查干凹陷烏力吉斜坡帶扇三角洲儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

肖斌，楊小波，劉建軍，李洪波，劉云，余少勇

（1.中國(guó)石化中原油田分公司物探研究院，河南 濮陽(yáng)457001；2.中國(guó)石化中原油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南 濮陽(yáng)457001）

0 引言

隨著油氣勘探開發(fā)難度的不斷增大，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)變得越來(lái)越重要。儲(chǔ)層預(yù)測(cè)是綜合運(yùn)用地震、 測(cè)井等資料，以地震技術(shù)為主，定量預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的空間幾何形態(tài)及物性參數(shù)在空間的分布特征。目前儲(chǔ)層預(yù)測(cè)常用的方法主要有地震屬性技術(shù)、疊后波阻抗反演、分頻技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、AVO 油氣檢測(cè)技術(shù)、 吸收衰減油氣檢測(cè)技術(shù)，以及地層切片技術(shù)等。

各種儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)各有利弊，能從不同的角度反映出不同的地質(zhì)體形態(tài)。地震屬性技術(shù)近幾年發(fā)展迅速，已經(jīng)成為油藏地球物理的核心部分。許多特殊的儲(chǔ)層在地震剖面上都能夠表現(xiàn)出幾何形態(tài)、振幅、頻率、波組關(guān)系等方面的異常，通過對(duì)這些異常的規(guī)律進(jìn)行研究，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層的快速預(yù)測(cè)和描述［1］，但該方法仍存在一定的局限性和片面性。

另外，地震信號(hào)的許多特征在時(shí)間域中不明顯，而在頻率域中則相對(duì)清晰，因此從時(shí)間域變換到頻率域，有可能得到一些有用的信息。通過在頻率域內(nèi)對(duì)三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行全頻段掃描、成像，改善和提高了地震資料對(duì)地質(zhì)異常體的分辨能力［1-2］。

1 地質(zhì)概況

查干凹陷位于銀根—額濟(jì)納旗盆地東北部，是查干徳勒蘇坳陷中部的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元。凹陷呈不規(guī)則的“菱形”展布，北東長(zhǎng)約60 km，北西寬約40 km，勘探面積約2 000 km2。凹陷自下而上發(fā)育白堊系下統(tǒng)巴音戈壁組、蘇紅圖組、銀根組和上統(tǒng)烏蘭蘇海組。截至目前，已發(fā)現(xiàn)了淺層銀根組、蘇二段稠油和中深層蘇一段、巴二段、巴一段稀油等5 套含油層系，具有深淺層立體含油的特征。

烏力吉斜坡帶位于查干凹陷西部次凹的東南部，整體為一依附于毛西斷層上盤的長(zhǎng)軸半背斜構(gòu)造，軸向NE，受控于毛西斷層，是一個(gè)發(fā)育早、長(zhǎng)期處于油氣運(yùn)移主指向上、具備有利成藏條件的構(gòu)造帶［3］。該區(qū)塊已完鉆9 口井，均見到良好油氣顯示，其中工業(yè)油流井2 口（毛1 井、力平1 井），低產(chǎn)油流井2 口（力1 井、祥3 井），油質(zhì)較好。但該區(qū)勘探仍存在著一些難點(diǎn)，分析儲(chǔ)層孔隙度與深度交會(huì)圖可得出： 孔隙度0～14%，呈負(fù)偏態(tài)分布，孔隙度大于6%的儲(chǔ)層占整個(gè)砂巖層數(shù)比例較少，且埋深小于3 500 m。分析表明該區(qū)儲(chǔ)層物性整體偏差，僅有部分埋藏稍淺，且發(fā)育于有利相帶中的儲(chǔ)層物性較好。另外，烏力吉斜坡帶發(fā)育多個(gè)砂礫巖扇體，砂泥邊界難以判別，砂礫巖與細(xì)砂巖、粉砂巖之間的界限更難識(shí)別。儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法多種多樣，如何針對(duì)不同的地質(zhì)體及地震資料進(jìn)行方法優(yōu)選，是提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度的一大難題。

