林偉強

(中國石油冀東油田公司南堡油田作業(yè)區(qū)，河北 唐海 063200)

地震屬性技術(shù)的起步階段是20世紀60年代，“亮點”“暗點”和“平點”技術(shù)開始用來油氣檢測。20世紀80年代和90年代，地震屬性技術(shù)逐步成熟，多用來描述巖性、儲層等信息。進入21世紀，隨著計算機科學的快速發(fā)展，地震屬性技術(shù)也進入了科學化、智能化的時代。如今的地震屬性類型已超過200種，每種屬性有著各自的適用性、優(yōu)勢以及不足之處，篩選難度較大。針對X油田斷塊復雜、儲層多變的特點，分析不同區(qū)塊的儲層發(fā)育樣式，選取不同種類的合適的地震屬性方法進行儲層表征描述，取得了較好的效果。

1 地震屬性技術(shù)概述

地震屬性是從疊前或者疊后的地震數(shù)據(jù)里面推導出來到的幾何學、運動學、動力學和統(tǒng)計學特征的特殊測量值，不同的地震屬性對于不同的地質(zhì)環(huán)境和不同的探測目標有著不同的作用[1-3]。地震屬性的分類主要有振幅、波形、頻率、衰減、相關(guān)、速度等，幾何屬性通常與地震層位的幾何形態(tài)，如傾角、方位和曲率有關(guān)，其計算可視為網(wǎng)絡上的數(shù)學運算。

隨著地震屬性應用的不斷深化，越來越多的屬性被提取出來。一些屬性對某些儲層環(huán)境比另外的屬性更敏感，而一些屬性又能更好的揭示易探測的地下異常，因此在進行屬性提取前要進行篩選，經(jīng)過優(yōu)選后的地震屬性能有效的幫助解釋人員對地質(zhì)現(xiàn)象尤其是特殊儲層的特征進行正確的認識[4-6]。其優(yōu)選的必要性表現(xiàn)在：①遺漏使用實際上有關(guān)聯(lián)的地震屬性儲層參數(shù)，勢必會降低了預測的精度；②使用無關(guān)聯(lián)的地震屬性預測儲層參數(shù)，可能會導致難以覺察的錯誤預測結(jié)果。因此，地震屬性優(yōu)化的任務就是利用數(shù)學算法和人的經(jīng)驗，優(yōu)選出預測目標最敏感的、屬性個數(shù)最少的地震屬性或地震屬性組合，以提高地震屬性的預測精度，從而進行精細儲層參數(shù)預測。

2 地震屬性刻畫砂巖發(fā)育特征

地震屬性的提取，關(guān)鍵是細化小時窗，并要保證地震屬性的近等時性。采用“基于標準層地震屬性提取技術(shù)”，就是基于尋找等時面的研究思路。該技術(shù)基于地震沉積學理念形成的一套定性儲層預測研究方法，用于預測主河道砂體(優(yōu)勢砂體)。技術(shù)基本思路是利用測井等資料對單井進行分析，分析沉積環(huán)境，確定沉積相帶。利用測井資料標定地震屬性，對地震屬性進行合理解釋，推測沉積環(huán)境，確定砂巖發(fā)育區(qū)。

基于參考標準層地震屬性研究是尋找最佳的等時切片。結(jié)合精細的巖性-地震屬性標定，優(yōu)選既符合地質(zhì)規(guī)律又與鉆井巖性高度符合的地震屬性進行河道砂解釋，解釋結(jié)果可以定性預測河道的平面展布形態(tài)。在標準層識別和解釋的基礎(chǔ)上進行多屬性提取和分析對比，優(yōu)選與已鉆井吻合性最好的地震屬性，并與單井相認識的河道展布相對照，比較兩者認識是否一致。一致的情況下就可肯定該屬性能夠反映該時期的沉積特征。

2.1 振幅屬性刻畫砂巖發(fā)育特征

對于眾多類型的地震屬性，首先要進行屬性優(yōu)選。一般來說，振幅類屬性比較適合于砂巖研究。地震波是地震子波與反射系數(shù)褶積的結(jié)果，而反射系數(shù)反映的是反射界面上、下地層波阻抗的差異，即巖性、物性的差異，因此地震波振幅的變化反映了地下巖性的變化。振幅類包括均方根振幅、振幅包絡、功率譜和平均能量等。振幅類屬性是最常用的展示砂體橫向展布特征的種類，適合描述砂體穩(wěn)定發(fā)育、厚度較大、具有一定規(guī)模的地區(qū)[7-8]。X油田某區(qū)域中，深層為辮狀河和三角洲沉積，具體砂體廣泛發(fā)育、規(guī)模較大等特點。選取均方根振幅、最大波峰振幅、最大波谷振幅等地震屬性，對其主力層進行平面砂體展布預測，結(jié)果如圖1所示。

