YB東地區(qū)珍珠沖下亞段河道精細刻畫研究

羅宇鵬，繆志偉

（中國石化勘探分公司研究院，四川成都610041）

YB東地區(qū)珍珠沖下亞段河道精細刻畫研究

羅宇鵬，繆志偉

（中國石化勘探分公司研究院，四川成都610041）

珍珠沖下亞段扇三角洲河道沉積儲層是YB地區(qū)陸相層系重要的勘探目標之一，由于河道變遷頻繁，河道砂體疊置，給河道的精細刻畫帶來困難。在單井地質特征分析及連井精細對比的基礎上，進行二維地質模型正演，明確河道沉積的地震響應特征。在確定河道響應特征的基礎上，應用譜分解技術及多屬性分析技術，對河道邊界進行識別并進行手工追蹤，精細刻畫了研究區(qū)河道砂體的展布，對儲層的有利發(fā)育區(qū)進行預測。通過與已鉆井的對比，儲層發(fā)育區(qū)與鉆井資料吻合度高，證實了該方法的有效性，同時為YB東部珍珠沖段河道沉積儲層的進一步勘探提供了參考。

珍珠沖下亞段；河道；譜分解技術；多屬性分析

1 概述

早侏羅世四川盆地受龍門山與秦嶺造山帶造山活動的應力場調整作用影響，龍門山上隆速度明顯降低，盆地開始緩慢沉降，川西前陸湖盆因此擴展，并逐漸進入一相對較長時期的平靜期。具體表現(xiàn)為自流井組至涼高山組沉積期湖水總體波動逐漸加深，盆地沉降與沉積中心逐漸由川西龍門山山前轉移至川北大巴山山前，整個盆地地形地貌逐漸由“西低東高”轉化為“北低南高”態(tài)勢。自流井組珍珠沖段沉積時期正處于盆地沉降中心和沉積中心遷移過程中，在靠近沉積沉降中心的北部營山、水深、龍崗一帶，地層較厚，沉積了一套灰黑色、黑色泥頁巖夾粉砂巖、細砂巖組合。該時期在盆地邊緣主要沉積了一套白田壩組底部的粗粒碎屑巖組合[1-2]。

YB氣田位于四川盆地東北部，橫跨九龍山背斜的西南傾覆端與中部低緩構造帶。研究區(qū)位于YB地區(qū)東部（圖1紅框范圍），在珍珠沖段沉積時期，由于受印支運動的影響，沉積環(huán)境變化較大，但總體上繼承性發(fā)展了須四段以來的沉積格局，主要沉積灰色灰綠色泥巖、巖屑砂巖及黑色頁巖、頂部有介殼灰?guī)r。

圖1 研究區(qū)地理位置圖Fig.1Geographical location of study area

根據(jù)巖心觀察和沉積相的研究，研究區(qū)珍珠沖段屬于扇三角洲沉積，由北向南依次發(fā)育扇三角洲平原（辮狀河道、沖積平原）和扇三角洲前緣（水下分流河道、支流間灣），扇體的前積作用不斷減弱，入湖后沉積作用逐漸趨于平緩（圖2）。研究區(qū)扇三角洲平原相辮狀河道分布廣泛，縱向上多期河道疊置，橫向上連續(xù)性差，下切作用明顯，沉積厚度較大；研究區(qū)東南部還分布扇三角洲前緣水下分流河道，隨沉積期次減少，下切作用減弱，沉積厚度變薄[3-4]。

研究區(qū)內(nèi)YL5井（150.39萬方/日）、YL3井（30萬方/日）、YB3井（18.1萬方/日）在珍珠沖下亞段鉆獲高產(chǎn)工業(yè)氣流；YL16井、YL17井在該層段獲得了良好的油氣顯示。分析YL5井等鉆井高產(chǎn)富集的主控因素，其一是位于三角洲平原分流主河道，沉積相帶有利；其二是位于構造高部位，斷層發(fā)育，構造變形強，網(wǎng)狀裂縫發(fā)育。由此可見，對河道進行精細刻畫，明確河道沉積砂巖的分布，找出有利的沉積相帶，對珍珠沖下亞段的進一步勘探具有非常重要的指導作用。

