精細(xì)層序格架下砂體雕刻方法
——以B地區(qū)為應(yīng)用實(shí)例

羅 明,楊 飛 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院,湖北荊州434023

易雪斐 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué)),湖北荊州434023)

丁 琳 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 (長(zhǎng)江大學(xué)),湖北荊州434023 中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司,廣東深圳510240

隨著地震勘探技術(shù)的不斷發(fā)展,地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)已經(jīng)逐漸趨于精細(xì)化,尤其是巖性油氣藏勘探研究,精細(xì)等時(shí)層序地層格架已經(jīng)成為儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的前提條件,它不但可以提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的精度,而且可以減少預(yù)測(cè)結(jié)果的多解性。精細(xì)層序格架下的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法把儲(chǔ)層預(yù)測(cè)作為一個(gè)系統(tǒng)工程,將地質(zhì)理論和地震方法結(jié)合起來(lái),從整體上把握儲(chǔ)層發(fā)育特征,劃分儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)域,然后針對(duì)有利區(qū)域的儲(chǔ)層地質(zhì)特征和地震資料特點(diǎn),精細(xì)刻畫有利區(qū)域儲(chǔ)層的展布特征,從而最大限度地避免了地質(zhì)解釋不夠精細(xì)和地震方法多解性的問(wèn)題。為此,筆者對(duì)精細(xì)層序格架下砂體雕刻方法進(jìn)行了研究。

1 研究區(qū)概況

B地區(qū)位于南海被動(dòng)大陸邊緣陸架坡折附近,三級(jí)層序SQ2具有經(jīng)典層序地層學(xué)I型層序特征,屬于陸架邊緣三角洲沉積,陸坡區(qū)發(fā)育規(guī)模較大的低位體系域沉積體系,其精細(xì)層序地層格架連井地震剖面如圖1所示。由圖1可以看出,層序底界面具有明顯的侵蝕不整合現(xiàn)象,初始海泛面為低位前積體的頂部包絡(luò)面,最大海泛面與上覆地層呈下超式接觸。初始海泛面之下為低位體系域前積楔狀體,具有明顯的斜交前積反射特征,頂部具有強(qiáng)振幅特征,多為砂巖。初始海泛面之上為海侵體系域退積地層,具有明顯上超特征,并且同相軸與最大海泛面呈視削截接觸,地層厚度隨著向南推移逐漸減薄,海侵多為泥巖可覆蓋于低位楔狀體之上作為蓋層。最大海泛面之上的地層為高位體系域部分,而陸坡地區(qū)多發(fā)育泥巖,這些泥巖可以再次作為低位砂體的蓋層。

圖1 精細(xì)層序地層格架連井地震剖面

2 目標(biāo)砂體雕刻方法

2.1 地質(zhì)體頂?shù)酌孀粉?/h3>

為了雕刻砂體的展布特征,精確的地質(zhì)體發(fā)育邊界必不可少。追蹤地質(zhì)體發(fā)育邊界便于建立較為精細(xì)的反演模型[1],這樣可以提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的精度及可信度,以減少多解性。此外,地質(zhì)體發(fā)育邊界將作為定量計(jì)算砂體的厚度及孔隙度的約束條件。

在精細(xì)層序格架的約束下,根據(jù)低位體系域中前積楔狀體或扇體特殊的內(nèi)部特征及其外部形態(tài)將其頂、底面追蹤出來(lái)。比如低位前積楔狀體通?？梢宰粉欁R(shí)別至單個(gè)砂體[2],筆者按10×10的網(wǎng)格密度追蹤出目標(biāo)地質(zhì)體的頂、底面作為約束條件。

