川東南涪陵地區(qū)長(zhǎng)興組礁灘儲(chǔ)層三維地震識(shí)別

曾 臻 陳祖慶 彭嫦姿

（中國(guó)石化勘探南方分公司研究院，四川 成都 610041）

0 引言

涪陵地區(qū)位于梁平縣、忠縣和萬(wàn)州市間，構(gòu)造上處于南門場(chǎng)構(gòu)造—大天池構(gòu)造以東，大池干井構(gòu)造—寨溝灣構(gòu)造以西，屬于萬(wàn)縣復(fù)向斜焦石壩—茍家場(chǎng)—黃泥堂斜列背斜帶中拔山寺向斜，構(gòu)造呈北東向延伸。通過地質(zhì)綜合分析，興隆場(chǎng)地區(qū)處于梁平—開江陸棚長(zhǎng)興組臺(tái)地邊緣礁灘相向南延伸的有利區(qū)，2009年中石化通過二維、三維地震勘探，落實(shí)了興隆場(chǎng)長(zhǎng)興組—飛仙關(guān)組礁灘構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉，在此基礎(chǔ)上部署實(shí)施了興隆1井，興隆1井在長(zhǎng)興組鉆遇良好儲(chǔ)層和油氣顯示，試獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，展示了涪陵地區(qū)良好的勘探前景。充分運(yùn)用三維地震資料，與鉆、測(cè)井資料結(jié)合，加強(qiáng)對(duì)長(zhǎng)興組生物礁灘儲(chǔ)層的識(shí)別，對(duì)下一步油氣勘探部署具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 礁灘儲(chǔ)層預(yù)測(cè)思路

以沉積相研究為指導(dǎo)，建立地質(zhì)模型，通過地震正演建立起地震響應(yīng)模式。在高精度地震成像資料的精細(xì)構(gòu)造解釋的基礎(chǔ)上，利用層拉平、三維可視化等技術(shù)恢復(fù)古地貌，研究原始沉積格局。采用地震相分析技術(shù)、地震多屬性分析確定有利礁灘儲(chǔ)層分布規(guī)律[1-3，5]。

2 礁灘儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法

2.1 礁灘儲(chǔ)層地球物理響應(yīng)模式

興隆1井長(zhǎng)興組位于臺(tái)緣礁灘相帶，利用測(cè)井曲線對(duì)興隆1井長(zhǎng)興組生物礁灘頂部?jī)?chǔ)層進(jìn)行標(biāo)定，儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征為雜亂空白反射，中強(qiáng)振幅，有較連續(xù)的波峰。

根據(jù)三維地震資料與鄰區(qū)對(duì)比情況分析，涪陵地區(qū)長(zhǎng)興組生物礁灘分為礁后淺灘、礁灘復(fù)合體與斜坡3種類型（圖1）。礁灘復(fù)合體表現(xiàn)為弱振幅、丘狀、雜亂地震相，兩翼同相軸中斷、上超、丘狀外形、內(nèi)部弱振幅或空白雜亂反射；礁后淺灘表現(xiàn)為中強(qiáng)變振幅、微幅蚯蚓狀、較連續(xù)、亞平行反射結(jié)構(gòu)地震相；斜坡表現(xiàn)為中高頻、強(qiáng)振幅、連續(xù)性較好，向陸棚方向前積減薄，其上地層具向臺(tái)地方向上超現(xiàn)象。

圖1 涪陵地區(qū)長(zhǎng)興組生物礁灘地震響應(yīng)特征圖

2.2 層拉平手工追蹤生物礁的丘狀形態(tài)

生物礁主體一般呈丘狀形態(tài)，但由于后期構(gòu)造作用的影響，扭曲了生物礁的丘狀形態(tài)，把沉積時(shí)期穩(wěn)定層位拉平后可消除后期構(gòu)造的影響，便于觀察生物礁的外部形態(tài)。圖2B為沿Tp2拉平后的剖面，從圖2B中可以看出生物礁位置地層厚度明顯厚于兩側(cè)地層，生物礁丘狀形態(tài)明顯。用上述方法進(jìn)行了10×10的手動(dòng)追蹤，見圖2A，涪陵地區(qū)生物礁呈兩條帶狀展布。

