基于地震-復(fù)合微相分析砂體描述技術(shù)研究及應(yīng)用

鄧吉鋒，周東紅，杜曉峰，陳國童，吳奎

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院，天津 300452）

秦皇島A油田開發(fā)井完鉆后，儲量成倍增長。鉆后分析認(rèn)為，明下段曲流河沉積儲層橫向變化大，石臼坨凸起中段構(gòu)造背景較好，二者相匹配形成了眾多構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉。

該油田新發(fā)現(xiàn)的Ⅰ-1120砂體，單井控制石油地質(zhì)儲量占油田新增儲量的87%，這表明本區(qū)構(gòu)造-巖性復(fù)合油氣藏勘探具有較好的勘探前景。河流相沉積儲層的預(yù)測也面臨著一系列問題，如砂層厚度薄、橫向變化快等。

針對影響儲層預(yù)測中的難點(diǎn)，本文探討了如何降低儲層預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)形成了一套基于地震-復(fù)合微相分析的河流—淺水三角洲相砂體描述體系［1-6］，對所描述的砂體作了定量解釋。

1 高精度地層層序格架

體系域格架內(nèi)區(qū)域沉積相研究，對于儲層預(yù)測具有一定意義，但無法滿足精細(xì)儲層預(yù)測的要求。在巖性地層圈閉勘探中，迫切需要地層、沉積相研究精細(xì)化，但地震資料上的沉積微相一般無法識別。因此，利用地震微相［1］識別技術(shù)，使儲層預(yù)測結(jié)果更精確。

地震-復(fù)合微相建立在高精度層序地層格架下，利用密集開發(fā)井網(wǎng)開展高頻層序框架下沉積微相的研究，建立不同沉積微相的垂向序列和平面展布［2］。在區(qū)域?qū)有虻貙?、沉積相研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合A油田的勘探開發(fā)成果，選擇明下段地層為研究重點(diǎn)。

遵循井震結(jié)合、由大至小的原則，劃分了8個(gè)準(zhǔn)層序組（見圖 1）。

高精度層序劃分結(jié)果表明，準(zhǔn)層序組旋回受控于層序發(fā)育位置，水進(jìn)期以向上水體逐漸變深的退積準(zhǔn)層序組為主，反映了在平緩古地貌背景下的區(qū)域水進(jìn)；高位域沉積時(shí)期以向上變粗準(zhǔn)層序?yàn)橹?，體現(xiàn)了水體變淺，進(jìn)積作用變強(qiáng)。準(zhǔn)層序組厚度主要表現(xiàn)為中期（水進(jìn)—高位早期）“溝道”化明顯，晚期分割性差［3-8］。

2 砂體地球物理響應(yīng)特征

2.1 巖性類型及砂巖厚度分布

巖性資料統(tǒng)計(jì)分析表明，明下段主要巖性為砂巖、細(xì)砂巖、含礫砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖等。

根據(jù)鉆遇砂巖厚度統(tǒng)計(jì)結(jié)果，準(zhǔn)層序組單層砂巖最大厚度為26 m，高位域中下部的最大砂體厚度小于10 m，大于10 m的厚層砂巖多出現(xiàn)在低位+水進(jìn)域底部和高位體系域的頂部，巖性較粗。

宏觀上，巖性組合類型主要有：1）泥巖夾中等厚度砂巖，上下圍巖為厚層泥巖，中間為砂巖，砂巖厚度為3～15 m，泥巖厚度為 7～40 m，屬于典型的“泥包砂”現(xiàn)象，在本區(qū)較常見；2）復(fù)合厚互層，幾段砂巖被泥巖分割，砂巖厚度為7～16 m，泥巖為2～15 m，上下泥巖的厚度大于砂巖或與砂巖厚度相當(dāng)；3）泥巖夾薄層砂巖，上下圍巖為厚層泥巖，厚度為15～50 m，砂巖厚度為2～5 m，厚度遠(yuǎn)小于上下圍巖，這類巖性組合在本區(qū)也比較常見（見圖 2）。

