謝 啟，劉志勇

（1.中國(guó)石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南鄭州 450048；2.中國(guó)石油華北油田分公司第五采油廠(chǎng)，河北石家莊 052360）

地震資料越來(lái)越廣泛地被運(yùn)用于整個(gè)石油勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，在油藏滾動(dòng)擴(kuò)邊時(shí)，主要利用地震資料振幅、頻率的異常與油藏邊界建立聯(lián)系；在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、巖性單一地區(qū)，運(yùn)用弱振幅確定地層巖性邊界、識(shí)別亮點(diǎn)暗點(diǎn)范圍、識(shí)別火成巖等特殊巖性邊界，取得了較好的應(yīng)用效果；但在儲(chǔ)層薄、巖石物性多變、地震反射特征不穩(wěn)定的地區(qū)運(yùn)用該方法則存在著多解性。近年來(lái)，隨著技術(shù)手段的進(jìn)步，地震資料品質(zhì)的不斷提高，地震縱向分辨率也得到了提高，能夠降低儲(chǔ)層薄引起的多解性，但由于橫向上巖石物性多變所引起的地震反射特征不穩(wěn)定并沒(méi)有顯著改善。

春光探區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西南部車(chē)排子凸起之上，沙灣組（N1s1Ⅱ–N1s2Ⅶ砂組）為區(qū)內(nèi)重要生產(chǎn)層位，沉積相以曲流河為主。區(qū)內(nèi)地形平坦，曲流河遷移改道頻繁，河道沉積不穩(wěn)定，砂體厚度薄、延伸距離短，在剖面上呈透鏡狀。已發(fā)現(xiàn)油藏主要以巖性油氣藏為主，儲(chǔ)層厚度為0.9～5.3 m，平均厚度約3.3 m，且這些油藏多分布在各砂體的尖滅帶附近，總體具厚層泥巖夾薄層砂巖的沉積特征[1]。但研究區(qū)地震資料為三維高精度采集，地表?xiàng)l件、采集中激發(fā)接收條件好，三維地震資料達(dá)到滿(mǎn)覆蓋，面元為10.0 m×10.0 m，采樣間隔為1 ms，常規(guī)疊后地震資料為60～70 Hz，有效頻帶寬度10～160 Hz，合理提頻處理后，地震資料的主頻更高，可達(dá)到70～80 Hz。雖然春光探區(qū)地震資料品質(zhì)高，但70 Hz理論上也只能識(shí)別調(diào)諧厚度為8.7 m的互層砂體。研究區(qū)砂體厚度普遍小于8.7 m，但其上下泥巖隔層厚，地震波組反射清晰，因此，3.0～5.0 m的薄儲(chǔ)層在地震剖面上可得到很好識(shí)別[2–3]。隨著春光探區(qū)勘探開(kāi)發(fā)工作的深入，對(duì)已知的油藏運(yùn)用弱振幅條帶進(jìn)行滾動(dòng)擴(kuò)邊時(shí)，由于上下砂體地震反射波干涉也可以在油藏邊界周?chē)纬扇跽穹鶙l帶，造成預(yù)測(cè)巖性油藏邊界存在著多解性，亟需首先明確弱振幅的形成機(jī)制，再探索適用于研究區(qū)的、有效的巖性油藏邊界預(yù)測(cè)方法。

1 地質(zhì)特征

車(chē)排子凸起西面和北面鄰近扎伊爾山，南部緊鄰四棵樹(shù)凹陷，向東與紅車(chē)斷裂帶、昌吉凹陷以及中拐凸起相接；整體表現(xiàn)為向東南傾伏的單斜構(gòu)造，地層傾角約3°。由于車(chē)排子凸起長(zhǎng)期處于隆升狀態(tài)，東部和南部緊鄰昌吉凹陷和四棵樹(shù)凹陷兩大生烴凹陷，且這兩個(gè)凹陷的油氣均能運(yùn)移至春光探區(qū)聚集成藏，即春光探區(qū)雖為源外成藏，但油源條件較優(yōu)越[4–5]。