2.2 巖石物理參數(shù)分析及巖性反演

圖2 不同巖性波阻抗與深度交匯圖

巖石物理參數(shù)分析主要目的在于尋找?guī)r性與參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系,進(jìn)而選擇反演方法。筆者對(duì)該區(qū)7口井SQ2層段的不同巖性的波阻抗與深度進(jìn)行交匯(見(jiàn)圖2)。由圖2可知,不同深度含氣砂巖波阻抗9.5×106～1.1×107kg/(m2s),不同深度泥巖波阻抗 (1.15～1.4)×107kg/(m2s),不同深度致密砂巖波阻抗 (1.1～1.3)×107kg/(m2s)。含氣砂巖由于其孔隙大且含流體,具有低波阻抗特點(diǎn),加之砂巖骨架受壓實(shí)作用影響較小,波阻抗變化范圍不大。而泥巖骨架疏松,常因受到壓實(shí)作用而具有高波阻抗特征,當(dāng)深度達(dá)到3600m后,壓實(shí)作用對(duì)其波阻抗的影響減少。致密砂巖孔隙度很小,因而具有較高的波阻抗,加之砂巖骨架受壓實(shí)作用影響較小,波阻抗變化范圍不大。上述分析可知,當(dāng)波阻抗小于1.1×107kg/(m2s)時(shí)可以作為區(qū)分含氣砂巖的門檻值,故采取常規(guī)稀疏脈沖反演就能達(dá)到識(shí)別含氣砂體的目的,使用JASON軟件將地震振幅數(shù)據(jù)體反演成為波阻抗數(shù)據(jù)體。反演時(shí)需要注意以下3點(diǎn):①在建立模型時(shí)必須考慮典型地質(zhì)體的特殊外形,將追蹤得到的地質(zhì)體頂、底面參與模型建立,通過(guò)EarthModel模塊產(chǎn)生包含小層的地層模型框架,這樣就利于計(jì)算儲(chǔ)層的孔隙度及砂體厚度等參數(shù)[3]。②在制作合成記錄過(guò)程中,必須利用歸一處理之后的聲波時(shí)差曲線、密度曲線和VSP資料,其中VSP資料的引入對(duì)于提高原始地震道與合成記錄的相關(guān)系數(shù)非常關(guān)鍵。③為了使殘差數(shù)據(jù)的信噪比最大,在反演中應(yīng)選擇曲線值收斂的Lambda值,這樣可拓寬反演剖面頻譜,從而提高分辨率[4]。

2.2 計(jì)算砂巖相關(guān)數(shù)據(jù)體

1)波阻抗數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)化為砂-泥巖數(shù)據(jù)體 雖然波阻抗數(shù)據(jù)體能反映不同巖性的分布特點(diǎn),但不夠直觀,為改變?cè)摤F(xiàn)象,可以通過(guò)門檻值將波阻抗數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)化為砂-泥巖數(shù)據(jù)體。在計(jì)算前通常將致密砂巖當(dāng)做泥巖處理,而泥巖數(shù)據(jù)可在后續(xù)步驟中被剔除。因而在制作轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表時(shí),將波阻抗在9.5×106～1.1×107kg/(m2s)的定義為砂巖,將波阻抗在 (1.11～1.4)×107kg/(m2s)的定義泥巖,然后利用StatMod Analysis模塊按轉(zhuǎn)換表將波阻抗數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)換成砂-泥巖數(shù)據(jù)體。為便于下一步數(shù)據(jù)體之間的幾何計(jì)算,將砂巖、泥巖分別定義為數(shù)值變量1和0,從而使砂-泥巖數(shù)據(jù)體變換為新型巖性體。

