唐 馨,馮家元,胡學(xué)平

(1.中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院,新疆烏魯木齊 830011;2.天津精采潛龍科技有限公司,天津 300457)

長(zhǎng)期以來,許多石油科技工作者在利用高保真地震信息進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方面進(jìn)行了各種探索,相關(guān)的理論、方法和技術(shù)研究均取得了不同程度的進(jìn)展。BIOT于1956年首次提出的雙相介質(zhì)理論[1-2],近年來得到越來越多學(xué)者的重視。他們從不同角度進(jìn)行了深入研究探討,進(jìn)一步提出了單孔、復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)、飽和多相流體及各向異性(裂縫系統(tǒng))等雙相介質(zhì)理論。同時(shí)基于該理論發(fā)展起來的多種儲(chǔ)層及流體預(yù)測(cè)技術(shù)在油田也獲得了較為廣泛的應(yīng)用[3-9]。1994年,張應(yīng)波[10]根據(jù)Biot理論的基本觀點(diǎn),從另一個(gè)角度分析了儲(chǔ)層微觀波動(dòng)應(yīng)力變化的物理現(xiàn)象,并且根據(jù)地震數(shù)據(jù)和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)得到了反映儲(chǔ)層狀態(tài)的地震應(yīng)力剖面。計(jì)算實(shí)例表明,地應(yīng)力相對(duì)低的區(qū)帶是具備儲(chǔ)集條帶的砂巖,地應(yīng)力相對(duì)高的區(qū)帶是致密地層,這可能是最早將雙相介質(zhì)理論應(yīng)用于地震勘探的有益探索。雙相介質(zhì)的地震波能量出現(xiàn)低頻段明顯增強(qiáng),高頻段明顯減弱的現(xiàn)象,而單相介質(zhì)不存在上述現(xiàn)象,因此雙相介質(zhì)具有“低頻共振、高頻衰減”的特征。由實(shí)際地震資料試算可知,在指定的低頻段和高頻段內(nèi),與油氣層對(duì)應(yīng)的位置存在明顯的“共振”和“衰減”現(xiàn)象[11],這表明油氣儲(chǔ)集層屬于較典型的雙相介質(zhì)?；谏鲜稣J(rèn)識(shí),梁秀文等率先開發(fā)完成了微機(jī)版的最大能量累積法(簡(jiǎn)稱CM法)[12-13]和最大能量掃描法(簡(jiǎn)稱DHAF法)兩種方法的雙相介質(zhì)油氣檢測(cè)技術(shù),而后又將該技術(shù)集成到一套大型解釋系統(tǒng)中。多年來的推廣測(cè)試和實(shí)際應(yīng)用成果表明,該技術(shù)在預(yù)測(cè)油氣方面效果顯著。2012年,胡學(xué)平等[14]對(duì)比了模型試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際油氣藏應(yīng)用結(jié)果,進(jìn)一步展現(xiàn)了雙相介質(zhì)與單相介質(zhì)的本質(zhì)差異。高產(chǎn)油氣層除了具有“低頻共振、高頻衰減”的地震波動(dòng)力學(xué)特征外,對(duì)應(yīng)的地震剖面上還往往具有肉眼可見的“強(qiáng)、寬、抖”地震微相特征[15],這對(duì)合理解釋油氣檢測(cè)結(jié)果具有參考價(jià)值。多年來,許多學(xué)者在雙相介質(zhì)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面都做了大量的工作,取得了豐富的成果,這為今后的研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),也提供了有益的借鑒參考[16-18]。

本文利用CM法油氣檢測(cè)技術(shù),針對(duì)塔河油田西部某油田A井區(qū)白堊系舒善河組中段的中3砂體高產(chǎn)油氣層進(jìn)行了試驗(yàn)性應(yīng)用。首先通過多時(shí)窗頻譜分析試驗(yàn),優(yōu)選了最合適的時(shí)窗;然后對(duì)比已知油氣井和空井頻譜特征,確定了最佳的低頻和高頻敏感段范圍;最后得到的油氣檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果與鉆井結(jié)果的符合率較以往常用的振幅類屬性方法得到的結(jié)果符合率更高。

