地震河道檢測(cè)技術(shù)在鄂爾多斯盆地上古生界的應(yīng)用

賀曉1，焦健1，許建權(quán)2，許小強(qiáng)1

(1.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西西安 710075；

2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院西北分院，甘肅蘭州 730020)

摘要：鄂爾多斯盆地上古生界河道砂體縱向相互疊置，橫向變化快，非均質(zhì)性強(qiáng)，屬于典型的低孔低滲巖性油氣藏，河道砂體的預(yù)測(cè)難度大。為解決這一問(wèn)題，探索、試驗(yàn)和應(yīng)用了多種先進(jìn)適用的技術(shù)方法，包括古地貌分析、地震振幅屬性分析、頻譜分解、地震相分類和吸收系數(shù)等現(xiàn)有疊后分析技術(shù)，在鄂爾多斯盆地內(nèi)不同研究區(qū)塊開(kāi)展了針對(duì)巖性油氣藏的河道地震技術(shù)應(yīng)用研究，精細(xì)刻畫了河道沉積的特征。應(yīng)用實(shí)踐表明，結(jié)合鄂爾多斯盆地內(nèi)不同研究區(qū)塊的地質(zhì)特點(diǎn)，選擇和利用上述地震技術(shù)能夠有效識(shí)別盆地內(nèi)上古生界巖性油氣藏的河道砂體，效果較好。同時(shí)還形成了一套適合鄂爾多斯盆地的河道識(shí)別技術(shù)系列，為鄂爾多斯盆地陸相河道研究提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：疊后；頻譜分解；地震相分類；吸收系數(shù)

中圖分類號(hào)：P631.44

作者簡(jiǎn)介：第一賀曉(1978年生)，男，碩士研究生，現(xiàn)從事石油天然氣勘探研究工作。郵箱：273527639@qq.com。

Application of Seismic Techniques to Upper Paleozoic Channel

Detection in Ordos Basin

He Xiao1, Jiao Jian1，Xu Jianquan2，Xu Xiaoqiang1

(1.ResearchInstituteofShaanxiYanchangPetroleum(Group)Co.,Ltd.,Xi’an,Shaanxi710075,China；2.NorthwestBranch

ofPetroChinaResearchInstituteofExplorationandDevelopment,Lanzhou,Gansu730020,China)

Abstract:It is very hard to identify the channel sand body of Upper Paleozoic in Ordos Basin, because of its vertical overlying, dramatic lateral, and strong heterogeneity. It is typical lithologic reservoir of low porosity and low permeability. To solve the problem, multiple advanced techniques were explored, tested and applied, such as Paleogeomorphology analysis, seismic amplitude analysis, spectral decomposition, seismic facies classification, absorption coefficient and other techniques for post-stack analysis. Application research on channel seismic techniques for lithologic reservoirs in different areas of Ordos Basin was carried out, and channel sedimentary features were described subtly. Application showed that these seismic techniques could effectively identify channel sands of Upper Paleozoic in Ordos Basin, combined with the geological characteristics of different study areas in the Basin. Meanwhile, systematic channel identification techniques applicable for Ordos Basin were developed, providing a reference for continental facies channel research in Ordos Basin.

Key words: post-stack; spectral decomposition; facies classification; absorption coefficient

鄂爾多斯盆地上古生界屬于海陸交互—陸相沉積環(huán)境，儲(chǔ)層為分流河道砂巖，由于河道變遷頻繁，砂泥巖相互疊置，單砂體厚度薄，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)[1-6]。以往研究河道的方法通常在常規(guī)地震剖面上進(jìn)行，沿層切片分析并進(jìn)行常規(guī)屬性(如振幅、相位、頻率屬性)的提取。此類技術(shù)適用于海相或深湖相大套泥巖背景下的河道砂巖刻畫，對(duì)陸相河道沉積識(shí)別，尤其是鄂爾多斯盆地上古生界砂泥巖交互的陸相河道砂體識(shí)別效果不佳。本文在目前地震描述方法的基礎(chǔ)上，以鄂爾多斯盆地不同區(qū)塊山西組山23亞段和下石盒子組盒8下亞段為目標(biāo)，開(kāi)展了針對(duì)性的方法研究，準(zhǔn)確識(shí)別了陸相河道的分布特征。

1 古地貌恢復(fù)技術(shù)

古構(gòu)造剖面又稱為古地理—古構(gòu)造恢復(fù)剖面，是將某些有地質(zhì)意義的層位認(rèn)為是古時(shí)期的沉積平面，然后將這一層位向上時(shí)移拉平，就可以得到古構(gòu)造剖面，其目的是研究這一層在其沉積時(shí)期與其他各層之間的關(guān)系[7-9]。古地貌恢復(fù)技術(shù)就是利用這一原理，通過(guò)地震解釋技術(shù)，將相當(dāng)于某一時(shí)期地質(zhì)層位的地震反射層拉平，來(lái)研究地質(zhì)歷史時(shí)期地層構(gòu)造和沉積情況。

