臨南北部地區(qū)巖性油藏地震描述方法應(yīng)用研究

李國棟

(中石化勝利油田有限公司物探研究院,山東東營 257022)

臨南北部地區(qū)巖性油藏地震描述方法應(yīng)用研究

李國棟

(中石化勝利油田有限公司物探研究院,山東東營 257022)

臨南坡折帶北部巖性油藏分布受構(gòu)造、巖性雙重因素控制,在開展巖性油藏空間分布研究過程中,以高分辨率地震處理資料為基礎(chǔ),精細準確的層位標定為紐帶,利用Stratmagic地震相分析、Jason反演、Epos3.0分頻屬性等多種地震解釋手段,對有利砂體的展布、含油氣的分布進行描述,直觀刻畫了巖性在空間上的分布規(guī)律,為該區(qū)的巖性圈閉識別和井位部署提供重要依據(jù)。

地震拓頻處理;地震特征;地震波形分類;分頻解釋

0 引言

臨南北部地區(qū)構(gòu)造上位于臨南洼陷西部的核心部位,臨南坡折帶的前翼,營子街斷層橫貫洼陷中心,深切到下第三系,油源豐富。沙三上沉積時期,發(fā)育南北物源的雙豐三角洲、臨邑三角洲在臨南北部匯聚,多期疊置朵葉狀砂體、濁積砂體復(fù)合連片呈裙邊狀展布,與斷層、古地貌配置,形成不同砂體連片的巖性油藏,勘探前景良好[1-3]。目前在該區(qū)發(fā)現(xiàn)街202、街斜2、臨斜111等含油富集塊,深化該區(qū)油氣成藏條件研究認為,進一步尋找?guī)r性油藏、小型構(gòu)造—巖性油藏是該帶的主要勘探目標[4]。但在勘探過程中面臨以下難點:①地震分辨率低,巖性圈閉識別難;②相帶窄、單砂體薄,井間砂體對比不確定;③地震反射與巖性對應(yīng)關(guān)系不唯一,強反射不一定為砂體地震響應(yīng)。對該區(qū)開展巖性圈閉成藏模式和儲層預(yù)測技術(shù)成為勘探的關(guān)鍵。為此,探索了一套針對該區(qū)的巖性油藏地震描述技術(shù),并利用該技術(shù)預(yù)測了勘探有利區(qū)。

1 地震描述技術(shù)應(yīng)用

針對本區(qū)勘探狀況與難點,開展技術(shù)攻關(guān),形成一套適合本區(qū)的巖性油藏勘探技術(shù)方法,地質(zhì)任務(wù)是精細儲層描述、優(yōu)選有利區(qū)帶,研究方法是以地震提頻、井震標定技術(shù)為基礎(chǔ),以支持平臺為Jason、Epos3.0等軟件的波阻抗反演、波形分類、分頻技術(shù)為核心,對儲層進行地震綜合描述。

1.1 地震拓頻處理技術(shù)

多層疊置砂巖巖性油藏,要以縱、橫上高分辨率的地震資料為基礎(chǔ)[1],才能達到巖性識別的要求。根據(jù)研究區(qū)地震頻譜分析,原始地震資料目的層主頻24Hz,頻寬10～52Hz,純砂巖平均層速度為4000m/s,按λ/8計算得到的調(diào)諧厚度為21m,該分辨率難以對薄層、橫向變化快的儲層進行準確定量描述。鑒于此,對該區(qū)進行以提高分辨率為主要目的的目標處理,以期提高剖面信噪比,拓寬地震資料頻寬。拓頻處理主要原理是選取高頻子波與原始地震反射系數(shù)褶積形成的高頻地震數(shù)據(jù)。經(jīng)過拓頻處理后的地震資料的主頻提高到30Hz,比原來提高了6Hz,有效頻寬由原來的10～52Hz拓寬到10～62Hz(圖1),調(diào)諧厚度變?yōu)?5.3m;從標定剖面上看(圖2),砂體原來的弱反射得到強化,同向軸橫向變化也比較清楚,信噪比、分辨率得到了提高,層間斷層、反射尖滅現(xiàn)象清晰可辨,能夠滿足精細解釋的需要,為后期的儲層預(yù)測、油藏描述創(chuàng)造了有利條件。

