遼河坳陷西部凹陷陳家洼陷濁積砂體刻畫

趙淑琴 （中石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦124010）

陳家洼陷東鄰中央凸起，是西部凹陷主要的生烴洼陷之一。鉆井資料顯示，自下而上發(fā)育古近系房身泡組 （Ef）、沙河街組沙四段 （Es4）、沙三段 （Es3）、沙一二段 （Es1＋2）、東營組 （Ed），新近系館陶組 （Ng）、明化鎮(zhèn)組 （Nm）及第四系平原組 （Qp）地層。Es3早期，湖盆基底裂陷活動(dòng)劇烈，來自中央凸起的陸源碎屑直接推進(jìn)到洼陷深湖區(qū)。在陡坡一側(cè)坡折帶所處的部位，重力流成因的濁積砂體比較發(fā)育[1]，是該區(qū)隱蔽油氣藏勘探的重點(diǎn)目標(biāo)。受重力流沉積及相帶展布特點(diǎn)影響，濁積砂體平面分布穩(wěn)定性差，側(cè)向上厚度變化快，儲(chǔ)層預(yù)測難度很大。前人研究表明，波阻抗與含油氣儲(chǔ)層具有很好的對(duì)應(yīng)性，地震波阻抗反演是儲(chǔ)層預(yù)測的有效手段之一[2]。近年來，國內(nèi)的學(xué)者對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測的方法進(jìn)行了新的探索，在實(shí)際應(yīng)用中也取得了一定效果[3]。但是，目前在生產(chǎn)實(shí)踐中仍以波阻抗反演作為儲(chǔ)層預(yù)測的主要手段。

筆者利用Landmark一體化解釋軟件結(jié)合Strata反演軟件，采用三維構(gòu)造精細(xì)解釋技術(shù)、儲(chǔ)層反演技術(shù)和有利儲(chǔ)層空間展布刻畫技術(shù)，精確刻畫了陳家洼陷古近系沙三下亞段 （Es3L）濁積砂體的空間展布形態(tài)。通過9口完鉆井資料分析表明，儲(chǔ)層預(yù)測結(jié)果與鉆井資料符合率為100%。濁積扇體的內(nèi)扇主水道和中扇亞相的辮狀水道砂體為下步勘探的有利區(qū)。

1 研究思路

濁積砂體刻畫屬于巖性油氣藏勘探范疇，與巖性油氣藏勘探的步驟大體一致，可分為以下幾部分：層序劃分、三維構(gòu)造精細(xì)解釋、儲(chǔ)層反演、沉積相研究、儲(chǔ)層分布規(guī)律研究、有利儲(chǔ)層橫向預(yù)測和儲(chǔ)層空間展布形態(tài)刻畫。

筆者利用Landmark工作站一體化解釋軟件結(jié)合Strata反演軟件，對(duì)陳家洼陷主要目的層段EsL3濁積砂體的空間展布形態(tài)進(jìn)行了精細(xì)刻畫，研究思路見圖1。

2 濁積砂體刻畫關(guān)鍵技術(shù)

筆者在濁積砂體刻畫過程中用到的關(guān)鍵技術(shù)有：三維構(gòu)造精細(xì)解釋技術(shù)、儲(chǔ)層反演技術(shù)和有利儲(chǔ)層空間展布形態(tài)刻畫技術(shù)。

2.1 三維構(gòu)造精細(xì)解釋技術(shù)

構(gòu)造研究是油氣勘探的基礎(chǔ)。通過構(gòu)造解釋，可以給后續(xù)工作 （沉積相研究、屬性提取等）提供準(zhǔn)確的地層研究單元，為儲(chǔ)層反演提供準(zhǔn)確的地質(zhì)模型。構(gòu)造解釋成果的可靠程度直接影響了最終研究成果的可信度。

2.1.1 層位標(biāo)定

為了準(zhǔn)確標(biāo)定層位，達(dá)到與鉆井資料最佳符合，共收集了工區(qū)內(nèi)29口井的聲波時(shí)差和密度測井曲線及1口井的VSP（垂直地震剖面）資料。在Landmark工作站上利用Synstool軟件制作了精確的合成地震記錄，對(duì)該區(qū)地震資料進(jìn)行了標(biāo)定，最終確定出該區(qū)Ng，Ed、Es1＋2、Es3和Es4底界的地震地質(zhì)層位。

