王鵬飛，肖　學(xué)，楊春峰，黎　騰，趙乾辰，劉媛媛

(中國石化河南油田分公司物探研究院，河南南陽 473132)

利用正演模擬優(yōu)選春光區(qū)塊地震同相軸預(yù)測(cè)儲(chǔ)層

王鵬飛，肖學(xué)，楊春峰，黎騰，趙乾辰，劉媛媛

(中國石化河南油田分公司物探研究院，河南南陽 473132)

摘要：以準(zhǔn)噶爾盆地春光區(qū)塊的具體地質(zhì)條件為例，針對(duì)不同的巖性結(jié)構(gòu)建立波阻抗模型進(jìn)行正演模擬分析，優(yōu)選出特定巖性結(jié)構(gòu)條件下最能反映儲(chǔ)層信息的地震同相軸，據(jù)此提取地震振幅屬性，可有效預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的展布。研究結(jié)果表明，春光區(qū)塊厚層泥巖夾薄層砂巖的地震響應(yīng)表現(xiàn)為三個(gè)地震反射同相軸，可以追蹤此三個(gè)地震同相軸并提取沿層的振幅地震屬性，預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的展布。當(dāng)儲(chǔ)層位置臨近強(qiáng)反射界面時(shí)，由于強(qiáng)反射界面會(huì)對(duì)鄰近儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征形成較強(qiáng)干擾，可以考慮通過正演模擬研究，在遠(yuǎn)離強(qiáng)反射界面干涉范圍的位置尋找儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征。厚層板砂頂部分異油藏的地震響應(yīng)特征，以油藏頂面所在的強(qiáng)波谷同相軸為最明顯的標(biāo)志，且該強(qiáng)波谷段與兩側(cè)的波峰之間往往具有清晰的波形邊界。

關(guān)鍵詞：春光區(qū)塊；正演模擬；地震同相軸；振幅屬性；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

春光區(qū)塊以巖性油氣藏為主，巖性結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，多個(gè)重點(diǎn)區(qū)域存在縱向上距離較近的多個(gè)波阻抗界面，多界面反射波相互干涉，造成目標(biāo)儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征復(fù)雜，前人應(yīng)用層切片的方法在該區(qū)開展過儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究[1]，但對(duì)各個(gè)層切片所蘊(yùn)含的地質(zhì)意義認(rèn)識(shí)不夠清晰，不易準(zhǔn)確地選出最能反映儲(chǔ)層信息的屬性切片。針對(duì)這種問題，需要建立特定巖性結(jié)構(gòu)條件下的波阻抗模型進(jìn)行正演模擬，找出最能反映儲(chǔ)層信息的地震同相軸，據(jù)此提取地震屬性，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。

1地質(zhì)背景

春光區(qū)塊位于車排子凸起之上，該凸起為準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起的次一級(jí)正向構(gòu)造單元，其西北以扎伊爾山為界，東以紅車斷裂帶與昌吉凹陷相接，南面為四棵樹凹陷及伊林黑比爾根山。春光區(qū)塊地層自上而下依次為新近系、古近系、白堊系、侏羅系、石炭系，其中，石炭系為基底，巖性為致密的凝灰?guī)r，上覆層系的地層均為砂泥巖地層沉積。春光區(qū)塊構(gòu)造總體上為西北高、東南低的單斜背景，整體沉積環(huán)境為濱湖-淺湖背景，主要發(fā)育辮狀河三角洲、灘壩沉積，近岸部位發(fā)育扇三角洲及沖積扇[2]。春光區(qū)塊在新近系、古近系、白堊系均發(fā)育有油藏，油藏類型以巖性油藏為主，此外還有一些斷鼻、斷塊、斷層-巖性等類型的油藏。春光區(qū)塊的儲(chǔ)層埋深一般為1 000～2 000 m，壓實(shí)作用較弱，砂巖一般表現(xiàn)為低密度、低速度特征，泥巖一般表現(xiàn)為高密度、高速度特征[3]，基底石炭系巖性為致密凝灰?guī)r，其速度、密度遠(yuǎn)高于上覆的砂泥巖地層。

