馮 鑫
(中國海洋石油國際有限公司,北京 100028)
西非尼日爾三角洲盆地是全球勘探熱點區(qū)之一。深水鉆井成本極高,提高儲層預測精度可以大大降低深水鉆井的失利風險,提高經(jīng)濟效益。研究區(qū)周邊X-1井揭示了23 m的含水砂巖,水深為 1 650 m,埋深為1 050 m,孔隙度為30%。井震標定揭示了該套高孔隙度含水砂巖具有振幅亮點和遠道振幅增強的三類AVO異常,與含油砂巖具有相似的響應特征,表明運用地震亮點技術及AVO技術在西非深水碎屑巖儲層烴類檢測中存在多解性,無疑增加了儲層預測的難度。利用合適的技術方法進行儲層烴類檢測,降低多解性,是決定目標勘探研究進展的關鍵因素。作為直接烴類檢測方法,地震平點技術為儲層含油氣性預測以及流體界面的識別提供了直接而有效的證據(jù)。
趙爭光等[1]、馮鑫等[2]利用平點相關技術方法識別油氣水界面,提高了流體界面識別能力。國內(nèi)外雖然發(fā)表了不少關于平點勘探的論述,但缺少從平點成因機理、平點識別技術方法,以及烴類平點判斷依據(jù)等方面深入和系統(tǒng)的研究分析。本文基于高密度三維地震資料,以西非深水OML130區(qū)塊碎屑巖儲層為研究目標,基于模型正演技術提出了平點反射產(chǎn)生的定量判別模板,從成因機理上闡述了研究區(qū)具備平點反射產(chǎn)生的有利條件;應用多種有效的平點識別方法,落實平點的剖面特征及平面分布;提出烴類平點判別標準,對儲層含油氣性以及流體界面進行有效識別。
研究區(qū)(圖1)位于尼日爾三角洲盆地深水區(qū),水深1 100~1 300 m。目標構造特征為NW—SE走向被密集斷層復雜化的斷塊構造。發(fā)育深水扇沉積體系,平面上發(fā)育多支近NE—SW向水道,其中P目標主要儲層為A水道砂體,已鉆2口井(A-1、A-2),揭示A、B、C共3個油組,W目標位于P目標西側,主要儲層為B水道砂體,兩個目標具備相似的構造背景及沉積儲層特征。周邊失利井X-1井鉆遇了C水道砂體。
圖1 研究區(qū)目標及已鉆井位置示意Fig.1 Schematic diagram of targets and well locations in the study area
平點技術運用于地震勘探始于20世紀70年代。1975年Backus等[3]首次對平點勘探進行了比較詳細的論述,指出平行于構造等值線的平點反射是流體接觸面的標志。2014~2015年,Rob等和Alistair等分別論述平點技術的應用,并對平點反射產(chǎn)生的巖石物理基礎和平點代表流體界面的依據(jù)進行了研究分析,同時指出了非儲層因素導致的平點響應,在實際應用中應予以考慮[4-5]。幾十年來,平點技術在尼日爾三角洲盆地、墨西哥灣盆地等海外油氣勘探中成效顯著,發(fā)現(xiàn)了大量油氣田[6-10]。平點技術在國內(nèi)油氣探勘的應用起步稍晚,近30年來在鶯歌海盆地、柴達木盆地等多個油田得到較好應用[11-15]。隨著地震采集和處理技術的進步,三維地震資料的保真度、分辨率和信噪比不斷提高,為地震平點反射的識別和技術應用提供了更好的條件[16-18]。把平點技術與其他烴類檢測技術方法結合進行儲層含油氣性預測及流體界面的識別,已經(jīng)得到越來越廣泛的應用。
地層中不同的流體具有不同的巖石物理性質,尤其是速度和密度的差異,直接導致縱波阻抗的差異,從而在油氣藏內(nèi)部的氣油、氣水、油水分界面產(chǎn)生一個水平面特征,在地震剖面上可能產(chǎn)生一條與傾斜地層反射有一定夾角的水平產(chǎn)狀的反射波同相軸。反射系數(shù)的差異是平點反射產(chǎn)生的巖石物理基礎,其與速度和密度的關系為:
(1)
式中:R代表反射系數(shù);V1代表上部含油氣砂巖的速度;ρ1代表上部含油氣砂巖的密度;V2代表下部含水砂巖的速度;ρ2代表下部含水砂巖的密度。