圖2 長(zhǎng)興組生物礁宏觀平面展布特征圖

2.3 古地貌恢復(fù)及礁灘復(fù)合體空間分布預(yù)測(cè)

古地貌恢復(fù)常用的方法有殘余厚度法和標(biāo)準(zhǔn)層法。殘余厚度法是運(yùn)用不整合面上覆層地層厚度與侵蝕面起伏的鏡像關(guān)系反映古地貌的大致形態(tài)；標(biāo)準(zhǔn)層法是運(yùn)用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層之間的厚度差反映古地貌的形態(tài)[4]。本研究采取后一種方法，圖3A為TP2－TP2chT0厚度圖，代表長(zhǎng)興組沉積早期古地貌圖，具有南高北低的特征，推測(cè)南部為開闊臺(tái)地相沉積，局部發(fā)育生屑灘，北部為斜坡相沉積；圖3B為TP2ch－TT1f1T0厚度圖，代表長(zhǎng)興組沉積晚期古地貌圖，存在北東向與南東向兩個(gè)較高條帶，與前面手工追蹤的生物礁丘狀形態(tài)展布較為相似，推測(cè)為生物礁快速生長(zhǎng)所形成。

2.4 礁灘儲(chǔ)層的地震屬性檢測(cè)

2.4.1 地震相特征

通過地震層序內(nèi)部地震反射特征進(jìn)行長(zhǎng)興組地震相分析，目的在于結(jié)合地震相分析和區(qū)域地質(zhì)資料進(jìn)行沉積相帶的精細(xì)劃分，以指導(dǎo)精細(xì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。地震相分析采用了Stratimagic的波形分類技術(shù)，根據(jù)層段內(nèi)地震的振幅、頻率、相位等屬性對(duì)地震波進(jìn)行分類，長(zhǎng)興組波形特征變化較大，通過比較劃分了7類波形（圖4B）。

從涪陵地區(qū)平面地震相圖（圖4A）來看，全區(qū)基本分為5大類，從南至北依次為第一類臺(tái)緣淺灘相—中強(qiáng)變振幅、微幅蚯蚓狀、較連續(xù)、亞平行反射結(jié)構(gòu)地震相；第二類臺(tái)緣礁灘相—弱振幅、丘狀、雜亂地震相；第三類上斜坡—中弱振幅、斜交或亞平行地震相；第四類臺(tái)緣礁灘相—弱振幅、丘狀、雜亂地震相；第五類下斜坡—強(qiáng)振幅、平行或亞平行地震相。根據(jù)已鉆井長(zhǎng)興組所處沉積相對(duì)應(yīng)的地震反射特征以及鉆井資料把地震相轉(zhuǎn)化為沉積相。

2.4.2 礁灘儲(chǔ)層的地震屬性分析

圖3 長(zhǎng)興組古地貌圖

圖4 涪陵地區(qū)長(zhǎng)興組波形分類圖

地震屬性分析是目前最常用的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和流體識(shí)別方法，根據(jù)研究區(qū)的實(shí)際情況，主要分析了地震波的速度、振幅、相位、頻率等參數(shù)的變化幅度、范圍。在準(zhǔn)確的儲(chǔ)層標(biāo)定基礎(chǔ)上選取代表目標(biāo)儲(chǔ)層的時(shí)窗段，依據(jù)儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征采用了振幅類、頻率類等屬性對(duì)長(zhǎng)興組礁灘儲(chǔ)層進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

振幅類屬性是地震波在給定視窗平滑后，能量大小變化的量度，能很好地反應(yīng)出地層的橫向變化率（圖5A、C），在這里可以把礁灘相和斜坡相很好地刻畫出來；瞬時(shí)頻率是復(fù)能量密度函數(shù)初始瞬間中心頻率的一種能量（圖5B），在涪陵地區(qū)都能有效地反應(yīng)出巖性、含油氣性的變化。

