王韻致,吳艷梅,廖光明

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇揚(yáng)州 225012)

地震正演模擬技術(shù)在金湖凹陷SH油田的應(yīng)用

王韻致,吳艷梅,廖光明

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇揚(yáng)州 225012)

SH油田戴南組勘探程度較低，地下地質(zhì)體地震響應(yīng)特征不明確，地震正演技術(shù)能模擬出各種地質(zhì)情況的地震響應(yīng)，識(shí)別隱蔽油藏，降低構(gòu)造解釋的多解性，精細(xì)刻畫斷裂，并且能夠進(jìn)行速度異常分析、小斷裂精度分析。利用地震正演模擬研究SH油田戴一段超覆點(diǎn)或尖滅點(diǎn)位置，并發(fā)現(xiàn)了不同頻率下、不同夾角與砂組尖滅點(diǎn)識(shí)別誤差的函數(shù)關(guān)系，確定了均方根振幅屬性、平均絕對(duì)值振幅屬性為該區(qū)的敏感屬性，為儲(chǔ)層參數(shù)預(yù)測提供依據(jù)。

金湖凹陷；SH油田；正演模擬；敏感屬性

1 油田概況

SH油田位于金湖凹陷北東向SH次凹中，東南為石港斷裂帶，西北為西部斜坡帶，具有東南陡西北緩的箕狀凹陷結(jié)構(gòu)。其主要含油層系戴一段(E2d1)沉積類型主要為西北部的三角洲沉積、西斜坡的中內(nèi)坡帶及石港斷裂上升盤的三角洲前緣沉積及靠近石港斷裂下降盤一側(cè)的重力流水道沉積。從地層發(fā)育特征來看，戴一段厚度在深凹向斜坡變化較快，易于形成地層超覆等類型隱蔽圈閉。SH油田戴南組勘探程度較低，地下地質(zhì)體地震響應(yīng)特征不明確，利用地震正演技術(shù)能模擬出各種地質(zhì)情況的地震響應(yīng)，指導(dǎo)隱蔽油藏的識(shí)別。

地震正演技術(shù)發(fā)展至今已被廣泛應(yīng)用于構(gòu)造、儲(chǔ)層等多方面的研究[1-4]。

2 地震正演模擬基本原理

二維正演模擬就是通過對(duì)工區(qū)鉆井、測井及地質(zhì)資料分析，建立符合該地區(qū)實(shí)際地質(zhì)情況的理論模型和砂體格架模型，通過巖石物理分析確定正演模擬過程中具體的儲(chǔ)層參數(shù)，進(jìn)而對(duì)地質(zhì)模型進(jìn)行二維地震正演模擬，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行研究和分析，指導(dǎo)儲(chǔ)層預(yù)測的可行性研究及驗(yàn)證后期解釋圈閉的合理性[5]。具體流程見圖1。

圖1 地震二維正演模擬流程圖

目前，二維地震正演模擬方法主要采用地震數(shù)值模擬法，該方法分為射線追蹤法和波動(dòng)方程法。射線追蹤法適合于較簡單的地質(zhì)模型，波動(dòng)方程法適于較復(fù)雜的地質(zhì)模型。本次正演研究的目標(biāo)是地層超覆點(diǎn)反射特征，可采用較簡單的二維地質(zhì)模型，因此采用垂直入射的射線追蹤法進(jìn)行模擬計(jì)算。

3 地震二維正演模擬實(shí)際應(yīng)用研究

3.1 利用正演模擬研究超覆點(diǎn)或尖滅點(diǎn)位置

在地震剖面上，地層超覆線附近砂層的厚度明顯減薄，受地震資料分辨率的限制，地震反射提前變?nèi)趸蛳В瑘D2中砂層頂面反射同相軸消失的點(diǎn)與超覆線位置尚相隔一段距離，因而不能根據(jù)反射同相軸的特征來準(zhǔn)確判斷砂組超覆線的位置。但油氣主要位于各砂組地層超覆線附近，準(zhǔn)確識(shí)別地層超覆線的位置對(duì)指導(dǎo)勘探開發(fā)具有重要的意義。

圖3(a)所示地層超覆模型，巖石物理參數(shù)是根據(jù)金湖地區(qū)E2d1實(shí)際巖石物理參數(shù)統(tǒng)計(jì)得到。由圖3(b)的正演模擬剖面可以看出，由于在超覆點(diǎn)附近地層殘存太薄，采用常規(guī)解釋手段不能做到準(zhǔn)確識(shí)別超覆點(diǎn)，在模擬記錄中識(shí)別出的反射尖滅點(diǎn)與地層實(shí)際尖滅點(diǎn)不一致，存在誤差；需要從剖面識(shí)別超覆點(diǎn)外推一定距離來確定實(shí)際超覆點(diǎn)，以較準(zhǔn)確地預(yù)測砂巖的分布范圍。在圖2的實(shí)際地震剖面中，根據(jù)地層產(chǎn)狀特征將超覆點(diǎn)外推，實(shí)際位置位于圖中“實(shí)際尖滅點(diǎn)”處。

圖2 實(shí)際地震剖面反射尖滅點(diǎn)

圖3 超覆地質(zhì)模型(a)及正演模擬記錄(b)

對(duì)于一個(gè)固定區(qū)域的特定層系，其地質(zhì)結(jié)構(gòu)是固定的，速度和厚度等特征參數(shù)往往是不變的，因此尖滅點(diǎn)誤差的大小主要取決于地震資料的頻率和夾角(不整合面與上覆地層夾角)的大小。根據(jù)實(shí)際地震資料特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了不整合面和地層夾角分別為5°，10°，15°，20°，25°，30°的模型，用主頻為25 Hz零相位雷克子波正演，得到正演剖面所識(shí)別的地震反射尖滅點(diǎn)與實(shí)際尖滅點(diǎn)誤差的變化規(guī)律(圖4)。

