利用地震屬性輔助進(jìn)行沉積相研究
——以松遼盆地臨江南地區(qū)扶余油層為例

楊飛,秦喜林 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 (長(zhǎng)江大學(xué)),湖北武漢430100)

劉媛媛 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北武漢430100)

李俊飛 (中石油新疆油田分公司,新疆克拉瑪依834000)

裴振洪 (中石化勘探南方分公司研究院,四川成都610041)

利用地震屬性輔助進(jìn)行沉積相研究
——以松遼盆地臨江南地區(qū)扶余油層為例

楊飛,秦喜林 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 (長(zhǎng)江大學(xué)),湖北武漢430100)

劉媛媛 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北武漢430100)

李俊飛 (中石油新疆油田分公司,新疆克拉瑪依834000)

裴振洪 (中石化勘探南方分公司研究院,四川成都610041)

地震數(shù)據(jù)體中含有豐富的地下地質(zhì)信息,運(yùn)用地震屬性和沉積相分析相結(jié)合的方法,可以更為準(zhǔn)確地識(shí)別河道砂體和有利儲(chǔ)層。綜合應(yīng)用單井相分析及儲(chǔ)層巖性標(biāo)定、構(gòu)造精細(xì)解釋及地震屬性分析、沉積相分析等方法對(duì)臨江南地區(qū)扶余油層的沉積相進(jìn)行了詳細(xì)研究,認(rèn)為扶余油層的沉積相類型為曲流河相和淺水三角洲相;砂體主要富集在研究區(qū)的西北部和東南部,中部主要沉積泥巖。

地震屬性;沉積相;單井相

地震屬性是指由疊前或疊后地震數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)學(xué)變換而導(dǎo)出的用于表征地震波幾何形態(tài)、動(dòng)力學(xué)特征、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征和統(tǒng)計(jì)學(xué)特征,或純數(shù)學(xué)變換引入的物理量[1]。通過大量的理論和實(shí)踐研究表明,由于地下巖石物理特性存在差異,因此各種地震屬性隱含了地層巖性、儲(chǔ)層物性、流體成分和斷裂等相關(guān)信息。分析地震屬性就是試圖從大量的三維地震數(shù)據(jù)體中,獲取隱藏在這些數(shù)據(jù)體中關(guān)于目的層的巖性、儲(chǔ)層物性和流體等相關(guān)信息,從而定性預(yù)測(cè)巖相、巖性和含油氣性。利用井孔資料分析儲(chǔ)層特征,建立井孔周圍的地震屬性與儲(chǔ)層參數(shù)之間的關(guān)系,利用這種關(guān)系可以將地震屬性轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的儲(chǔ)層參數(shù),揭示儲(chǔ)層分布特征[2]。結(jié)合儲(chǔ)層反演預(yù)測(cè)的結(jié)果,利用常規(guī)地震資料進(jìn)行地震屬性分析,可定性分析砂體展布規(guī)律和沉積相分布特征[3,4]。為此,筆者運(yùn)用地震屬性和沉積相分析相結(jié)合的方法,對(duì)臨江南地區(qū)扶余油層進(jìn)行了沉積相研究及有利儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。

1 基于地震屬性的沉積相解釋方法及其研究思路

基于地震屬性解釋沉積相要滿足以下基本條件:首先,要了解研究區(qū)目的層的地質(zhì)概況,包括物源、巖性及砂體沉積相等,通過區(qū)域地質(zhì)及測(cè)井資料確定出河道砂體的基本形態(tài);其次,要求地震資料為高分辨率的地震資料,以確保河道砂儲(chǔ)層存在清晰的地震響應(yīng);最后,在確定河道砂體的基本形態(tài)和沉積背景后,結(jié)合地震屬性平面圖劃分沉積相帶。

1.1 單井相分析及儲(chǔ)層巖性標(biāo)定

單井相分析是進(jìn)行儲(chǔ)層沉積微相研究的基礎(chǔ)。利用巖心資料直觀準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),優(yōu)選關(guān)鍵井進(jìn)行沉積亞相及微相的劃分。通過巖心與測(cè)井曲線的對(duì)比,確定工區(qū)內(nèi)各沉積微相的巖性電性特征,為全區(qū)所有井沉積相劃分提供依據(jù)。在該次研究中,主要是根據(jù)巖性組合、巖層厚度、沉積構(gòu)造、泥巖顏色、生物化石及測(cè)井曲線的形態(tài)等進(jìn)行劃相,由此對(duì)研究區(qū)所有取心井進(jìn)行了單井相分析。

