江家店地區(qū)高頻層序劃分方法與對(duì)比特征研究

黃玉燕(勝利油田分公司物探研究院 山東 東營(yíng) 257000)

一、研究區(qū)概況

江家店地區(qū)位于惠民凹陷臨南洼陷西部的江家店鼻狀構(gòu)造，包括江家店油田和瓦屋油田，主力含油層系為沙三下段、沙四段，該區(qū)具有良好的勘探潛力。

沉積體系和沉積相分析表明，江家店地區(qū)沙三下段屬于三角洲前緣相，含油主要為薄層，砂體縱向疊置，橫向尖滅快，井間對(duì)比困難，給油氣勘探帶來(lái)很大的難度。對(duì)于江家店地區(qū)層序的劃分還只停留在比較大的尺度上，以井震手段對(duì)比為主，還沒(méi)有進(jìn)行精細(xì)的層序劃分。因此，我們?cè)谏橙聛喍伍_(kāi)展了高頻層序劃分與對(duì)比，了解了儲(chǔ)層分布規(guī)律，進(jìn)行構(gòu)造巖性圈閉的預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)。

二、高分辨率層序地層劃分與對(duì)比

不同級(jí)次層序界面的劃分及其內(nèi)部的旋回結(jié)構(gòu)剖析是高分辨率層序地層分析的關(guān)鍵。小波分析作為數(shù)學(xué)的一個(gè)新分支在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,其特點(diǎn)是具有多分辨率，能體現(xiàn)時(shí)域、頻域的局部性特征[1]。

1.小波變換基本原理

小波變換是將信號(hào)按不同尺度 (頻率 )、不同位置 (時(shí)間 )分解的數(shù)學(xué)工具。它可以通過(guò)伸縮、平移聚焦到信號(hào)的任一細(xì)節(jié)加以分析。測(cè)井信號(hào)經(jīng)過(guò)小波變換處理后，頻率段的突變就顯示的非常清晰，由此可以進(jìn)行地層層序的精細(xì)劃分。測(cè)井曲線小波變換的基本思想是用一簇小波函數(shù)去逼近測(cè)井信號(hào),將測(cè)井信號(hào)從一維深度域轉(zhuǎn)換為二維深度 — 尺度域。

小波變換的定義為

式中：Wψ———小波系數(shù)，a×b的矩陣;

a———尺度因子，表示與頻率相關(guān)的伸縮;

b———時(shí)間平移因子，表示小波函數(shù)的平移;

(ft)———測(cè)井信號(hào)序列，自然伽馬或聲波時(shí)差;

ψ———小波函數(shù)，選用Morlet小波函數(shù);

小波變換將測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)從一維深度域轉(zhuǎn)換為二維深度—尺度域，使信號(hào)能同時(shí)在深度位置b和尺度空間a上變換。小波變換系數(shù)值是位移因子與尺度因子的函數(shù)，小波系數(shù)大小揭示了小波函數(shù)與測(cè)井信號(hào)的相似程度，可理解為所分析的測(cè)井信號(hào)與小波的協(xié)方差[2]。

尺度 a越大表示小波被伸展越長(zhǎng)，其對(duì)應(yīng)長(zhǎng)周期分量的信號(hào)，表明該沉積地層旋回厚度大，可用來(lái)劃分層序界面;反之尺度a值小，表明該沉積周期短，對(duì)應(yīng)地層旋回厚度小，可用來(lái)劃分體系域、準(zhǔn)層序組和準(zhǔn)層序[3]。

2.小波變換在江家店地區(qū)的運(yùn)用

江家店地區(qū)夏510井沙三下段主要為三角洲前緣相，主要根據(jù)小波局部能量，按照從大到小的劃分原則，即先劃分大的層序界面，再在其內(nèi)部識(shí)別準(zhǔn)層序組，對(duì)該段地層進(jìn)行高頻層序地層分析。根據(jù)小波變換譜系圖中能量團(tuán)的變化情況結(jié)合小波系數(shù)曲線分析，在3030米，3135米處分別可以識(shí)別出一個(gè)四級(jí)層序的界面，其對(duì)應(yīng)的是湖侵體系域，高位域，和低位域的分界面，這與地質(zhì)上的分層是對(duì)應(yīng)關(guān)系是十分好的。在此基礎(chǔ)上，對(duì)這三個(gè)四級(jí)層序又進(jìn)行了更進(jìn)一步的劃分，識(shí)別出7個(gè)五級(jí)層序。在江家店地區(qū)夏66、夏510等井運(yùn)用此方法進(jìn)行高頻層序的劃分均收到了良好的效果。

根據(jù)各井劃分的高頻層序結(jié)合地質(zhì)條件及測(cè)井曲線特征，在橫縱剖面上把各井劃分的層序連起來(lái)，可以看出其沉積特征是十分明顯的。整體而言，江家店地區(qū)共劃分為3個(gè)四級(jí)層序，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)，其對(duì)應(yīng)低位域、高位域、湖侵域，這3個(gè)四級(jí)層序又細(xì)分為9個(gè)五級(jí)層序。各個(gè)四級(jí)層序在江家店不同部位發(fā)育特征不同，表現(xiàn)為①②號(hào)五級(jí)層序在夏66井、夏960井地區(qū)多而向東向西逐漸減少的特征；③④號(hào)五級(jí)層序在夏510井附近出現(xiàn)層序中斷現(xiàn)象，⑧號(hào)五級(jí)層序在夏66井附近出現(xiàn)層序中斷現(xiàn)象，⑤⑥⑦⑨號(hào)五級(jí)層序東西向連續(xù)性較好。

形成這種現(xiàn)象的主要原因是砂體的多物源成因。在沙三下形成早期，來(lái)自東南方向的瓦屋砂體向洼陷內(nèi)部推進(jìn)，然后來(lái)自西南方向的江家店砂體和瓦屋砂體一同推進(jìn)，所以⑤⑥⑦號(hào)層序較連續(xù)；在沙三下發(fā)育晚期，江家店砂體繼續(xù)發(fā)育，而瓦屋砂體則不再發(fā)育，所以③④層序在夏960以東出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象。

結(jié)論與認(rèn)識(shí)

通過(guò)以上綜合分析，得到以下三點(diǎn)結(jié)論：

1.以小波變換為技術(shù)手段，將江家店地區(qū)沙三下段劃分出3個(gè)四級(jí)層序，8個(gè)五級(jí)層序，構(gòu)建了該區(qū)的高頻層序等時(shí)格架。

2.通過(guò)高頻層序的劃分，認(rèn)為：①②③④ 4個(gè)五級(jí)層序中斷現(xiàn)象明顯；結(jié)合成藏要素研究認(rèn)為：構(gòu)造巖性圈閉發(fā)育的有利位置為玉皇廟下降盤(pán)、夏96井區(qū)東部。

3.依據(jù)小波系數(shù)值的周期振蕩性劃分出地層不同級(jí)別的層序界面 ,克服了地質(zhì)學(xué)家手工劃分的人為因素影響 ,是對(duì)傳統(tǒng)研究方法的有效補(bǔ)充。這些探索為地層層序的定量劃分提供了一種新的思路和有效途徑。小波變換只是一種數(shù)學(xué)研究方法，只有與地質(zhì)信息緊密結(jié)合，才能在研究中發(fā)揮作用。

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