圖4 不整合面和地層的夾角與地層超覆點(diǎn)拾取誤差關(guān)系

由模擬結(jié)果可以看出，隨著地層超覆油藏不整合面和地層之間夾角逐漸變大，地震反射尖滅點(diǎn)與砂組實(shí)際尖滅點(diǎn)位置之間誤差越來越小。不整合面與地層之間夾角與砂組尖滅點(diǎn)識(shí)別誤差存在著明顯的降冪函數(shù)關(guān)系。

然后，用不同主頻子波對(duì)不同夾角(不整合面與地層夾角)超覆模型進(jìn)行正演模擬，得到了不同頻率、不同夾角的尖滅點(diǎn)識(shí)別誤差統(tǒng)計(jì)表數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步擬合分析發(fā)現(xiàn)，不同頻率時(shí)，不同夾角與砂組尖滅點(diǎn)識(shí)別誤差存在著明顯的降冪函數(shù)關(guān)系(圖5)，并且頻率越高誤差越小。

利用圖5中的超覆尖滅模型，來驗(yàn)證擬合的不整合面和地層夾角與地層超覆尖滅點(diǎn)誤差關(guān)系式，在圖3的模型與模擬地震記錄中，不整合與地層的夾角為13.5°，實(shí)際地層超覆點(diǎn)誤差為215 m，而根據(jù)25 Hz時(shí)擬合關(guān)系式計(jì)算出誤差為219.23 m，二者差異非常小，驗(yàn)證了該方法可靠性。

圖5 不同頻率下，不整合面和地層夾角與地層超覆點(diǎn)拾取誤差關(guān)系對(duì)比

3.2 利用正演模擬研究區(qū)地震敏感屬性

地震屬性中蘊(yùn)藏著豐富的地震地質(zhì)信息。對(duì)于儲(chǔ)層來說，能對(duì)其特征進(jìn)行研究的地震屬性種類繁多，將這些豐富的地震屬性與特定的物理和地質(zhì)現(xiàn)象建立起較好的定量關(guān)系，進(jìn)行有效的儲(chǔ)層預(yù)測[6-8]。

因此，利用屬性進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測時(shí)，關(guān)鍵是對(duì)砂體敏感屬性的優(yōu)選。

為優(yōu)選剖面敏感屬性，設(shè)計(jì)楔狀理論模型(圖6a)對(duì)所得模擬剖面(圖6b)進(jìn)行各種屬性提取并優(yōu)選，最終得到瞬時(shí)相位屬性剖面(圖6c)、相位余弦屬性剖面(圖6d)及疊后地震振幅剖面，能很好識(shí)別楔狀體外形與形態(tài)，因此認(rèn)為瞬時(shí)相位屬性、相位余弦屬性為該地區(qū)敏感剖面屬性。

為優(yōu)選該區(qū)不同含砂量對(duì)應(yīng)敏感屬性，根據(jù)該區(qū)發(fā)育的砂泥組合特征建立了不同含砂量地質(zhì)模型，模型包括3套地層：頂部泥巖段、中間目的層段、下伏地層段，其中中間目的層的含砂量從左到右分別為48%,35%,28%,18%,8%。利用25 Hz雷克子波自激自收模擬，得到地震正演剖面，見圖7。

通過對(duì)剖面提取屬性分析，振幅類屬性區(qū)別能力較強(qiáng)，不同砂、泥巖組合特征對(duì)應(yīng)的均方根振幅、平均絕對(duì)振幅存在明顯的差異，且與含砂量存在對(duì)應(yīng)關(guān)系：含砂愈多，對(duì)應(yīng)屬性值越大。通過分析地震屬性特征與砂、泥巖組合特征的關(guān)系，最后確定均方根振幅屬性、平均絕對(duì)振幅屬性等振幅類屬性為該區(qū)的敏感平面屬性[7-8]。

圖6 理論模型剖面敏感屬性對(duì)比

圖7 不同含砂量地震正演模擬

對(duì)實(shí)際地震資料提取了戴一段一砂組(E2d11)的均方根振幅屬性(圖8)，將其與井點(diǎn)處的砂巖含量交會(huì)分析，建立了砂巖含量與地震屬性間的預(yù)測公式：Vsand=0.003 8RI_rms-16.907，其中RI_rms代表相對(duì)聲阻抗均方根振幅，Vsand代表砂巖含量。通過計(jì)算得到E2d11的砂巖含量圖(圖9)。將實(shí)際值與預(yù)測值進(jìn)行誤差對(duì)比分析，90%以上的井點(diǎn)預(yù)測值與實(shí)際值誤差小于10%。

圖8 E2d11均方根振幅屬性

4 認(rèn)識(shí)

通過上述研究認(rèn)為，不同頻率下，不同夾角與砂組尖滅點(diǎn)識(shí)別誤差存在著明顯的降冪函數(shù)關(guān)系，根據(jù)該關(guān)系能定量分析實(shí)際砂體尖滅點(diǎn)；根據(jù)研究區(qū)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)不同的正演模型，對(duì)地震響應(yīng)提取屬性并與設(shè)計(jì)參數(shù)相比較，能夠得到不同研究對(duì)象所對(duì)應(yīng)的敏感屬性，從而指導(dǎo)儲(chǔ)層預(yù)測。

圖9 E2d11砂巖含量/%

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編輯：趙川喜

1673-8217(2017)01-0044-05

2016-07-04

王韻致,1990年生，2014年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)地質(zhì)工程專業(yè)，現(xiàn)從事油田開發(fā)綜合研究工作。

P631.445

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