井震結(jié)合進(jìn)行儲(chǔ)層巖性標(biāo)定的主要內(nèi)容是:首先,對(duì)工區(qū)的井做巖石物理統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)砂泥巖的波阻抗特征,通常由巖石物理統(tǒng)計(jì)可以得到砂巖波阻抗和泥巖波阻抗的大小關(guān)系;其次,通過單井相建立基本的單井層序格架,找到單井的特征性層序界面;最后,分析這些層序界面在地震上可能的響應(yīng)特征,然后在地震剖面上進(jìn)行識(shí)別——假設(shè)工區(qū)砂巖波阻抗大于泥巖波阻抗,如果層序界面上面是砂巖下面是泥巖,則在地震剖面上為波谷;如果層序界面上面是泥巖下面是砂巖,則在地震剖面上表現(xiàn)為波峰;如果相鄰的砂巖和泥巖波阻抗差異越大,則地震剖面上的振幅也越大。

1.2 構(gòu)造精細(xì)解釋及地震屬性分析

地震資料的構(gòu)造解釋是地震屬性分析的重要基礎(chǔ)和前提,因?yàn)橹挥蝎@得較準(zhǔn)確的層位,據(jù)其提取出來的地震屬性才有意義[5,6]。地震資料構(gòu)造解釋主要包括:首先,解釋研究區(qū)兩橫兩縱的連井剖面,了解研究區(qū)目的層對(duì)應(yīng)同相軸的基本形態(tài);其次,對(duì)過井地震剖面為主的骨干剖面展開層位對(duì)比追蹤,然后通過箱狀閉合、任意線等顯示方法,建立骨干剖面解釋框架,以產(chǎn)生足夠多的閉合點(diǎn);最后,利用斷層相關(guān)技術(shù),保證斷層兩側(cè)層位的準(zhǔn)確對(duì)比,聯(lián)合使用垂直地震剖面和時(shí)間切片,利用閉合點(diǎn)的自動(dòng)標(biāo)注功能進(jìn)行立體解釋,以確保層位的可靠性和準(zhǔn)確閉合。

地震屬性分析主要包括地震屬性提取、優(yōu)選和預(yù)測(cè)3個(gè)環(huán)節(jié)。常用的地震屬性主要有瞬時(shí)類屬性、振幅統(tǒng)計(jì)類屬性、頻能譜統(tǒng)計(jì)類屬性、相關(guān)統(tǒng)計(jì)類屬性、層序統(tǒng)計(jì)類屬性等[4]。分析構(gòu)造圖和層位間的時(shí)差特征,最終選取目的層沿層提取多種地震屬性,如均方根振幅、有效帶寬、能量半幅點(diǎn)等進(jìn)行優(yōu)選和預(yù)測(cè)。在巖石物理統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上,結(jié)合地震屬性的地質(zhì)意義來選取能輔助分析沉積相的地震屬性。例如,均方根振幅屬性能很好地顯示扇體、河道砂的橫向變化;有效帶寬屬性能反映沉積環(huán)境的穩(wěn)定性,帶寬寬表示復(fù)雜的沉積,沉積環(huán)境動(dòng)蕩,帶寬窄表示均質(zhì)的沉積體模式,沉積環(huán)境比較穩(wěn)定。

1.3 沉積相分析

在充分吸收前人研究成果的基礎(chǔ)上,運(yùn)用沉積學(xué)原理和方法,通過巖心觀察,根據(jù)巖性特征、沉積構(gòu)造特征,確定巖石相及巖石相組合;在此基礎(chǔ)上,結(jié)合粒度分析資料和測(cè)井資料,進(jìn)行單井沉積微相分析;最后結(jié)合地震屬性分析結(jié)果,在單井相約束下,勾繪出目的層的沉積微相平面圖[7]。