在SLG地區(qū)，運(yùn)用古地貌恢復(fù)技術(shù)對(duì)河道進(jìn)行了識(shí)別。該區(qū)盒8段構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單且平緩，斷層不發(fā)育，地層屬辮狀河沉積體系，為多期河道沉積，且單期河道沉積厚度較小(3～5m)。砂體發(fā)育，砂巖壓實(shí)作用較弱；同時(shí)橫向上地層速度變化相對(duì)較小，盒8段上部的盒7段底部界面基本屬于等時(shí)沉積平面。

從層位拉平處理剖面上看(圖1a)，su14井處盒8段時(shí)間厚度較大，下凹現(xiàn)象非常明顯，盒8段底部為弱反射特征，因此解釋為高能疊置河道沉積。su21井處盒8段時(shí)間厚度較大，下凹現(xiàn)象不明顯，盒8段底部為中—強(qiáng)反射特征，解釋為平流疊置河道沉積(圖1b)。

可以看出，地震古地貌恢復(fù)方法基本適用于SLG地區(qū)，可以利用該方法進(jìn)行儲(chǔ)層沉積特征及河道識(shí)別研究。值得注意的是，由于研究區(qū)河道砂體疊置頻繁的沉積特點(diǎn)，該方法只適用于盒8段沉積期河道的識(shí)別。

圖1　層位拉平處理剖面識(shí)別河道圖 Fig.1　Channel identification with horizon flattening process section

根據(jù)盒8段頂部層位拉平處理結(jié)果，結(jié)合盒8段區(qū)域構(gòu)造、沉積及儲(chǔ)層地質(zhì)等特征，總結(jié)了SLG地區(qū)疊置河道的綜合解釋原則：

(1)在層位拉平剖面上，盒8段時(shí)間厚度較大，下凹現(xiàn)象明顯、盒8段底部為中—弱反射，處于拉平面以下較深部位，為古地貌(構(gòu)造)較低部位，反映沉積時(shí)期水動(dòng)力作用較強(qiáng)烈，解釋為高能疊置河道。

(2)古構(gòu)造恢復(fù)剖面上，盒8段時(shí)間厚度較大，下凹現(xiàn)象不明顯，盒8段底部為中—強(qiáng)反射，處于拉平面以下相對(duì)較淺部位，為古地貌(構(gòu)造)較高部位，反映沉積時(shí)期水動(dòng)力作用相對(duì)較弱，解釋為平流疊置河道。

(3)古構(gòu)造恢復(fù)剖面上，盒8段時(shí)間厚度較小,基本無(wú)下凹現(xiàn)象，盒8段底部為弱反射，處于拉平面以下淺部位，為古地貌(構(gòu)造)高部位，反映沉積時(shí)期水動(dòng)力作用較弱，解釋為疊置河道間沉積或廢棄河道沉積。

2 瞬時(shí)頻率分析技術(shù)

常規(guī)地震屬性眾多，體現(xiàn)了地震波的動(dòng)力學(xué)特征，包含振幅、頻率和相位等參數(shù)。地震頻率屬性為常用的地震動(dòng)力學(xué)特征之一，它包含了有關(guān)地下地質(zhì)體的巖性、物性及流體信息。通常孔隙巖石吸收地震波的能力較強(qiáng)，導(dǎo)致地震波的頻率降低[10-14]。

在SLG地區(qū)，盒8段地層河道砂巖孔隙較泥巖要高許多，而河道間等低能環(huán)境沉積的粉砂巖、泥質(zhì)砂巖則與泥巖孔隙相當(dāng)，由于砂巖通常位于主河道部位，因此利用頻率屬性定性識(shí)別出主河道，就能夠大致判斷有利砂巖儲(chǔ)層的分布范圍。

圖2　瞬時(shí)頻率屬性沿層切片識(shí)別SLG地區(qū) 盒8段辮狀河道圖 Fig.2　Identification of braided channel with horizon slices of instaneous frequency property in 8th member of Shihezi Formation，SLG area

圖2為SLG地區(qū)盒8段瞬時(shí)頻率屬性沿層切片，由藍(lán)到紅，瞬時(shí)頻率屬性逐漸變低，反映了水動(dòng)力條件由弱到強(qiáng)的特征；紅色條帶集中的地方代表了高能主河道位置，藍(lán)色和紫色代表了低能河道沉積部位。圖2中所示的河道擺動(dòng)頻繁，河流分岔及合并復(fù)雜，平面上呈辮狀分布，反映了該區(qū)盒8段辮狀河沉積的特點(diǎn)。

3 分頻處理解釋技術(shù)

地震分頻技術(shù)可揭示地層的縱向整體變化規(guī)律、沉積相帶的空間演變模式，并能對(duì)整個(gè)研究區(qū)的薄層厚度和地質(zhì)體的非連續(xù)性進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)頻率掃描，確定合適的頻率值，以突出地質(zhì)體的頻率響應(yīng)[15]。