2不同巖性結(jié)構(gòu)下地震同相軸的優(yōu)選

2.1厚層泥巖夾薄層砂巖[4-6]

春光區(qū)塊某些井區(qū)的巖性結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了更好地分析和理解復(fù)雜巖性結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)特征，需要從最簡(jiǎn)單的厚層泥巖夾薄層砂巖的簡(jiǎn)單巖性結(jié)構(gòu)出發(fā)，充分揭示這種巖性結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)特征。春光區(qū)塊沙灣組已發(fā)現(xiàn)典型巖性油藏的儲(chǔ)層厚度范圍約為2.3～5.3 m，平均厚度約4.3 m，且這些油藏多分布在各砂組的尖滅帶附近。使用統(tǒng)計(jì)得到的平均儲(chǔ)層厚度和砂泥巖平均速度、密度等數(shù)據(jù)，建立了波阻抗模型，使用提取到的確定性子波進(jìn)行正演，其正演結(jié)果如圖1所示。可以看出，低波阻抗儲(chǔ)層的頂界面位于波谷反射的中偏下位置，該波谷的振幅在上下數(shù)個(gè)反射同相軸中是最強(qiáng)的，該波谷上方存在一個(gè)振幅不弱的波峰；儲(chǔ)層底界面位于振幅較強(qiáng)波峰反射的中偏上位置，該波峰振幅強(qiáng)度僅次于儲(chǔ)層頂界面所在的強(qiáng)波谷，該波峰的下方存在一個(gè)振幅極其微弱的波谷。從振幅較強(qiáng)的三個(gè)反射同相軸的位置關(guān)系來看，該儲(chǔ)層的地震響應(yīng)大體上為“兩個(gè)振幅較強(qiáng)的波峰夾持一個(gè)振幅最強(qiáng)的波谷”的地震反射波組特征。從過鉆井的地震剖面上來看(圖2)，這種波組特征與實(shí)際地震資料是一致的。

圖1　厚層泥巖夾薄層砂巖的地震響應(yīng)正演模擬

圖2　厚層泥巖夾薄層砂巖的過井地震剖面

根據(jù)厚層泥巖夾薄層砂巖的正演模擬結(jié)果可知，通過追蹤反映儲(chǔ)層信息的三個(gè)地震反射同相軸并提取沿層的振幅屬性平面圖，可以有效地預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的平面展布特征(圖3)；以上三個(gè)同相軸之一的強(qiáng)波谷，是儲(chǔ)層頂?shù)捉缑娣瓷洳ǖ木C合疊加結(jié)果，由于它的振幅最強(qiáng)，且縱向上距離儲(chǔ)層中心較近，因此，一般情況下受上下圍巖的干涉影響程度相對(duì)較小，常常是用來進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的優(yōu)先考慮對(duì)象。

2.2基底強(qiáng)波阻抗界面上方緊鄰的儲(chǔ)層

春光區(qū)塊C45井區(qū)的基底石炭系為巖性致密的凝灰?guī)r，波阻抗約為12 882 g/cm3·m/s；該井區(qū)石炭系上方的沉積巖均為砂巖和泥巖，波阻抗為4 120～6 748 g/cm3·m/s。目標(biāo)儲(chǔ)層到石炭系凝灰?guī)r的時(shí)間域厚度約5 ms，儲(chǔ)層的時(shí)間域厚度約5 ms，儲(chǔ)層下方泥巖由于混有凝灰質(zhì)成分，速度、密度、波阻抗呈向石炭系過渡的斜坡形態(tài)。石炭系凝灰?guī)r與上方砂泥巖地層的接觸面是一個(gè)反射系數(shù)非常大的波阻抗界面，形成振幅很強(qiáng)的地震反射波(表現(xiàn)為一個(gè)強(qiáng)波峰及上方的一個(gè)強(qiáng)波谷)，掩蓋了石炭系上方時(shí)間域厚度約15 ms范圍內(nèi)的其它界面反射波的形態(tài)，造成儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征難以識(shí)別(圖4)。