2 實(shí)例應(yīng)用

以松遼盆地臨江南地區(qū)三維地震工區(qū)的沉積相分析為例,目的層為扶余油層的Ⅰ油組(扶Ⅰ油組),屬于白堊系泉頭組四段(K1qt4)。

以測(cè)井、錄井、分析化驗(yàn)等資料為基礎(chǔ),結(jié)合巖心觀察、井震結(jié)合等技術(shù),對(duì)扶Ⅰ油組的巖石物理統(tǒng)計(jì)得到砂巖波阻抗大于泥巖波阻抗,結(jié)合單井相分析結(jié)果認(rèn)為,扶余油層的頂界面即白堊系青山口組一段(K2qs1)與K1qt4的界面,該界面是超層序的最大湖泛面,其巖性和電性特征都非常明顯,為一級(jí)標(biāo)志層。從電性上看,該界面以上有3層油頁巖形成3個(gè)連續(xù)電阻率高峰,似 “筆架狀”,易于識(shí)別,其界限一般劃在大套黑色泥巖底的低值處。扶余油層的頂界面在地震剖面上有個(gè)較強(qiáng)且連續(xù)的波峰,也是標(biāo)志層。扶Ⅰ油組底界面的測(cè)井標(biāo)志層電性突變,該界面上覆一套砂巖,界面下為泥巖,在地震剖面上是一個(gè)振幅中等的連續(xù)波谷。

圖1 臨江南地區(qū)扶Ⅰ油組3小層均方根振幅屬性圖

扶Ⅰ油組內(nèi)部共發(fā)育3個(gè)正旋回,即扶Ⅰ油組1、2、3小層,小層界限劃在正旋回的砂巖底部。巖性由紫紅、灰綠、黑灰色泥巖、紫紅、紫灰色過渡巖,中厚層灰白、灰色粉-細(xì)砂巖構(gòu)成。其中,扶Ⅰ油組2小層和扶Ⅰ油組3小層的砂巖相對(duì)更發(fā)育。

均方根振幅屬性能反映砂巖的富集程度,高值表示砂巖富集,低值表示泥巖富集。扶Ⅰ油組3小層的均方根振幅屬性圖如圖1所示。從圖1上可以看到,研究區(qū)西北部和東南部為高值,中部為低值,大體上呈北東向的條帶狀,說明砂體主要富集在研究區(qū)的西北部和東南部,中部主要沉積泥巖。

有效帶寬屬性能反映沉積環(huán)境,高值代表沉積物非均質(zhì)性強(qiáng),屬高能沉積環(huán)境,低值代表沉積巖性較為單一,屬低能沉積環(huán)境。臨江南地區(qū)扶Ⅰ油組3小層有效帶寬屬性圖如圖2所示。圖2中普遍呈現(xiàn)灰白色,黑色集中在中上部,說明研究區(qū)大體上是高能沉積環(huán)境,只有中上部屬于低能沉積環(huán)境,趨勢(shì)和均方根振幅屬性基本一致,從而驗(yàn)證了均方根振幅屬性的準(zhǔn)確性。

通過對(duì)比各種地震屬性圖和砂體厚度圖發(fā)現(xiàn),只有均方根振幅屬性最能反映砂體的發(fā)育形態(tài)特征和分布位置;因此選取均方根振幅屬性描述砂體的展布規(guī)律,并結(jié)合有效帶寬屬性和能量半幅點(diǎn)屬性,在均方根振幅屬性圖上勾繪出砂體的展布圖,最后得到研究區(qū)的沉積微相相帶分布圖(見圖3),研究區(qū)西北部和東南部主要是曲流河相中的河道微相和決口扇微相,中部為河流洪泛平原微相。

通過對(duì)松遼盆地臨江南地區(qū)的取心井進(jìn)行檢驗(yàn),臨江南地區(qū)扶Ⅰ油組3小層沉積微相圖與取心井的資料符合率高達(dá)90%,說明地震屬性輔助分析沉積相的方法在臨江南地區(qū)是行之有效的。

圖2 臨江南地區(qū)扶Ⅰ油組3小層有效帶寬屬性圖

圖3 臨江南地區(qū)扶Ⅰ油組3小層沉積微相平面圖

3 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

1)精細(xì)井震標(biāo)定賦予了那些基于同相軸的地震屬性以更明確的地質(zhì)意義,同時(shí)可以提高層位的解釋精度,進(jìn)而提高地震屬性的表征精度。

2)在松遼盆地臨江南地區(qū),均方根振幅屬性對(duì)砂體很敏感,能很好地顯示砂體的展布規(guī)律,所以在研究區(qū)利用均方根屬性輔助研究沉積相是合理的。

3)研究區(qū)沉積相主要為曲流河相和淺水三角洲相,扶Ⅰ油組1小層主要以淺水三角洲沉積為主,扶Ⅰ油組2小層、3小層主要以曲流河沉積為主。

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[編輯] 龔丹

P631.44

A

1000-9752(2014)03-0069-03

2013-07-14

楊飛(1967),男,1989年大學(xué)畢業(yè),博士,副教授,現(xiàn)主要從事地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方面的教學(xué)和科研工作。

秦喜林(1988-),男,碩士生;E-mail:605291864@qq.com。