1 基本地質(zhì)情況

在新疆塔河油田西部,一條北北東(NNE)向的右旋走滑深斷裂帶貫穿整個(gè)油田。在該斷裂帶上,先后發(fā)現(xiàn)了多個(gè)中生界油氣藏。其中A井區(qū)的凝析氣藏儲(chǔ)集層位于白堊系舒善河組的中段和下段,圖1所示為舒善河組的油氣發(fā)現(xiàn)井(A井)的綜合柱狀圖。該井在舒善河組一共解釋了4個(gè)油氣層,兩層位于中段,兩層位于下段。其中,中段的中3砂體油氣層深度為3962.0～3977.5m,厚約15.5m。2016年11月該層投入開發(fā),截至2020年6月,該井在中3油氣層累計(jì)生產(chǎn)原油0.935×104t,天然氣4804×104m3,日產(chǎn)油10.9t,日產(chǎn)氣4.2931×104m3,不含水。

圖1 A井綜合柱狀圖

在A井區(qū),共有18口井在中3砂體鉆遇不同程度的油氣顯示,其中,油氣層井13口,差油氣層井4口,油水同層井1口。除油氣顯示級(jí)別存在差異,相關(guān)的儲(chǔ)層厚度也相差較大,最厚的儲(chǔ)層為15.5m,最薄的儲(chǔ)層為1.5m。

白堊系舒善河組整體屬于陸相沉積體系,橫向非均質(zhì)性較強(qiáng),中段有利砂巖儲(chǔ)層的分布極不穩(wěn)定,厚度差異較大,采用以往的常規(guī)方法技術(shù)(如反演、地震屬性等)針對(duì)本層系進(jìn)行儲(chǔ)層和油氣預(yù)測(cè)時(shí),預(yù)測(cè)效果不理想。雖然采用某些振幅類屬性(如平均絕對(duì)振幅、均方根振幅等)預(yù)測(cè)較厚的油氣層時(shí)預(yù)測(cè)效果尚可,但對(duì)于較薄或顯示級(jí)別較低的油氣層,預(yù)測(cè)結(jié)果的符合率相對(duì)較差。

在A井區(qū)的南部,雖然目前已有多口井揭示了不同厚度的中3油氣層,但由于含油氣砂體的分布范圍難以確定,所以目前尚未全面開發(fā)。本文擬利用雙相介質(zhì)油氣檢測(cè)技術(shù)對(duì)A井區(qū)中3砂體高產(chǎn)油氣層進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn),以期較準(zhǔn)確地刻畫含油氣砂體的平面分布,為該區(qū)下一步勘探開發(fā)部署提供重要參考依據(jù)。

2 基于雙相介質(zhì)理論油氣檢測(cè)技術(shù)

2.1 基本理論

雙相介質(zhì)是指由具有孔隙的固體骨架(固相)和孔隙中所充填的流體(流相)所組成的介質(zhì)。Biot理論認(rèn)為,當(dāng)?shù)卣鸩ù┻^雙相介質(zhì)時(shí),固相和流相之間產(chǎn)生相對(duì)位移并發(fā)生相互作用,產(chǎn)生第二縱波。第二縱波速度很低,且極性與第一縱波相反,經(jīng)典的雙相介質(zhì)波動(dòng)方程的矢量表達(dá)式如下:

(1)

式中:A,N為彈性參數(shù),相當(dāng)于單相各向同性彈性理論中的拉梅常數(shù)γ,μ;Q為反映固體與流體體積變化之間耦合性質(zhì)的彈性常數(shù);R為使一定體積的流體流入該集合體而又保持總體積不變,而施加在流體上的壓力的一種量度;ρ11為單位體積中固體相對(duì)流體運(yùn)動(dòng)時(shí),固體部分的總等效質(zhì)量;ρ22為單位體積中流體相對(duì)固體運(yùn)動(dòng)時(shí),流體部分的總等效質(zhì)量;ρ12為單位體積中流體和固體之間的質(zhì)量耦合系數(shù);θ表示固相體應(yīng)變;ε表示流相體應(yīng)變;u為固相位移;U為流相位移;b為耗散系數(shù);t為時(shí)間。其中,耗散系數(shù)b與流相介質(zhì)的粘滯系數(shù)μ、固相介質(zhì)的孔隙度φ和滲透率κ有關(guān),可用下式表達(dá):

(2)

實(shí)際地震記錄可被看做是第一縱波與第二縱波的疊加(實(shí)際機(jī)制可能更為復(fù)雜),其動(dòng)力學(xué)特征與單相介質(zhì)的動(dòng)力學(xué)特征明顯不同。我們以此為基礎(chǔ),通過雙相介質(zhì)的模型正演結(jié)果,可以進(jìn)一步證明雙相介質(zhì)與單相介質(zhì)的本質(zhì)差異。