地震屬性集的空間維數(shù)一般較高，而多數(shù)情況下，地震屬性參數(shù)之間存在著相關(guān)關(guān)系，這些彼此相關(guān)的地震屬性之間也必然存在著起支配作用的共同因素，因此有必要對(duì)地震屬性空間進(jìn)行壓縮。在這里采用了K-L（Karhumem-Loeve）變換的方法進(jìn)行降維處理。K-L變換的目的就是要從一定數(shù)量的屬性參數(shù)中找出數(shù)目較少、彼此獨(dú)立的綜合變量，并將原來的屬性參數(shù)用這些綜合變量表示出來。K-L變換引進(jìn)一組新的變量，它們是原來變量的線性函數(shù)，而且彼此不相關(guān)，這組新變量稱為主成分。這些新變量的方差按照遞減的次序排列：第一主成分是原來變量的線性函數(shù)中具有最大的方差者；第二主成分是與第一主成分不相關(guān)的線性函數(shù)中具有最大的方差者；第三主成分是與第一、第二個(gè)主成分都不相關(guān)的線性函數(shù)中具有最大的方差者。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)可以將多個(gè)地震屬性的對(duì)應(yīng)元素看成一個(gè)多維隨機(jī)向量，進(jìn)行離散的K-L變換。若對(duì)應(yīng)的協(xié)方差矩陣的特征值按大小順序排列，則據(jù)此順序得到的多個(gè)新屬性中，其主要特征均集中在特征值最大的那個(gè)新屬性上，即第一主成分，其次集中在第二主成分上，并依次減小。涪陵地區(qū)是以振幅、吸收、相位等屬性進(jìn)行降維，以振幅屬性為主，其中振幅屬性給的權(quán)重為40%，通過降維處理的第一主因子可以很好地識(shí)別出長(zhǎng)興組礁灘儲(chǔ)層的展布特征（圖5D），與鉆井揭示情況以及手工追蹤的生物礁的丘狀形態(tài)比較吻合，兩者相互印證修訂，臺(tái)緣礁灘復(fù)合體面積為164.06 km2。

3 結(jié)論

1）通過礁灘儲(chǔ)層響應(yīng)模式和地震相分析建立了5種沉積相地震識(shí)別模式：第一類臺(tái)緣淺灘相—中強(qiáng)變振幅、微幅蚯蚓狀、較連續(xù)、亞平行反射結(jié)構(gòu)地震相；第二類臺(tái)緣礁灘相—弱振幅、丘狀、雜亂地震相；第三類上斜坡—中弱振幅、斜交或亞平行地震相；第四類臺(tái)緣礁灘相—弱振幅、丘狀、雜亂地震相；第五類下斜坡—強(qiáng)振幅、平行或亞平行地震相。

圖5 長(zhǎng)興組地震屬性圖

2） 通過多種屬性分析、篩選，振幅類、頻率類屬性對(duì)礁灘相儲(chǔ)層比較敏感，能夠清晰地刻畫出儲(chǔ)層的展布特征。

3）利用這些敏感屬性進(jìn)行降維處理，效果比較好，較為清楚地刻畫出臺(tái)緣礁灘相、礁后淺灘相與斜坡相，與手工追蹤的生物礁的丘狀形態(tài)兩者相互印證修訂，臺(tái)緣礁灘復(fù)合體面積為164.06 km2。

4）涪陵地區(qū)勘探程度相對(duì)較低，生物礁灘儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，地震資料存在多解性等客觀條件的制約，還有待在補(bǔ)充新資料的基礎(chǔ)上不斷加強(qiáng)儲(chǔ)層精細(xì)化預(yù)測(cè)；同時(shí)鉆井揭示涪陵地區(qū)氣水關(guān)系復(fù)雜，疊前與疊后地震資料結(jié)合開展流體檢測(cè)也是下步工作的重點(diǎn)。

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