1.2 井震標定技術(shù)

井震標定以鉆井的地質(zhì)分層和區(qū)域標志作為約束層[5],利用精細的合成記錄和VS-LOG剖面與井旁地震道進行反射波組、能量等相關(guān)信息對比標定,掌握區(qū)域反射層特征,在反射層正確標定基礎(chǔ)上,通過對測井資料、巖性錄井資料和過井地震剖面的綜合對比分析,進行砂體(組)的劃分和標定,賦予地震剖面豐富的地質(zhì)含義[6]。通過多井標定的連井地震剖面(圖3),沙三上亞段頂面(T3)地震特征表現(xiàn)為中振幅-中連續(xù)亞平行雙波反射,局部夾短軸強反射;底面(T4)為強振幅-強連續(xù)單波反射,局部變?nèi)趸蛑袛?在上下標準層之間可識別4個砂組,不同砂組在不同井區(qū)的反射差異較大、同一砂組在不同井區(qū)反射差異較大,街204井區(qū)為弱振幅-弱連續(xù)反射,含油層為弱波的波峰或波谷反射,街201井區(qū)連續(xù)性偏好,振幅不穩(wěn)定,含油層為強峰反射,主力含油的三、四砂組在地震上東強西弱、互不連通、相互疊置。

圖1 處理前后頻譜分析圖

圖2 沙三上亞段原始與處理后井標定地震剖面的對比圖

圖3 街204—夏381連井地震剖面圖

1.3 地震波形分類與沉積相綜合分析技術(shù)

波形分類技術(shù)是在目的層內(nèi)估算地震信號的可變性[7],通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)把地震信號形狀分類成離散的“地震相”,再按一定準則對地震道進行對比、分類,刻畫出地震信號的橫向變化,得到地震異常體平面分布圖,參考單井沉積相,就可在平面上劃分沉積相帶的分布,為確定儲層分布模式、砂體成藏有利區(qū)奠定基礎(chǔ)。

在對目的層精細構(gòu)造解釋的基礎(chǔ)上,根據(jù)合成標定的有效時窗段選取 T4以上10～70ms時間段范圍,選擇10種模型道進行地震相分析對比,5種模型道分類反映的地震相顏色分布與沉積規(guī)律具有較好的一致性。工區(qū)南部的夏702井、夏53井以礫巖、泥質(zhì)中砂巖、雜色砂礫巖為主,泥質(zhì)含量低,單個砂體具有向上變細的粒序,可見槽狀交錯層理和底部突變面,自然電位曲線表現(xiàn)為箱形或鐘形,反映三角洲平原亞相帶,在地震相圖藍色背景下分布較少的暗紅、黃色、綠色相互穿插、雜亂無章,反映了雙豐三角洲平原亞相帶河道多期疊置、頻頻擺動遷移的特點,主要在街3井—夏30井一線以南分布;街202井、街204井巖心分析見交錯層理和波狀層理,自然電位曲線表現(xiàn)為高幅度漏斗狀、微齒化箱狀組合特征,反映三角洲前緣亞相帶,在地震相圖處于淺綠色到草綠色區(qū)域,顏色變化穩(wěn)定,主要在街3井—夏30井一線以北至街208井區(qū);街201、街211井巖心分析以泥質(zhì)沉積為主,見遞變層理和微波層理,自然電位曲線表現(xiàn)為指狀或倒松塔形,反映前三角州亞相帶,地震相圖上處于藍色背景上的褐紅色條帶異常,主要在街203井以東—夏381井區(qū)分布(圖4)。

圖4 臨南地區(qū)沙三上亞段地震相圖

根據(jù)地震相劃分的沉積相與實鉆測井相吻合較好,鉆遇扇三角前緣砂體、濁積砂體與斷層或古地貌配置均已成藏,街202、街204見油層獲工業(yè)油流,街3井處于地震相預(yù)測的三角洲平原亞相帶上,其分流河道砂體因缺乏斷層切割而鉆探失利。根據(jù)以上分析,巖性圈閉、構(gòu)造巖性圈閉應(yīng)在街3—夏701—夏32井半環(huán)條帶以北發(fā)育,展布面積達200km2。

1.4 測井約束反演技術(shù)