當砂巖地層上、下充填泥巖時,砂巖地層內(nèi)流體性質的差異會導致反射系數(shù)的變化。理論上來說,不同流體之間的縱波阻抗差異越大,流體接觸面的反射系數(shù)越大,那么在流體界面之間越容易產(chǎn)生平點反射。如果不同流體之間的縱波阻抗差異太小,導致流體接觸面反射系數(shù)過小,則在流體界面處產(chǎn)生微弱的反射界面,甚至無反射界面,在實際地震資料中基本無法識別。因此,本文采用調(diào)諧反射系數(shù)進行界定。
定義調(diào)諧反射系數(shù),當流體界面的反射系數(shù)達到某一定值,能夠產(chǎn)生地震平點反射時,該值即為調(diào)諧反射系數(shù)。大于調(diào)諧反射系數(shù)時,能夠產(chǎn)生平點反射,小于調(diào)諧反射系數(shù)時,無法產(chǎn)生平點反射。
平點技術就是通過流體接觸面產(chǎn)生的水平反射特征識別流體界面,從而預測油氣分布。除了反射系數(shù)的影響外,地層傾角、儲層厚度以及地震分辨率對平點反射的產(chǎn)生都有一定影響。例如,地震縱向分辨率為30 m,則無法識別30 m以下的儲層,儲層中的流體接觸面更加無法識別,此時平點技術已無法應用。同樣,地震橫向分辨率越高,對平點的識別更有利。通過研究認為,在地震分辨率滿足要求的前提下(如縱向分辨率能夠識別儲層,橫向分辨率越高越好),大于調(diào)諧反射系數(shù)和具有一定的地層傾角是地震平點反射產(chǎn)生最重要的兩個因素。
由于含不同流體砂巖與泥巖縱波阻抗的差異,會產(chǎn)生亮點型平點、暗點型平點和相位反轉型平點(圖2)。當含水砂巖縱波阻抗(Z2)低于泥巖縱波阻抗(Z3),含油氣砂巖的縱波阻抗(Z1)會進一步降低,總體表現(xiàn)為Z3>Z2>Z1,這種情況下會產(chǎn)生頂、底強振幅的亮點反射,具備一定反射系數(shù)及地層傾角條件下,即可產(chǎn)生亮點型平點反射。當含水砂巖的縱波阻抗(Z2)比泥巖縱波阻抗(Z3)高,油氣取代了砂巖孔隙中的水,其縱波阻抗(Z1)會降低,總體表現(xiàn)為Z2>Z1>Z3,上、下界面處的縱波阻抗差也會降低甚至接近,高部位含油氣砂巖表現(xiàn)為暗點反射特征,具備一定反射系數(shù)及地層傾角條件下,即可產(chǎn)生暗點型平點。當含油氣砂巖縱波阻抗(Z1)降低,使得縱波阻抗從高于泥巖變?yōu)榈陀谀鄮r,總體表現(xiàn)為Z2>Z3>Z1,從而產(chǎn)生含油氣砂巖頂、底界面相位反轉,具備一定反射系數(shù)及地層傾角條件下,即可產(chǎn)生相位反轉型平點。
圖2 平點類型示意Fig.2 Different flat spots caused by different impedance
目前識別地震平點的方法較多,大體上可以分為直接識別方法和間接識別方法兩大類。直接識別方法是通過地震反射特征識別平點,是最真實而有效的方法。間接識別方法就是通過一定的技術手段提高地震平點的識別效果,從而提高對流體界面的識別能力,如平點強化技術和共等值線抽道集疊加技術。需要指出,每一種方法都有其優(yōu)缺點,在實際應用中應基于地質條件、巖石物理分析以及地震資料分析合理選用。
地震平點直接識別法是通過地震反射特征識別平點,包括幾何外形、振幅特征、相位特征及與構造吻合程度等。從幾何外形上來說,根據(jù)油氣藏類型不同,平點一般可以分為短軸單平點、短軸雙平點、短軸復合平點、長軸單平點和長軸雙平點等類型。短軸型平點通常出現(xiàn)于邊水油氣藏。由于油氣水界面在構造側翼,流體接觸面一般較窄,通常會產(chǎn)生短軸型平點。當構造側翼流體接觸面表現(xiàn)為油水或氣水界面時,會產(chǎn)生短軸單平點,當出現(xiàn)雙層流體接觸時,會產(chǎn)生短軸雙平點,當縱向多套薄油水層疊置時,會產(chǎn)生因調(diào)諧厚度原因造成的短軸復合平點反射。