喇嘛甸油田北北一區(qū)沉積相地震反演

陳方文，盧雙舫，丁雪，吳逸豪，苑丹丹

（中國石油大學（華東）非常規(guī)油氣與新能源研究院，山東 青島 266580）

0 引言

近30年來，隨著油氣勘探開發(fā)的深入，為了更多地了解地層分布和巖相類型，國內(nèi)外眾多學者試圖從地震信息中最大限度地提取地質(zhì)信息，從而促進地震與地質(zhì)兩大學科間的聯(lián)合，推動相關(guān)邊緣學科的發(fā)展。20世紀70年代初，地震地層學出現(xiàn)，并得到快速發(fā)展，地震相分析是地震地層學的核心[1]，通過解釋可將地震相轉(zhuǎn)化為沉積相。1998年，曾洪流提出“地震沉積學”概念[2-3]，并將現(xiàn)代地球物理技術(shù)與沉積學研究結(jié)合起來進行沉積相分析。作為核心技術(shù)的地震90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)、地震切片技術(shù)和分頻解釋技術(shù)等被廣泛應用到對砂體類型和分布的預測[4-8]。

近年，國內(nèi)外應用地震信息預測砂體類型和分布的常用方法基本可歸納為兩大類：一類是純粹依靠地震信息的地震屬性分析方法，通過某種數(shù)學算法把地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應的屬性信息，用來判斷沉積地質(zhì)體的邊界和砂巖的分布[9-15]；另一類是綜合地震資料和測井信息，應用地震反演把地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對砂體響應特征敏感的聲阻抗或地層電性信息，從而更精確地預測砂體類型和分布[16-19]。地震反演是一種定量預測儲層的方法[20-21]，尤其在勘探開發(fā)初期，地震反演的結(jié)果是進行沉積相分析的重要依據(jù)。目前需要進一步完善的是，如何快速、充分地將反演結(jié)果應用到開發(fā)程度較高區(qū)塊的沉積微相研究中，精細評價井間砂體類型和分布。本文以大慶長垣喇嘛甸油田北北一區(qū)為例，以沉積時間單元為分析時窗提取地震反演屬性，結(jié)合測井解釋的各沉積單元砂巖有效厚度，快速預測井間砂體類型和分布，并開展沉積微相精細研究，為預測剩余油分布提供依據(jù)。

1 沉積單元反演屬性提取

1.1 沉積單元界面擬合

為了利用地震反演結(jié)果指導精細的沉積微相研究，有必要在時間域?qū)Ω鞒练e單元的頂?shù)捉缑孢M行劃分。本次研究在地震合成記錄和地震反射層位精細解釋的基礎(chǔ)上，結(jié)合井分層提供的各沉積單元厚度，按照各沉積單元在深度域中厚度百分比與時間域中的厚度百分數(shù)近似相等的原則，在時間域?qū)Ω鞒练e單元界面進行趨勢面擬合[22-26]。

圖1為時間域剖面上各沉積單元界面擬合結(jié)果。在時間域剖面上，各沉積單元的界線在井點處與沉積單元分層相吻合，在井點之間則按照各沉積單元占研究層段的厚度百分比進行擬合、插值。通過在時間域中對各沉積單元界面擬合，進而建立三維沉積單元頂?shù)捉缑鏄?gòu)造格架，為提取各沉積單元地震反演屬性提供基礎(chǔ)。

圖1 趨勢面擬合沉積單元界線連井剖面

1.2 分析時窗選取

分析時窗與屬性值有很大關(guān)系，一方面表現(xiàn)在時窗類型和位置的選取上，另一方面體現(xiàn)在屬性本身的特性上[27]。 本次研究在前人研究的基礎(chǔ)上[5，28]，總結(jié)了4種類型的地震反演屬性分析時窗，分別為等時時窗、沿層時窗、等比例地層時窗和沉積單元時窗。

等時時窗是頂、底均為固定值，且具有一定厚度的分析時窗（見圖2a），一般在層拉平后進行應用。沿層時窗是沿某一層位上、下各具有一定厚度的分析時窗（見圖2b），以某一層位解釋結(jié)果為基礎(chǔ)，選取一定的時間范圍作為分析時窗。等比例地層時窗是在一套相對較厚的地層中按照一定厚度比例選取分析時窗（見圖2c），多用于勘探初期井點相對較少的區(qū)塊。沉積單元時窗是以精細的沉積單元頂?shù)捉缑鏋榉治鰰r窗（見圖2d），適用于井網(wǎng)密集的開發(fā)程度較高區(qū)塊[29]，需要利用相對密集的井點沉積單元分層數(shù)據(jù)，建立三維沉積單元頂?shù)捉缑妗?/p>

通過沉積單元時窗提取的地震反演屬性，能夠相對全面、準確地反映該沉積單元內(nèi)砂體的類型和規(guī)模。本次研究在搭建各沉積單元三維頂?shù)捉缑娴幕A(chǔ)上，選取沉積單元時窗作為分析時窗，分別提取目的層段 各沉積單元的地震反演屬性。

圖2 提取地震反演屬性的分析時窗類型

2 地震反演應用

2.1 地震反演屬性與砂巖有效厚度關(guān)系

在井震合成記錄基礎(chǔ)上，利用井點沉積單元分層數(shù)據(jù)建立時間域的沉積單元三維頂?shù)捉缑娓窦?，并以此為分析時窗，提取各沉積單元的地震反演屬性，然后分別分析井點處地震反演屬性值與砂巖有效厚度之間的關(guān)系。