2)波阻抗數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)化為砂巖孔隙度數(shù)據(jù)體 砂體物性的好壞在很大程度上取決于孔隙度的大小,因此估算孔隙度顯得非常重要。筆者利用該區(qū)7口井SQ2層段巖芯采樣得到真孔隙度資料和聲波時(shí)差測(cè)井曲線來(lái)建立孔隙度與波阻抗之間的相關(guān)關(guān)系。首先,將巖芯采樣得到真孔隙度與之對(duì)應(yīng)的聲波時(shí)差數(shù)值做交匯圖,由此得到擬合直線方程,并將SQ2層段的聲波時(shí)差曲線數(shù)據(jù)代入擬合直線方程,可以得到SQ2層段的孔隙度曲線[5]。然后,將計(jì)算得到的孔隙度數(shù)據(jù)與波阻抗數(shù)據(jù)做交匯圖 (見(jiàn)圖3)。從圖3可以看出,波阻抗與孔隙度具有較好的反比關(guān)系,說(shuō)明計(jì)算得到的孔隙度數(shù)據(jù)比較可靠。在擬合曲線上選取8～10個(gè)樣點(diǎn)建立波阻抗到孔隙度的轉(zhuǎn)換表,并利用Function Mod模塊對(duì)波阻抗數(shù)據(jù)體做孔隙度轉(zhuǎn)換,得到包含所有巖性的孔隙度數(shù)據(jù)體。將新型巖性體與包含所有巖性的孔隙度數(shù)據(jù)體進(jìn)行乘積運(yùn)算可以達(dá)到剔除泥巖的目的,最終得到僅包含砂巖孔隙度的數(shù)據(jù)體。

圖3 波阻抗與孔隙度交匯圖

2.3 預(yù)測(cè)砂巖厚度及平均孔隙度

儲(chǔ)層的厚度平面展布數(shù)據(jù)和平均孔隙度數(shù)據(jù)均可通過(guò) Jason軟件的屬性提取工具實(shí)現(xiàn)。根據(jù)下列公式可得到砂巖厚度:

式中,H為砂巖厚度,m;Δt為地震資料的采樣間隔,s;V為目的層段砂巖速度,m/s;N為砂巖采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)(該參數(shù)可以在地質(zhì)體a的頂、底面的約束下對(duì)新型巖性體求和得出)。

圖4為砂體厚度平面圖。由圖4可知,該砂體呈3個(gè)朵狀展布,在砂體中部厚度達(dá)到最大,且砂體向北部上傾方向減薄至尖滅。圖5為砂體平均孔隙度平面圖。由圖5可知,在砂體中部區(qū)域具有最大孔隙度。該砂體發(fā)育于海平面下降的低水位時(shí)期,根據(jù)砂體的朵狀展布特征可判斷該砂體為水下分流河道砂,是非常好的油氣儲(chǔ)集砂體,且有上覆海侵體系域泥巖和高位體系域泥巖作為遮蓋,因而該砂體具備形成巖性油氣藏的條件。

圖4 砂體厚度平面圖

圖5 砂體平均孔隙度平面圖

3 結(jié) 語(yǔ)

精細(xì)層序格架不僅從宏觀上把握了層序發(fā)育的特點(diǎn)及模式,更重要的是可以分辨出各體系域的發(fā)育特點(diǎn)及典型地質(zhì)體的類型與特點(diǎn)。從精細(xì)層序約束的角度出發(fā),在宏觀上控制儲(chǔ)層的空間分布及其發(fā)育模式,在微觀上剖析單砂體發(fā)育規(guī)模及儲(chǔ)集物性。在精細(xì)層序格架的約束下進(jìn)行砂體雕刻,不但可以提高砂體預(yù)測(cè)的精度,而且利于定量計(jì)算砂體厚度及相關(guān)物性參數(shù),在目前巖性油氣藏勘探技術(shù)中具有重要作用。

[1]胡明卿,劉少鋒.層序約束地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)在高柳地區(qū)東營(yíng)組巖性地層油氣藏勘探中的應(yīng)用 [J].石油天然氣學(xué)報(bào),2010,32(2):170-173.

[2]凌云,孫德勝,高軍,等.基于三維地震數(shù)據(jù)的準(zhǔn)層序組內(nèi)沉積體的解釋研究 [J].石油物探,2005,44(6):568-578.

[3]陳祖安,伍向陽(yáng).砂巖孔隙度和含泥量與波速關(guān)系的模型 [J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2000,15(1):78-82.

[4]楊敏芳,楊瑞召.隨機(jī)巖性反演在茂興地區(qū)薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用 [J].石油天然氣學(xué)報(bào),2009,31(3):222-225.

[5]郝銀全,潘懋,李忠權(quán).Jason多井約束反演技術(shù)在油氣儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,31(3)297-300.