春光探區(qū)地層由老至新依次為石炭系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系。新近系沙灣組是春光探區(qū)乃至車(chē)排子凸起最重要的油氣勘探層系之一，可劃分為沙一段、沙二段和沙三段，其中，沙一段自下而上可細(xì)分為4個(gè)砂組（N1s1Ⅰ、N1s1Ⅱ、N1s1Ⅲ、N1s1Ⅳ），沙二段自下而上可細(xì)分為3個(gè)砂組（N1s2Ⅴ、N1s2Ⅵ、N1s2Ⅶ），沙三段為一大套灰色礫狀砂巖。區(qū)內(nèi)的儲(chǔ)層埋深一般為1 000.0～2 000.0 m，壓實(shí)成巖作用較弱，砂體具“高孔隙度、高滲透率、高電阻率”的“三高”特征。其中，孔隙度為31%～38%，滲透率為700×10–3～1 500×10–3μm2，電阻率為2～10 Ω·m。巖心資料表明，儲(chǔ)層段砂巖壓實(shí)程度低，砂巖疏松，膠結(jié)差；砂巖一般表現(xiàn)為低速度、低密度特征，泥巖一般表現(xiàn)為高速度、高密度特征[6–7]。

2 存在問(wèn)題

設(shè)砂體上下泥巖的反射系數(shù)相等，砂體可以表現(xiàn)為高阻抗，也可以表現(xiàn)為低阻抗。其復(fù)合的地震振幅函數(shù)為：

式中：S(t)為砂體的地震振幅函數(shù)；R為砂體的反射系數(shù)；W(t)為入射子波；δ(t)為δ函數(shù)；t為時(shí)間，ms；Δt為砂體厚度時(shí)間，ms；W′(t)為入射子波的微分式。

地震子波是近似穩(wěn)定的，微分式可以不考慮其變化。式（1）表明，地震振幅的強(qiáng)度和砂體兩側(cè)的反射系數(shù)R成正比，與砂體的時(shí)間厚度Δt（即砂體的真厚度）成正比，而砂體和上下泥巖波阻抗都穩(wěn)定。因此，C63井區(qū)油層變薄時(shí)，地震振幅強(qiáng)度也會(huì)變?nèi)?。然而，不是所有的地震振幅?qiáng)度弱條帶都反映油藏邊界，同樣利用振幅屬性在振幅變?nèi)鯀^(qū)域部署的C164E井卻失利了（圖1a）。從表象上看，C164E井與C63井區(qū)主體區(qū)域的C63–1井地震同相軸是不連續(xù)的，而C63–10井、C63–11井和C63–12井等與C63井區(qū)主體區(qū)域的C63井地震同相軸是連續(xù)的（圖1c），但造成地震屬性預(yù)測(cè)儲(chǔ)層失利的主要原因尚不明確[10–12]。

圖1 C63井區(qū)振幅屬性及連井剖面

本文從這兩種不同弱振幅反射的巖性結(jié)構(gòu)入手，分析其形成機(jī)制及控制因素，明確形成這兩種不同弱振幅邊界的控制因素[13]。

3 兩種弱振幅形成機(jī)制

表1 C63井區(qū)儲(chǔ)層、泥巖參數(shù)統(tǒng)計(jì)

3.1 單砂體的弱振幅形成機(jī)制

從圖2b中可以看出：當(dāng)砂巖厚為3.0 m及以上時(shí)，上下界面產(chǎn)生的波形極性一致，疊加后出現(xiàn)強(qiáng)波峰和強(qiáng)波谷；當(dāng)砂體厚為1.0～2.0 m時(shí)，上下界面產(chǎn)生的波峰與波谷疊加后都處于抵消狀態(tài)，形成弱振幅。

圖2 波阻抗模型及不同泥巖厚度合成記錄

3.2 無(wú)儲(chǔ)層弱振幅形成機(jī)制

圖3 波阻抗模型及不同泥巖厚度合成記錄

3.3 兩種弱振幅邊界形成機(jī)理

圖4 二維波阻抗模型及正演剖面

目的層段波阻抗與孔隙度的交匯圖（圖5）是判別儲(chǔ)層物性好壞的主要依據(jù)。顏色代表著巖性曲線(xiàn)，黃色圈內(nèi)是儲(chǔ)層交匯，圈內(nèi)紅色趨勢(shì)線(xiàn)反映儲(chǔ)層波阻抗與孔隙度曲線(xiàn)關(guān)系，儲(chǔ)層波阻抗與孔隙度具有較好的相關(guān)性，儲(chǔ)層物性越好，孔隙度越大，波阻抗越小。波阻抗與孔隙度回歸公式為：