長軸型平點通常出現(xiàn)于低水油氣藏。由于流體接觸面變寬,地震平點反射軸邊長,在頂油(或氣)下水的油(或氣)藏以及頂氣、中油、下水的油氣藏中,會分別出現(xiàn)長軸單平點以及長軸雙平點反射特征。從地震振幅及相位特征上來說,由于含不同流體砂巖與泥巖縱波阻抗的差異,會產(chǎn)生亮點型平點、暗點型平點和相位反轉型平點(表1)。從平面特征來看,可靠的平點反射一般與地震振幅異常的邊界吻合度較高,同時與構造等值線吻合程度較好。基于以上方面,可以有效識別地震平點的剖面特征和平面分布,從而落實流體界面及含油氣分布。地震反射特征直接識別方法具有一定的局限性。不是所有的流體界面在地震剖面上都會表現(xiàn)出平點反射特征。當?shù)卣鸱直媛薀o法識別平點反射時,該方法不可用。當僅能夠在剖面中識別出“疑似”平點反射時,這種方法的應用效果一般。
表1 地震平點類型Table 1 Types of flat spots
不同流體之間的縱波阻抗差異過小,或者地震分辨率不夠時,會導致平點反射“隱藏”在地層反射中,增加了平點識別難度。當?shù)貙觾A角過大時,平點反射的橫向距離就越小,對地震橫向分辨率的要求也更高,同樣不利于平點識別。此外,由于地震噪聲的影響,水平反射同相軸易被噪聲掩蓋。針對疑似平點或者“隱藏”平點的情況,可以運用平點強化技術進行平點識別。Petrel軟件、OpendTect軟件均可實現(xiàn)三維地震平點強化的效果。
平點強化技術原理。對于原始輸入的疊加偏移數(shù)據(jù),給定特定的疊加方位角(儲層頂面某點正北方順時針旋轉的角度)、疊加距離及疊加點數(shù),將一定范圍內(nèi)的多個點疊加得到一個平均點(圖3),得到平點強化數(shù)據(jù)。該技術的核心思想就是通過對真實油氣層厚度以及地層傾角的分析,推測出合理的疊加距離和疊加方位角,進行空間掃描疊加,從而減少背景噪聲,將傾斜地層中平反射信號進行疊加聚焦,凸顯平點反射效應。在應用該技術時,要充分考慮實際地質情況,進行合理的參數(shù)選取,才會達到最佳的應用效果。在疊加距離的優(yōu)選方面,如果疊加距離過短,則平點不突出;疊加距離過長,平點效應會夸大,頻率變化也比較大,與真實情況不符。在疊加角度選擇方面,角度偏大或偏小,會破壞原始頻率、相位信息,結果不可靠?;谄近c強化技術,可以有效增強疑似平點或“隱藏”平點的反射特征,提高平點識別能力,結合振幅異常邊界及構造等值線的吻合程度進一步判斷平點的可靠性。
圖3 平點強化技術原理示意Fig.3 Schematic diagram of flat spot strengthening technology
趙爭光等[1]針對地震剖上難以識別、無顯著振幅響應的油氣水界面的問題,提出了基于三維地震波形疊加的共等值線抽道集疊加技術(圖4), 通過放大由流體變化產(chǎn)生的振幅變化,消除地層響應,凸顯油氣界面處的平點特征,識別出油氣水界面。當砂巖孔隙中含油氣時,會引起地震振幅和波形的異常。當流體界面為水平界面時,地震異常會沿著構造等值線分布,根據(jù)這個特點,在設定的等值線步長和地震道采樣步長參數(shù)控制下,將每條構造等值線上的地震道進行疊加,根據(jù)各等值線疊加后振幅、頻率和相位的突變或異常來確定油氣水界面(平點)的存在和位置。以研究區(qū)W目標為例,該目標圈閉內(nèi)均方根振幅高值區(qū)對應的深度范圍為2 200~2 450m。設計等值線范圍2 200~2 600 m之間、目的層位上下200 m的范圍進行抽道疊加,得到等深疊加剖面以及振幅與頻率變化曲線。該技術方法屬于平點間接識別方法,結合平點直接識別方法和平點強化技術,應用效果會更好,結果更可靠。
圖4 共等值線抽道集疊加原理示意Fig.4 Principle of common contour binning stacking