(a)Ed1II②1儲層預測最大波峰屬性疊合圖 (b) Ed1II②6儲層預測最大波谷屬性疊合圖

圖1中紅黃色區(qū)帶代表強波峰或強波谷發(fā)育的范圍，藍色區(qū)代表弱反射區(qū)。通過本區(qū)所有井標定認為，強振幅屬性區(qū)與砂巖發(fā)育吻合性最好，且強振幅屬表現(xiàn)為條帶狀，土豆片狀，與地震相手工解釋的砂體分布基本是一致。

2.2 多屬性融合刻畫砂巖發(fā)育特征

地震沿層屬性是刻畫砂體展布特征的常用方法，但沿層屬性種類繁多，適用性和刻畫精度各有不同。尤其是，曲流河河道遷移擺動頻繁，砂體橫向展布復雜多變，僅靠單一的地震屬性，難以精確的刻畫曲流河沉積的砂體發(fā)育特征。為解決上述難題，建立了“沿層屬性提取-沿層屬性優(yōu)選-多屬性模式識別-精細砂體刻畫”的儲層預測技術(shù)流程，并從X油田某區(qū)域淺層目前的開發(fā)井出發(fā)，定量分析地震屬性與儲層之間的規(guī)律性關(guān)系。

選用Geoeast軟件，在精細層位追蹤解釋的基礎(chǔ)上，沿層批量提取目的層振幅類、頻譜類、瞬時類等50余種屬性，通過人工交匯圖分析法進行沿層多屬性優(yōu)選(圖2(a))，利用徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡方法(RBF-Radial Basis Function)進行多屬性模式識別(圖2(b))，最終篩選出幾種最合適的屬性方法進行融合，通過預測已投生產(chǎn)井點的砂體厚度，并進行反復校正，直到達到絕大部分井點目標誤差之內(nèi)。

(a)人工交匯圖多屬性優(yōu)選 (b)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖

通過這種多屬性融合的方法對X油田某區(qū)域淺層展開儲層預測，結(jié)果顯示該區(qū)物源為北物源。曲流河河道寬160～520 m，邊灘壩長150～500 m，壩寬100～300 m(圖3(a))；辮狀河河道寬100～600 m(圖3(b))，提高了該區(qū)域的儲層預測精度，尤其是對于曲流河的儲層刻畫更加精細，也更加符合該區(qū)實際生產(chǎn)井的砂體厚度分布特征。

(a)NmⅢ①5儲層預測多屬性融合疊合圖 (b)NgⅡ6-2儲層預測多屬性融合疊合圖

3 地震屬性刻畫火山巖發(fā)育特征

隨著X油田油氣勘探的開發(fā)深入，火山巖油氣藏成為了油氣勘探開發(fā)的新領(lǐng)域之一。開發(fā)生產(chǎn)中火山巖試油有油零星井點出油的特征，但沒有規(guī)模成藏建產(chǎn)，因此系統(tǒng)梳理火山巖儲層，并評價其賦存油氣的潛力是X油田下步產(chǎn)建的重要領(lǐng)域[9]。

X油田某區(qū)域火山巖發(fā)育較廣，是在火山噴發(fā)模式指導下，應用井震聯(lián)合識別技術(shù)，刻畫火山巖空間分布，利用地震屬性對火山儲層發(fā)育狀況進行預測與描述。通過研究和篩選，運用相干體、螞蟻體、玫瑰圖、平均瞬時頻率等地震屬性技術(shù)建立綜合預測模型[10-14]，預測火山巖展布范圍，精細刻畫不同空間尺度裂縫的展布特征和分布規(guī)律，實現(xiàn)裂縫溝通半徑的合理預測。其中，裂縫發(fā)育區(qū)域的識別是關(guān)鍵：大尺度上利用地震屬性(相干體、螞蟻體、曲率體、玫瑰圖等)識別裂縫發(fā)育區(qū)域(圖4、圖5)；小尺度上依據(jù)地質(zhì)、地震、測井、應力等資料，基于構(gòu)造、巖相模型，以地震相干數(shù)據(jù)體為軟數(shù)據(jù)、單井裂縫分析資料為硬數(shù)據(jù)，建立火山巖儲層裂縫發(fā)育帶模型、大尺度縫模型、小尺度縫模型和相應的流體動力學模型，精細刻畫了不同空間尺度裂縫的展布特征和分布規(guī)律，實現(xiàn)了裂縫溝通半徑的合理預測。實現(xiàn)了對研究區(qū)裂縫系統(tǒng)的精細刻畫和定量表征，為該區(qū)高效建產(chǎn)奠定堅實的地質(zhì)基礎(chǔ)。