圖5 C63井區(qū)儲(chǔ)層波阻抗與孔隙度關(guān)系

該回歸公式經(jīng)實(shí)鉆資料驗(yàn)證符合率可達(dá)80%以上，因此，可以利用波阻抗大小來(lái)判別儲(chǔ)層物性。綜合分析可知，弱振幅可以是薄儲(chǔ)層響應(yīng)，也可以是上方儲(chǔ)層的旁瓣響應(yīng)。薄儲(chǔ)層的弱振幅邊界對(duì)應(yīng)著油藏的邊界；而對(duì)于上方儲(chǔ)層旁瓣響應(yīng)的弱振幅，當(dāng)上方儲(chǔ)層物性變好時(shí)，可在平面上形成一個(gè)假的圈閉形態(tài)，會(huì)被誤認(rèn)為是油藏的邊界。

4 油藏邊界的識(shí)別

從圖6a可以看出，隨著目的層厚度增加，合成記錄的振幅值也增加，把不同儲(chǔ)層厚度與之對(duì)應(yīng)的振幅交匯（圖6b），可得到振幅與厚度關(guān)系式：

圖6 C63井不同儲(chǔ)層厚度合成記錄對(duì)比圖及厚度與振幅關(guān)系

式中：A(h)為振幅值；h為儲(chǔ)層厚度，m。

當(dāng)儲(chǔ)層為0 m時(shí)，得到合成記錄的振幅值為7 041.4，此值即為儲(chǔ)層存在的振幅門(mén)檻值。

利用上述得到的振幅門(mén)檻值過(guò)濾原始地震數(shù)據(jù)平面振幅值（圖7a），得到過(guò)濾后振幅屬性圖，確定油藏的振幅分布范圍（圖7b）。由振幅與厚度關(guān)系式得到油藏砂體的厚度圖（圖7c）。利用厚度圖沿著油藏邊界部署C63–10井、C63–11井和C63–12井三口井，都鉆遇了0.9～1.1 m儲(chǔ)層，并獲得了高產(chǎn)油氣流。

從圖7c可知，為了尋找C63井區(qū)油藏邊界，首先在弱振幅條帶部署的C164E井和C125井鉆遇的是無(wú)儲(chǔ)層，分析原因是當(dāng)上方儲(chǔ)層物性變好時(shí)，會(huì)讓上方儲(chǔ)層的旁瓣弱振幅加強(qiáng)，以至于在平面上形成一個(gè)假的圈閉形態(tài)，誤認(rèn)為是油藏的邊界，從而失利。認(rèn)清這弱振幅條帶并非油藏邊界后，通過(guò)過(guò)濾原始地震數(shù)據(jù)得到振幅屬性圖，并得到真正油藏砂體厚度圖，沿著這弱振幅條帶部署的C63–10井、C63–11井和C63–12井三口井都鉆遇了薄的油層，進(jìn)一步說(shuō)明了這一弱振幅條帶才是真正油藏的邊界。

圖7 C63井區(qū)振幅屬性及砂體厚度

通過(guò)開(kāi)展薄儲(chǔ)層和無(wú)儲(chǔ)層的弱振幅形成機(jī)制的研究，既能夠在平面上區(qū)分儲(chǔ)層的邊界范圍，也能夠甄別上方儲(chǔ)層旁瓣效應(yīng)形成的假圈閉形態(tài)，說(shuō)明利用弱振幅地震反射機(jī)制確定油藏邊界的方法具有一定的可靠性。應(yīng)用該方法在春光探區(qū)其他小層的弱振幅條帶邊界也部署了6口開(kāi)發(fā)井，擴(kuò)大含油面積1.2 km2，效果較好。進(jìn)一步表明該方法在其他工區(qū)對(duì)同類(lèi)油藏邊界的確定具有一定的借鑒意義。

5 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)兩種不同的弱振幅形成機(jī)制分析認(rèn)為，當(dāng)儲(chǔ)層厚度為1.0～2.0 m時(shí)，或者當(dāng)儲(chǔ)層上方泥巖厚度達(dá)到20.0 m時(shí)，都能在地震剖面上形成弱振幅。因此，弱振幅對(duì)應(yīng)著不同的儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)。其中，前者是由于儲(chǔ)層變薄形成，反映的是油藏的邊界；后者是上方儲(chǔ)層的旁瓣響應(yīng)特征所致，并不是油藏邊界。

（2）通過(guò)明確真正油藏邊界所代表的弱振幅地震響應(yīng)特征，結(jié)合等比例改變厚度實(shí)驗(yàn)，得到目的層厚度為0 m時(shí)的振幅門(mén)檻值，并利用該門(mén)檻值過(guò)濾原始地震數(shù)據(jù)平面振幅值，所得到過(guò)濾后振幅屬性圖，能夠確定油藏的真實(shí)分布范圍。