疊前AVO特征分析方法在惠州地區(qū)油檢測中的應(yīng)用

陳兆明

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司 廣東廣州 510240)

惠州凹陷東沙隆起區(qū)三角洲前緣砂體受后期抬升隆起形成上傾尖滅，NE—SW向巖性尖滅線與NW—SE向構(gòu)造等值線之間形成的巖性圈閉是珠江口盆地進(jìn)行地層巖性圈閉勘探最有利目標(biāo)［1］。然而，受地震分辨率的限制，巖性尖滅線的位置很難準(zhǔn)確落實(shí)，導(dǎo)致巖性圈閉封閉的范圍很難確定，迫切需要對本地區(qū)的有利砂體進(jìn)行油的檢測，以證實(shí)巖性圈閉封閉性與成藏條件，減小勘探風(fēng)險(xiǎn)。

目前烴類檢測的方法有“亮點(diǎn)”、“平點(diǎn)”、“暗點(diǎn)”技術(shù)，AVO技術(shù)，吸收系數(shù)、阻抗、分形、波形、三瞬技術(shù)，多波多分量勘探技術(shù)，儲層反演烴類特征重構(gòu)，聚類分析，模式識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)［2-9］，這些技術(shù)可分為疊前、疊后屬性兩大類。隨著地震屬性分析從疊后走向疊前，20世紀(jì)90年代以來應(yīng)用P波反射特征隨偏移距變化(AVO)識別流體已成為研究熱點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外碎屑巖、碳酸鹽巖乃至致密砂巖儲層［2-8］，珠江口盆地通過地震剖面“亮點(diǎn)”或AVO異常識別也在番禺-流花和白云深水區(qū)取得了一系列天然氣的重大發(fā)現(xiàn)［9-10］。

疊前AVO特征分析以前多用于氣的檢測［10］，2013年汪瑞良 等［11］在珠江口盆地中淺層油藏中通過提取實(shí)際地震資料的甜點(diǎn)屬性、均方根振幅和反射強(qiáng)度交流分量等疊后屬性實(shí)現(xiàn)了對富油層段的識別。在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合惠州地區(qū)原油低密度特性，開展了疊前AVO特征分析在該地區(qū)原油檢測中的應(yīng)用工作，預(yù)測了目標(biāo)井的含油性，與鉆井情況吻合較好。

1 疊前AVO特征分析方法

當(dāng)儲層孔隙流體不同時，反射PP波的反射系數(shù)隨入射角度變化的特征不同，前人據(jù)此劃分出了4種AVO特征，并從AVO特征判斷儲層中的含油性。疊前AVO特征分析方法有以下2個關(guān)鍵步驟。

1)針對目的層巖石物理特征，利用式(1)對測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行正演，分析已鉆井的AVO特征，初步判定研究區(qū)的疊前AVO特征。當(dāng)入射角θ＜50°時，假定vP=2vS，Zoeppritz方程式中反射PP波的反射系數(shù)可寫成Shuey近似形式［12］

式(1)中：θ為入射角度；IP1、IP2分別為上下介質(zhì)的縱波阻抗，(IP1-IP2)/(IP1+IP2)反映縱波穿過地層界面時的相對變化；IS1、IS2分別為上下介質(zhì)的橫波阻抗，(IS1-IS2)/(IS1+IS2)反映橫波穿過地層界面時的相對變化；ρ1、ρ2分別為上下介質(zhì)的密度，(ρ1-ρ2)/(ρ1+ρ2)反映介質(zhì)密度在地層界面的相對變化。

2)對目的層進(jìn)行流體替換，再利用式(1)進(jìn)行正演，分析流體變化對AVO特征的影響，進(jìn)一步界定研究區(qū)的疊前AVO特征?；贕assmann方程［13-14］進(jìn)行流體替換的步驟為：

①由測井?dāng)?shù)據(jù)得到流體1的縱波速度vP1、橫波速度vS1和體積密度ρ1。

②提取流體1的體積模量K1和剪切模量μ1，即

③進(jìn)行流體替換，即

式(4)中：φ為孔隙度；Km為固體基質(zhì)體積模量(利用V-R-H模型計(jì)算)；Kfl1為孔隙中流體1的體積模量，Kfl2為孔隙中流體2的體積模量(均用Batzle-Wang方法計(jì)算)。

④保持剪切模量不變，即μ2=μ1。

⑤計(jì)算修正流體變化的體積密度，即

⑥得到流體2的速度，即

2 在惠州地區(qū)油檢測中的應(yīng)用

2.1 方法適用性分析

疊前AVO特征分析以前大多是針對氣的流體檢測，很少用于對油的流體檢測，這是由于通常情況下油與水的密度比較接近而很難區(qū)分?；葜莸貐^(qū)M洼附近幾個油田地面原油密度大多在0.81～0.91 g/cm3，地層原油密度為 0.52～0.90 g/cm3，與水的密度差異較大(表1)。分析認(rèn)為，這可能與M洼原油的氣油比較高有關(guān)，如靠近洼陷中心的H6油田的M32層地層原油密度低至0.52 g/cm3，原始?xì)庥捅雀哌_(dá)345.4m3/m3，其他油田雖遠(yuǎn)離洼陷中心，但DST測試時也產(chǎn)出不少氣量。另外，研究區(qū)主要目的層埋深為2 000～2 600 m，目的層段入射角在35°左右，小于50°，滿足Zoeppritz方程正演條件。

