90°相移技術(shù)在川東W地區(qū)茅口組儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

徐 姣 羅 晶 張黎明 龔 立

中國石油川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司

90°相移技術(shù)在川東W地區(qū)茅口組儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

徐 姣 羅 晶 張黎明 龔 立

中國石油川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司

川東W地區(qū)多口井在二疊系茅口組具有不同程度的油氣顯示，測(cè)試產(chǎn)能較高。前人的研究成果認(rèn)為茅口組屬于裂縫型儲(chǔ)層，未對(duì)白云巖發(fā)育層段的特征進(jìn)行詳細(xì)研究。根據(jù)大量的鉆井地質(zhì)資料，分析總結(jié)了茅二a亞段白云巖儲(chǔ)層的地質(zhì)特征，利用90°相移技術(shù)在薄地層和巖性解釋上的優(yōu)勢(shì)，采用川東W地區(qū)近年采集的三維地震資料進(jìn)行不同角度的相移嘗試，使地震反射同相軸與巖層相對(duì)應(yīng)，大大提高了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)成果的精確度。通過對(duì)比實(shí)際鉆井成果，討論了不同角度相移對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的影響，并分析了90°相移技術(shù)與道積分技術(shù)的差異，最終認(rèn)為90°相移技術(shù)適用于川東地區(qū)的薄儲(chǔ)層解釋。

川東地區(qū)海相地層薄層三維地震90°相移技術(shù)道積分儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

川東W地區(qū)共有110余口完鉆井，鉆達(dá)和鉆穿二疊系下統(tǒng)的井60余口，其中，茅口組有顯示的井40余口，獲氣井12口。鉆進(jìn)過程中，茅口—棲霞組多次出現(xiàn)氣侵、井涌、井漏等顯示，預(yù)示該區(qū)二疊系下統(tǒng)具有較好的油氣資源潛力。但該區(qū)以往的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)主要針對(duì)裂縫型和孔隙-裂縫型儲(chǔ)層，忽略了受巖溶作用影響和白云化作用較強(qiáng)烈的層段，對(duì)茅二a亞段發(fā)育的白云巖儲(chǔ)層的特征和展布情況研究較少[1-4]。

一般認(rèn)為，90°相移技術(shù)作為地震沉積學(xué)的核心技術(shù)之一，適用于砂、泥巖薄互層的儲(chǔ)層成像，它在薄地層和巖性解釋方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)[5-8]。近年來，川東高陡復(fù)雜構(gòu)造海相地層的薄儲(chǔ)層精細(xì)預(yù)測(cè)是一個(gè)亟待解決的難題，在充分分析本區(qū)的三維地震資料后，認(rèn)為90°相移技術(shù)適用于本區(qū)儲(chǔ)層的解釋，能提高預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，為茅口組氣藏后續(xù)勘探開發(fā)提供技術(shù)支撐。

1 茅口組儲(chǔ)層特征

1.1 巖性特征和儲(chǔ)集空間

茅口組自下而上可分為4段，川東地區(qū)僅殘留3段。茅一段為石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r夾黑色頁巖；茅二段主要為灰色厚層塊狀灰?guī)r，往下顏色變深，有時(shí)含少量泥質(zhì)、含硅質(zhì)結(jié)核及方解石晶體，生物有珊瑚、腕足類、有孔蟲等；茅三段的巖性特征較單一，為石灰?guī)r，質(zhì)純，局部可見重結(jié)晶現(xiàn)象。茅口組一般厚200～300 m（圖1）。

圖1 W地區(qū)茅口組厚度直方圖

前人研究認(rèn)為，茅口組的儲(chǔ)層類型主要為裂縫型及少量受裂縫和巖溶作用控制、分布極不均質(zhì)的孔隙（洞）-裂縫型。但是綜合測(cè)井解釋成果顯示，該區(qū)茅口組存在多套氣層及含氣層，并且主要發(fā)育在灰?guī)r受白云化作用影響較強(qiáng)烈的層段，可見白云巖化作用對(duì)儲(chǔ)集空間的增大或者減小都會(huì)產(chǎn)生影響，其產(chǎn)生的孔隙和裂縫會(huì)形成良好的儲(chǔ)集空間和滲濾通道，進(jìn)而影響儲(chǔ)層的發(fā)育狀況[8]。

川東地區(qū)茅口組儲(chǔ)層厚度普遍在10 m左右。

1.2 地球物理響應(yīng)特征

從W77井和W93井測(cè)井曲線（圖2）上可以看出，茅二a亞段底部的白云巖儲(chǔ)層段主要表現(xiàn)為低速降、低伽馬的特征，速度范圍約5 200～6 300 m/s，伽馬范圍約15～30 API。

