利用正演模擬優(yōu)選地震屬性預(yù)測(cè)三道橋地區(qū)儲(chǔ)層

寧松華，馬聰，曹淼，畢君偉劉暢，楊森，曾德龍（長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢 430100）

劉雷頌 （中石油東方地球物理勘探有限責(zé)任公司研究院地質(zhì)研究中心，河北 涿州 072751）

利用正演模擬優(yōu)選地震屬性預(yù)測(cè)三道橋地區(qū)儲(chǔ)層

寧松華，馬聰，曹淼，畢君偉劉暢，楊森，曾德龍
（長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢 430100）

劉雷頌 （中石油東方地球物理勘探有限責(zé)任公司研究院地質(zhì)研究中心，河北 涿州 072751）

地震屬性種類(lèi)繁多，利用屬性預(yù)測(cè)儲(chǔ)層也會(huì)產(chǎn)生多解性。以三道橋地區(qū)為例，根據(jù)過(guò)QG1井－QG101井-QG102井的油藏剖面，設(shè)計(jì)含油氣層儲(chǔ)層及不含油氣層儲(chǔ)層的2個(gè)模型進(jìn)行正演模擬對(duì)比分析，得出振幅類(lèi)屬性對(duì)儲(chǔ)層含油氣性敏感，再沿地層切片提取相應(yīng)的瞬時(shí)振幅屬性及峰態(tài)屬性進(jìn)行分析，其平面形態(tài)與已知井的油氣顯示符合度較高，為后續(xù)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供了質(zhì)量較高的參考資料。

正演模擬分析；地震屬性；屬性分析；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

地震資料中隱含的多種有用信息可通過(guò)提取地震屬性反映出來(lái)，不同的地震屬性對(duì)地下地層的巖性、構(gòu)造、儲(chǔ)層物性及含油氣性等信息的敏感性不同，因而提取合適的地震屬性進(jìn)行分析可預(yù)測(cè)儲(chǔ)層及其含油氣性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用各種數(shù)學(xué)方法提取以及派生的地震屬性種類(lèi)越來(lái)越多，屬性預(yù)測(cè)儲(chǔ)層也會(huì)產(chǎn)生不確定性。

三道橋地區(qū)構(gòu)造位置屬于塔里木盆地塔東北坳陷區(qū)庫(kù)車(chē)坳陷與沙雅隆起的結(jié)合部，包含庫(kù)車(chē)坳陷南部平緩褶皺帶的西南角，以及沙雅隆起雅克拉斷凸西部的一部分。三道橋地區(qū)部分鉆井在中新生界碎屑巖中見(jiàn)到良好的油氣顯示。但受地震資料品質(zhì)影響，中新生界碎屑巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，造成碎屑巖圈閉落實(shí)難度大，特別是對(duì)巖性-地層圈閉尚處于探索階段。為此，筆者通過(guò)正演數(shù)值模擬技術(shù)，認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層含油氣后的地震響應(yīng)特征，識(shí)別出對(duì)儲(chǔ)層含油氣性敏感的地震屬性，再提取相應(yīng)的地震屬性進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，以減少屬性預(yù)測(cè)的多解性［1］。

1 模型設(shè)計(jì)及正演模擬分析

QG1井、QG101井、QG102井垂向上發(fā)育多套砂體，其中QG1井在下白堊統(tǒng)卡普沙良群巴西蓋組 （K1b）及舒善河組 （K1s）均鉆遇油跡／油斑砂巖，累計(jì)鉆遇油氣層厚度達(dá)10m左右。因此，該次研究以過(guò)QG1井－QG101井-QG102井的油藏剖面為模板，分別設(shè)計(jì)了含油氣層的實(shí)際模型及不含油氣層的對(duì)比模型來(lái)進(jìn)行分析，尋找對(duì)儲(chǔ)層含油氣性敏感的地震屬性。綜合上述3口井的測(cè)井曲線資料設(shè)計(jì)了模型的層速度 （vn）及密度 （ρ），模型采用的觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)為：炮點(diǎn)數(shù)170，炮檢距10m，檢波點(diǎn)數(shù)171，檢波點(diǎn)間距為10m，采樣間隔為4ms，激發(fā)方式為垂直激發(fā)垂直接收，子波選擇雷克子波，子波頻率為50Hz。