對研究區(qū)6口井的聲波統(tǒng)計分析,沙三上亞段純砂巖的層速度在3350～4400m/s之間,純泥巖的層速度在2500～3400m/s之間,灰質(zhì)泥巖的層速度在2850～3700m/s,從不同巖性速度—深度交匯統(tǒng)計分析,砂體與圍巖的層速度存在差異(差異范圍800～1000m/s)(圖5),表明砂泥巖之間存在明顯的波阻抗界面,沙三上亞段泥巖與砂巖可形成地震反射,因此對該區(qū)進行波阻抗反演是可行的。

基于Jason軟件的測井約束反演可以有效提高地震的分辨率,達到識別小層的目的[8-10]。針對小層較薄且接觸關(guān)系復(fù)雜的特點,在地質(zhì)建模中充分應(yīng)用街202、街204、街201等井合成地震記錄標定結(jié)果,對含油砂組地震反射層進行精細構(gòu)造解釋。同時根據(jù)構(gòu)造巖性特點及其反射形態(tài),設(shè)計砂體變化模型。通過對多口井測井曲線歸一化處理,進一步突出各小層的巖性特征,在此基礎(chǔ)上選擇多條過井剖面,對目的層段進行反復(fù)的約束反演試驗,參考測井解釋、試油結(jié)果,確定合理目的層段的反演參數(shù)。將地震信息與測井波阻抗結(jié)合起來進行反演,得到目的層段的相對波阻抗數(shù)據(jù),為了提高分辨率,將測井波阻抗數(shù)據(jù)體的高頻信息補充到相對波阻抗反演數(shù)據(jù)體中,豐富地震中頻信息,又保持較高頻率的絕對波阻抗數(shù)據(jù)體。從該波阻抗剖面上清楚地識別小層及小層橫向尖滅特征(圖6),達到對主力含油小層追蹤解釋的要求。

圖5 不同巖性速度—深度交匯圖

圖6 東西向測井反演剖面圖

1.5 分頻解釋技術(shù)

分頻解釋技術(shù)是通過“Gabor-Morlet"子波對復(fù)數(shù)地震道進行譜分解,將各地震道分解成不同頻帶成分,以連續(xù)的時頻分析來描述時間-頻率的瞬時信號能量密度,使得不同厚度的儲層得以檢測,再通過時間-頻率體、沿層切片,觀察分析目標體內(nèi)不同頻率在不同時間、空間上的變化,結(jié)合實際地震、測井等資料進行綜合分析,客觀預(yù)測儲層的空間變化規(guī)律。

研究區(qū)在沙三上亞段的4個砂組中,四砂組厚度相對較大,為主力含油層,累計厚度不足20m,但內(nèi)部小層橫向極不穩(wěn)定。受地震資料分辨率限制,難以在地震剖面上識別描述含油小層。該區(qū)巖性油藏的特點是小層之間互不連通,具有不同的油水系統(tǒng)。因此利用地震資料預(yù)測小層的分布范圍,確定其尖滅位置,是油藏描述和勘探部署要解決的關(guān)鍵問題。地震分頻技術(shù)可以有效識別儲層時間厚度的變化及檢測地質(zhì)體橫向上的不連續(xù)性[11,12]。根據(jù)井震標定結(jié)果,主力含油層四砂組縱向上距離底部連續(xù)強反射 T4較近,沿 T4向上選取10～50ms時窗(包含四砂組地震響應(yīng)),進行地震分頻信息處理,分別求取不同頻率段的調(diào)諧體切片數(shù)據(jù)。在切片數(shù)據(jù)中沿各油層面切片進行瀏覽,其振幅強弱的變化較準確反映小層的平面分布。經(jīng)多次變頻測試,主頻在25Hz的調(diào)諧體層切片效果較好(圖7),自上至下瀏覽,發(fā)現(xiàn)切片上振幅強弱變化所反映的儲層橫向變化與主力含油層的鉆探結(jié)果吻合較好。

2 應(yīng)用效果

2.1 確定街204塊含油砂體邊界,發(fā)現(xiàn)街211巖性成藏區(qū)