但是，由于以下幾方面原因，給河道的精細刻畫工作帶來困難：1）層位解釋難度大。因河道下切、改道等造成砂體相變快、連續(xù)性差，等時對比追蹤難度大，常出現(xiàn)穿時串層現(xiàn)象；2）受到地震資料分辨率限制，地震縱、橫向分辨率往往較低；3）準確刻畫河道邊界難度大。由于多期河道交織，河道砂體與泥巖互層，砂巖單層厚度較薄（一般5～8 m），巖性相變快，造成地震反射連續(xù)性差，波阻特征變化快。

2 研究思路及技術流程

針對河道精細刻畫中存在的問題，制定了以下技術思路（圖3）：通過單井沉積相及測井響應特征分析，結合鉆井合成記錄的標定，明確河道砂體的地質和地震反射特征，并在此基礎上建立二維地質模型進行正演，建立河道砂體的地震識別模式；開展地震疊后數(shù)據(jù)小時窗頻譜分析,通過進行分頻技術處理，提高地震資料橫縱向分辨率；結合河道砂體的地震識別模式，在能清楚反映河道邊界的處理后的地震分頻資料上，對河道邊界進行精確識別并進行手工追蹤，確定河道的展布；最后結合地震多屬性分析技術，從平面上對河道的展布、砂體橫向變化進行分析，對手工追蹤結果進行合理修改，從而提高河道邊界刻畫的精度。

圖2 YB16-YL5-YL4-YL17珍珠沖下亞段沉積相對比剖面Fig.2Sedimentary compared profile of lower sub-member of Zhenzhuchong section of well YB16-YL5-YL4-YL17

圖3 技術路線圖Fig.3Technique flow chart

3 YB東地區(qū)珍珠沖下亞段河道精細刻畫

3.1 河道沉積地震反射特征分析

結合測井分析成果，研究區(qū)河道分為兩類（圖4）：第一類，扇三角洲平原辮狀河道。以YL5井為例，礫石以硅質礫為主，分選、磨圓較好，泥質含量少，礫巖層厚度大，河道下切明顯，測井曲線呈齒化箱狀。第二類，扇三角洲前緣水下分流河道。以YL17井為例，巖性分兩部分，上部以粉—細砂巖為主，為水下分流間灣微相，下部為含礫細砂巖，為水下分流河道微相，其沉積厚度比扇三角洲平原辮狀河道薄。

兩類河道砂體在地震剖面上具有相似的反射特征，但差異也比較明顯（圖5，6）。通過精確標定和巖性對比，結合拉平礫巖頂?shù)牡卣鹌拭孢M行分析，YL5井、YL17井河道內(nèi)部反射均為較弱的復波，都具有明顯的頂平底凹的波峰下切現(xiàn)象，但是YL5井的振幅較YL17井更弱，而下切程度YL5井較YL17井強；而非河道砂體的地震反射特征往往為連續(xù)性好的雙強軸振幅。綜上所述，研究區(qū)河道砂體在地震上的表現(xiàn)，以持續(xù)一定厚度、連續(xù)性差、振幅較弱、頻率較低的反射為特征。

圖4 YL5井（左），YL17井（右）珍珠沖下亞段綜合柱狀圖Fig.4Integrated histogram of lower sub-member of Zhenzhuchong section of well YL5(left)and well YL17(right)

圖5 YL5井河道砂體地震反射特征Fig.5Channel sand body seismic reflection characteristics of well YL5

圖6 YL17井河道砂體地震反射特征Fig.6Channel sand body seismic reflection characteristics of well YL17

圖7 河道砂體二維正演模型Fig.72D forward model of channel sand body

根據(jù)典型井的統(tǒng)計分析，按照研究區(qū)實際的地層速度和密度對研究區(qū)河道進行二維正演模擬（圖7）。通過對正演得到的振幅體分析發(fā)現(xiàn)，河道主要表現(xiàn)為明顯的充填地震相特征，具“頂平底凹”外形，底界侵蝕下切現(xiàn)象明顯，內(nèi)部表現(xiàn)為同相軸增多，中等—較弱振幅復波反射特征，與研究區(qū)河道地震反射特征一致[5-6]。由此可以建立一套河道砂體的地震識別模式。

3.2 手工追蹤刻畫河道展布

在明確了河道地震響應特征的基礎上，對不同方向拉平礫巖頂?shù)牡卣鹌拭孢M行分析。在南北向剖面中，可以看到明顯的前積現(xiàn)象，確定了研究區(qū)河道總體自北向南的流向（圖8，9）；在東西向剖面中，可以看到河道的明顯的下切現(xiàn)象，可以確定研究區(qū)河道的橫向展布（圖10）。通過連井剖面、典型區(qū)域大剖面明確了河道沉積總體的展布方式，為進一步沿河道橫截面識別河道邊界奠定基礎。