2.1.2 地震資料解釋方法

地震資料解釋主要包括斷層解釋和層位解釋兩方面。解釋中采用先確定斷裂系統(tǒng)、解釋斷層，再確定層位、解釋層位的方法。

1）斷層的解釋 在斷層解釋中主要采用剖面和水平時(shí)間切片同時(shí)解釋的方法：在剖面上確定斷層傾向，在切片上確定斷點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。另外，解釋中還盡可能地采用多種技術(shù)方法和手段來識(shí)別斷層。具體方法包括：①在放大剖面上識(shí)別主干斷層；②采用多測線剖面顯示技術(shù)，確定出斷層的分布范圍；③利用波組變化特征識(shí)別小斷層；④利用水平時(shí)間切片分析斷點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，判斷斷層組合與展布方向；⑤嚴(yán)格地進(jìn)行斷層面閉合。

2）層位的解釋 確定了斷裂系統(tǒng)之后，結(jié)合合成地震記錄標(biāo)定及地震剖面上的波組特征，對(duì)主干剖面進(jìn)行解釋，確定層位解釋模型，最后進(jìn)行全工區(qū)的層位追蹤和閉合。該次研究解釋了Es2底界、Es3底界、Es4底界、Ef底界4個(gè)層位。

圖1 濁積砂體刻畫研究框圖

2.2 儲(chǔ)層反演技術(shù)

地球物理反演的一般方法是對(duì)地球物理過程引進(jìn)一些假設(shè)，構(gòu)造一個(gè)猜想的地球物理模型 （或地下地層模型），然后求該模型的響應(yīng)[4]；再根據(jù)它與實(shí)際觀測數(shù)據(jù)的差異修改模型參數(shù)，直至模型響應(yīng)最佳地?cái)M合觀測數(shù)據(jù)為止；最后得到一個(gè)從給定的觀測數(shù)據(jù)中重構(gòu)出的合適的地球物理模型，從而較好地確定地下介質(zhì)的物理參數(shù)[5]。儲(chǔ)層反演技術(shù)普遍應(yīng)用于巖性油氣藏勘探。反演過程中影響反演效果的環(huán)節(jié)有3個(gè)：合成記錄精細(xì)標(biāo)定、地質(zhì)模型的建立和單線反演參數(shù)試驗(yàn)。

2.2.1 合成記錄精細(xì)標(biāo)定

通過構(gòu)造精細(xì)解釋對(duì)大的地層單元進(jìn)行劃分追蹤之后，進(jìn)一步層位標(biāo)定以建立各地層單元中儲(chǔ)層與地震剖面反射波組之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，是做好反演的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而子波的優(yōu)劣又是影響層位標(biāo)定準(zhǔn)確與否的重要因素[6]。該次研究利用Strata反演軟件中的Elog模塊進(jìn)行了3個(gè)輪次的子波提取和層位標(biāo)定，對(duì)小層進(jìn)行了精細(xì)標(biāo)定，為反演打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1）子波提取 第1輪子波提取采用多道地震統(tǒng)計(jì)法，即用多道記錄自相關(guān)統(tǒng)計(jì)的方法提取子波振幅譜信息，進(jìn)而求取零相位、最小相位或常相位子波。通過這種方法求取的子波，目的層段合成記錄與實(shí)際記錄頻帶一致，與實(shí)際地震記錄波組關(guān)系對(duì)應(yīng)良好，適用于區(qū)域地質(zhì)層位標(biāo)定，確定速度趨勢；第2輪子波提取，在第1輪子波提取的基礎(chǔ)上，采用測井資料與井旁地震記錄聯(lián)合提取子波，用最小二乘法求解，得到一個(gè)確定性的子波。使用這種方法提取的子波適用于儲(chǔ)層細(xì)化調(diào)整和小層標(biāo)定。受地震噪聲和測井誤差雙重影響，要求聲波測井無大的畸變，該次研究優(yōu)選了17口井的聲波測井資料用于標(biāo)定純波數(shù)據(jù)；第3輪子波提取，利用第2輪子波提取結(jié)果，提取17口井子波的平均子波，最終用于合成記錄的標(biāo)定及儲(chǔ)層反演 （圖2）。

