張大海，張 紀(jì)，劉 苗，蔣 涔，王慧欣，楊雨松，巢 越

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司勘探開發(fā)研究院，上海 200120）

隨著勘探技術(shù)的不斷提高，Y 工區(qū)開展了寬頻寬方位的三維地震資料采集處理，雙寬地震資料的信噪比、分辨率以及成像精度均大幅提高。利用資料的寬頻及寬方位特點(diǎn)有助于深部儲層的描述，結(jié)合疊前同時(shí)反演結(jié)果，對深部儲層邊界及縱、橫向不均質(zhì)性進(jìn)行精細(xì)的識別與刻畫，尋找深部致密砂層中的“甜點(diǎn)”，為后期挖掘西湖凹陷深部儲層油氣潛力奠定基礎(chǔ)。

1 工區(qū)概況

東海Y 工區(qū)位于西湖凹陷中北部，根據(jù)已鉆井資料分析，工區(qū)內(nèi)主要含油氣構(gòu)造花港組砂巖分布廣泛，砂體厚度穩(wěn)定，受沉積微相與巖石粒度影響，儲層連續(xù)性差，物性變化快，非均質(zhì)性強(qiáng)。

Y 工區(qū)5 口井都有油氣顯示，其中Y1 井最好，H3～H9 氣測顯示共328.25 m/22 層，5 口井分別在H3、H5～H7 及H9 砂層組進(jìn)行了4 層DST 測試，在Y1 井和Y5 井H3 層測試獲得成果，日產(chǎn)氣分別為20×104m3/d 和1.1×104m3/d。從這5 口井的鉆探來看，Y 地區(qū)砂體發(fā)育，但物性差異較大，而氣層影響最大的因素是儲層物性。

從鉆井揭示的儲層物性來看，H3 層儲層物性相對較好，但橫向上存在較強(qiáng)的非均質(zhì)性，各井厚度變化范圍在140～195 m 之間，巖性包含細(xì)砂巖，含礫砂巖以及中砂巖，孔隙度變化范圍在2%～11%，Y1、Y4、Y5 井含有油氣層；縱向上H4 及以下砂層組偏致密，為特低孔超低滲儲層，局部發(fā)育甜點(diǎn)。因此，有利儲層的預(yù)測是Y 地區(qū)勘探的關(guān)鍵因素，主力氣層H3 整體表現(xiàn)為中低和特低滲儲層，“甜點(diǎn)”相對發(fā)育，孔隙度與滲透率相關(guān)性較高，因此，尋找深部致密砂層中的“甜點(diǎn)”、減少優(yōu)質(zhì)儲層厚度預(yù)測誤差是推動Y 工區(qū)深部含氣構(gòu)造評價(jià)的關(guān)鍵。

2 寬頻寬方位地震數(shù)據(jù)

寬頻數(shù)據(jù)對低頻信息的補(bǔ)充使儲層研究中的彈性阻抗及AVO 響應(yīng)更準(zhǔn)確，顯著提高了對巖性-流體的分布及孔隙度的預(yù)測可靠性[1-3]。寬方位采集主要有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：寬角度的照明有利于復(fù)雜結(jié)構(gòu)下的成像；高覆蓋，高信噪比，多次波干擾得到壓制；豐富的方位角信息使獲得可靠的速度模型成為可能。寬頻寬方位角采集的特點(diǎn)對數(shù)據(jù)處理也提出了更高的要求。

圖1 分別展示了處理后數(shù)據(jù)在淺層及深層對頻帶的拓寬結(jié)果。斜纜寬頻的采集方式以及有效的三維去鬼波處理方式提高了數(shù)據(jù)中低頻信號的信噪比，對斷層成像和反演穩(wěn)定性的提高都有極大幫助，同時(shí)有效拓展了數(shù)據(jù)頻帶，提升了數(shù)據(jù)分辨率。

圖1 雙寬地震（藍(lán)色）與常規(guī)地震（紅色）頻譜對比圖Fig.1 Spectrum comparison of double-wide seismic (blue) and conventional seismic (red)

3 寬頻寬方位地震反演

Y 工區(qū)雙寬數(shù)據(jù)疊前同步反演流程和常規(guī)地震數(shù)據(jù)疊前反演流程基本一致，為了更好地挖掘雙寬數(shù)據(jù)潛力，同時(shí)兼顧提高反演精度，在子波的計(jì)算及選取和低頻模型的約束試驗(yàn)等關(guān)鍵流程的處理環(huán)節(jié)采取了不同的處理方法，這些方法的應(yīng)用直接影響到反演結(jié)果的可靠性和有效性[4-6]。Y 工區(qū)雙寬數(shù)據(jù)方位角分布較窄，范圍0°～89°，入射角范圍0°～45°，選取有效范圍為3°～39°，分別分為3°～15°、15°～25°、25°～39°三個(gè)部分疊加。