圖8 過YL5井南北向剖面Fig.8S-N profile of YL5

圖9 過RH1井、YL17井南北向剖面Fig.9S-N profile of well RH1 and well YL17

圖10 過YL5井、YL4井、YL17井東西向剖面Fig.10E-W profile of well YL5,well YL4 and well YL17

結合河道地震識別模式，根據(jù)河道下切、“頂平底凹”的外形以及河道內(nèi)部的前積充填的特征，對河道進行手工追蹤，明確了河道的宏觀展布是清楚的，但是在實際追蹤過程中發(fā)現(xiàn)，受地震資料分辨率的限制，河道的邊界并不清楚，于是應用分頻技術對地震資料進行處理，以便能清晰地分辨出河道的邊界，提高追蹤的精度。

3.3 分頻技術應用精準識別河道邊界

通過引入分頻處理技術，準確識別河道邊界。在地震資料解釋過程中，可以充分使用不同頻率響應特點的數(shù)據(jù)，選擇能夠充分揭示地質目標的頻率信號響應特點的分頻數(shù)據(jù)體。特別是在互層狀沉積韻律情況下，分頻處理的數(shù)據(jù)可以在有效的地震頻帶內(nèi)，降低子波疊加和鳴振效應造成的成像模糊，最大限度地突出薄層響應，使得薄層成像清晰；不僅可以提高縱向分辨率，橫向上也更突出了地層的橫向變化和邊界點，有利于對河道的識別和追蹤，以及對河道展布規(guī)律的認識[7]。

圖11 YL5井拉平礫巖頂原始地震剖面（上）與35 Hz單頻體地震剖面（下）對比圖Fig.11Flattening conglomerate original seismic section (up)and 35 Hz single frequency seismic section(down)of well YL5

圖12 YL17井拉平礫巖頂原始地震剖面（上）與35 Hz單頻體地震剖面（下）對比圖Fig.12Flattening conglomerate original seismic section(up)and 35 Hz single frequency seismic section (down)of well YL17

對比YL5井、YL17井的過井原始地震剖面和分頻地震剖面，發(fā)現(xiàn)在原始地震剖面上，河道邊界模糊，肉眼識別困難，在分頻的地震剖面上，河道邊界清晰，砂體尖滅點明顯（圖11，12）。

對分頻處理所獲得數(shù)據(jù)進行篩選，發(fā)現(xiàn)在35 Hz的單頻數(shù)據(jù)體上河道砂體成像最為清晰，河道邊界最為明顯。最終結合35 Hz單頻數(shù)據(jù)體及原始地震數(shù)據(jù)體，垂直河道方向，以10道為間隔，手動追蹤出河道的邊界，刻畫出河道平面展布（圖13）。

圖13 研究區(qū)河道邊界平面圖Fig.13River channel boundary plan of study area

3.4 地震多屬性分析提高手工追蹤精度

結合分頻技術進行的河道手工追蹤，已經(jīng)很精細地刻畫出了河道的橫向展布，但是為了避免手動追蹤的人為誤差影響，通過應用多屬性分析技術，對手工追蹤的河道邊界進行驗證和校正，以大大提高研究區(qū)河道橫向變化細節(jié)刻畫的精度[8-9]。地震屬性種類繁多，在對YB地區(qū)東部珍珠沖下亞段河道砂體反應敏感的14種屬性中，優(yōu)選出均方根振幅、時窗弧長、S變換主頻能量3種屬性進行分析[10-13]。

3.4.1 均方根振幅屬性

均方根振幅適用于識別振幅異常或描述層序，追蹤地層地震異常，例如三角洲、河道及含氣砂巖引起的振幅異常等。通過提取珍珠沖段河道砂體均方根振幅屬性（圖14左），發(fā)現(xiàn)珍珠沖段河道砂體系均方根屬性低值區(qū)，呈北西向條帶狀展布（紅黃色標區(qū)為均方根振幅屬性低值區(qū)）。均方根振幅屬性很好地刻畫了研究區(qū)西部河道的展布，中部和東部的河道不明顯，尤其是東北部地區(qū)，與手工追蹤結果差異較大。