研究區(qū)采集有常規(guī)三維深度域地震和高密度三維深度域地震資料。從兩套地震資料對比(圖5)不難看出,高密度三維地震揭示了清晰可靠的平點反射,而在常規(guī)三維地震剖面中未見平點反射。由于高密度三維地震具有更高的縱向分辨率,可以揭示更薄的地層響應,所以目的層在常規(guī)三維剖面中由一組同相軸構成,而在高密度三維剖面中,目的層變成了兩組同相軸。由于高密度三維地震具有更小的面元,具有更高的橫向分辨率,在剖面中可以觀測到更密的地震道,因此在流體界面處出現(xiàn)了一組明顯的短、平反射同相軸。
圖5 常規(guī)三維深度域地震(a)與高密度三維深度域地震平點反射(b)對比Fig.5 Comparison of conventional 3D(a) and high-density 3D seismic flat spot reflection(b)
結合對全球已發(fā)現(xiàn)油氣藏典型平點剖面的總結,通過地震反射幾何外形、振幅及相位等信息,在研究區(qū)識別出四類平點反射,分別為短軸雙平點、短軸單平點、短軸復合平點以及長軸平點(圖6)。短軸雙平點在地震剖面中表現(xiàn)為側翼兩個強振幅短、平軸反射特征,且上部平軸之上振幅強度大于下部,可能代表氣頂油環(huán)的油氣藏特征。短軸單平點在地震剖面中表現(xiàn)為側翼短、強振幅的平軸反射,上部亮點反射,可能代表上部油(氣)層、邊部水層的油氣藏特征。局部出現(xiàn)短軸復合平點,地震剖面中表現(xiàn)為多個同深度平點斷續(xù)出現(xiàn),主要原因是多個薄互層調(diào)諧效應使得多個短軸平點在同一深度處得到了橫向拼接,從而增大了平點的橫向長度,可能代表上部油(氣)層、邊部水層多個薄油(氣)層的油氣藏特征。長軸平點在地震剖面中表現(xiàn)為底部為長軸、平反射,頂部亮點反射特征,可能代表頂部油(氣)層、底部水層或多薄油/氣層的油氣藏特征。
研究區(qū)目標P主力目的層出現(xiàn)短軸單平點反射(圖6b),局部出現(xiàn)了疑似平點(圖7a)。針對疑似平點,利用平點強化技術,通過對噪聲的有效壓制,一定程度上加強了平點的反射特征,從而提高了平點的剖面識別效果(圖7)。在疊加距離和疊加角度的選擇方面,通過參數(shù)優(yōu)選,疊加距離選擇200 m,疊加方位角選擇90°時,得到比較可靠的平點強化效果,在保持振幅能量和頻率相對穩(wěn)定的情況下,提高了平點的反射特征(圖7c)。研究發(fā)現(xiàn),當固定合適的疊加距離(200 m),疊加角度過小(30°)或過大(150°)時,與原始剖面相比,頻率變化很大,平點橫向范圍變大,出現(xiàn)了假象,得到的結果不可靠(圖7b、圖7d)。當固定合適的疊加角度(90°),疊加距離過小(50 m)時,平點強化的效果不突出(圖7e),疊加距離過大(500 m)時,頻率變化過大,夸大了平點效應(圖7f)。研究區(qū)目標W主力目的層出現(xiàn)短軸雙平點反射特征(圖6a),局部同時出現(xiàn)了疑似雙平點反射(圖8)。針對疑似雙平點,利用平點強化技術,增強了疑似雙平點的剖面識別效果(圖8)。從圖8中可以看出,強化后平點剖面,上、下兩個平點反射更加直觀,尤其是上部平點,在常規(guī)剖面中難以有效識別,而在強化后的剖面中,表現(xiàn)效果突出。
a—短軸雙平點;b—短軸單平點;c—短軸復合平點;d—長軸平點a—short axis single flat spot;b—short axis double flat spot;c—short axis compound single flat spot;d—long axis single flat spot圖6 研究區(qū)4類地震平點Fig.6 Four types of flat spots in study area