表1 惠州地區(qū)原油密度和氣油比統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 1 Statistics of crude oil density and gas-oil ratio in Huizhou area

2.2 疊前AVO特征分析

以A井為例，該井是研究區(qū)內(nèi)一口油井，其中L30up層是主要油層，L35、L45為水層。對該井進(jìn)行疊前AVO正演模擬，結(jié)果顯示L30up油層為III類AVO特征，L35、L45水層呈IV類AVO特征(圖1)。通過對惠州地區(qū)多口井的正演模擬結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，初步判定，該區(qū)油層呈III類AVO特征，水層呈IV類AVO特征。

將A井L30up層從油層替換成水層，這時P波速度從3 570m/s增加到3 690m/s，增加約120 m/s，變化約3.3%；S波速度變化較小；密度從2.25 g/cm3增加到 2.29 g/cm3，增加約 0.04 g/cm3，變化約1.8%(圖2)。沿L30up層底面向上提取AVO屬性，L30up層含油時為III類AVO特征，L30up層含水時為IV類AVO特征(圖2)。

將A井L35層從水層替換成油層，這時P波速度減小約200 m/s，變化約-5.7%；S波速度變化較??；密度減小約0.06 g/cm3，變化約-2.7%(圖3)；沿L35層底面向上提取AVO屬性，L35層含油時為III類AVO，L35層含水時為IV類AVO(圖3)。

流體替換結(jié)果表明，惠州地區(qū)油層一般呈III類AVO特征，水層呈IV類AVO特征，應(yīng)用地震數(shù)據(jù)體的疊前AVO特征分析能夠進(jìn)行油檢測。

圖1 A井AVO正演結(jié)果Fig.1 AVO forward modeling of W ell A

圖2 A井L30up油層流體替換前后AVO正演結(jié)果Fig.2 AVO forward modeling before and after fluid substitution of L30up oil layer in W ell A

圖3 A井L35水層流體替換前后AVO正演結(jié)果Fig.3 AVO forward modeling before and after fluid substitution of L35 water layer in Well A

2.3 檢測效果

1)剖面檢測效果。B-1井L60層有明顯的III類AVO特征，L10low層有微弱的III類AVO特征，判斷為油層，實(shí)鉆結(jié)果顯示L60層、L10low層均為油層，說明檢測結(jié)果準(zhǔn)確(圖4)。C井L60層、L10low層有明顯的IV類AVO特征，判斷為水層，實(shí)鉆結(jié)果與檢測結(jié)果相吻合(圖5)。

圖4 過B-1井疊前道集Fig.4 Pre-stack gathers acrossW ell B-1

圖5 過C井疊前道集Fig.5 Pre-stack gathers acrossW ell C

2)平面檢測效果。為了在平面上進(jìn)行疊前AVO特征分析，沿L60層分別提取遠(yuǎn)道數(shù)據(jù)體(10°～20°數(shù)據(jù)疊加)與近道數(shù)據(jù)體(1°～10°數(shù)據(jù)疊加)的振幅屬性(圖6a、b)，并用前者與后者相減(圖6c)，找到差值小于0的范圍，即遠(yuǎn)角度數(shù)據(jù)體振幅加強(qiáng)的范圍(圖6d中綠色區(qū)域)，再找出近道數(shù)據(jù)體負(fù)振幅屬性的范圍(圖6d中紅色區(qū)域)，兩者重合的區(qū)域即為III類AVO區(qū)域?？梢钥闯?，B-1井在III類AVO區(qū)域內(nèi)，判斷為油層；B-2井不在III類AVO區(qū)域內(nèi)，判斷為水層，與實(shí)鉆結(jié)果吻合。

圖6 HB構(gòu)造L60層振幅屬性Fig.6 Amp litude attribute of L60 layer in HB structure

3 結(jié)束語

針對惠州地區(qū)原油高氣油比、低密度的特性，利用疊前AVO特征分析方法界定了研究區(qū)的疊前AVO特征，該區(qū)油層一般呈III類AVO特征，水層呈IV類AVO特征。據(jù)此在該區(qū)無井區(qū)利用疊前地震數(shù)據(jù)進(jìn)行AVO特征分析，有效區(qū)分了油層和水層，其檢測結(jié)果與鉆井結(jié)果相吻合，減小了勘探風(fēng)險(xiǎn)。

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