3.4.2 時窗弧長屬性

圖14 YB東珍珠沖下亞段RMS振幅屬性圖（左）與下降段時窗弧長屬性圖（右）Fig.14RMS amplitude attributes(left)and arc length attribute of time window in descent stage(right)of lower sub-member of Zhenzhuchong section of East YB area

時窗弧長是一種頻率與振幅的混合屬性，用于區(qū)分強振幅高頻和強振幅低頻、弱振幅高頻和低頻反射。下降段時窗弧長，計算的是時窗內(nèi)下降段的波形曲線展開后的長度。通過提取珍珠沖段河道砂體下降段時窗弧長屬性（圖14右），發(fā)現(xiàn)珍珠沖段河道砂體系下降段時窗弧長屬性低值區(qū)，呈北西向條帶狀展布（紅黃色標區(qū)為下降段時窗弧長屬性低值區(qū)）。對中部和東部河道刻畫較好。

3.4.3 變換主頻能量屬性

功率譜分析是描述地震記錄特征的重要方法，通常地震波通過含油氣砂巖時，由于吸收系數(shù)增大，主頻將降低。這里求取的是S變換功率譜，對于薄互層的儲層，橫向的主頻變化能夠比較準確地反映儲層厚度的變化。

通過提取珍珠沖段河道砂體S變換主頻能量屬性（圖15），發(fā)現(xiàn)珍珠沖段河道砂體系S變換主頻能量屬性低值區(qū)，呈北西向條帶狀展布（紅黃色標區(qū)為S變換主頻能量屬性低值區(qū)）。S變換主頻能量屬性與下降段時窗弧長屬性對河道砂體刻畫類似，對中部和東部刻畫較好。

圖15 YB東珍珠沖下亞段S變換主頻能量屬性圖Fig.15S transform frequency energy attributes of lower sub-member of Zhenzhuchong section of East YB area

3.4.4 多屬性降維重構

通過上述屬性分析，發(fā)現(xiàn)單個屬性不能很好地刻畫出河道砂體的展布。由于運用單一地震屬性很難準確地描述地下復雜地質現(xiàn)象，所以通過引入多屬性降維重構技術和多屬性融合技術對屬性進行優(yōu)化。

地震屬性集的空間維數(shù)一般較高，而多數(shù)情況下，地震屬性參數(shù)之間存在著相關關系，因此，有必要對地震屬性空間進行壓縮，從而揭示數(shù)據(jù)集反映的內(nèi)在規(guī)律。地質上可用于識別有意義的地質目標或作綜合解釋。SVD屬性降維與重構技術，是基于矩陣的數(shù)學運算方法，在對變量空間和對象空間分別作主成分分析的基礎上，用變量空間的得分和對象空間的權重來表述觀測點的特征。

通過對研究區(qū)14種對河道砂體反應敏感的屬性進行SVD屬性降維，得到了14個主分量，其中第一主分量較好地刻畫了研究區(qū)西部的河道展布，第六主分量較好地刻畫了研究區(qū)中東部河道的展布（圖16）。然后在保留第一主分量和第六主分量的基礎上，進行SVD屬性重構。

值偏態(tài)是常用的識別振幅異?；蛎枋鰧有虻膶傩??？捎糜谧粉櫟貙拥卣甬惓?，例如三角洲、河道及含氣砂巖引起的振幅異常。在SVD降維與重構之前，該屬性顯示為雜亂無規(guī)律，無法反應河道砂體展布（圖17左）。在SVD降維與重構之后，該屬性所顯示的河道砂體的展布與手工追蹤的結果吻合率較高，其中紅黃綠色代表河道砂體的有利發(fā)育區(qū)，河道整體呈北北西向展布，研究區(qū)西部辮狀河道砂體發(fā)育厚度大，東部水下分流河道砂體發(fā)育厚度?。▓D17右）。通過多屬性降維與重構，發(fā)現(xiàn)在研究區(qū)東北部RH1井附近，均方根振幅屬性、時窗弧長屬性、S主頻能量屬性的效果都不好，而重構后的屬性更好地反映了河道的展布。

圖16 SVD降維第一主分量（左）與第六主分量（右）Fig.16The first principal component(left)and the sixth principal component(right)of SVD dimensionality

圖17 YB東珍珠沖下亞段值偏態(tài)屬性SVD降維重構前后對比圖Fig.17Value skewness attribute of lower sub-member of Zhenzhuchong section of East YB area before and after SVD dimensionality reduction reconstruction