圖8 常規(guī)剖面(a)和平點強化剖面(b)Fig.8 The conventional section(a) and enhanced section(b)
通過共等值線抽道集疊加技術,落實平點的平面分布。對一定范圍內(nèi)每一個深度等值線上所有的地震道進行抽道集疊加分別形成每一個地震道,在這些地震道中找出振幅和頻率的差異突變點,突變點處的深度即為平點的位置。以W目標為例,從圖9可知,沿儲層頂界面(0點線)上、下200 m幅度、2 200~2 600 m深度范圍內(nèi)進行抽道集疊加,在2 310 m和2 445 m處出現(xiàn)了兩個振幅和頻率同時突變的位置,與剖面中兩個平點的深度吻合,說明了兩個平點條帶是沿著2 310 m和2 445 m兩條等值線分布的。上部的平點條帶長度約2.5 km,沿NW—SE向分布,下部的平點條帶長度約5 km,沿NW—SE向分布。
圖9 通過共等值線疊加得到的振幅與頻率變化剖面Fig.9 The amplitude and frequency section obtained by common contour binning stacking
模型正演技術應用廣泛[19-20],本次研究基于模型正演技術建立研究區(qū)平點定量模板。以工區(qū)內(nèi)同一構造背景下A水道測井巖石物理參數(shù)為基礎,進行模型正演?;趯嶋H地震地質特征,設計地層傾角為20°,儲層厚度為25 m,選用30 Hz零相位雷克子波,改變含不同流體砂巖的速度及密度參數(shù),得到多個正演模型(圖10)。選取A-1井C油組參數(shù),上部油層縱波速度為2 462.1 m/s,密度為2.19 g/cm3,下部水層縱波速度為2 609.6 m/s,密度為2.18 g/cm3,得到反射系數(shù)為0.03。選取A-1井B油組參數(shù),上部油層縱波速度為1 998.7 m/s,密度為2.04 g/cm3,下部水層縱波速度為2 386.9 m/s,密度為 2.11 g/cm3,得到反射系數(shù)為0.11。選取A-2井A氣組參數(shù),上部氣層縱波速度為1 816.5 m/s,密度為1.95 g/cm3,下部水層縱波速度為2 059.5 m/s,密度為2.04 g/cm3,得到反射系數(shù)為0.08。從圖中可以看出,反射系數(shù)為0.03時,自激自收正演剖面中的流體界面處沒有產(chǎn)生平點反射,反射系數(shù)為0.08時,正演剖面中的流體界面處產(chǎn)生了中強反射的疑似平點反射,而當反射系數(shù)提高到0.11時,正演剖面中的流體界面處出現(xiàn)了強反射的平點特征?;诙嘟M正演模擬結果推測,研究區(qū)平點產(chǎn)生的調(diào)諧反射系數(shù)為0.08,也就是說,只有達到調(diào)諧反射系數(shù)時,流體界面處才會出現(xiàn)可識別的平點反射,并且反射系數(shù)越大,平點的振幅越強、平軸反射特征越明顯。
圖10 不同反射系數(shù)產(chǎn)生的平點正演模型Fig.10 Forward modes of different reflection coefficients
設計固定反射系數(shù)為0.08,地層傾角為20°,選用30 Hz零相位雷克子波,改變含油氣層厚度及油氣層疊置關系進行正演模擬(圖11)。從圖中可以看出,當接近調(diào)諧反射系數(shù)時,多個薄油氣層互層比單層條件下更易產(chǎn)生平點反射,主要原因是多個薄互層調(diào)諧效應使得多個短軸平點在同一深度處得到了橫向拼接,從而增大了平點的橫向長度。工區(qū)內(nèi)B水道局部位置出現(xiàn)了橫向斷續(xù)的平點反射,推測是由于薄互層調(diào)諧效應引起的地震響應。
