灰質(zhì)背景下濁積巖儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征及識(shí)別方法
——以東營凹陷董集洼陷為例

于正軍

（中國石化勝利油田分公司物探研究院，山東東營257022）

灰質(zhì)背景下濁積巖儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征及識(shí)別方法
——以東營凹陷董集洼陷為例

于正軍

（中國石化勝利油田分公司物探研究院，山東東營257022）

近年來濁積巖油藏預(yù)測的成功率和勘探效益有所降低，灰質(zhì)成分的存在是影響濁積巖儲(chǔ)層預(yù)測精度的主要因素。從巖性組合、振幅、速度、波阻抗等特征入手，明確了東營凹陷董集洼陷含灰質(zhì)成分巖石的地球物理響應(yīng)特征，確定了灰質(zhì)背景下濁積巖儲(chǔ)層地震識(shí)別方法。利用子波分解技術(shù)優(yōu)選適用子波重構(gòu)新的地震道來消除灰質(zhì)背景，以提高地震資料的分辨率；通過基于振幅和頻率特征的多屬性聯(lián)合分析技術(shù)獲得的幅頻比能夠有效壓制灰質(zhì)能量，放大濁積巖儲(chǔ)層的信息并確定其邊界；利用疊前反演技術(shù)獲取縱、橫波速度比和縱波阻抗來剔除灰質(zhì)影響，進(jìn)而確定濁積巖儲(chǔ)層分布規(guī)模及與鄰區(qū)儲(chǔ)層的展布關(guān)系。

灰質(zhì)背景濁積巖子波分解幅頻比疊前反演東營凹陷

隨著隱蔽油藏勘探的深入，濁積巖油藏已成為東營凹陷重要的巖性油藏勘探類型，具有較大的勘探空間和資源潛力［1-5］。但是，經(jīng)過幾十年的勘探開發(fā)，濁積巖油藏勘探難度越來越大，勘探效益明顯降低。通過對(duì)東營凹陷各地區(qū)的濁積巖油藏地震地質(zhì)條件進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)影響濁積巖儲(chǔ)層預(yù)測精度的主要因素有地震資料品質(zhì)、巖性組合、古地貌等，其中巖性組合是濁積巖儲(chǔ)層預(yù)測的關(guān)鍵因素之一［6］。多年的勘探實(shí)踐成果表明，東營凹陷董集洼陷的濁積巖包括砂巖與泥巖、砂巖與油頁巖、砂巖與灰質(zhì)泥巖、灰質(zhì)砂巖與泥巖及灰質(zhì)砂巖與灰質(zhì)泥巖等5種巖性組合方式。其中，灰質(zhì)成分的存在是影響濁積巖儲(chǔ)層預(yù)測精度的主要因素。因此，筆者在前人沉積模式、成藏規(guī)律研究成果的基礎(chǔ)上，通過分析濁積巖中各類巖石的地震響應(yīng)特征，確定了灰質(zhì)背景下濁積巖不同巖性組合的地震識(shí)別方法，以期為提高濁積巖油藏勘探成功率提供技術(shù)支持。

1 地震響應(yīng)特征

1.1 巖性組合特征

東營凹陷濁積巖中的儲(chǔ)層主要發(fā)育在大套欠壓實(shí)暗色泥巖中，埋深多大于2 800 m，主要以薄互層的形式存在，砂巖單層厚度一般為5～13 m。由于目的層地震資料主頻為30～35 Hz，分辨率只能反映到砂層組而難以識(shí)別其中的單砂體。除凹陷中心外，在其他地區(qū)沉積的濁積巖，由于圍巖富含灰質(zhì)成分，其自然伽馬值小于周圍泥巖，電阻率由上至下由低變高，曲線形態(tài)呈“山”字［7］。地震反射特征表現(xiàn)為零星透鏡體反射、連續(xù)長反射、席狀披蓋反射、規(guī)則疊瓦狀反射、復(fù)合透鏡反射、不規(guī)則雜亂反射及交錯(cuò)復(fù)合反射等。

研究結(jié)果表明，董集洼陷灰質(zhì)砂巖、白云巖、泥灰?guī)r等厚度薄，在與砂巖形成的巖性組合中比重偏低，對(duì)地震響應(yīng)特征的影響較小；而灰質(zhì)泥巖的厚度較大，對(duì)地震響應(yīng)特征（波形、振幅等）的影響較大，因此，研究區(qū)濁積巖儲(chǔ)層預(yù)測中灰質(zhì)成分的影響主要來自于灰質(zhì)泥巖。

1.2 振幅特征

振幅作為地震數(shù)據(jù)體中的基本屬性，其值反映了地震反射能量的強(qiáng)弱。從研究區(qū)地震剖面上看，砂巖與灰質(zhì)泥巖同為強(qiáng)振幅反射特征，測井資料統(tǒng)計(jì)的結(jié)果顯示，砂巖和灰質(zhì)泥巖的振幅值均為4 000～8 000。因此，單從振幅強(qiáng)弱并不能將二者很好地區(qū)分開。