圖4　強(qiáng)反射界面附近的地層結(jié)構(gòu)及地震剖面

根據(jù)已鉆井的巖性厚度結(jié)構(gòu)和測(cè)井速度、密度數(shù)據(jù)，建立了含油儲(chǔ)層、含水儲(chǔ)層、無儲(chǔ)層的三種波阻抗模型進(jìn)行正演模擬(圖5)。定量分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)儲(chǔ)層條件不同時(shí)，位于石炭系頂面及上方附近的三個(gè)同相軸振幅值均有變化，其中，最上方的一個(gè)波峰的振幅絕對(duì)值雖然不是很強(qiáng)，但是振幅相對(duì)變化率是最大的(表1，變化率的計(jì)算是以油層條件下的振幅值為基準(zhǔn)值)。通過提取該波峰的振幅屬性平面圖預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的展布特征(圖6a)，部署并鉆探了多口井，其中，C45-1、C45、C45-4、C45-3、C45-5、C45-6、C77等多口井位于該波峰振幅值較強(qiáng)的區(qū)域，均鉆遇油藏；C45-2井處的波峰振幅值中等，為厚度約2 m的水層，未成藏的原因是構(gòu)造位置偏低(構(gòu)造線為近東西走向)；C45-2C鉆探位置的波峰振幅值明顯偏弱，該位置的儲(chǔ)層物性變差；C74井鉆探位置位于波峰振幅值幾乎為0的區(qū)域，該位置沒有鉆遇儲(chǔ)層。這些井的鉆探結(jié)果說明，使用該波峰的振幅屬性圖可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的展布情況。

圖5　強(qiáng)反射界面附近儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征

本例中振幅較弱的波峰比位于其下方的振幅更強(qiáng)的波谷、波峰更能清晰地反映儲(chǔ)層的信息，是因?yàn)樵摬ǚ宓绞肯淀斆娴木嚯x相對(duì)較遠(yuǎn)，受到石炭系頂面形成的強(qiáng)反射波的干涉相對(duì)較小，因此，反映儲(chǔ)層的信息更加清晰(圖6a)；而儲(chǔ)層所形成的其它反射波同相軸到石炭系頂面強(qiáng)反射界面的距離較近，淹沒在石炭系頂面形成的強(qiáng)波峰、強(qiáng)波谷同相軸中，儲(chǔ)層變化所引起的振幅變化量在強(qiáng)波峰、強(qiáng)波谷中占據(jù)的比例很小，反而是石炭系基值較大的波阻抗變化量所引起的振幅改變量在強(qiáng)波峰、強(qiáng)波谷中占據(jù)著主導(dǎo)地位，因此該強(qiáng)波峰、強(qiáng)波谷反映儲(chǔ)層的信息較為模糊(圖6b、圖6c)。