相干體屬性基本原理：在地下出現(xiàn)斷層、地層巖性突變及特殊地質(zhì)體的小范圍內(nèi)，地震道之間的波形特征會發(fā)生變化，進而導致局部的地震波形之間的不連續(xù)性，從而在相應的相干數(shù)據(jù)體中出現(xiàn)較高的不相關(guān)性。

螞蟻體屬性基本原理：在地震數(shù)據(jù)體中設(shè)定大量螞蟻，當某些螞蟻遇到設(shè)定斷裂條件的斷層面時，這些螞蟻就會釋放信號，附近區(qū)域的其他螞蟻接收到這種信號，就會向該斷面進行聚集，從而完成該斷面的追蹤和標注。對于其他不滿足設(shè)定的斷裂條件的斷裂，則不進行標注。

(a) NgⅣ②4構(gòu)造與相干體切片疊合圖 (b)NgⅥ②4構(gòu)造與螞蟻體切片疊合圖

玫瑰圖屬性基本原理：裂縫可以用不同方位上的分布來刻畫，將1°到180°所有方位上裂縫的分布形成一個玫瑰圖，然后觀察玫瑰圖上的主方位，玫瑰圖上某個方位的花瓣長度依賴于在該方位裂縫出現(xiàn)的頻率，對于預測火山巖裂縫的空間展布具有較好的效果。

瞬時主頻屬性基本原理：地震波的主頻常常來自比較穩(wěn)定的空間，其變化是由局部巖性和流體變化引起的，可用來預測地層中油氣引起的高頻成分衰減、巖石粒度，也常用于對特定地區(qū)的橫向異常的追蹤，對于預測火山巖的整體展布也具有一定的適用性。

地震多屬性綜合預測風化殼裂縫發(fā)育區(qū)域及展布范圍，裂縫主要發(fā)育火山口附近，位于構(gòu)造中西部相對高部位地區(qū)。裂縫發(fā)育和氣測顯示區(qū)域吻合。優(yōu)勢儲層主要位于裂縫、氣孔發(fā)育和構(gòu)造高部位，為油藏發(fā)育的有利構(gòu)造區(qū)域。爆發(fā)相、溢流相發(fā)育易于形成有效儲層。根據(jù)研究成果，并結(jié)合氣測數(shù)據(jù)，選取爆發(fā)相、裂縫發(fā)育且氣測數(shù)據(jù)較好的3口井進行試油(圖5(b)，2019年壓裂后，3口井初期平均日產(chǎn)油4.6t，含水較低。由于該區(qū)域的火山巖儲層非常致密，后期壓裂逐漸失效，3口井日產(chǎn)油逐漸減少，但含水并未明顯上升。3口井的實際生產(chǎn)情況在一定程度上證明了對于該區(qū)域火山巖儲層認識的準確性。

4 結(jié)論

1)X油田儲層發(fā)育多變，以砂巖儲層為主，部分區(qū)塊發(fā)育火山巖儲層。砂巖儲層廣泛發(fā)育的區(qū)塊，淺層以曲流河沉積為主，中深層以辮狀河和三角洲沉積為主?；鹕綆r儲層發(fā)育的地區(qū)，儲集空間以裂縫為主、氣孔為次。不同區(qū)塊儲層發(fā)育特征又各有不同，精細儲層預測難度較大。

2)針對X油田的砂巖儲層，主要選取振幅類地震屬性技術(shù)進行預測，其中包括均方根振幅、最大波峰振幅、最大波谷振幅等，宏觀上預測砂體的展布范圍、發(fā)育邊界、砂體厚度等。針對X油田的火山巖儲層，主要選取相干體切片、螞蟻體切片、玫瑰圖等屬性預測風化殼裂縫發(fā)育區(qū)域及展布范圍，瞬時主頻屬性預測火山相的分布范圍，并根據(jù)研究結(jié)果指導井的實際生產(chǎn)，取得了一定效果。