1.3 速度特征

通過對(duì)研究區(qū)25口井目的層段的不同巖性進(jìn)行分類對(duì)比，并根據(jù)測井資料對(duì)砂巖、泥巖、灰質(zhì)砂巖和灰質(zhì)泥巖等巖性的速度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明，泥巖速度最低，一般小于3 400 m/s，灰質(zhì)砂巖速度為3 500～4 200 m/s，灰質(zhì)泥巖速度為3 300～3 800 m/s，砂巖速度為3 400～3 900 m/s。由于灰質(zhì)泥巖與砂巖速度存在重疊，使得地震剖面的反射特征更加復(fù)雜，依靠速度信息難以識(shí)別和描述濁積巖中的砂巖。

1.4 波阻抗特征

由于研究區(qū)砂巖和灰質(zhì)泥巖的速度相近而泥巖速度相對(duì)較低，因此泥巖與砂巖的界面和泥巖與灰質(zhì)泥巖的界面都可以形成強(qiáng)的波阻抗界面［8］。波阻抗反演結(jié)果顯示，砂巖與灰質(zhì)泥巖的波阻抗值分別為8.25×106～9.0×106和8.17×106～9.0×106kg/ （m2·s），兩者差別較小，利用常規(guī)波阻抗反演技術(shù)很難剔除濁積巖中灰質(zhì)成分的影響。

2 地震識(shí)別方法

2.1 子波分解技術(shù)

子波分解技術(shù)是首先將地震道分解成不同能量的地震子波的集合，然后將子波劃分為多個(gè)時(shí)窗長度，結(jié)合已鉆井資料依次對(duì)各時(shí)窗長度進(jìn)行試驗(yàn)，通過篩選優(yōu)化選擇適用子波重構(gòu)出新的地震道來提高地震資料的分辨率，并通過多屬性的優(yōu)選聚類提高儲(chǔ)層預(yù)測的精度。其技術(shù)的關(guān)鍵是時(shí)窗參數(shù)的選取和能量分量剔除比例。

東營凹陷董集洼陷南緣沿斜坡和斷層下降盤形成濁積巖，在平面上成群分布，縱向上疊合連片。通過正演模擬可知，濁積巖儲(chǔ)層單層厚度薄，巖性組合復(fù)雜，且橫向變化比較大［9］，尤其是灰質(zhì)泥巖的分布較為穩(wěn)定，地震反射能量較強(qiáng)，受其影響，傳統(tǒng)的單一屬性預(yù)測存在著多解性［10-11］。董集洼陷南緣的營925井在3 600～3 650 m井段鉆遇17.4 m的儲(chǔ)層，在常規(guī)地震剖面上為一個(gè)連續(xù)的中強(qiáng)振幅反射（圖1a），難以進(jìn)行有效的儲(chǔ)層描述。在進(jìn)行子波分解過程中先將子波劃分為4類時(shí)窗長度，結(jié)合鉆井資料依次對(duì)時(shí)窗長度進(jìn)行試驗(yàn)，將優(yōu)選出的下半周時(shí)窗重構(gòu)出新的地震剖面（圖1b），進(jìn)而剔除常規(guī)地震剖面上代表泥巖和灰質(zhì)泥巖的能量最強(qiáng)的2個(gè)子波分量，突出有效的巖性和地層信息，新剖面上營925井與營92井中間的尖滅點(diǎn)刻畫的比較清晰，與鉆探結(jié)果吻合較好。

2.2 多屬性聯(lián)合分析技術(shù)

在儲(chǔ)層類型單一且小于調(diào)諧厚度（30 m）的情況下，可以利用多屬性聯(lián)合技術(shù)來壓制灰質(zhì)能量的影響。研究結(jié)果表明，雖然灰質(zhì)泥巖與砂巖的地震響應(yīng)均為強(qiáng)振幅，但其頻率特征存在差異［12-16］。研究區(qū)沿層提取的瞬時(shí)頻率特征顯示，砂巖的優(yōu)勢響應(yīng)頻率為16～22 Hz，灰質(zhì)泥巖和泥巖的響應(yīng)頻率大于34 Hz，頻率的差異宏觀上能較好地反映砂巖和灰質(zhì)泥巖不同的沉積規(guī)律，主要表現(xiàn)為儲(chǔ)層較發(fā)育的扇根或主水道的地震響應(yīng)偏向于低頻，而濁積水道間和扇體前緣儲(chǔ)層不發(fā)育的地方表現(xiàn)為相對(duì)高頻的特點(diǎn)。振幅頻率比值（幅頻比）與儲(chǔ)層厚度的交會(huì)結(jié)果分析表明，幅頻比相對(duì)于單獨(dú)的振幅、瞬時(shí)頻率更具有收斂性。因此，通過基于振幅和頻率特征的多屬性聯(lián)合分析技術(shù)獲取的幅頻比既能夠放大儲(chǔ)層信息，又有利于確定儲(chǔ)層的邊界。