3.4.5 多屬性融合

通過屬性降維與重構研究發(fā)現(xiàn)，屬性降維可以很好地反映出研究區(qū)東西部河道展布的差異，屬性重構對研究區(qū)河道的展布也有較好的改善。

通過利用多屬性融合技術，在屬性降維與重構的基礎上進一步提高河道精細刻畫的精度。多屬性融合技術避免了利用單一地震屬性預測主河道砂體分布的不全面性，降低了預測結果的多解性。在由下降時窗弧長屬性、第一主分量、第六主分量及值偏態(tài)重構屬性四種地震屬性建立融合加權系數(shù)的基礎上，進行多屬性融合，揭示主河道、分支河道平面分布關系，精細預測主河道平面展布（圖18），其中黃色為主河道有利儲層發(fā)育區(qū)。屬性融合預測結果分別與YL5井、YL4井、YL17井、RH1井的吻合率較高。

圖18 YB東珍珠沖下亞段屬性融合Fig.18Attribute fusion of lower sub-member of Zhenzhuchong section of East YB area

通過對各種單屬性效果進行分析發(fā)現(xiàn)：對河道砂體反應敏感的均方根振幅屬性、時窗弧長屬性和S變換主頻能量屬性對河道宏觀展布的刻畫具有局限性，其中時窗弧長屬性對河道砂體的刻畫效果最好。由于單個屬性不能很好地刻畫出河道砂體的展布，通過多屬性分析發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過多屬性降維與重構后的值偏態(tài)屬性對河道砂體反應最敏感，效果最好。進行屬性融合后所得到的河道砂體展布，與實鉆情況最吻合。

結合河道砂體的地震反射特征，綜合分析在分頻技術處理后的地震資料上手工追蹤出的河道邊界和利用地震多屬性分析所反映出的河道邊界，最終明確了河道的展布范圍。河道平面展布圖（圖19）揭示YL5井、YL17井及RH1井均在河道內(nèi)，YB4井、YL4井不發(fā)育河道，這些所反映出的規(guī)律與測井解釋的分析結果完全一致，充分地證明了邊界刻畫的準確性。

圖19 精細河道平面展布圖Fig.19Fine channel plane distribution layout

4 結論

YB東部地區(qū)珍珠沖下亞段河道砂體發(fā)育，以持續(xù)一定厚度、連續(xù)性差、振幅較弱、頻率較低的反射為特征。由于河道下切、改道等使得河道橫向上相變快，邊界模糊，給河道邊界的精細刻畫帶來困難。針對河道精細刻畫所面臨的困難，總結了一套有效的河道精細刻畫技術方法：

1）在分析河道沉積地震響應特征的基礎上，建立河道砂體的識別模式。

2）應用分頻技術處理地震資料，提高地震資料縱橫向分辨率。

3）結合手工追蹤對河道邊界進行較為精細的識別。

4）在手工追蹤的基礎上，應用多屬性分析所反映出的河道的宏觀展布特征，對手工追蹤的河道邊界進行驗證與合理的校正，這樣大大地提高了河道邊界刻畫的精度。該方法可以在類似地區(qū)河道的精細刻畫中得到很好的應用。

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（編輯：楊友勝）

Detailed description of fluvial channels in the lower sub-member of Zhenzhuchong section in East YB area

LuoYupengand Miao Zhiwei
(Research Institute of Exploration Company,SINOPEC,Chengdu,Sichuan 610041,China)

Fan delta sedimentary reservoir in the lower sub-member of Zhenzhuchong section is one of the most important explora?tion targets in the continental strata of YB area.Because of the frequent changes of fluvial channels,that channel sands stacked brings the detailed description many difficulties.Based on the geological characteristics analysis of single well and the comparison of sequence stratigraphy of the connected wells profile,2D geology model forward technology was used to identify the seismic re?sponse characteristics of channel deposits.Than spectral decomposition technology and multi-attribute analysis techniques were used to identify the river boundary and manually track the river boundary.Finally,the distribution of channel sand bodies and the beneficial area of reservoirs in the study area were predicted in derail.Through results contrast between logging and drilling,it is found that the predication area and the known drilling data were highly consistent.The results confirmed the effectiveness of this method and provided a reference for similar problems.

the lower sub-member of Zhenzhuchong section,fluvial channel,seismic frequency demultiplication technique,multiattribute analysis

P631.445

A

2014-09-25。

羅宇鵬（1982—），男，碩士，工程師，構造解釋及儲層預測。