2）合成記錄標(biāo)定 對(duì)應(yīng)前面3輪子波的提取，共進(jìn)行了3次合成記錄的標(biāo)定：第1次標(biāo)定，合成道與實(shí)際地震道的相關(guān)系數(shù)在0.2～0.5之間；第2次標(biāo)定，相關(guān)系數(shù)在0.3～0.8之間；第3次標(biāo)定，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.4～0.9，其中0.4～0.5之間的3口，0.5～0.6之間的4口，0.6～0.7之間的5口，0.7～0.8之間的3口，0.8～0.9之間的2口。

2.2.2 地質(zhì)模型的建立

建立逼近地層真實(shí)情況的波阻抗模型，是解決反演結(jié)果多解性的基本途徑。測井資料詳細(xì)地揭示了地層波阻抗在縱向上的細(xì)節(jié)變化，地震資料則連續(xù)記錄了波阻抗界面在橫向及深度上的變化趨勢，二者的有機(jī)結(jié)合為精確建立空間波阻抗模型提供了必要條件。該次研究以測井資料和鉆井?dāng)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在構(gòu)造模型的框架內(nèi)建立基本反映沉積體地質(zhì)特征的初始地質(zhì)模型。建立模型過程中的關(guān)鍵步驟是定義模型內(nèi)插模式，根據(jù)層位邊界接觸關(guān)系的變化，對(duì)測井曲線進(jìn)行拉伸和壓縮，如工區(qū)內(nèi)Es2與Es3之間為角度不整合接觸關(guān)系，因此Strata測井內(nèi)插采用了在層位約束下的具有地質(zhì)意義的內(nèi)插。

圖3是利用研究區(qū)內(nèi)17口標(biāo)定效果較好的井的波阻抗在構(gòu)造模型的框架內(nèi)利用反距離加權(quán)內(nèi)插建立的波阻抗模型。從圖3中可清晰看出，在垂向上砂泥巖分異好，在橫向上變化穩(wěn)定，與已知井符合好，說明該模型可靠。

圖2 平均子波的提取

圖3 陳家洼陷波阻抗模型

2.2.3 單線反演參數(shù)試驗(yàn)

通過對(duì)2條聯(lián)井骨干剖面的反演結(jié)果 （圖4、5）分析表明，波阻抗大小不但具有明顯的層次性，而且與砂體分布、巖性變化密切相關(guān)，工區(qū)地震資料信噪比較高，使用基于模型反演方法效果較好。在建立初始波阻抗模型的基礎(chǔ)上，通過對(duì)2條骨干剖面的反演試驗(yàn)確定反演的各項(xiàng)參數(shù)，為下一步體反演做準(zhǔn)備。反演參數(shù)主要包括波阻抗變化范圍、迭代次數(shù)和比例系數(shù)，其中波阻抗變化范圍限定反演的最終成果在初始模型上下一定的范圍。通過這一約束，可以降低反演結(jié)果的多解性，節(jié)省反演時(shí)間；但也導(dǎo)致反演結(jié)果對(duì)于初始模型的過分依賴，因此要求初始波阻抗模型盡可能逼近實(shí)際地質(zhì)模型。為了把握沉積體的宏觀巖性變化規(guī)律，波阻抗變化范圍參數(shù)需要設(shè)置大些 （約束放松），設(shè)置為±25%。迭代次數(shù)是基于模型反演的另一個(gè)重要參數(shù)，通過增加迭代次數(shù)，可以降低反演數(shù)據(jù)體與實(shí)際地震數(shù)據(jù)體的殘差，但是會(huì)增加反演的時(shí)間，當(dāng)然增加到一定程度以后，對(duì)殘差的降低變得不太明顯。該區(qū)的迭代次數(shù)設(shè)置為10。比例系數(shù)主要用來協(xié)調(diào)子波振幅與實(shí)際地震道振幅，為了增加反演砂泥巖的分異性，將比例系數(shù)設(shè)為1。

2.3 有利儲(chǔ)層空間展布形態(tài)刻畫技術(shù)