圖1 董集洼陷常規(guī)地震剖面與子波分解剖面對(duì)比

董集洼陷北坨71井區(qū)沙三段下亞段的古沖溝前方為滑塌濁積扇發(fā)育的有利部位，且扇體厚度大，表現(xiàn)為多個(gè)砂體疊合連片的透鏡體沉積特征。從儲(chǔ)層的地震反射特征分析，坨71井區(qū)古沖溝由于坡度較陡，儲(chǔ)層滑脫較遠(yuǎn)，濁積砂體呈透鏡狀反射，延伸短、連續(xù)性較好。從目的層段提取的振幅屬性顯示發(fā)育多條濁積水道，其前方發(fā)育滑塌濁積砂體的強(qiáng)振幅特征明顯，據(jù)此部署的坨724井鉆遇滑塌濁積巖儲(chǔ)層21.1 m，但隨后依據(jù)相似地震反射特征完鉆的坨725和坨723井卻僅鉆遇2 m的灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層。研究區(qū)幅頻比預(yù)測結(jié)果（圖2）顯示，失利的主要原因?yàn)榛鷿岱e砂體的邊緣多發(fā)育灰質(zhì)成分以及地震波的繞射作用導(dǎo)致距離較近的砂體間在橫向上難以區(qū)分，而坨723和坨725井均在儲(chǔ)層的邊界之外。

圖2 董集洼陷坨724井區(qū)幅頻比預(yù)測結(jié)果

幅頻比去灰質(zhì)方法對(duì)于灰質(zhì)泥巖、白云巖與砂巖組成的薄互層所形成的強(qiáng)振幅反射壓制效果并不理想。

2.3 疊前反演技術(shù)

董集洼陷西北部的坨163井區(qū)與坨71井區(qū)相比坡度較緩，砂體滑塌距離較短，儲(chǔ)層厚度以及分布范圍有較大差別?；鷿岱e砂體多為細(xì)砂巖、泥質(zhì)砂巖，單層厚度約為1 m。由于薄互層砂巖與白云巖、灰質(zhì)泥巖組合呈振幅強(qiáng)弱變化的連續(xù)復(fù)合反射，正演模擬結(jié)果顯示，巖性反射強(qiáng)度由強(qiáng)到弱依次為灰質(zhì)砂巖—白云巖—砂巖—灰質(zhì)泥巖—泥巖，依據(jù)巖石物理特征和縱、橫波速度變化規(guī)律，單純利用疊后反演技術(shù)很難有效識(shí)別濁積砂體的賦存特征。由于疊前反演中的縱橫波速度比在壓制含灰質(zhì)巖石的反射特征，區(qū)別儲(chǔ)層與灰質(zhì)泥巖（尤其是二者呈薄互層組合）時(shí)有特定的優(yōu)勢，因此，可以采用疊前反演技術(shù)獲取縱橫波速度比和縱波阻抗來進(jìn)行儲(chǔ)層識(shí)別。

利用Xu-White模型對(duì)研究區(qū)10口井進(jìn)行橫波速度估算，并求取了砂巖橫波阻抗、縱橫波速度比等彈性參數(shù)，通過交會(huì)分析可知研究區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層、含不同流體儲(chǔ)層間彈性參數(shù)［16］具有明顯的差異。其中，砂巖儲(chǔ)層具有低縱橫波速度比的特點(diǎn)，而影響儲(chǔ)層識(shí)別的灰質(zhì)泥巖則具有高縱橫波速度比的特征。將疊前地震數(shù)據(jù)分為5°～15°，15°～25° 和25°～35°等3個(gè)角度分別進(jìn)行疊加，并與測井縱、橫波速度信息有效結(jié)合，得到不同角度范圍的彈性阻抗反演成果［17-18］。根據(jù)彈性參數(shù)計(jì)算方法，可得到波阻抗、密度、縱橫波速度比等多種表征巖性和流體特征的地層參數(shù)，使得含灰質(zhì)成分的巖石的反射特征得到有效壓制，準(zhǔn)確地識(shí)別出坨163井區(qū)濁積砂巖儲(chǔ)層的分布規(guī)模及與鄰區(qū)儲(chǔ)層的展布關(guān)系。

3 結(jié)束語

針對(duì)灰質(zhì)成分影響濁積巖儲(chǔ)層預(yù)測精度的問題，從巖性組合、振幅、速度、波阻抗等特征分析入手，明確了含灰質(zhì)成分巖石的地球物理響應(yīng)特征；結(jié)合巖石物理分析、正演模擬和屬性參數(shù)優(yōu)選，探索了消除灰質(zhì)背景影響的思路和方法；分析了子波分解、多屬性聯(lián)合分析和疊前反演等技術(shù)的適用條件，確定了灰質(zhì)背景下濁積巖儲(chǔ)層的地震識(shí)別方法，進(jìn)而提高了濁積巖儲(chǔ)層的描述精度。

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編輯裴 磊

P631.4<文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a

1

A文章編號(hào)：1009-9603（2014）02-0095-03

2013-12-23。

于正軍，男，高級(jí)工程師，博士，從事油氣藏勘探綜合研究。聯(lián)系電話：（0546）8797276，E-mail：yuzj_789@163.com。

國家科技重大專項(xiàng)“渤海灣盆地精細(xì)勘探關(guān)鍵技術(shù)”（2011ZX05006）。