在過W77井的時(shí)間偏移剖面上（圖3-a），上二疊統(tǒng)底界下方緊鄰的同相軸出現(xiàn)了一個(gè)明顯的中強(qiáng)波峰，且該波峰連續(xù)性不強(qiáng)，儲(chǔ)層發(fā)育的位置在該波峰至前一個(gè)波谷之間。

圖2 W77井（a）和W93井（b）的測(cè)井解釋圖

圖3 過W77井（a）和W88井（b）的時(shí)間偏移剖面圖

在過W88井的時(shí)間偏移剖面上（圖3-b），上二疊統(tǒng)底界下方緊鄰的同相軸表現(xiàn)為明顯的強(qiáng)波峰，并且連續(xù)性好。通過對(duì)測(cè)井資料的分析發(fā)現(xiàn)，W88井的測(cè)井聲波速度在茅二a亞段底部降低，而伽馬值明顯增大，說明巖性中泥質(zhì)含量加重，其厚度約為33 m，其上發(fā)育一套很薄的約4 m的白云巖，故認(rèn)為該強(qiáng)波峰為泥巖響應(yīng)。通過對(duì)該區(qū)域所有鉆井資料的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)由中部到北部，茅二a亞段底部泥質(zhì)沉積穩(wěn)定且含量較高。

290 °相移技術(shù)原理

2.1 技術(shù)原理

對(duì)于單一界面或者厚地層的解釋，零相位地震數(shù)據(jù)具有優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于小于1個(gè)波長的薄層而言，它不是最優(yōu)的。因?yàn)槎鄶?shù)儲(chǔ)層垂向上很薄，甚至小于1/ 4個(gè)波長，不易準(zhǔn)確地分辨其頂、底界面，從而更加難以恢復(fù)薄層的幾何形態(tài)。因此，整個(gè)薄層的地震響應(yīng)為一個(gè)復(fù)合同相軸，可通過不同的子波來改造地震數(shù)據(jù)，將地震反射波最大振幅提到薄層中心，使地震反射的主要同相軸與地質(zhì)上的薄層中心對(duì)應(yīng)，地震相位就具有了巖性地層的意義。Sicking（1982）、zeng等人（1996、2003）、zeng（2003），zeng和Hentz（2004）的研究認(rèn)為：對(duì)于地震薄層解釋來說，90°相位子波是一個(gè)更好的選擇[9]。

2.2 可行性分析

川東地區(qū)的中部和南部在茅二a亞段下部發(fā)育一套比較穩(wěn)定的白云巖儲(chǔ)層，對(duì)應(yīng)的地震響應(yīng)為二疊統(tǒng)底界向下緊鄰?fù)噍S的半波峰。以工區(qū)內(nèi)W95井為例，采用主頻為35 Hz的雷克子波制作合成地震記錄，依次按照相移30°、70°、90°、150°、180°進(jìn)行試驗(yàn)（圖4）。在原始合成記錄上，儲(chǔ)層的地震響應(yīng)位于波峰至波谷間，當(dāng)儲(chǔ)層薄到小于1/4波長時(shí)，反射界面與最大地震能量（波谷或者波峰）之間存在時(shí)間偏差，即儲(chǔ)層頂界與波谷對(duì)應(yīng)不好，儲(chǔ)層底界位置與波峰也存在偏移，如果再出現(xiàn)其他地質(zhì)單元的薄層干涉，單獨(dú)使用波谷或者波峰振幅就可能導(dǎo)致錯(cuò)誤；只有在相移90°的合成地震記錄中，儲(chǔ)層的地震響應(yīng)才是一個(gè)單獨(dú)的主波峰，并且儲(chǔ)層的中心與最大正振幅值一致，從圖4可以看出，其他角度的相移均不能很好地滿足此要求。

相移90°把界面地震響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為層地震響應(yīng)信號(hào)，大大減少了地震同相軸與層頂?shù)钻P(guān)系的不確定性，簡化了地震解釋方案。

對(duì)于相移30°、70°這類非90°的轉(zhuǎn)換，一般不建議使用，因?yàn)檗D(zhuǎn)換后的地震子波會(huì)發(fā)生畸變（不具備共軛對(duì)稱的特點(diǎn)），使原有的地震振幅也發(fā)生變化，導(dǎo)致地震振幅反映的地層巖性情況不準(zhǔn)確。但是值得一提的是，相移180°后與原始地震剖面極性相反，這也是地震解釋工作中經(jīng)常使用的一種手段。

