羅家地區(qū)扇三角洲微相的偽波阻抗反演地震識別

吳 滿，路慎強，楊風麗，張 猛，

（1.勝利油田地質(zhì)科學研究院，山東東營 257015；2.同濟大學海洋與地球科學學院，上海 200092；3.勝利油田物探研究院，山東東營 257022）

羅家地區(qū)扇三角洲微相的偽波阻抗反演地震識別

吳 滿1，2，路慎強3，楊風麗2，張 猛2，3

（1.勝利油田地質(zhì)科學研究院，山東東營 257015；2.同濟大學海洋與地球科學學院，上海 200092；3.勝利油田物探研究院，山東東營 257022）

扇三角洲；微相識別；偽波阻抗反演；羅家地區(qū)；濟陽坳陷

0 前言

近年來，隨著油氣勘探程度的進一步提高，地層、巖性、潛山等隱蔽油氣藏已成為進一步勘探的重點。在我國東部渤海灣盆箕狀斷陷湖盆邊緣的各斜坡帶及陡坡帶上，發(fā)育了大量的沖積扇、三角洲、扇三角洲、近岸水下扇、滑塌濁積扇等砂礫巖扇體，它們臨近生油洼陷，形成了一系列巖性、地層及復合型隱蔽圈閉，蘊含著巨大的資源潛力。然而由于該類儲層常具有埋藏深、非均質(zhì)性強、側(cè)向變化快的特點，常規(guī)的地震資料及勘探技術還遠不能達到儲層精細勘探的要求。

針對這一問題，作者在本文以發(fā)育于濟陽坳陷羅家地區(qū)古近系沙河街組四段的扇三角洲為例，以高密度三維地震資料，十二口井的鉆井、測井及巖性數(shù)據(jù)作為基礎研究資料，以測井曲線重構偽波阻抗反演作為主要技術方法，以沉積相及儲層的精細識別作為目標進行探索。其結果突破了常規(guī)波阻抗反演預測精度不足的局限，使沉積相的地震預測達到了直接識別微相的精度，為羅家地區(qū)隱蔽油氣藏的地震勘探，提供了直接的證據(jù)和有力的指導。

1 沉積與儲層特征

羅家地區(qū)位于濟陽坳陷沾化凹陷陳家莊凸起北坡鼻狀構造帶東翼（見下頁圖1），其基底為北北東傾向的緩坡帶。前人研究表明［1、2］，羅家地區(qū)古近紀沙河街組四段依次發(fā)育了七期扇三角洲沉積包括扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲三個亞相。各期扇三角洲隨著沉積物的推進逐漸進入湖盆，其中前扇三角洲亞相與濱淺湖～半深湖相相過度，在剖面上與湖相泥巖互層產(chǎn)出。

儲層主要發(fā)育于扇三角洲前緣，并受到沉積微相的控制。儲層巖性主要為砂礫巖（包括礫巖、砂巖、少量灰質(zhì)、白云質(zhì)砂巖礫巖等）等中粗碎屑巖厚度為二米到數(shù)十米不等，對應于扇三角洲前緣亞相的水下分流河道微相；與砂礫巖互層，厚度為2m左右，最大不超過10m的泥巖常作為隔層，對應于水下分流河道間微相［4、5］。

2 測井曲線重構偽波阻抗反演

2.1 基本原理

測井曲線重構擬聲波反演，是將與地震反射無直接關系但卻能反映地層巖性的特征曲線，加入到與地震反射有直接關系的曲線中（一般為速度類曲線），使儲集層的地震波傳播速度與圍巖的地震波傳播速度分開，通過測井約束反演、內(nèi)插、外推，直接反映地層巖性變化，從而達到預測儲層的目的［6］。其具體實現(xiàn)過程通常包括曲線標準化處理，歸一化預處理及擬聲波曲線制作，地震子波提取，擬聲波地震波阻抗反演幾個方面［7］。

2.2 實現(xiàn)過程

測井曲線重構偽波阻抗反演在實現(xiàn)中主要按以下步驟展開。

2.2.1 儲層敏感測井參數(shù)選取

在每口井中按照巖性的不同，逐段統(tǒng)計每種測井參數(shù)的數(shù)值，用測井～巖性交匯法或測井參數(shù)交匯法尋找能敏感區(qū)分不同巖性的測井曲線。經(jīng)比較，單一測井參數(shù)無法對研究區(qū)砂礫巖和泥巖加以區(qū)分。在聲波（AC）～自然伽瑪（GR）交匯圖中，除極個別點外，代表二種巖性的樣本點分別聚集，區(qū)分效果最明顯（見下頁圖2）。將聲波（AC）和自然伽瑪（GR）定位最終選取的敏感測井參數(shù)。

2.2.2 測井曲線重構

在選定敏感測井參數(shù)的基礎上，設法將敏感測井參數(shù)與能反映常規(guī)波阻抗信息的聲波、密度參數(shù)建立聯(lián)系，針對研究目標探索出適用于該地區(qū)的曲線重構算法，將敏感參數(shù)所攜帶的高頻信息加入最終的反演結果中。

圖1 羅家高密度三維地震工區(qū)、扇三角洲分布范圍，剖面地震測線及羅家地區(qū)沙河街組地層示意圖［3］Fig.1 3Dhigh－density seismic survey，fan－delta distribution area，selected profile seismic line and strata schematic diagram in the formation of Es4in Luojia area