首先在反演體上追蹤出有利儲(chǔ)層頂、底界面的分布范圍，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提取均方根振幅等地震屬性，刻畫出沉積體的展布形態(tài)。圖6為利用GeoProbe軟件刻畫出的雷家地區(qū)E濁積砂體的空間展布形態(tài)，可以清晰地識(shí)別出在洼陷內(nèi)深水區(qū)陡坡帶發(fā)育的兩個(gè)相鄰的濁積扇體。內(nèi)扇主水道呈狹長帶狀平行分布于陡坡帶上部；中扇部位局部疊加重合，其上發(fā)育有多個(gè)辮狀水道，由于水道頻繁擺動(dòng)、互相切割，單個(gè)水道形態(tài)不明顯，但是辮狀水道砂體的分布范圍十分清楚；外扇主要呈裙邊狀分布于中扇外側(cè)。較好地給出了該套儲(chǔ)層沉積微相的三維地質(zhì)模型。

圖4 1號(hào)連井線反演剖面

圖5 2號(hào)連井線反演剖面

3 濁積砂體刻畫效果分析

深水濁積扇辮狀水道發(fā)育部位具有較好的儲(chǔ)蓋配置關(guān)系，是油氣勘探的有利相帶[7，8]，辮狀水道砂體為油氣聚集提供了良好的儲(chǔ)集空間，其上下的深水泥巖為油氣成藏提供了必要的蓋層與保存條件。濁積砂體刻畫技術(shù)在陳家洼陷的應(yīng)用效果很好，含油性預(yù)測結(jié)果與實(shí)際鉆井資料的符合率達(dá)100% （表1）。在鉆遇該套儲(chǔ)層的9口井中，處于辮狀水道砂體上的1號(hào)井和2號(hào)井試油分別獲油層和低產(chǎn)油層 （圖6），其余各井因?yàn)闆]有處在有利的濁積砂體發(fā)育相帶，含油性很差，均未獲油層。

圖6 陳家洼陷Es L3濁積砂體空間展布圖

表1 雷家地區(qū)探井油氣顯示情況統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié) 語

有利儲(chǔ)層空間展布形態(tài)刻畫是巖性油氣藏勘探的重點(diǎn)，聯(lián)合使用三維構(gòu)造精細(xì)解釋技術(shù)、儲(chǔ)層反演技術(shù)和有利儲(chǔ)層空間展布刻畫技術(shù)，可以精確刻畫濁積砂體的立體沉積模式和空間展布形態(tài)，有效提高巖性油氣藏勘探的成功率。該套技術(shù)在遼河坳陷西部凹陷陳家洼陷坡折帶應(yīng)用效果很好，可進(jìn)一步推廣應(yīng)用于其他具有坡洼過渡帶地區(qū)的隱蔽油氣藏勘探。

[1]袁書坤，王英民，陳振巖，等 .逆源坡折帶的控砂作用——以陳家洼陷沙三段地層為例 [J].巖性油氣藏，2007，19（3）：54～58.

[2]王西文，石蘭亭，雍學(xué)善，等 .地震波阻抗反演方法研究 [J].巖性油氣藏，2007，19（3）：80～88.

[3]文鋼鋒，王智，韓軍，等 .地質(zhì)模型反演預(yù)測隱蔽油氣藏 [J].巖性油氣藏，2009，21（1）：94～97.

[4]李慶忠 .走向精確勘探的道路 [M].北京：石油工業(yè)出版社，1993.

[5]劉振東，陳萍，吳官生 .應(yīng)用地震反演技術(shù)尋找有利儲(chǔ)層——以泌陽凹陷中南部地區(qū)為例 [J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2010，32（1）：275～277.

[6]靳玲，蘇桂芝，劉桂蘭，等 .合成地震記錄制作的影響因素及對(duì)策 [J].石油物探，2004，43（3）：267～271.

[7]朱筱敏 .沉積巖石學(xué) [M].北京：石油工業(yè)出版社，2008.

[8]蘇朝光，劉懷山，王樹華，等 .深水濁積扇成藏地質(zhì)條件及地震描述技術(shù) [J].天然氣工業(yè)，2008，28（4）：33～36.