2 巴二段2—3 砂組儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

查干凹陷巴二段沉積時(shí)期，湖盆范圍廣，水體深，是凹陷烴源巖和儲(chǔ)集巖發(fā)育的重要時(shí)期，主要發(fā)育水下扇和扇三角洲砂體，具有近物源、短物源、相帶變化快的特點(diǎn)。儲(chǔ)層類型主要為含礫砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及致密礫巖體等，具有低成分成熟度、低結(jié)構(gòu)成熟度的“雙低”特征。

烏力吉斜坡帶力1 塊離毛西斷層最近的毛1 井，巴二段以砂礫巖為主，為沖積扇扇根部位，向西到力1等井附近，地層變?yōu)榉凵?、泥質(zhì)粉砂巖，兩者之間應(yīng)是物性較好的扇中相帶。綜合分析表明，該斜坡帶中部具有形成優(yōu)質(zhì)巖性儲(chǔ)層的良好條件，大套泥巖中夾低位、高位域三角洲和沖積平原河道砂體，具有就近捕獲油氣成藏的優(yōu)勢(shì)，是目前最具油氣勘探前景的區(qū)帶。

根據(jù)多年的勘探實(shí)踐，影響巴二段油氣富集因素主要為有效儲(chǔ)層分布，其次為構(gòu)造，因此準(zhǔn)確預(yù)測(cè)砂礫巖扇體分布范圍意義重大。

2.1 地震屬性分析

結(jié)合儲(chǔ)層巖石物理分析的結(jié)果［4］，在局部小層精細(xì)解釋的基礎(chǔ)上，通過地震屬性與儲(chǔ)層參數(shù)的相關(guān)性分析，可以有效建立起儲(chǔ)層油藏、地質(zhì)參數(shù)與地震屬性之間的關(guān)系。通過選取合理的屬性或?qū)傩越M合與油藏、地質(zhì)參數(shù)，建立模板，就可以利用實(shí)際地震數(shù)據(jù)的相應(yīng)屬性或?qū)傩越M合，對(duì)局部異常體的幾何、油藏等參數(shù)進(jìn)行描述。在巖石物理分析及砂體標(biāo)定和合理追蹤解釋的基礎(chǔ)上，開展地震波形分析、屬性提取及地質(zhì)解釋。通過對(duì)地震相單元的外部幾何形態(tài)、內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)、振幅、反射同相軸的連續(xù)性、同相軸的排列特征、頻率等進(jìn)行類比研究，細(xì)致刻畫地震信息的橫向變化，研究地震異常平面分布規(guī)律，用于解釋沉積環(huán)境和巖相，以便較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)沉積體。

利用井震結(jié)合，可以發(fā)現(xiàn)在巴二段2 砂組地震屬性平面圖中（見圖1），彩色區(qū)域的弧長(zhǎng)較大，頻率較低，且對(duì)應(yīng)的振幅也強(qiáng)。

圖1 巴二段2 砂組地震屬性及沉積相

結(jié)合鉆遇該砂組9 口井的砂巖厚度及沉積相特征，在地震數(shù)據(jù)上標(biāo)定對(duì)比后，確定這些異常的地震屬性是扇三角洲平原和前緣亞相的地震反射。通過對(duì)砂礫巖厚度及各類地震屬性的交會(huì)分析發(fā)現(xiàn)，砂礫巖厚度與均方根振幅、弧長(zhǎng)及頻率屬性均呈正相關(guān)關(guān)系，進(jìn)一步表明運(yùn)用地震屬性分析技術(shù)預(yù)測(cè)砂礫巖扇體平面分布是可行的。