3.1 寬頻子波估算

作為聯(lián)系地震與測井紐帶的合成地震記錄，其中子波求取的準(zhǔn)確性直接影響到地質(zhì)層位的標(biāo)定結(jié)果以及反演結(jié)果的精度，因而合適子波的求取是決定反演成敗的重要影響因素。因此只有通過子波反演和層位標(biāo)定多次迭代才能獲取合適的子波以及標(biāo)定。

寬頻地震帶寬2.5～50 Hz，應(yīng)用寬頻地震估算振幅譜子波，為了加強(qiáng)疊前地震道集信噪比及最大可能地保留疊前道集信息，通過井上正演分析，分別提取了近角度、中角度和遠(yuǎn)角度子波，子波長度則為300 ms，如圖2 為300 ms 寬頻地震子波與104 ms 長度常規(guī)地震子波對比。

圖2 分角度疊加體提取子波對比圖Fig.2 Comparison diagram of the extraction of wavelets by an angle-stacking seismic

層位標(biāo)定選擇了工區(qū)內(nèi)測井優(yōu)化處理后的曲線來進(jìn)行，首先根據(jù)實(shí)際地震資料目標(biāo)層附近的有效頻帶寬度，選取寬頻數(shù)據(jù)地震子波，單井的分角度疊加數(shù)據(jù)標(biāo)定結(jié)果（圖3）顯示，測井曲線上存在的巖性界面與地震剖面上同相軸的對應(yīng)關(guān)系基本一致。

圖3 Y1 井合成地震記錄標(biāo)定圖Fig.3 Calibration diagram of synthetic seismic records of Well Y1

從圖3 的地震合成記錄標(biāo)定結(jié)果可以看出，主要目的層段正演合成地震與原始地震相關(guān)系數(shù)較高，地震波組對應(yīng)關(guān)系一致性較好，振幅能量也基本匹配，不同角道集數(shù)據(jù)標(biāo)定中原始地震記錄與合成地震記錄的相關(guān)系數(shù)都比較高，其中近道均超過了0.7；遠(yuǎn)角度稍低，在0.4 左右，原因在于遠(yuǎn)角度地震數(shù)據(jù)相對近、中角度本身品質(zhì)較低。相比以往常規(guī)數(shù)據(jù)的標(biāo)定相關(guān)性，雙寬數(shù)據(jù)標(biāo)定中相關(guān)系數(shù)更高，標(biāo)定過程的不確定性更小。

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3.2 低頻模型搭建

針對Y 研究區(qū)儲層橫向變化快的特點(diǎn)，利用測井曲線構(gòu)建低頻模型方法通常存在不適應(yīng)性，地層橫向上井控影響太大。因此同時(shí)可以考慮引入地震數(shù)據(jù)中能夠提供的振幅信息和速度信息來改善低頻模型。通過地震處理獲得的地震速度，能較好地反映沉積的變化趨勢。因此，采取多屬性融合的思路建立低頻模型，結(jié)合壓實(shí)趨勢、構(gòu)造格架、地震速度、測井曲線、巖石物理關(guān)系等多種屬性信息融合建立高精度低頻趨勢模型，為高質(zhì)量疊前反演打下基礎(chǔ)。結(jié)合層位、速度體和測井曲線同時(shí)構(gòu)建初始低頻模型。

地震速度不僅能夠提供低頻信息，而且是疊前地震反演的重要輸入，用于將偏移距域道集轉(zhuǎn)化到入射角域。原始的地震速度一般都存在局部速度異常、與井速度存在一定差異的問題。應(yīng)用之前進(jìn)行了精細(xì)的地震速度優(yōu)化工作，主要包括層速度轉(zhuǎn)化及空間插值、低通濾波、用井速度校正層速度等，盡量減少速度異常值對速度譜的影響，為低頻模型建立提供合理的約束條件。