2.2 雙相介質(zhì)油氣檢測(cè)技術(shù)

基于雙相介質(zhì)模型的波動(dòng)方程正演數(shù)值模擬表明[5],當(dāng)?shù)卣鸩ù┻^雙相介質(zhì)時(shí),對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征(頻譜)表現(xiàn)為較明顯的低頻段能量相對(duì)增強(qiáng),高頻段能量相對(duì)減弱的現(xiàn)象,俗稱“低頻共振、高頻衰減”,而單相介質(zhì)(包括低速、低密度介質(zhì))則基本不存在這種現(xiàn)象。研究這種差別并有效提取和利用,是根據(jù)地震資料識(shí)別油氣層的有效途徑之一。

目前比較成熟的基于雙相介質(zhì)理論的油氣檢測(cè)技術(shù)包括兩種,一種為最大能量累積法(CM法),另一種為最大能量掃描法(DHAF法)。本文采用CM法油氣檢測(cè)技術(shù),其基本原理是:首先計(jì)算給定時(shí)窗內(nèi)所有地震道數(shù)據(jù)的頻譜(一種特定的小時(shí)窗三角濾波);然后分別計(jì)算這些頻譜在給定的低頻段和高頻段范圍內(nèi)的平均能量,得到相應(yīng)的低頻能量和高頻能量;再計(jì)算低頻能量與高頻能量的比值;最后,因?yàn)樵撝档拇笮⊥ǔＥc相應(yīng)層段的油氣富集程度呈正相關(guān)關(guān)系,故將其作為油氣檢測(cè)的最終結(jié)果。

CM法油氣檢測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)容如下。

1) 濾波方法:采用三角濾波方法,頻譜特征更加明顯。

2) 檢測(cè)時(shí)窗寬度:油氣檢測(cè)時(shí)窗的大小是影響檢測(cè)結(jié)果的最重要參數(shù)。通常情況下,不同的油氣層厚度及油氣富集程度對(duì)地震記錄的影響范圍存在較大差異(并非與儲(chǔ)層厚度嚴(yán)格對(duì)應(yīng)),需要進(jìn)一步分析關(guān)鍵已知井的井旁道頻譜。

3) 高、低頻敏感段范圍:在優(yōu)選了合適的時(shí)窗后,要根據(jù)該時(shí)窗內(nèi)不同類型井(油氣井、水井等)旁道的頻譜特征對(duì)比來綜合確定高、低頻敏感段。通常對(duì)應(yīng)各油氣層井的頻譜低頻段峰值往往達(dá)到最大,且峰值頻率也較為接近;在高頻段,幅值降低明顯,但井間略有差異;在中頻段(大致包括主頻的范圍),幅值存在不同程度的降低,但基本能保持一定的上凸特征。這種只有油氣層才普遍具有的低、中、高頻段的頻譜特征稱為“油氣頻譜特征”,已為大量的應(yīng)用實(shí)例所驗(yàn)證。而對(duì)應(yīng)無油氣層井的低頻段振幅峰值通常較低,且井間差異較大,個(gè)別情況下峰值頻率也存在較大差異;高頻段的振幅值普遍較高,但井間仍存在差異;最大峰值基本都在中頻段,峰值頻率與主頻接近。高、低頻段敏感范圍就是油氣層和非油氣層在高頻段和低頻段幅值差異最大的區(qū)域。

任何一項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用都具有前提條件。就本文提出的油氣檢測(cè)技術(shù)而言:首先以地震數(shù)據(jù)的保真性最為關(guān)鍵,為達(dá)到某種目的而進(jìn)行的特殊處理(如拓頻、濾波等),通常會(huì)在一定程度上破壞地震數(shù)據(jù)的原始油氣信息,從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果失真;其次對(duì)已知油氣層的精確標(biāo)定和相關(guān)層位的解釋也很重要,因?yàn)檫@是最終獲得可靠成果的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 多時(shí)窗頻譜特征分析