圖2 QHDA1井鉆遇砂體厚度

2.2 河流相地震資料反射特征

鉆井資料分析表明，明下段河道砂體不連續(xù)，不以完整河道形態(tài)出現(xiàn)，而是以孤立、分散的砂體出現(xiàn)。砂巖體積分?jǐn)?shù)在30%左右，單層砂巖最大厚度為26 m；單層泥巖最大厚度為49 m（見圖2），寬度在100～2 000 m。砂體的地震資料特征表現(xiàn)為強(qiáng)振幅、弱橫向連續(xù)性，具有“亮點(diǎn)”特征（見圖3）。其同相軸比鄰近反射波的同相軸粗、能量強(qiáng)，橫向上有變化，即中間強(qiáng)兩端弱，這是由于砂體厚度變化形成的。

圖3 砂體地震響應(yīng)特征

2.3 砂體正演模擬分析

鉆井資料表明，主力含油砂體最大厚度為26 m，在地震資料可分辨范圍內(nèi)，砂泥巖的反射界面可靠。

巖石物理分析得知，儲層地震波速主要在2 500～3 000 m/s，1/4波長約為26 m。考慮調(diào)諧效應(yīng)，地震模擬設(shè)計(jì)砂體厚度為26 m，主頻35 Hz，砂巖速度3 000 m/s，泥巖速度2 800 m/s。模型主要為湖擴(kuò)域早期或高位域晚期準(zhǔn)層序組內(nèi)部的巖性組合，模擬結(jié)果見圖4，其中紅色代表泥巖，黃色代表砂巖。通常，大于10 m的厚砂巖，單井沉積微相分析多為厚分流河道，該類沉積微相砂巖的地震反射以強(qiáng)振幅為主。

圖4 正演模型分析

2.4 地震屬性技術(shù)

地震屬性分析的目的，是把地震資料中隱藏的、豐富的地震信息以地震屬性為載體提取出來，并把這些信息轉(zhuǎn)化為與巖性、物性有關(guān)的能為地質(zhì)解釋服務(wù)的信息［6-14］。

2.4.1 地震屬性的確定及優(yōu)選

每種地震屬性可以從不同角度反映地下巖石物理特征，與巖性、物性及油氣水的關(guān)系很復(fù)雜，存在多解性和重復(fù)性；因此，必須結(jié)合不同地震屬性的物理意義及其代表的地質(zhì)意義［10］，在屬性提取前進(jìn)行屬性篩選，初步確定反映研究目標(biāo)的地震屬性。秦皇島A油田新近系以“泥包砂”沉積類型為主，砂、泥巖的界面往往可以形成較強(qiáng)的地震反射界面，所以可應(yīng)用均方根振幅追蹤地震異常體，根據(jù)均方根屬性的變化特征，可以定性判斷砂巖的分布情況。

2.4.2 地震屬性標(biāo)定

地震屬性標(biāo)定利用測井資料解釋砂體物性參數(shù)，建立與井旁道地震屬性之間的相關(guān)性，構(gòu)建測井參數(shù)與地震屬性間的函數(shù)關(guān)系，將地震屬性轉(zhuǎn)換成砂體物性信息，并推算到無井區(qū)［11］。

2.4.3 地震屬性定性分析

利用屬性標(biāo)定建立地震屬性與砂體巖石物性參數(shù)之間的關(guān)系，進(jìn)行屬性定性分析，用以描述砂體的物性參數(shù)［15-19］。

該區(qū)具有明顯低的砂地比，使得在井點(diǎn)位置開展巖石組合與地震振幅強(qiáng)弱統(tǒng)計(jì)分析十分有利。利用此種統(tǒng)計(jì)方法對準(zhǔn)層序組進(jìn)行了詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，得到以下結(jié)論：1）復(fù)合厚互層的巖性組合對應(yīng)強(qiáng)振幅；2）泥巖夾中等厚度砂巖的巖性組合對應(yīng)中強(qiáng)振幅；3）大套泥巖夾薄層砂巖的巖性組合對應(yīng)弱振幅。

分析結(jié)果表明，振幅與巖性之間的對應(yīng)關(guān)系良好，所有測井巖性組合與振幅屬性的吻合率較高，為后期利用強(qiáng)振幅、中強(qiáng)振幅預(yù)測砂巖提供了依據(jù)。