圖1 過(guò)QG1井－QG101井－QG102井原始地震剖面

1.1 含油氣層模型

針對(duì)過(guò)QG1井-QG101井-QG102井原始地震剖面 （圖1），依據(jù)實(shí)際參數(shù)設(shè)計(jì)了含油氣層的地質(zhì)－物性模型 （圖2），通過(guò)數(shù)值模擬得到了含油氣層的地震記錄響應(yīng) （圖3）。

由于在地震剖面上很難區(qū)分出含油氣層的儲(chǔ)層特征，為此，筆者對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，提取了瞬時(shí)振幅屬性 （圖4）。從圖4可以看出，儲(chǔ)層含油之后振幅會(huì)明顯增強(qiáng)。

圖2 含油氣層的實(shí)際地質(zhì)－物性模型

圖3 正演模擬得到含油氣層的地震記錄 圖4 含油氣層模型的瞬時(shí)振幅屬性剖面

1.2 不含油氣層模型

為弄清儲(chǔ)層含油氣之后的地震響應(yīng)特征如何變化，設(shè)計(jì)了對(duì)比模型。依據(jù)過(guò)QG1井-QG101井－QG102的地震剖面 （圖5）及綜合測(cè)井、錄井等資料，設(shè)計(jì)了不含油氣層的實(shí)際地質(zhì)模型 （圖6）。

圖5 過(guò)井原始地震剖面 圖6 不含油氣層的地質(zhì)模型

通過(guò)對(duì)比含油氣層模型的地震記錄 （圖3）和不含油氣層模型的地震記錄 （圖7）發(fā)現(xiàn)，含油氣層位置的同相軸顏色略微加深，說(shuō)明此處振幅增大，而圖7相同位置 （橢圓框所示區(qū)域）的同相軸沒(méi)有變化。

對(duì)不含油氣層的正演模型提取了瞬時(shí)振幅屬性 （圖8），與圖4對(duì)比可以看出，因地層巖性的變化，T05反射能量普遍較強(qiáng)，但是振幅值較均衡，而在圖4中，含油氣層的振幅屬性明顯增大。因此，可以利用振幅屬性來(lái)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的含油氣性。

圖7 正演模擬得到不含油氣層模型的地震記錄 圖8 不含油氣層模型地震振幅屬性

2 地震屬性分析技術(shù)

2.1 地震屬性提取層面的選取

常用的切片包括時(shí)間切片、沿層切片和地層切片［2］。時(shí)間切片是沿水平方向?qū)Φ卣饠?shù)據(jù)體進(jìn)行切片顯示；沿層切片則是沿著地震解釋的層位或平行于解釋層位的面進(jìn)行切片；地層切片是以解釋的等時(shí)沉積界面為頂?shù)?，在地層的頂?shù)捉缑骈g根據(jù)厚度等比例內(nèi)插一系列的層面逐一生成的切片。地層切片與時(shí)間切片和地層切片相較，更接近于等時(shí)界面，強(qiáng)調(diào)同一時(shí)期的沉積，因而最具有地球物理意義。在應(yīng)用方面，時(shí)間切片的范圍最窄，適用于席狀且平臥的地層；沿層切片適用于席狀但非平臥的地層；而地層切片在拾取振幅型或結(jié)構(gòu)異常型沉積體系方面更具有優(yōu)勢(shì)。鑒于3種切片的提取方式，該次研究選取地層切片提取地震屬性。

圖9 地層切片的選取

圖9中的虛線 （圖中方框內(nèi)）T33界面按照厚度等比例內(nèi)插出的地層切片，以此作為K1b和K1s地震屬性提取的層面。

2.2 地震屬性分析結(jié)果

根據(jù)正演模型分析結(jié)果，以K1b、K1s為目的層，提取對(duì)油氣敏感的振幅類(lèi)屬性進(jìn)行分析。

2.2.1 瞬時(shí)振幅屬性

瞬時(shí)振幅屬性是最基本的地震屬性之一，數(shù)學(xué)定義如下：

式中：A（t）為瞬時(shí)振幅；f（t）為地震信號(hào)；h（t）為地震信號(hào)的希爾伯特變換；t為時(shí)間。

瞬時(shí)振幅可以反映有關(guān)聲阻抗差的信息，它的橫向變化常與巖性及油氣聚集有關(guān)，用于振幅異常的品質(zhì)分析，可以檢測(cè)斷層、河道、地下礦床，薄層調(diào)諧效應(yīng)，從復(fù)合波中分辨出厚層［3］。