圖3為分別采用20Hz、40Hz和60Hz頻率對(duì)SLG東部地區(qū)上古生界下石盒子組盒8段所做的分頻調(diào)諧體沿層切片，圖中黃色、紅色為主河道，根據(jù)調(diào)諧頻率計(jì)算結(jié)果并參考井點(diǎn)厚度信息，認(rèn)為20Hz分頻反映了砂體厚度為20～25m的厚砂體河道，40Hz分頻反映了砂體厚度為10～20m的河道，而60Hz分頻則揭示了砂體厚度小于5m的河道。從中可以看出，SLG地區(qū)河道具有多期性分布的特點(diǎn)，相互疊置，厚度不一，反映在鉆井結(jié)果上就是砂體鉆遇率很高，但砂泥互層明顯，砂體厚度變化大。該結(jié)果和目前已知井點(diǎn)吻合很好。通過(guò)對(duì)這3個(gè)頻率數(shù)據(jù)體的綜合研究，對(duì)研究區(qū)不同厚度砂巖分布情況有了大致的了解。

圖3　盒8段分頻調(diào)諧體沿層切片圖 Fig.3　Horizon slices of frquentcy tubing cube in the 8th member of Shihezi Formation

4 地震相分類技術(shù)

地震相分類是在地震道波形特征的識(shí)別和分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。地震道波形是地震響應(yīng)參數(shù)(振幅、相位、頻率等)的綜合反映,因此，它的變化將直接影響到地震響應(yīng)的各種參數(shù)的綜合變化[16]。利用該技術(shù)有助于減少用單一地震屬性，如振幅、相位、頻率等對(duì)相劃分帶來(lái)的多解性。

圖4　GJH地區(qū)山西組山2 3亞段地震相分類結(jié)果圖 Fig.4　Seismic facies classification of the submember of the 3rd member Shanxi Formation in GJH area

利用該技術(shù)對(duì)鄂爾多斯盆地東部GJH地區(qū)上古生界山西組山23亞段進(jìn)行了研究。該區(qū)山23亞段屬于海陸過(guò)渡沉積環(huán)境，處于三角洲前緣，水下分流河道發(fā)育，砂體厚度薄，普遍小于10m。地震相分析的結(jié)果(圖4)不僅精細(xì)地刻畫出了研究區(qū)內(nèi)山23亞段三角洲前緣砂體(圖4中紅色及棕黃色)的分布范圍，而且發(fā)現(xiàn)在研究區(qū)北部存在一條古河道。經(jīng)研究認(rèn)為,該河道是在早古生代馬家溝組沉積時(shí)期形成的暗河垮塌背景上發(fā)育的河道。

5 吸收系數(shù)技術(shù)

不同的巖石吸收系數(shù)不同，甚至差別很大，其主要受地層巖性、厚度和孔隙流體的影響。通常砂巖的吸收系數(shù)比泥巖、石灰?guī)r大，而當(dāng)砂巖含油氣時(shí)，其吸收系數(shù)增大更加明顯。對(duì)于陸相沉積而言，吸收系數(shù)與地層的泥質(zhì)含量及孔隙度密切相關(guān)，心灘、河道砂巖厚度大，儲(chǔ)層物性、含油氣性較好，一般具有較高的吸收系數(shù)，表現(xiàn)為中—強(qiáng)吸收異常。河道間、廢棄河道砂巖通常呈薄互層分布，儲(chǔ)層物性、含油氣性較差，表現(xiàn)為弱吸收異常。利用該原理，可以對(duì)河道砂巖進(jìn)行預(yù)測(cè)，尤其是砂巖含油氣時(shí)，效果更為明顯[17]。

利用吸收系數(shù)技術(shù)對(duì)鄂爾多斯盆地東部GJH地區(qū)盒8段氣層進(jìn)行了檢測(cè)，由圖5可以看出明顯的分流河道和沉積間灣的分布。高吸收系數(shù)區(qū)，河道砂巖發(fā)育，也是氣層有利區(qū)，實(shí)際鉆探結(jié)果和分析結(jié)論完全相符。

圖5　GJH地區(qū)盒8段吸收系數(shù)分布圖 Fig.5　Absorption coefficients of the 8th member in Shihezi Formation,GJH area

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)利用當(dāng)前疊后地震解釋方法，對(duì)鄂爾多斯盆地上古生界陸相沉積河道進(jìn)行了識(shí)別及刻畫，形成了一套疊后河道描述系列技術(shù)。該系列技術(shù)方法操作簡(jiǎn)單，快速經(jīng)濟(jì)，具有很好的適用性，能有效應(yīng)用于該盆地多個(gè)天然氣區(qū)塊的陸相河道識(shí)別，為油氣田勘探提供了技術(shù)支持。然而，同其他地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法一樣，這些技術(shù)系列的應(yīng)用也具有其特定的適用條件，應(yīng)在仔細(xì)研究區(qū)塊的地質(zhì)沉積特點(diǎn)、地震資料分辨率及信噪比的基礎(chǔ)上，采用純波地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，多種方法相互配合驗(yàn)證，才能降低河道描述的多解性，獲得較好的應(yīng)用效果。

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