目前油氣檢測(cè)是沿著包含已知油氣層的橫向等時(shí)窗進(jìn)行的,時(shí)窗須包含油氣的實(shí)際影響范圍。實(shí)踐表明,只有當(dāng)時(shí)窗相對(duì)合適時(shí),包含油氣層的頻譜才會(huì)出現(xiàn)典型的“油氣特征”,據(jù)此做出的油氣檢測(cè)結(jié)果才可靠,因此須通過試驗(yàn)確定較合適的時(shí)窗。圖2 是過A井的一段地震剖面。剖面上精確標(biāo)定了中3高產(chǎn)油氣層的位置,油氣層的頂和底分別位于波峰和波谷(黃色矩形標(biāo)記處),粉紅色的虛線是沿波谷解釋得到的層位,基本對(duì)應(yīng)該井油氣層的底界,標(biāo)記為0。其它顏色的層位是通過解釋層位得到的,與解釋層位平行,也可用數(shù)字標(biāo)記,表示到解釋層位的時(shí)間距離(ms),在解釋層位之上的用符號(hào)“-”表示。試驗(yàn)時(shí)窗的上、下邊界是數(shù)字標(biāo)記的兩個(gè)平行層位。由圖2可見,A井15.5m厚的高產(chǎn)油氣層對(duì)應(yīng)的時(shí)間范圍約10ms,不足半個(gè)視周期。由于該時(shí)窗太小,不滿足計(jì)算條件,且沒有完全包含油氣的影響范圍,所以最小初始試驗(yàn)時(shí)窗給定20ms,即解釋層位上、下各10ms,記為-10～10ms。其它的時(shí)窗依次以5ms的步長(zhǎng)向下遞進(jìn)。

圖2 油氣檢測(cè)不同時(shí)窗的試驗(yàn)

圖3是A井井旁道6個(gè)時(shí)窗地震記錄的頻譜特征曲線。由圖3可見,-10～10ms和-10～15ms兩個(gè)最小時(shí)窗的頻譜基本沒有明顯的油氣特征,-10～20ms時(shí)窗的頻譜具有一定的油氣特征,但不夠明顯,而-10～25ms時(shí)窗的頻譜特征比較典型,即出現(xiàn)了明顯的“低頻段能量顯著增強(qiáng),高頻段能量顯著衰減”特征。-10～30ms時(shí)窗的低頻段能量有所降低,-10～35ms時(shí)窗的低頻段能量又進(jìn)一步降低。比較幾個(gè)時(shí)窗頻譜特征可以看出,-10～25ms(即35ms時(shí)窗)時(shí)窗的頻譜特征最為典型,表明該時(shí)窗范圍應(yīng)該是中3油氣層的有效影響范圍。因此可將該時(shí)窗確定為針對(duì)中3油氣層的檢測(cè)時(shí)窗。

圖3 A井井旁道6個(gè)時(shí)窗地震記錄的頻譜特征曲線

3.2 高、低頻敏感段范圍的確定

在確定了已知油氣井A井處的合適時(shí)窗后,還要將頻譜特征與區(qū)內(nèi)其它已知井(包括解釋有油氣層和無油氣層)的頻譜特征進(jìn)行對(duì)比,這些井也應(yīng)該具有類似的各自對(duì)應(yīng)的頻譜特征。圖4為A井區(qū)中3底界附近(圖2中標(biāo)記為0)的層位時(shí)間,作為本次油氣檢測(cè)試驗(yàn)的區(qū)域,區(qū)內(nèi)有鉆井37口,對(duì)中3砂體的不同鉆探結(jié)果進(jìn)行了標(biāo)記,其中,生產(chǎn)井和其它解釋為油氣層的井基本都位于中部斷裂附近相對(duì)構(gòu)造高部位,水層(或非中3儲(chǔ)層)井多位于斷裂兩側(cè)的相對(duì)構(gòu)造低部位。

根據(jù)不同的鉆探結(jié)果,選擇8口有代表性的井(圖4中用字母標(biāo)記)進(jìn)行頻譜分析試驗(yàn)。這8口井根據(jù)儲(chǔ)層及含油氣情況可以劃分為最厚油層高產(chǎn)井(A井)、其它不同厚度油層井(B井、C井)、油水同層井(D井)、不同厚度水層井(F井、G井、H井)及非儲(chǔ)層發(fā)育井(E井)等5種類型(圖5)。圖5是8口井井旁道的振幅譜疊合(包括中3砂體的35ms時(shí)窗),可以看出,油氣井的頻譜特征總體趨勢(shì)上基本一致,即低頻端能量明顯增強(qiáng),高頻端能量明顯衰減,頻率超過50Hz后,譜的幅值基本降到0.4以下,油水同層的井高頻端幅值略高。3口位于不同厚度水層的井頻譜特征與油氣井的頻譜特征存在明顯差異,即幅值在低頻端相對(duì)較低,高頻端相對(duì)較高,兩端的值差異相對(duì)較小。而位于非儲(chǔ)層的E井的頻譜特征又與其它井的頻譜特征存在較大差異,最大幅值出現(xiàn)在頻率較低頻段,屬于與油氣無關(guān)的異常低頻高值區(qū)。