圖11 單層與多個薄互層條件下的正演模型Fig.11 Forward modes of single layer and multiple layers
設計固定的反射系數(shù),儲層厚度為25 m,選用30 Hz零相位雷克子波,改變地層傾角得到多個正演模型(圖12)。從圖中可以看出,當反射系數(shù)為 0.11(大于調(diào)諧反射系數(shù))時,在不同的地層傾角(大于5°)情況下,其流體界面處均能產(chǎn)生平點反射,并且隨著地層傾角不斷增大,平點所占道數(shù)會逐漸減少,這說明需要更高的橫向分辨率才能識別大傾角條件下的平點反射。而當?shù)貙觾A角過小時,平點易于湮沒在水平地層反射中,在剖面中同樣不易識別。當反射系數(shù)為0.03(小于調(diào)諧反射系數(shù))時,改變地層傾角的大小對平點反射沒有影響,在流體界面處均無法產(chǎn)生平點反射。而當反射系數(shù)為0.08(調(diào)諧反射系數(shù))時,地層傾角大于10°時出現(xiàn)明顯的平點反射特征,而且地層傾角越大,平點反射特征越明顯。
圖12 固定反射系數(shù)、改變地層傾角的正演模型模擬結果Fig.12 Forward modes with fixed reflection coefficients and varying dips
基于多種正演模型模擬結果的分析,得到以反射系數(shù)和地層傾角為核心的平點成因模型,在此基礎上建立研究區(qū)地震平點反射定量判別模板(圖13)。定量模板中包括平點識別有利區(qū)、平點識別不利區(qū)、平點識別模糊區(qū)、平點識別盲區(qū)以及平點無法識別區(qū)。當大于調(diào)諧反射系數(shù)、地層傾角在10°~40°之間時,為平點識別有利區(qū)。當大于調(diào)諧反射系數(shù)、地層傾角大于40°時,需要更高地震橫向分辨率才能識別平點反射;當小于調(diào)諧反射系數(shù)、地層傾角大于10°時,需要更高縱向分辨率才能識別平點反射;這兩種情況為平點識別不利區(qū)。當接近調(diào)諧反射系數(shù)時,為平點識別模糊區(qū),此時地層傾角越大,平點反射特征越明顯。當大于調(diào)諧反射系數(shù)、地層傾角小于10°時,為平點識別盲區(qū),可能出現(xiàn)疑似平點或“隱藏”平點,在地震剖面中很難識別。當小于調(diào)諧反射系數(shù)、地層傾角小于10°時,為平點無法識別區(qū),平點技術已無法應用。
圖13 地震平點反射定量判別模板Fig.13 The flat spot reflection quantitative discrimination template with reflection coefficients and dip angles
根據(jù)地震平點反射定量判別模板,可以推測研究區(qū)是否能夠產(chǎn)生可以識別的平點反射。B水道與A水道具有相似的構造背景、沉積期次以及地層埋深,推測如果B水道的地震平點響應代表著不同流體的接觸面,那么其界面處的反射系數(shù)應該與A水道油水界面的反射系數(shù)相似,大于調(diào)諧反射系數(shù)。此外B水道位于背斜構造側翼,地層傾角在15°~25°之間。結合反射系數(shù)和地層傾角兩大因素判斷,B水道內(nèi)部出現(xiàn)的平點反射,是由于有利的反射系數(shù)和地層傾角引起的。
需要指出,由于地下地質條件的差異,不同研究區(qū)調(diào)諧反射系數(shù)會有差異,對地層傾角的要求也會有所不同。基于不同研究區(qū)測井巖石物理參數(shù)進行模型正演,總結形成的定量判別模板的定量區(qū)間會有所變化,但總體來說,其揭示的基本規(guī)律是一致的。需要指出,當?shù)卣鸱直媛蔬_不到儲層厚度的識別要求時,地震剖面中無法識別出平點反射特征,因此本文討論的平點識別是基于地震分辨率滿足儲層識別的前提。從多個正演模型可知,儲層厚度越大,越有利于平點的產(chǎn)生。研究區(qū)儲層物性較好且差異較小,因此未討論儲層物性與平點的內(nèi)在關系,筆者認為,儲層物性的差異對平點識別也會產(chǎn)生一定影響,一般來說,物性越好,越有利于平點的產(chǎn)生。