街202—街204塊位于臨南洼陷西部的沉積次洼,發(fā)育三角洲前緣朵葉體及滑塌濁積體,與營子街斷層形成良好的配置,為巖性油藏有利聚集區(qū)。

圖7 臨南地區(qū)北部沙三上亞段25Hz分頻體圖

以營子街斷層下降盤為突破口,進行砂體的精細標定,共劃分4個砂組,其中三、四砂組為主力含油層,為重點刻畫的砂組。三、四砂組在東西向連井地震剖面上,街211井區(qū)地震反射多期疊置互不連通,向高部位減薄尖滅,在南北剖面上“楔狀體”洼陷中尖滅消亡;波阻抗反演結(jié)果表明,三、四砂組發(fā)育在街204、街211井區(qū)低部位,單砂體獨立性強,波阻抗橫向變化快,向兩側(cè)相對高部位減薄尖滅;在分頻結(jié)果上,位于強振幅區(qū)的街204井、街211井區(qū)周緣。綜合分析表明,街204塊含油砂體邊界在街斜2井東100m,街211井區(qū)為巖性有利成藏區(qū)。對該塊設(shè)計部署4口井,待鉆2口(街212、街213),實施街201、街211井均鉆遇工業(yè)油流,鉆前儲層預(yù)測的成功率達100%,預(yù)計該塊新增控制儲量780×104t,鉆探證實營子街斷層下降盤縱向上多砂體疊置含油,橫向上疊合連片(圖8)。

圖8 街204—街201井區(qū)沙三上亞段油藏剖面圖

2.2 預(yù)測出有利砂體的發(fā)育范圍,落實其成藏規(guī)模

通過上述地震描述方法的應(yīng)用,對不同成因砂體進行解釋,描述砂體展開面積56km2。從該區(qū)砂體分布研究表明:巖性變化快,砂體規(guī)模小,砂體分布受古地貌及斷層遮擋等條件控制,為砂體巖性成藏的形成提供保證。這種成藏有利的砂體主要包括3類:一是受古地形控制的上傾尖滅型砂體;二是低洼或溝槽中的透鏡狀或傾斜式透鏡狀砂體;三是受斷層遮擋的河道或河口壩砂體。在遵循以上原則的基礎(chǔ)上,按照砂體在地震、波阻抗數(shù)據(jù)體、分頻體上的識別程度、厚度及含油情況、探井的試油數(shù)據(jù)等因素分類選擇,Ⅰ類砂體主要分布于營子街斷層兩盤,為儲量升級的主要地區(qū),有井鉆遇且試油情況良好,預(yù)測分布范圍、厚度均可靠準確,累計展開面積20.5km2/6個;Ⅱ類砂體主要分布于臨斜111井區(qū)東部,為部署探井的后備陣地,探井鉆遇少,能清楚識別薄厚變化,累計展開面積14.6km2/4個。預(yù)測2類砂體圈閉資源量1500×104t。

3 結(jié)論

洼陷帶的巖性油藏的勘探,以高品質(zhì)地震資料為基礎(chǔ),把握井震敏感信息,把波形分類、波阻抗反演、分頻等系列地震描述技術(shù)服務(wù)于油氣成藏分析中,有效開展地質(zhì)、地震綜合研究,獲得高效成果。

在研究區(qū)通過巖性油藏地震描述技術(shù)的應(yīng)用,較準確地預(yù)測了儲層和展布的規(guī)律,為下一步勘探部署指明方向,首選的勘探靶區(qū)為街204—街201—街211井區(qū)北部,其次為臨斜111東部及其它有利條帶,可作為遠景地區(qū)。

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The Application of Lithologic Oil Trap Seismic Description in the North of Linnan Area

LI Guo-dong
(Geophysical Research Institute of Shengli Oilfield Ltd.Co.Dongying 257022,China)

The distributing of lithologic oil trap is controlled by structure and lithology in the slope-break of Linnan.On the basis of high-resolution seismic data and exact horizon calibration,using several seismic methods including stratmagic seismic facies,Jason inversion and Epos3.0frequency decompose,this paper describe the distribution of oil-sand body and lithologic,provide important evidence for the research of lithologic trap and well disposition in the area.

frequency broadening;seismic character;waveform classifying;frequency-division

P315.2

A

1003-1375(2010)01-0036-06

2009-07-31

李國棟(1974-),男(漢族),中國石化勝利油田有限公司探研究院工程師,從事地震資料解釋及綜合研究工作.E-mail:wtlgd@163.com