利用沿層地震屬性信息研究儲層的沉積相和沉積演化過程。鉆井標(biāo)定，含油砂層在地震剖面上特征為高頻強(qiáng)反射，以此為依據(jù)提取了明化鎮(zhèn)組的均方根地震屬性，研究其在平面上的分布規(guī)律。由此初步確定了主力油層段明化鎮(zhèn)組Ⅰ-1120砂體的分布范圍。

2.5 地層切片技術(shù)

地層切片技術(shù)是以解釋的2個(gè)等時(shí)沉積界面為頂?shù)祝诘貙拥捻數(shù)捉缑骈g按照厚度等比例內(nèi)插出一系列層面，沿這些層面逐一生成地震屬性切片的方法。這項(xiàng)技術(shù)簡單實(shí)用，基本反映了真實(shí)的等時(shí)沉積界面。此技術(shù)雖不能精細(xì)刻畫砂體的平面形態(tài)，但能快速掃描出潛力砂體形態(tài)及位置［13-19］。

以解釋層位為參考，將明化鎮(zhèn)組劃分成若干等分，逐層掃描出明化鎮(zhèn)組Ⅰ-1120砂體。

2.6 測井約束反演技術(shù)

測井約束地震反演是在測井資料基礎(chǔ)上，經(jīng)過構(gòu)造解釋，建立初始波阻抗模型，通過相關(guān)計(jì)算，反復(fù)迭代，最終得到地質(zhì)模型的技術(shù)。測井約束反演充分利用了測井資料豐富的高頻信息和完整的低頻成分，彌補(bǔ)了地震有限帶寬的不足。該方法可獲得高分辨率地層波阻抗資料，提高預(yù)測精度。利用反演結(jié)果精細(xì)描述了明化鎮(zhèn)Ⅰ-1120 砂體［10-17］。

3 應(yīng)用效果

為確保砂體追蹤與描述的準(zhǔn)確性，在砂體描述過程中采取了嚴(yán)格的質(zhì)量控制：嚴(yán)格的井震標(biāo)定，做到砂體頂?shù)鬃杩箙^(qū)分明顯；手工拾取，以砂體的尖滅點(diǎn)、能量減弱點(diǎn)、極性反轉(zhuǎn)點(diǎn)和斷層為砂體的邊界。

砂體的追蹤與描述：首先，利用地層切片掃描潛力砂體，確定潛力砂體的大概位置；然后，設(shè)置合理的時(shí)窗，針對潛力砂體提取均方根地震屬性，進(jìn)一步明確砂體橫向變化；最后，利用井約束波阻抗反演結(jié)果，詳細(xì)刻畫砂體形態(tài)以及空間展布。

多種地球物理技術(shù)互相印證，得到最終的砂體形態(tài)頂面圖；結(jié)合鉆井資料，利用自然電位曲線、伽馬曲線分別對構(gòu)造區(qū)明下段主要砂體的頂?shù)酌孢M(jìn)行精細(xì)標(biāo)定。根據(jù)標(biāo)定結(jié)果，進(jìn)行精細(xì)刻畫和描述，最終在秦皇島A油田精細(xì)描述了8個(gè)砂體（見圖5）。

圖5 砂體疊合精細(xì)描述結(jié)果

4 結(jié)束語

利用高精度地層層序格架，基于地震-復(fù)合微相分析，運(yùn)用測井約束地震反演、地震屬性分析、地層切片等技術(shù)研究砂體分布，對砂體作出更符合沉積學(xué)理論的解釋，解釋成果更加符合地質(zhì)規(guī)律。該技術(shù)在渤海油田滾動勘探開發(fā)中取得了豐碩成果，根據(jù)其預(yù)測結(jié)果，部署鉆探了A3井，總共鉆遇了102.3 m油氣層。另外，體系域格架內(nèi)區(qū)域沉積相的研究，對于儲層預(yù)測有一定的指導(dǎo)意義，但無法滿足精細(xì)砂體雕刻要求。

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