圖4 A井區(qū)中3砂體底界附近層位(波谷)時(shí)間

圖5 8口井井旁道的振幅譜疊合顯示(包括中3砂體35ms時(shí)窗)

油氣和非油氣井的振幅譜幅值差異最大的范圍稱為頻率敏感段。這種差異在高頻段和低頻段都存在,分別稱為高頻敏感段和低頻敏感段,可以根據(jù)多井譜的最大有效頻率范圍自動(dòng)設(shè)定,也可以根據(jù)多井頻譜特征人工設(shè)定。作為油氣檢測(cè)技術(shù)的重要參數(shù),兩個(gè)敏感段通常是等寬的。一般低頻敏感段起始頻率取值1Hz,通常只需給定低頻敏感段的截止頻率,該截止頻率通常大于或等于油氣井的低頻端峰值頻率。圖5 給出了沒有E井參與的情況下確定的初始高、低頻敏感段的范圍,如虛線框所示,其中低頻段的范圍是1～15Hz,高頻段的范圍是50～65Hz,利用上述初始頻率敏感段得到的初步油氣檢測(cè)結(jié)果如圖6 所示,其中紅色表示相對(duì)高值區(qū),低、高頻能量比值整體為1.0～1.6。不難發(fā)現(xiàn),與油氣有關(guān)的井基本都位于相對(duì)高值區(qū),而非油氣井多位于相對(duì)低值區(qū)。但是,位于非中3砂體儲(chǔ)層的E井也位于較大范圍的高值區(qū),檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況明顯不符。其原因是初始設(shè)定的低頻敏感段包含了E井處的低頻高值異常區(qū)。因此,我們重新調(diào)整頻率敏感段的范圍,在低頻敏感段避開了E井的高值異常區(qū),高頻敏感段也同樣進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。油氣井頻譜最大值的頻率大致為10～20Hz,在這個(gè)頻率范圍內(nèi),其與非油氣井的頻譜的差別最大。在高頻段約50～60Hz,含油氣層的井頻譜幅值相對(duì)最低,與非油氣井的頻譜幅值差別最大。根據(jù)上述多井頻譜分析試驗(yàn)和對(duì)比結(jié)果,將10～20Hz和50～60Hz分別確定為最終的低頻敏感段和高頻敏感段范圍,寬度均為10Hz,如圖5中充填顏色的實(shí)線框所示。據(jù)此計(jì)算得到的最終油氣檢測(cè)結(jié)果如圖7所示。對(duì)比圖6和圖7可見,二者與油氣有關(guān)的大范圍高值區(qū)基本相同,E井處的較大范圍高值區(qū)完全消失,與鉆井結(jié)果一致。

圖6 利用初始頻率敏感段得到的初步油氣檢測(cè)結(jié)果

圖7 利用最終頻率敏感段得到的最終油氣檢測(cè)結(jié)果

4 油氣檢測(cè)效果分析

最終油氣檢測(cè)結(jié)果中高值區(qū)的整體輪廓基本為南北走向,與該期的三角洲分支河道的走向基本一致,地質(zhì)規(guī)律比較明顯。高產(chǎn)油氣井A和解釋為油氣層、差油氣層的井基本都位于走滑雁行斷層附近構(gòu)造相對(duì)高部位,同時(shí)也是檢測(cè)結(jié)果的相對(duì)高值區(qū)。北部的1口油水同層井D位于較大范圍高值區(qū)的邊界附近,解釋為位于含油水層、水層或非儲(chǔ)層的井基本都位于檢測(cè)結(jié)果的相對(duì)低值區(qū),檢測(cè)結(jié)果與鉆井結(jié)果整體上具有較好的一致性。