表1　不同儲(chǔ)層條件下振幅的變化情況

圖6　C45井區(qū)振幅屬性儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

2.3厚層板砂頂部的分異儲(chǔ)層

在春光區(qū)塊在沙灣組一砂組厚層板砂頂部發(fā)現(xiàn)了砂體分異形成的油藏，此類油藏下方與厚層板砂之間一般有較高波阻抗的泥巖及高波阻抗的致密砂巖相封隔(圖7a)。根據(jù)典型井的巖性結(jié)構(gòu)特征及速度、密度測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，建立厚層板砂頂部分異儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)的理論波阻抗模型進(jìn)行正演模擬，如圖7所示。從正演模擬結(jié)果可以看出，厚層板砂頂部存在高波阻抗致密砂巖，可以形成一個(gè)波峰和其下方的一個(gè)波谷反射；在發(fā)育低波阻抗油藏的區(qū)域，低波阻抗油藏下方表現(xiàn)為波阻抗由低向高變化的趨勢(shì)，使得板砂頂部的波峰振幅變得較強(qiáng)，且由于低波阻抗油藏的薄層振幅調(diào)諧效應(yīng)，在波峰上方多出了一個(gè)振幅很強(qiáng)的波谷；在油藏的兩端，油藏下方的波峰反射與兩側(cè)板砂頂部的波峰反射連續(xù)分布，將油藏段形成的強(qiáng)波谷清晰地隔離開來。根據(jù)以上特征，可以在板砂頂部追蹤同相軸(如圖7a的虛線所示)，通過提取振幅平面圖來發(fā)現(xiàn)和刻畫此類油藏(圖8)。

圖8　振幅屬性刻畫板砂頂部分異油藏的展布特征

3結(jié)論

(1)為了更好地應(yīng)用地震屬性預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的展布，應(yīng)該針對(duì)春光區(qū)塊特定的地質(zhì)條件建立波阻抗模型進(jìn)行正演模擬研究，找出最能夠反映儲(chǔ)層信息的地震響應(yīng)特征。

(2)春光區(qū)塊厚層泥巖夾薄層砂巖的地震響應(yīng)表現(xiàn)為三個(gè)地震反射同相軸，通過追蹤此三個(gè)地震同相軸并提取沿層的地震振幅屬性，預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的展布情況。

(3)當(dāng)儲(chǔ)層位置鄰近強(qiáng)反射界面時(shí)，強(qiáng)反射界面會(huì)對(duì)鄰近儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征形成較強(qiáng)干擾，這時(shí)可在遠(yuǎn)離強(qiáng)反射界面干涉范圍的位置尋找儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征。

(4)厚層板砂頂部分異油藏的地震響應(yīng)特征，以油藏頂面所在的強(qiáng)波谷同相軸為最明顯的標(biāo)志，且該強(qiáng)波谷段與兩側(cè)的波峰之間往往具有清晰的波形邊界。

參考文獻(xiàn)

[1]穆玉慶.巖性油藏地震描述技術(shù)在準(zhǔn)噶爾盆地春光油田的應(yīng)用[J].海相油氣地質(zhì)，2010，15(4)：68-73.

[2]于群達(dá)，賈艷霞，李秋菊，等.準(zhǔn)噶爾盆地西緣春光區(qū)塊沙灣組沉積相及含油規(guī)律分析[J].石油地質(zhì)與工程，2010，24(5)：23-27.

[3]嚴(yán)永新，張馳，常炳章，等.準(zhǔn)噶爾盆地春光區(qū)塊地震預(yù)測(cè)技術(shù)應(yīng)用[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2013，35(1)：104-107.

[4]張蕾，王軍，張中巧，等.基于地震正演模擬的地層超覆線識(shí)別及刻畫技術(shù)[J].石油地質(zhì)與工程，2014，28(4)：58-61.

[5]王鵬飛，劉桂林，李嵩陽，等.春光區(qū)塊薄儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征的模型正演分析[J].石油地質(zhì)與工程，2012，26(6)：64-67.

[6]鄧吉鋒，張平平，周東紅，等.正演模擬技術(shù)在渤中21-2構(gòu)造碳酸鹽巖地層巖性尖滅線刻畫中的應(yīng)用研究[J].石油地質(zhì)與工程，2012，26(5)：42-44.

編輯：劉洪樹

文章編號(hào)：1673-8217(2016)03-0073-04

收稿日期：2016-01-12

作者簡(jiǎn)介：王鵬飛，工程師，1983年生，2006年畢業(yè)于長江大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事石油物探研究工作。

中圖分類號(hào)：P631.443

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A