力1 塊中鉆遇3 砂組的井共5 口（毛1 井、力1 井、力1-1 井、力平1 井、祥3 井），其中毛1 井鉆遇致密砂礫巖，對(duì)應(yīng)著水下扇扇根沉積；其余井均鉆遇粉砂巖，屬水下扇扇中沉積。在地震屬性平面圖中（見圖2），黃綠色區(qū)域的弧長(zhǎng)大、振幅強(qiáng)、頻率低，與毛1 井扇根沉積十分吻合；力1 等井所處區(qū)域?yàn)橹械日穹?，?duì)應(yīng)著扇中沉積。以上表明，地震屬性分析方法對(duì)預(yù)測(cè)水下扇平面分布也是可行的，尤其是對(duì)扇根的預(yù)測(cè)較準(zhǔn)確。

圖2 巴二段3 砂組地震屬性及沉積相

2.2 分頻解釋

分頻技術(shù)原理是將一個(gè)短時(shí)窗內(nèi)的地震數(shù)據(jù)通過離散傅里葉變換或最大熵譜估計(jì)轉(zhuǎn)換為頻率域，在頻率域通過對(duì)地震反射成分中各種頻率成分對(duì)應(yīng)的調(diào)諧能量進(jìn)行識(shí)別成像，并以此解釋技術(shù)來(lái)識(shí)別地質(zhì)體的空間展布形態(tài)和相對(duì)沉積厚度。通過井與地震數(shù)據(jù)的標(biāo)定，把地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻率域內(nèi)，可以看出不同的儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)著不同的地震頻譜、相位譜特征。根據(jù)儲(chǔ)層特征的標(biāo)定，可以把地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地質(zhì)語(yǔ)言［5-7］。該技術(shù)主要生成2 種新類型的數(shù)據(jù)體：調(diào)諧體和同頻體。

2.2.1 調(diào)諧體分析技術(shù)

本文主要運(yùn)用GeoFrame 地質(zhì)協(xié)同平臺(tái)開展分頻研究。查干三維的采樣率為2 ms，在計(jì)算結(jié)果體上，一個(gè)50 ms 處的振幅值實(shí)際是50/2＝25 Hz 的信號(hào)對(duì)應(yīng)的振幅值。該數(shù)據(jù)體主要是為了檢測(cè)薄層效應(yīng)導(dǎo)致的調(diào)諧頻率。從圖3看出，異常振幅出現(xiàn)在100 ms 處，也就是50 Hz 為調(diào)諧頻率。

圖3 查干三維調(diào)諧體剖面

對(duì)巴二段2 砂組開展分頻屬性調(diào)諧體分析，起始頻率10 Hz，步長(zhǎng)5 Hz，終止頻率70 Hz，提取了各頻率下的調(diào)諧振幅屬性變化平面圖，然后制作成動(dòng)畫進(jìn)行瀏覽。同時(shí)，參考前期的地震屬性分析及各井實(shí)鉆情況，發(fā)現(xiàn)在47 Hz 時(shí)的調(diào)諧振幅基本上能反映出砂礫巖扇體的實(shí)際分布（見圖4），因此，確定出關(guān)鍵頻率為47 Hz，用該頻率來(lái)研究扇體的平面展布較為準(zhǔn)確。

圖4 巴二段2 砂組調(diào)諧體

2.2.2 同頻體分析技術(shù)

同頻體的結(jié)果是一個(gè)某一特定頻率的相關(guān)數(shù)據(jù)體。一旦確定了某一關(guān)鍵頻率，可以處理一個(gè)該頻率的時(shí)間或深度數(shù)據(jù)體，并以此頻率來(lái)研究砂礫巖扇體的平面展布［8］。

巴二段2 砂組的關(guān)鍵頻率為47 Hz，在此基礎(chǔ)上開展了同頻體分析。將同頻體剖面與原始增益地震剖面進(jìn)行對(duì)比分析，可看出同頻體剖面反映出的信息量更豐富，能夠更好、更清晰地描繪出巴二段2 砂組扇三角洲和3 砂組水下扇的剖面形態(tài)。對(duì)47 Hz 同頻體開展時(shí)間切片分析，從1 400～1 560 ms 的切片變化情況，可以分析出各扇體在不同深度上的平面展布形態(tài)，與已知的沉積體系發(fā)育規(guī)律基本吻合（見圖5）。