4.1 與振幅屬性的效果對(duì)比

由圖8可見,高產(chǎn)油氣層或解釋為較厚油氣層的井基本都位于該區(qū)均方根振幅屬性高值區(qū),與鉆井結(jié)果的吻合程度較高。但高值區(qū)的分布相對(duì)分散,地質(zhì)規(guī)律不太明顯,其中一些井吻合度較差。比較明顯的是2口油氣層井、1口差油氣層井和1口油水同層井均位于面積較大的低值區(qū),而2口無油氣井則位于高值區(qū)。圖8右下方的1口未能解釋中3砂體的井卻位于大范圍的高值區(qū),表明該高值區(qū)和油氣無關(guān),因此振幅屬性方法存在多解性。

圖8 均方根振幅屬性

圖9為油氣檢測(cè)結(jié)果與均方根振幅屬性在同一條過井任意線地震剖面上的對(duì)比結(jié)果。該剖面包含了本區(qū)不同的井,鉆探結(jié)果標(biāo)注在剖面上的井位處。

圖9 油氣檢測(cè)結(jié)果與均方根振幅屬性在同一條過井任意線地震剖面的對(duì)比結(jié)果

為便于對(duì)比,剖面上還顯示了用數(shù)字標(biāo)記的解釋層位和計(jì)算時(shí)窗的邊界層位。其中層位-10ms到層位5ms的時(shí)間深度為15ms,是提取均方根振幅屬性的時(shí)窗;層位-10ms到層位25ms的時(shí)間深度為35ms,是油氣檢測(cè)的計(jì)算時(shí)窗。剖面頂部分別采用不同的顏色充填的方式顯示了均方根振幅(上)和油氣檢測(cè)結(jié)果(下)。在剖面左側(cè)的主要含油氣區(qū),兩種結(jié)果均為相對(duì)高值區(qū),與鉆井結(jié)果基本一致。在剖面右側(cè)的無油氣區(qū),均方根振幅表現(xiàn)為較大范圍的高值,甚至比15.5m厚的高產(chǎn)油氣層處的值更高,這與實(shí)際情況明顯不符,而該區(qū)的油氣檢測(cè)結(jié)果為相對(duì)低值,與實(shí)際情況一致。

圖9中還包括右側(cè)3口井的頻譜特征,分別是11.0m厚油氣層(紅實(shí)線)、9.5m厚水層(藍(lán)實(shí)線)和非儲(chǔ)層(綠虛線)的井。區(qū)分油氣井與否最明顯的標(biāo)志就是非油氣井的振幅譜在高頻端沒有明顯的能量衰減。

仔細(xì)觀察圖9地震剖面上的地震反射特征可以發(fā)現(xiàn),在高產(chǎn)及厚油氣層所在的較寬時(shí)窗(如35ms)內(nèi)(層位-10～25ms),存在肉眼可見的特殊油氣地震微相特征,即振幅較強(qiáng),同相軸較寬;在檢測(cè)時(shí)窗內(nèi)波谷到波峰的零相位處還存在明顯的橫向起伏現(xiàn)象,即所謂的“強(qiáng)、寬、抖”油氣地震微相特征。在多數(shù)常規(guī)及保真處理的地震剖面中,與較高產(chǎn)油氣層對(duì)應(yīng)的位置上,這些特征普遍存在,這也是驗(yàn)證油氣檢測(cè)結(jié)果的典型標(biāo)志之一,因?yàn)樵诜怯蜌鈪^(qū)基本不存在上述現(xiàn)象。

4.2 與鉆井結(jié)果符合性分析

本文所述的“符合”即各級(jí)別油氣顯示井位于油氣檢測(cè)結(jié)果的相對(duì)高值區(qū)或無油氣井位于相對(duì)低值區(qū),反之視為“不符合”。符合率包括兩種:一種稱為油氣井符合率,即油氣井的符合井?dāng)?shù)與總油氣井?dāng)?shù)之比×100%;另一種稱為總符合率,即所有符合的井?dāng)?shù)與總井?dāng)?shù)之比×100%。

首先分別提取各井點(diǎn)處的油氣檢測(cè)結(jié)果和均方根振幅值,再通過和已知井的對(duì)比,綜合確定較為合適的門檻值,大于這個(gè)門檻值的油氣井和小于這個(gè)門檻值的非油氣井均視為“符合”。表1是油氣檢測(cè)結(jié)果和均方根振幅屬性與已知井的符合情況的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。表1中的CM為采用本文技術(shù)得到的油氣檢測(cè)結(jié)果,RMSAmp為均方根振幅值。與已知井綜合比較可知,較為合適的門檻值分別為1.290和5000,表中大于門檻值的均用暖色調(diào)表示。與鉆井符合的用“√”標(biāo)記,與油氣井不符合的用紅色“×”標(biāo)記,與無油氣井不符合的用藍(lán)色“×”標(biāo)記。