以目標W為例,對兩個平點條帶進行綜合地質與地球物理分析,推測其代表了不同的流體界面,即上部平點代表氣油界面,下部平點代表油水界面。
1)排除非烴因素導致的平點響應。除了流體界面可以產(chǎn)生平點反射,火成巖等特殊巖性體、古接觸面、溫度控制的巖相變化以及地震資料本身的噪聲等非烴因素都可能產(chǎn)生平點反射。研究區(qū)為深水扇沉積體系,巖性組合表現(xiàn)為砂泥巖互層沉積,排除了因特殊巖性體造成的平點響應;古接觸面一般具有一定的橫向延伸距離,會產(chǎn)生長軸的平點反射,與研究區(qū)出現(xiàn)的短軸平點差異較大,也可排除;溫度控制的巖相變化影響下,可能產(chǎn)生斷續(xù)的長軸平點響應,其上部一般表現(xiàn)為泥巖的弱反射特征,與研究區(qū)頂部強振幅、短軸平反射差異較大;此外,研究所用的地震資料采用SRME技術有效壓制多次波,成像質量好,信噪比高,可以排除因多次波產(chǎn)生的平點響應。綜合分析認為,研究區(qū)出現(xiàn)的平點反射可以排除非烴因素導致的平點響應。
2)正演模擬分析揭示了目標存在雙平點反射的巖石物理基礎。通過已鉆井揭示的氣、油、水層與上覆/下伏泥巖的速度和密度參數(shù),設計多個正演模型。上部油層(縱波速度1 999 m/s、密度2.04 g/cm3)、下部水層(縱波速度2 387 m/s、密度2.11 g/cm3)模型正演揭示,在油水界面處出現(xiàn)了強振幅短軸平點反射。上部氣層(縱波速度1 817 m/s、密度1.95 g/cm3)、中部油層(縱波速度1 999 m/s、密度2.04 g/cm3)、下部水層(縱波速度2 387 m/s、密度2.11g/cm3)模型正演表明,在氣油界面和油水界面均出現(xiàn)了強振幅短軸平點反射(圖14)。由此證明目標存在產(chǎn)生雙平點反射的巖石物理基礎。
圖14 單流體界面(a)和雙流體界面(b)正演模型Fig.14 Forward modes of single(a) and double fluid interface(b)
3)目標位于平點識別有利區(qū)?;谄近c成因分析提出的地震平點反射定量判別模板,可以高效預測目標是否位于產(chǎn)生平點反射的有利區(qū)。前已述及,推測目標流體界面大于調(diào)諧反射系數(shù),側翼地層傾角為15°~25°,對于平點識別有利?;谝陨蟽蓚€關鍵參數(shù),認為目標位于平點識別有利區(qū),地震剖面上出現(xiàn)的平點響應極有可能是烴類界面的指示。
4)定量振幅比與研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)油氣田規(guī)律一致,且雙平點條帶與構造等值線吻合度高?;谀P驼萁Y果可知(圖15),氣層、油層、水層的振幅依次減小?;谘芯繀^(qū)已發(fā)現(xiàn)油氣田的井震分析可知,含不同流體砂巖與背景泥巖的定量振幅比與流體性質匹配度高(圖15)。根據(jù)已發(fā)現(xiàn)油氣田不同油、氣、水層的定量振幅比統(tǒng)計結果可知,氣層的振幅比大于10,油層的振幅比為3~10,水層的振幅比小于3。由目標振幅比屬性可知,高部位平點條帶之上的振幅比基本大于10,兩個平點條帶之間的振幅比一般在3~9,而低部位平點條帶之下的振幅比基本都小于3, 由此說明了高部位平點條帶之上發(fā)育氣層,兩個平點條帶之間發(fā)育油層,兩個平點條帶分別代表著氣油界面和油水界面。值得一提的是,雙平點條帶與振幅異常的邊界、構造等值線吻合度高,進一步證明了雙平點條帶代表了不同的流體界面。