圖5 47 Hz 同頻體時(shí)間切片

3 單砂層精細(xì)刻畫

祥6 井出油層系為巴二段2 砂組，精細(xì)地層對(duì)比后，將該砂組從上至下細(xì)分為6 個(gè)小層，厚度為2～11 m。本次研究主要利用地震橫向分辨率遠(yuǎn)大于縱向分辨率的特點(diǎn)，通過觀察地震切片平面微弱變化來(lái)探索砂層展布［9］。

該區(qū)儲(chǔ)集層太薄，分頻解釋技術(shù)可以較靈敏地識(shí)別該區(qū)儲(chǔ)層在地震資料上的響應(yīng)，所以該區(qū)儲(chǔ)層識(shí)別選擇分頻技術(shù)。利用頻變手段識(shí)別薄層分布，根據(jù)地層吸收性質(zhì)與巖相、孔隙度、含油氣成分等的密切關(guān)系，來(lái)預(yù)測(cè)巖性、預(yù)報(bào)砂體和產(chǎn)生響應(yīng)小砂層的分布，在有利的條件下可以用來(lái)直接預(yù)測(cè)油氣的存在。

利用井震精細(xì)標(biāo)定，對(duì)儲(chǔ)集層地震層位進(jìn)行精細(xì)追蹤解釋。然后，對(duì)應(yīng)研究目的層頂、底面位置選取2個(gè)分析時(shí)窗，使用時(shí)窗函數(shù)截取地震記錄，進(jìn)行復(fù)賽譜計(jì)算，即傅里葉變換后取對(duì)數(shù)再進(jìn)行傅里葉逆變換，得到經(jīng)低通濾波后消除脈沖記錄分量。獲得的地震子波復(fù)賽譜近似值，進(jìn)行傅里葉變換，形成子波頻譜對(duì)數(shù)值，選擇能量集中的頻率范圍建立頻能關(guān)系，計(jì)算目的層對(duì)數(shù)衰減率。

祥6 井巴二段油層計(jì)算結(jié)果表明，此算法獲得的結(jié)果比較穩(wěn)定。由于消除了分析時(shí)窗內(nèi)脈沖記錄分布的影響，在目的層對(duì)數(shù)衰減率的測(cè)定是比較可靠的。在頻率域?qū)Φ貙拥奈涨闆r分頻段計(jì)算，使高低頻吸收系數(shù)變化更加明顯，有利于研究砂層的分布，進(jìn)而對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行含油氣預(yù)測(cè)和分析。用此方法對(duì)巴二段2 砂組的6 個(gè)小層開展了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。由各小層砂巖預(yù)測(cè)結(jié)果看出（見圖6）：砂巖的外包絡(luò)線清晰，中祥4 井和毛5井位于包絡(luò)線之外，砂巖不發(fā)育；祥6 井至力平1 井之間砂巖普遍發(fā)育，厚度也最大，與實(shí)鉆統(tǒng)計(jì)的小層砂巖厚度基本吻合。

圖6 6#小層砂體預(yù)測(cè)平面展布

4 結(jié)束語(yǔ)

通過分析研究，得出查干凹陷砂礫巖體平面分布的預(yù)測(cè)方法主要有地震屬性分析技術(shù)、 分頻解釋調(diào)諧體分析技術(shù)和分頻解釋同頻體分析技術(shù)等，幾種方法互相印證、互相補(bǔ)缺，綜合運(yùn)用這幾種方法能更為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)砂礫巖體分布范圍。

通過在頻率域內(nèi)對(duì)目的層段三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行全頻段掃描、成像，改善和提高了地震資料對(duì)地質(zhì)異常體的分辨能力。尤其是在薄層儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方面，分頻解釋技術(shù)及頻變手段可較為精確地預(yù)測(cè)出砂層組的平面分布，有利的條件下甚至可以用來(lái)直接預(yù)測(cè)油氣的存在。

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