表1 油氣檢測(cè)結(jié)果和均方根振幅屬性與已知井符合情況

采用本文技術(shù)得到的油氣檢測(cè)結(jié)果與鉆井的符合情況是:在18口各級(jí)別油氣井中,有17口井大于門檻值1.290,油氣井符合率約94.4%;在19口無油氣井中,14口井小于門檻值。即在全部37口井中,共有31口井符合性較好,總符合率約為83.8%。

均方根振幅與鉆井的符合情況是:在18口各級(jí)別油氣井中,有13口井大于門檻值5000,油氣井符合率約72.2%;在19口無油氣井中,15口井小于該門檻值。即在全部37口井中,累計(jì)有28口井符合性較好,總符合率約為75.7%。

綜上可知,采用本文技術(shù)得到的油氣檢測(cè)結(jié)果的油氣井符合率和總符合率均大于利用均方根振幅屬性得到的符合率。在油氣檢測(cè)方面,基于雙相介質(zhì)理論的CM法油氣檢測(cè)技術(shù)優(yōu)于利用單一地震屬性的方法。

圖10為井點(diǎn)處采用本文技術(shù)得到的油氣檢測(cè)結(jié)果與均方根振幅的交會(huì)分析結(jié)果。圖中標(biāo)記了各自門檻值的位置,部分井標(biāo)記了砂體厚度?？梢钥闯?兩套數(shù)據(jù)總體上呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。絕大部分與油氣有關(guān)的井位于兩個(gè)門檻值以上的區(qū)域,厚度大于10m的油氣井振幅值均在9000以上,但個(gè)別井處(圖8右下角)振幅值大于10000,卻沒有儲(chǔ)層,表明該高值由其它原因引起。上述符合率對(duì)比分析結(jié)果為僅根據(jù)井點(diǎn)處的數(shù)值直接進(jìn)行的簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)結(jié)果,實(shí)際上應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行合理分析。圖11為6口不符合的井點(diǎn)附近的油氣檢測(cè)結(jié)果局部放大顯示,井旁標(biāo)記了油氣檢測(cè)結(jié)果值和相應(yīng)的砂體厚度。圖11a 中解釋為2.5m厚差油氣層的井位于中部的低值區(qū),在4口解釋為差油氣層的井中是最薄的,該井不符的原因可能與儲(chǔ)層太薄和顯示級(jí)別較低有關(guān)。其余5口井均為無油氣的井,但位于相對(duì)高值點(diǎn)處。其中,圖11b的井位于北部一條斷層上的局部高值異常點(diǎn)處,砂體被斷缺,局部高值點(diǎn)可能與斷層對(duì)地震信息的影響有關(guān)。圖11c和圖11d均為中部的兩口井,位于主要高值區(qū)的邊界附近。圖11e和圖11f中西南部的兩口井均位于局部分散高值區(qū)的相對(duì)低值區(qū)。總體來看,這5口井均不在較大范圍的主體高值區(qū),表明油氣檢測(cè)結(jié)果總體上與鉆井的符合率較高。

圖10 井點(diǎn)處采用本文技術(shù)得到的油氣檢測(cè)結(jié)果與均方根振幅交會(huì)分析結(jié)果

圖11 6口不符合井的油氣檢測(cè)結(jié)果局部放大顯示a 解釋為2.5m厚差油氣層的井; b 位于北部斷層局部高值異常點(diǎn)的井; c 位于中部主要高值區(qū)邊界附近的井1; d 位于中部主要高值區(qū)邊界附近的井2; e 位于西南部局部分散高值區(qū)中相對(duì)低值區(qū)的井1; f 位于西南部局部分散高值區(qū)中相對(duì)低值區(qū)的井2