圖3展示了喇嘛甸油田北北一區(qū)PⅡ8+9，SⅢ8+9和SⅠ2等3個沉積單元的地震反演屬性 （電阻率反演屬性平均值和總和值）與砂巖有效厚度交會情況。在油田實際開發(fā)過程中，針對不同類厚度油層中各種類型的砂體厚度分布范圍進行了定量劃分，按照各沉積單元中砂巖有效厚度將沉積微相劃分為河道、主體、非主體和表外等4種類型。

PⅡ8+9屬于曲流河沉積，所沉積的砂體為二、三類厚油層，河道微相砂巖有效厚度大于2.8 m，主體微相砂巖有效厚度范圍為0.5～2.8 m，非主體微相砂巖有效厚度小于0.5 m，表外微相砂巖有效厚度為0；SⅢ8+9屬于三角洲內(nèi)前緣砂體，所沉積的砂體為二、三類薄油層，河道微相砂巖有效厚度大于2.2 m，主體微相砂巖有效厚度范圍為0.5～2.2 m，非主體微相砂巖有效厚度小于0.5 m，表外微相砂巖有效厚度為0；SⅠ2屬于三角洲外前緣砂體，所沉積的砂體為三類薄油層，河道微相砂巖有效厚度大于1.6 m，主體微相砂巖有效厚度范圍為0.5～1.6 m，非主體微相砂巖有效厚度小于0.5 m，表外微相砂巖有效厚度為0。

在地震反演屬性與砂巖有效厚度交會圖中，依據(jù)研究區(qū)目的層段各沉積單元河道、主體、非主體和表外等微相所對應的砂巖有效厚度范圍，確定地震反演屬性的分布范圍（見圖3）。通過對比各沉積單元的地震反演屬性平均值和總合值區(qū)分河道、主體和非主體的能力，認為地震反演屬性總和值識別河道、主體和非主體的效果相對較好。通過喇嘛甸油田北北一區(qū)沉積單元PⅡ8+9，SⅢ8+9和SⅠ2中河道微相砂巖有效厚度分布范圍，確定它們所對應的地震反演屬性總和值的下限門檻值分別為210，200和180，相應的分析精度分別為69.6%，63.8%和65.5%；主體微相砂巖有效厚度分布范圍對應的地震反演屬性總和值的下限門檻值分別為110，80和80，相應的分析精度分別為66.7%，63.5%和63.3%；非主體微相的分析精度分別為62.2%，65.6%和62.5%。

2.2 反演結(jié)果指導沉積相繪制

在弄清各沉積單元中各沉積微相地震反演屬性與砂巖有效厚度對應關(guān)系的基礎(chǔ)上，結(jié)合井點處沉積單元沉積微相，對各沉積單元沉積微相進行快速預測和分析。以喇嘛油田北北一區(qū)PⅡ8+9沉積單元為例，具體操作流程為：1）通過沉積單元分析時窗，提取喇嘛甸油田北北一區(qū)PⅡ8+9沉積單元的地震反演屬性總和值（見圖4a）；2）根據(jù)地震反演屬性與砂巖有效厚度關(guān)系，確定該沉積單元地震反演屬性總和值對河道、主體和非主體的響應下限門檻值分別為0，110和200（見圖3）；3）依據(jù)反演屬性總和值對河道、主體和非主體的響應下限門檻值，對反演屬性圖進行色標調(diào)整，獲得反映各沉積微相分布特征的反演屬性平面圖（見圖4b）；4）利用反映各沉積微相分布特征的反演屬性平面圖，確定PⅡ8+9沉積單元河道、主體和非主體等微相的展布特征，獲得PⅡ8+9沉積單元沉積微相平面圖（見圖4c）。

通過反演結(jié)果指導繪制的沉積微相平面圖，可以清晰反映河道和主體，即主要的含油砂體的展布特征和連通關(guān)系。喇嘛甸油田北北一區(qū)PⅡ8+9沉積單元主要發(fā)育河道和主體沉積微相，兩者呈辮狀展布，屬于典型的辮狀河沉積環(huán)境。根據(jù)該沉積單元砂體的展布和連通特征可以進一步合理配置油井和水井的注采關(guān)系。

圖3 喇嘛甸油田沉積單元地震反演屬性與沉積微相分析

圖4 喇嘛甸油田北北一區(qū)PII8+9沉積單元反演屬性及沉積微相

3 結(jié)論

1）在油田開發(fā)程度較高的區(qū)塊，對時間域沉積單元頂?shù)捉缑孢M行趨勢面擬合，建立三維沉積單元頂?shù)捉缑鏄?gòu)造格架，為提取沉積單元地震反演屬性提供基礎(chǔ)，再依據(jù)沉積單元反演屬性值與沉積微相的對應關(guān)系，繪制該沉積單元的沉積微相平面圖。

2）根據(jù)反演結(jié)果指導繪制的沉積微相平面圖，可以清晰反映河道和主體，即主要的含油砂體的展布特征和連通關(guān)系。根據(jù)該沉積單元砂體的展布和連通特征可以進一步合理配置油井和水井的注采關(guān)系。

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