圖15 已發(fā)現(xiàn)油氣田含不同流體砂巖/圍巖定量振幅比統(tǒng)計量版(a)與目標振幅比屬性(b)對比Fig.15 Comparison of quantitative amplitude ratio statistics of oil and gas fields(a) and target amplitude ratio attributes(b)
地震平點反射的產(chǎn)生,除了地下地質因素影響外,因地震采集、處理方面造成的平點反射或似平點反射,會對流體界面的判斷造成一定假象。由于地下波場的復雜性,常規(guī)采集的地震剖面會出現(xiàn)多次波、繞射波等干擾波,如果預處理不理想,則會在地震剖面中保留這些信息,從而導致這些因素產(chǎn)生的平點假象。在地震資料采集方面,利用高密度地震采集技術,可以實現(xiàn)更高的面元尺寸與道密度,提高地震資料的縱向和橫向分辨率。由于多次波是產(chǎn)生疑似平點的主要原因,因此,在處理中需要采用表面相關多次波消除技術(SRME)等方法壓制噪聲,該方法對復雜海底產(chǎn)生的多次波的衰減效果顯著。運用疊前深度偏移(PSDM)處理技術,可以提供更豐富的細節(jié)信息,提高三維地震資料的成像效果。基于以上地震采集、處理技術,可以實現(xiàn)高保真度、高分辨率和高信噪比的地震資料,消除因地震采集、處理方面產(chǎn)生的平點假象,為平點技術的應用提供良好的資料基礎。
以平點技術為核心,通過模型正演、平點強化技術、定量振幅比技術等,有效預測主力目的層油氣層分布特征。對于目標W,根據(jù)高部位平點條帶和定量振幅比異常邊界,預測了含氣平面分布。根據(jù)雙平點條帶及定量振幅比邊界,預測了含油平面分布。高部位平點條帶的深度(2 310 m)即為氣油界面的深度,低部位平點條帶的深度(2 445 m)即為油水界面的深度。對于目標P,識別出了平點深度(2 420 m)及其平面分布特征,平面上且平點位置與振幅異常邊界和2 420 m等值線高度吻合,推測平點代表了油水界面,結合振幅異常及構造等值線可以預測含油面積?;谀康膶悠近c處設計井位,在多個目的層累計鉆遇50 m以上油層,證實了預測結果的準確性。井鉆遇油層均在平點界面之上,且平點界面之上振幅特征與靶點位置一致,有效驗證了該平點代表油水界面。
本文針對西非深水碎屑巖,開展平點技術實際應用研究,取得以下認識和結論:
1)基于多種正演模型規(guī)律分析,建立了地震平點反射定量判別模板,包括平點識別有利區(qū)、平點識別不利區(qū)、平點識別模糊區(qū)、平點識別盲區(qū)以及平點無法識別區(qū)。從成因機理上論證了研究區(qū)具備平點反射產(chǎn)生的有利條件。
2)總結了含流體(油氣)平點判別標準。利用地震平點反射定量判別模板,考慮目標流體界面反射系數(shù)、側翼地層傾角特征,結合正演模擬結果,認為目標存在雙平點反射的巖石物理基礎。研究區(qū)井震標定表明,定量振幅比屬性可有效區(qū)分氣層、油層和水層,且雙平點條帶與構造等值線吻合度高。
3)劃分了研究區(qū)平點主要類型?;诘卣鸱瓷鋷缀瓮庑?、振幅、相位等信息,總結研究區(qū)發(fā)育短軸單平點、短軸雙平點、短軸復合單平點和長軸復合單平點四類平點特征。目標P以短軸單平點為主,目標W以短軸雙平點為主。結合平點強化技術以及共等值線抽道集疊加技術的應用,落實了目標W主力目的層沿NW—SE向分布的兩個平點條帶。
4)注意區(qū)分非流體成因的“假平點”?;鸪蓭r等特殊巖性體、古接觸面、溫度控制的巖相變化以及地震資料本身的噪聲等非烴因素都可能產(chǎn)生平點反射,在實際資料分析中,要結合地震地質情況進一步分析。