圖10、11是沿地層切片提取的K1b、K1s的瞬時(shí)振幅屬性平面圖，可以看出，2層在各井點(diǎn)處的瞬時(shí)振幅都表現(xiàn)為中強(qiáng)振幅 （淺色區(qū)域），指示儲(chǔ)層的含油氣區(qū)域，與實(shí)鉆井的油氣顯示相符。

2.2.2 峰態(tài)屬性

峰態(tài)是高階統(tǒng)計(jì)量中的四階統(tǒng)計(jì)量，定義為時(shí)窗間隔內(nèi)振幅的四次冪之和。它是一個(gè)顯示振幅值大小起伏相對(duì)擺動(dòng)量的量度，可進(jìn)一步放大振幅偏差和離散值，用來(lái)確定地震記錄相對(duì)平穩(wěn)的數(shù)據(jù)部分，常用于研究振幅值的細(xì)微變化 （如小斷層、裂縫和地震微相的變化），反映反射層厚度的變化及地層結(jié)構(gòu)等。

圖12、13是沿地層切片提取的K1b、K1s的峰態(tài)屬性平面圖，可以看出，在2層峰態(tài)屬性平面圖上，QG1井、QG101井、QG102井、QG3井、QG4井、S53井等井點(diǎn)處均表現(xiàn)為正峰態(tài) （淺色區(qū)域），指示儲(chǔ)層的含油氣區(qū)域，與實(shí)鉆井的油氣顯示相符。

圖10 K1b瞬時(shí)振幅屬性平面圖 圖11 K1s瞬時(shí)振幅屬性平面圖

圖12 K1b峰態(tài)屬性平面圖 圖13 K1s峰態(tài)屬性平面

3 結(jié)論

通過(guò)含油氣層和不含油氣層的正演模型對(duì)比結(jié)果分析可知，振幅統(tǒng)計(jì)類(lèi)地震屬性對(duì)儲(chǔ)層含油氣性較敏感，綜合已鉆井的油氣顯示信息及井旁地震屬性信息，優(yōu)選瞬時(shí)振幅和峰態(tài)屬性用于研究區(qū)有利區(qū)帶的預(yù)測(cè)。綜合瞬時(shí)振幅、峰態(tài)屬性的預(yù)測(cè)結(jié)果和井點(diǎn)資料，認(rèn)為研究區(qū)的有利儲(chǔ)層主要分布在該區(qū)的中東南部和中部，表現(xiàn)為中強(qiáng)振幅、正峰態(tài)。

［1］馬中高，管路平，賀振華，等 .利用模型正演優(yōu)選地震屬性進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè) ［J］.石油學(xué)報(bào)，2003，24（6）：35～39.

［2］孫運(yùn)強(qiáng)，廉桂輝，張陳慧 .地層切片技術(shù)在C80工區(qū)的應(yīng)用 ［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2007，17（10）：99～100.

［3］王永剛，樂(lè)友喜，張軍華 .地震屬性分析技術(shù) ［M］.東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2007.

［編輯］ 龔丹

Optim ization of Seism ic Attributes and Reservoir Prediction in Sandaoqiao Region Based on Forward M odeling

NING Songhua，MA Cong，CAO Miao，BI Junwei，LIU Chang，YANG Sen，ZENG Delong，LIU Leisong(First Author's Address:School of Geophysics and Oil Resources，Yangtze University，Wuhan 430100，Hubei，China)

There weremany different kinds of seismic attributes and using the attributes to predict reservoir would result in multiple solutions.Illustrated by the case of Sandaoqiao Area，twomodels(one was designed for the reservoir containing oil and gas，the other was without bearing oil and gas)were established according to the reservoir profiles ofWell QG1，Well QG101 and Well QG102.Based on the analysis of forward modeling，it is summarized that the derived amplitude attribute is sensitive to the oil-gas content of reservoir.A corresponding instantaneous amplitude is extracted along the strata slicing and it is compared with kurtosis attribute，its flat shape has high coincidence degree with oil show of the known well.It provides a high quality reference for consequent reservoir prediction.

forward modeling analysis;seismic attribute;attribute analysis;reservoir prediction

P631.44

A

1000-9752（2014）05-0055-04

2013-09-09

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng) （2011ZX05002-003）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 （41274141）。

寧松華 （1957-），男，1982年大學(xué)畢業(yè)，博士，教授，現(xiàn)主要從事地球物理勘探方面的教學(xué)和科研工作。