低頻模型能夠反映實(shí)際的地質(zhì)趨勢，儲層反演的作用之一是消除子波調(diào)諧影響，能真實(shí)反映一定厚度的地層特征，但實(shí)際操作中反演結(jié)果仍然受調(diào)諧的影響。為了盡可能降低調(diào)諧的影響，優(yōu)化構(gòu)建低頻模型，從而保證精確求取反演彈性參數(shù)值。 基于上述特點(diǎn)，本次低頻模型建立過程中，借助JASON 軟件包中EMFT 模塊功能，充分融合地震速度、測井以及地質(zhì)模型信息，通過迭代的方法求取低頻模型，使低頻模型盡可能符合實(shí)際的地下沉積特征，為儲層預(yù)測反演提供良好的支持，圖4 為研究區(qū)速度約束的測井曲線插值縱波阻抗聯(lián)井剖面圖，可見低頻趨勢合理，無明顯牛眼現(xiàn)象，利于后續(xù)反演研究。

圖4 速度體約束縱波阻抗低頻模型聯(lián)井對比剖面圖Fig.4 Well correlation profile velocity volume constrained P-wave impedance low-frequency model

3.3 疊前同時(shí)反演

寬頻地震子波提取、精細(xì)井震標(biāo)定、建立以精細(xì)構(gòu)造模型為基礎(chǔ)并以速度體做約束的低頻模型是本次雙寬數(shù)據(jù)疊前同步反演區(qū)別于常規(guī)數(shù)據(jù)反演的特點(diǎn)。圖5 具體顯示了本次疊前同時(shí)反演中關(guān)鍵流程。

圖5 寬頻地震疊前同時(shí)反演的流程圖Fig.5 Flow chart of broadband seismic simultaneous inversion

通過疊前同時(shí)反演，可以得到縱橫波阻抗、Vp/Vs、密度及E/LAMDA 等彈性參數(shù)?；趲r石物理分析結(jié)果，反演得到的Vp/Vs對巖性具有較好區(qū)分能力，泥巖表現(xiàn)為中高Vp/Vs值，砂巖表現(xiàn)為中低Vp/Vs值，相比與應(yīng)用常規(guī)地震反演，寬頻地震反演對薄、厚層地質(zhì)體均有較高分辨率，砂巖、泥巖疊置層次清晰（圖6）。

圖6 疊前反演Vp/Vs 對比聯(lián)井剖面Fig.6 Prestack inversion Vp/Vs well correlation profile

4 反演結(jié)果討論

本次巖石物理分析遵循了“嵌套”識別的原則，首先進(jìn)行砂、泥巖巖性的區(qū)分，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步區(qū)分物性較好的深部“甜點(diǎn)”儲層。

根據(jù)巖性劃分結(jié)果，對H3 儲層進(jìn)行了精細(xì)的巖石物理交匯分析。

圖7 顯示，Y 工區(qū)H3 主力儲層巖性可用縱橫波速度比參數(shù)進(jìn)行區(qū)分，其中泥巖Vp/Vs＞1.68（藍(lán)色部分），砂巖Vp/Vs＜1.68（紅色部分）；在砂巖已識別的基礎(chǔ)上，甜點(diǎn)儲層的識別可通過縱波阻抗與E/LAMDA 彈性參數(shù)組合進(jìn)行，縱波阻抗及E/LAMDA雙參數(shù)的嵌套識別法與實(shí)測結(jié)果吻合度較高。

圖7 井上巖石物理參數(shù)交會圖Fig.7 Crossplot of petrophysical parameters on the well

根據(jù)Y 構(gòu)造H3 儲層巖石物理分析結(jié)果，以Vp/Vs＜1.68 為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行砂體的識別。

圖8 為根據(jù)反演結(jié)果提取的H3 儲層段Vp/Vs最小值屬性圖，圖9 則是Vp/Vs＜1.68 砂體樣點(diǎn)累計(jì)時(shí)間厚度圖，圖示H3 砂體全區(qū)發(fā)育，其中Y1 井以南的研究區(qū)中部存在低Vp/Vs區(qū)域，同時(shí)砂體樣點(diǎn)累計(jì)時(shí)間厚度也較厚，推測該部位砂體非常發(fā)育，同時(shí)該部位斷層西側(cè)也有較好砂體分布。結(jié)合已鉆井分析，Y1、Y2 井位于該砂體，而Y4、Y5 井則位于該砂體以外；工區(qū)西北部Y3 井Vp/Vs值較高，同時(shí)厚度減小，推測其性質(zhì)不同于工區(qū)中部砂體。

圖8 Y 構(gòu)造H3 層砂體分布平面圖Fig.8 Distribution map of sand body in H3 layer of Y structure

圖9 Y 構(gòu)造H3 層砂體時(shí)間厚度圖Fig.9 Time thickness map of sand body in H3 layer of Y structure