圖2 luo37井沙四段AC－GR測井曲線交匯圖Fig.2 AC－GR logs cyossplot of Es4in well luo37

經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，GR與DEN曲線具有較明確的相關關系，表現(xiàn)在：①總體變化趨勢相反；②對砂礫巖和泥巖段的反映呈嚴格的此消彼長規(guī)律。進一步發(fā)現(xiàn)，GR較DEN對砂礫巖和泥巖的區(qū)分具有兩點優(yōu)勢，表現(xiàn)在：①GR曲線上兩種巖性的差值幅度較DEN更大；②GR曲線每個對應巖性段的曲線的形態(tài)總體起伏較小、鋸齒幅度?。ㄒ妶D3）。

圖3 沙河街組四段luo37井AC、GR、DEN曲線形態(tài)Fig.3 Logging curves of AC、GR and DEN in Es4，well luo37

為了在保留常規(guī)波阻抗數(shù)據(jù)AC＊DEN原有變化趨勢的同時，最大限度地擴大不同巖性段的數(shù)值差別，獲得更加精確、易認的反演效果，可將GR直接替代DEN作為重構的“擬密度曲線”，記為GR－den，再將GR－den與AC結合進行反演。2.2.3 偽波阻抗反演

將AC曲線和用上述重構算法得到的GR－den曲線進行簡單預處理后，使用STRATA反演軟件，作為工作平臺進行基于模型的反演，得到的偽聲波反演數(shù)據(jù)體記為AC＊GR。由于輸出的反演數(shù)據(jù)體AC＊GR不具有波阻抗的物理意義，僅通過GR與DEN相關保留并放大了地層中原有的儲層與圍巖間波阻抗的相對數(shù)值差別，因此上述過程稱為“偽波阻抗反演”。

2.3 反演效果

偽波阻抗反演比常規(guī)波阻抗反演能夠更加清晰地在剖面上展示不同期次扇三角洲發(fā)育的成層性特征，通過在扇體末端高值的紫色與低值紅色黃色間的交錯變化，真實反映了前扇三角洲進入濱淺湖相與高值泥巖互層沉積的巖性特征（如圖4所示）。在平面上，偽波阻抗反演體更加清晰地刻畫了扇體邊緣輪廓及內(nèi)部形態(tài)，并在工區(qū)東北部明確地展示了濱淺湖相的存在（見下頁圖5）。

圖4 過BB’剖面常規(guī)波阻抗與偽波阻抗反演效果對比Fig.4 Vertical effect comparison of pseudo－wave impedance inversion with conventional wave impedance inversion in profile BB'

3 建立巖性～測井～地震定量關系及沉積微相的識別預測

在單井中，將已知的巖性、測井、偽波阻抗反演信息根據(jù)不同巖相段逐一對應，并分別統(tǒng)計其定量參數(shù)，得到羅家地區(qū)沙河街組四段各井扇三角洲亞相、微相的巖性～測井～地震定量關系模式（見下頁圖6）。

在該定量模式中，水下分流河道微相中的砂礫巖在測井參數(shù)上的統(tǒng)計值為：聲波（AC）180～220自然伽瑪（GR）2.5～7；自然電位（SP）90～115；電阻率（R4）30～100；其偽波阻抗值較低，為4 660～25 000（綠色）。水下分流河道間微相中泥巖的各測井參數(shù)統(tǒng)計結果為：聲波（AC）200～320；自然伽瑪（GR）5～11；自然電位（SP）85～110；電阻率（R4）20～80；其偽波阻抗值較高，為25 000～35 000（黃色～橙黃色）（見下頁圖7）。

圖7 各期扇三角洲亞相、微相的偽波阻抗反演地震識別Fig.7 Sub－facies and micro－facies seismic identification by pseudo－wave impedance seismic inversion in every set of fan－delta

通過定量模式的標定，在偽波阻抗反演數(shù)據(jù)體中，可識別出各個扇體平面的亞相、微相展布形態(tài)?？傮w上，各期扇體的亞相、微相按沉積的先后順序，自南向北北西、北北東向依次展布并逐漸進入湖盆。水下分流河道也隨著各期扇三角洲沉積體的演化，先以北西向發(fā)育為主，后轉(zhuǎn)向北東方向，并在發(fā)育過程中經(jīng)歷了發(fā)展、退縮、分叉和合并的改變，形成了復雜的儲層分布。

4 結論

（1）利用高密度三維地震資料，通過敏感參數(shù)分析，測井曲線重構偽聲波反演，對羅家地區(qū)沙河街組四段進行沉積微相預測，達到了在地震上直接識別沉積微相的精度。

（2）羅家地區(qū)沙河街組四段水下分流河道微相和水下分流河道間微相的測井參數(shù)響應值分別為聲波（AC）180～220、200～320；自然伽瑪（GR）2.5～7、5～11；自然電位（SP）90～115、85～110；電阻率（R4）30～100、20～80；偽波阻抗反演值為泥巖25 000～35 000；砂礫巖4 660～25 000。

（3）用GR曲線直接替代DEN的曲線重構算法適用于羅家地區(qū)以碎屑巖為主，砂礫巖、泥巖簡單互層的地質(zhì)背景中，不具有普遍適用性。在對其它地區(qū)進行研究時，應有針對性地提取敏感參數(shù)并探索個性化的重構算法。

（4）進一步，可嘗試依據(jù)水下分流河道微相的分布確定井位。

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book=116,ebook=116

1001—1749（2012）03—0320—06

TE 122.2＋3

A

10.3969/j.issn.1001－1749.2012.03.14

吳滿（1985－），女，碩士，從事油氣藏工程、油氣藏勘探、油藏描述研究。

中石化先導科研項目（P09072）

2011－07－31改回日期：2012－03－20