5 分析與討論

雖然本次油氣檢測(cè)結(jié)果與已知井的符合率較高,但也并不意味著所有大于給定門檻值的高值區(qū)均為油氣富集區(qū),還需根據(jù)一些特定條件進(jìn)行綜合分析判別才能合理確定。本文技術(shù)利用的是低頻能量與高頻能量之比,除了油氣層具有“低頻共振、高頻衰減”特征外,有些特殊巖性體或某種巖性組合對(duì)應(yīng)的頻譜也存在低頻能量強(qiáng),高頻能量弱的現(xiàn)象,同樣也會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的高值,但上述結(jié)果通常不具備典型的油氣頻譜特征,即中頻段幅值上凸現(xiàn)象,這也是判斷檢測(cè)結(jié)果的高值區(qū)是否為有利區(qū)的標(biāo)志之一。高值有利區(qū)除應(yīng)具備典型的油氣頻譜特征外,在剖面上的檢測(cè)時(shí)窗內(nèi)通常能夠看到比較明顯的“強(qiáng)、寬、陡”油氣地震微相特征,上述特征可用于和鄰近的已知油氣井進(jìn)行比較。在對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行解釋評(píng)價(jià)時(shí)要參考這些特征,同時(shí)還要結(jié)合已有地質(zhì)成果如構(gòu)造、斷層和儲(chǔ)層等因素進(jìn)行綜合分析,以確定較可靠的有利區(qū)。

油氣儲(chǔ)集層的類型、厚度、油氣富集程度以及所用地震資料的保真度和分辨率等因素均可影響地震記錄上的有效信息范圍,因此合適的時(shí)窗才能保證真實(shí)的頻譜特征,須通過關(guān)鍵井井旁道的多時(shí)窗頻譜分析試驗(yàn)來確定。低頻和高頻敏感段范圍同樣至關(guān)重要,應(yīng)通過多類型已知井的頻譜分析試驗(yàn)合理確定。在某些特殊情況下,自動(dòng)設(shè)定的缺省值或試驗(yàn)分析不充分,會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的可靠性。受某些因素的影響,油氣檢測(cè)結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)一定的多解性。在已知油氣井所在的一定范圍內(nèi)的油氣檢測(cè)結(jié)果高值區(qū)可被解釋為有利區(qū)。而在鉆探空白區(qū),那些位于深斷裂附近的相對(duì)構(gòu)造高部位、面積相對(duì)較大且具有明顯油氣特征的油氣檢測(cè)結(jié)果高值區(qū)才可能被解釋為潛在的有利目標(biāo)區(qū)。

雖然油氣層和水層都被視為雙相介質(zhì),但大量的應(yīng)用結(jié)果表明,油氣層對(duì)地震信息的影響遠(yuǎn)大于水層。分析認(rèn)為這可能是由于油氣與地層水的粘滯系數(shù)存在較大差異,從而導(dǎo)致與孔隙骨架的耦合機(jī)制不同所造成的,相關(guān)研究未來可通過物理模擬加以驗(yàn)證。

6 結(jié)束語

通過本次雙相介質(zhì)油氣檢測(cè)技術(shù)在白堊系舒善河組的應(yīng)用研究得出以下結(jié)論和認(rèn)識(shí):

作為雙相介質(zhì)的油氣層具有明顯的“低頻共振,高頻衰減”的地震波動(dòng)力學(xué)特征,CM法油氣檢測(cè)技術(shù)可有效突出和提取這種特征。應(yīng)用結(jié)果表明,檢測(cè)結(jié)果與已知的鉆井結(jié)果具有較高的符合率,且總體上高于本區(qū)以往常用的單一振幅屬性預(yù)測(cè)油氣的符合率,二者結(jié)合能更有效地確定油氣富集區(qū),在現(xiàn)有條件下,該技術(shù)在本區(qū)適用。

該技術(shù)的關(guān)鍵在于濾波方法、檢測(cè)時(shí)窗寬度和高、低頻敏感段范圍等3個(gè)方面。其中,三角濾波方法可以更加突顯頻譜特征,而時(shí)窗寬度和高、低頻敏感段范圍則需要分別提取關(guān)鍵油氣井及不同類型井(油氣井、油水層井、水井等)井旁道頻譜特征進(jìn)行測(cè)試、優(yōu)選和綜合確定。需要注意的是地震資料的保真性,精確層位標(biāo)定和解釋是獲得可靠檢測(cè)結(jié)果的前提。

目前CM法油氣檢測(cè)技術(shù)利用的僅是頻譜的低頻段和高頻段的能量信息,還應(yīng)進(jìn)一步開展頻譜整體形態(tài)特征的研究,比如譜的低、中、高頻段的形態(tài),極值的個(gè)數(shù)、大小、相互關(guān)系以及不同位置的譜斜率等,這些特征可能與某些特定的地質(zhì)含義密切相關(guān),如能加以提取利用,可望獲得更加豐富可靠的成果。