圖10 為H3 砂體聯(lián)井剖面對比圖，通過該段砂體與實(shí)測砂體厚度的對比，本次砂體的厚度預(yù)測基本符合實(shí)測結(jié)果（圖中測井H3 色段與背景反演結(jié)果對比），其中Y1、Y2、Y3 井與反演結(jié)果吻合度較高，而Y5 井稍有差異，分析認(rèn)為該井H3 段下部砂巖Vp/Vs反演值稍高于門檻值。

圖10 Y 構(gòu)造H3 砂體聯(lián)井對比剖面圖Fig.10 Comparison profile of H3 sand-body joint well constructed in Y structure

在砂體刻畫的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用E/LAMDA+AI（縱波阻抗）彈性參數(shù)組合刻畫H3 的“甜點(diǎn)”儲層。根據(jù)前述甜點(diǎn)儲層的地質(zhì)特征，在深部致密砂體中尋找物性較好的“甜點(diǎn)”儲層首先是要界定其沉積微相為河道主體部位（心灘、河道砂壩），上述H3 砂體顯示其河道主體部位特征，繼續(xù)應(yīng)用巖石物理分析結(jié)論，結(jié)合E/LAMDA 高值區(qū)+縱波阻抗低值區(qū)預(yù)測本研究區(qū)H3 深部“甜點(diǎn)”儲層的可能分布。

本次定量解釋的依據(jù)主要是以Y1 井H3 甜點(diǎn)儲層參數(shù)范圍，其中E/LAMDA＞3.3，縱波阻抗范圍為10 000～11 800 kg/cm3·m/s，圖11 為根據(jù)上述敏感彈性參數(shù)組合解釋得到的H3“甜點(diǎn)”儲層頂面構(gòu)造圖，圖12 則是H3“甜點(diǎn)”儲層時(shí)間厚度圖。由圖可見，甜點(diǎn)儲層主要發(fā)育于工區(qū)中部大斷裂兩側(cè)構(gòu)造高部位，其中井間的差異性有較好的體現(xiàn)（Y1 井、Y2 井鉆遇低滲氣層，其余三口井并無甜點(diǎn)儲層），另發(fā)現(xiàn)Y4井E/LAMDA 值偏高，如用Y1 井的參數(shù)進(jìn)行解釋會增加預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)，因此“甜點(diǎn)”儲層的預(yù)測受井控影響較大，需反復(fù)對比以確定適用范圍。

圖11 Y 構(gòu)造H3 甜點(diǎn)儲層頂面構(gòu)造圖Fig.11 Top layer map of Y-structure H3 sweetness reservoir

圖12 Y 構(gòu)造H3 甜點(diǎn)儲層時(shí)間厚度圖Fig.12 Time thickness map of Y-structure H3 dessert reservoir

圖13 Y 構(gòu)造預(yù)測甜點(diǎn)儲層空間分布圖Fig.13 Spatial distribution of Y structure prediction sweetness reservoir

根據(jù)定量解釋“甜點(diǎn)”儲層與實(shí)測的對比結(jié)果，H3“甜點(diǎn)”儲層的預(yù)測給出了有利目標(biāo)區(qū)，3D 圖顯示了H3“甜點(diǎn)”儲層的空間展布（圖中紅色范圍所示），顯示其潛力較大。

5 結(jié)論

（1）通過雙寬數(shù)據(jù)與常規(guī)數(shù)據(jù)的子波、低頻模型、反演剖面、平面的對比，充分顯示了雙寬數(shù)據(jù)具備的優(yōu)勢，以及雙寬數(shù)據(jù)反演的穩(wěn)定性及可靠性。

（2）通過對Y 工區(qū)雙寬數(shù)據(jù)進(jìn)行疊前同時(shí)反演，獲得了與井吻合度較高的反演結(jié)果，表明寬頻地震數(shù)據(jù)有效提高了疊前反演質(zhì)量，標(biāo)定準(zhǔn)確，儲層邊界清晰，儲層內(nèi)部差異明顯，在此基礎(chǔ)上刻畫了Y 構(gòu)造H3 主力儲層砂體和“甜點(diǎn)”儲層的展布，結(jié)果顯示甜點(diǎn)儲層識別與實(shí)測井吻合。

（3）Y 工區(qū)雙寬數(shù)據(jù)在疊前反演中的應(yīng)用效果比較顯著，疊前反演得到的彈性參數(shù)體與井的吻合度較高，儲層的邊界及內(nèi)部的差異都更清楚，隨著更多雙寬數(shù)據(jù)的應(yīng)用，其優(yōu)勢也將得到更多的驗(yàn)證，將為西湖凹陷深部儲層的進(jìn)一步開發(fā)提供更多的數(shù)據(jù)支撐。