不同厚度致密砂巖含氣儲(chǔ)層AVO響應(yīng)特征分析

許江橋,邢占濤,王學(xué)斌

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) (北京)能源學(xué)院,北京100083;

2.中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司吐哈事業(yè)部,新疆鄯善838202)

致密砂巖儲(chǔ)層因低孔隙性和含氣飽和度變化所產(chǎn)生的地球物理特征相對(duì)變化微弱,有利儲(chǔ)(氣)層預(yù)測(cè)一直是地震預(yù)測(cè)中的難點(diǎn)。本文研究中針對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層特點(diǎn),利用實(shí)際測(cè)井井?dāng)?shù)據(jù),通過AVO正演模擬建立儲(chǔ)層含流體性質(zhì)與AVO的關(guān)系,應(yīng)用AVO的屬性參數(shù)來(lái)對(duì)儲(chǔ)層的含流體性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)[1]。將地質(zhì)模型和地震有機(jī)地結(jié)合起來(lái),開展工區(qū)致密砂巖地震正演模擬研究,探索地層厚度、孔隙度、含氣飽和度引起地震響應(yīng)的一般性規(guī)律,對(duì)于指導(dǎo)地震勘探實(shí)踐具有重要意義[2]。

1 AVO理論及含氣砂巖分類

AVO作為一種含氣砂巖的異常地球物理現(xiàn)象,最早在 20世紀(jì) 80年代初被 Ostrander發(fā)現(xiàn)[3]。這一現(xiàn)象表現(xiàn)為:當(dāng)儲(chǔ)層砂巖含氣后,地震反射振幅隨炮檢距會(huì)發(fā)生明顯的加大 (基于SEG標(biāo)準(zhǔn)極性)。因?yàn)锳VO現(xiàn)象與含氣砂巖的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從而引起勘探地球物理界廣泛的重視。后續(xù)的研究[4-5]表明:這種異常現(xiàn)象并非一種特殊的形式,而是遵循Zoepp rittz早先所提出的地震反射波動(dòng)力學(xué)方程式,從而對(duì)AVO現(xiàn)象的解釋有了完整的理論基礎(chǔ)。

從圖1可以看出Castagna(1998)等人把含氣砂巖共分為四類,第一類為正高阻抗差含氣砂巖(G<0),第二類為近零阻抗差含氣砂巖 (G<0),第三類為負(fù)高阻抗差含氣砂巖 (G<0),第四類為負(fù)高阻抗差含氣 (G>0)。

2 理論模型參數(shù)設(shè)計(jì)

首先我們要建立厚度模型,該模型是將儲(chǔ)層的設(shè)定在井深為4001～5110 m之間,厚度由2m逐步遞增到20m,其厚度增量為2m,間隔層為100m厚的泥巖。在模型參數(shù)設(shè)定中,我們把圍巖的縱波速度定為5349m/s,密度為2.73g/cm3,泊松比為0.395;含氣砂巖層的骨架縱波速度為5349m/s,密度為 2.73g/cm3,泊松比為 0.395。其中含氣飽和度為100%,孔隙度為1%～6%,共有10個(gè)含氣砂巖層,模型結(jié)構(gòu)見圖2～圖12。

3 總結(jié)分析與建議

在含氣飽和度為100、孔隙度從1%到6%變化的情況下,總結(jié)出厚度2～20m變化振幅隨炮檢距變化情況,劃分出不同的含氣砂巖分類[4]。

1)表面在孔隙度為1%～3%時(shí),當(dāng)厚度大于8m后,地震反射振幅隨炮檢距的變化才恢復(fù)正常響應(yīng),即表現(xiàn)為第Ⅲ類含氣砂巖的AVO異常響應(yīng)特征,AVO方法能分辨含氣砂巖層的單層厚度應(yīng)為8m。

圖1 AVO砂巖分類圖解 (Castagna,1998)反射系數(shù)隨入射角變化[6]

圖2 密度隨含氣飽和度變化

圖3 泊松比隨含氣飽和度變化

圖4 縱波速度隨含氣飽和度變化

圖5 橫波速度隨含氣飽和度變化

圖6 孔隙度為1%～6%時(shí)變厚度模型的曲線

圖7 變厚度2～20m振幅隨炮檢距變化圖 (孔隙度為1%,含氣飽和度為100%)

圖8 變厚度2～20m振幅隨炮檢距變化圖 (孔隙度為2%,含氣飽和度為100%)

圖9 變厚度2～20m振幅隨炮檢距變化圖 (孔隙度為3%,含氣飽和度為100%)

圖10 變厚度2～20m振幅隨炮檢距變化圖 (孔隙度為4%,含氣飽和度為100%)

圖11 變厚度2～20m振幅隨炮檢距變化圖 (孔隙度為5%,含氣飽和度為100%)

圖12 變厚度2～20m振幅隨炮檢距變化圖 (孔隙度為6%,含氣飽和度為100%)

2)表面在孔隙度為4%～5%時(shí),當(dāng)厚度大于6m后,地震反射振幅隨炮檢距的變化才恢復(fù)正常響應(yīng),即表現(xiàn)為第Ⅲ類含氣砂巖的AVO異常響應(yīng)特征,AVO方法能分辨含氣砂巖層的單層厚度應(yīng)為6m。

3)表面在孔隙度為6%時(shí),當(dāng)厚度大于4m后,地震反射振幅隨炮檢距的變化才恢復(fù)正常響應(yīng),即表現(xiàn)為第Ⅲ類含氣砂巖的AVO異常響應(yīng)特征,AVO方法能分辨含氣砂巖層的單層厚度應(yīng)為4m。

4)在以后AVO研究過程中,要加強(qiáng)AVO定量化的研究,以消除厚度對(duì)AVO預(yù)測(cè)精度影響,提高分辨率。

[1] 殷八斤,曾灝,楊在巖,著.AVO技術(shù)的理論與實(shí)踐[M].北京:石油工業(yè)出版社,1995:1-2.

[2] 李永根,致密砂巖氣藏疊前地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè) [D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué) (北京)優(yōu)秀博士論文,2009:68-70.

[3] Ostrander WJ,Plane w aves reflection coefficient s fo r gas sands at normal angles of incidence[J].1 Geophysics,1984,49(10):1637-16481.

[4] Shuey R T,Amp lification of t he Zoepp ritzps equations[J]1 Geophysics,1985,50(4):609-6141.

[5] Rut herfo rd S R,William s R H,Amp litude versus off set variations in gas sands[J].1 Geophysics,1989,54(6):680-6881.

[6] Castagna,J.P.,Sw an,H.W..Framewo rk fo r AVO gradient and intercep t interp retation[J].Geophysics,1998,63(03):948-956.