在連井地震剖面上能直觀地看到，90°相移技術(shù)運(yùn)用于地震數(shù)據(jù)后，同相軸能同白云巖儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)起來。圖5為過S19井、W118井等15口井的連井地震剖面（上二疊統(tǒng)底界層拉平），紅色框中的井主要位于工區(qū)南部，90°相移后儲(chǔ)層中心（圖中標(biāo)注為淺藍(lán)色塊狀）與同相軸波峰一致，且振幅呈現(xiàn)中強(qiáng)斷續(xù)的特征。工區(qū)往北，同相軸的連續(xù)性變好，且振幅能量明顯更強(qiáng)，這是泥巖的地震響應(yīng)特征?？梢姡?0°相移地震數(shù)據(jù)對(duì)于儲(chǔ)層有更準(zhǔn)確的解釋性，將它運(yùn)用于儲(chǔ)層的定性預(yù)測(cè)是合適的。

圖5 90°相移后的連井地震剖面圖

3 應(yīng)用效果分析

W67井是川東地區(qū)產(chǎn)能較高的一口井，以過W67井的Line900為例，從原始剖面（圖6上）上看到W67井的儲(chǔ)層段位于上二疊統(tǒng)底界向下的波谷至波峰之間，儲(chǔ)層段底界與正峰值有一定的偏差，且該波峰的振幅很弱，故將零相位地震數(shù)據(jù)用于識(shí)別儲(chǔ)層是不準(zhǔn)確的。相移90°后的地震剖面則大大提高了儲(chǔ)層的辨識(shí)度，儲(chǔ)層發(fā)育段（圖中標(biāo)注為藍(lán)色塊狀）中心與正峰值相對(duì)應(yīng)，呈現(xiàn)波形分叉、明顯復(fù)波的特征，同相軸連續(xù)性不強(qiáng)（圖6下），分析認(rèn)為T370— T480段屬于儲(chǔ)層有利區(qū)。

依據(jù)上述分析，分別將原始地震數(shù)據(jù)和相移90°地震數(shù)據(jù)沿上二疊統(tǒng)底界至上二疊統(tǒng)底界向下30 ms提取最大波峰振幅屬性（圖7），明顯可見圖7b的色彩刻畫較圖7a更清晰直觀，W93、W83等井的儲(chǔ)層厚度大于20 m，處于黃色區(qū)域，W94、W122、W77等井儲(chǔ)層厚度10～20 m，處于淺黃色區(qū)域，而W48等井的儲(chǔ)層厚度0～10 m，處于更淡的黃色乃至藍(lán)色區(qū)域。位于北部的W88、W102等井泥質(zhì)含量加重，厚度大于30 m，位于紅色區(qū)域，預(yù)測(cè)出該區(qū)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)域?yàn)榈S色至黃色的虛線范圍。

圖6 過W67井的Line900時(shí)間偏移剖面和相移90°時(shí)間偏移剖面（沿上二疊統(tǒng)底界層拉平）圖

圖7 川東W地區(qū)上二疊統(tǒng)底界最大波峰振幅屬性平面圖

道積分也是常用于地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的一種手段，它作為一種地震屬性，在地震解釋工作中起著較好的輔助作用。地震道積分無需假設(shè)各種地質(zhì)條件，就可以把原始地震數(shù)據(jù)進(jìn)行積分，其結(jié)果與波阻抗值有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系——地層速度比的對(duì)數(shù)與地震子波的褶積，是地震信息的直接反演結(jié)果[10]。

圖8-a為Line900的時(shí)間偏移剖面,圖8-b為L900的道積分剖面，可以明顯看出，圖8-a標(biāo)注的A和B處的地震道主頻和高頻成分較圖8-b對(duì)應(yīng)位置A’和B’處更小，說明其地震分辨率更低。圖8-a中標(biāo)注的C處為上二疊統(tǒng)底界(黑色同相軸)向下的隱約的淡黑色同相軸，正是儲(chǔ)層位置，圖8-b對(duì)應(yīng)的的位置C處為紅黑交界處向下的明顯的黑色同相軸，說明經(jīng)過道積分變換后，地震上的反射同相軸與地質(zhì)儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)起來了。但是道積分更接近于無井波阻抗反演，包含的地震信息量較小，易產(chǎn)生多解性，不適用于解釋和描述儲(chǔ)層。

圖8 Line900時(shí)間偏移剖面（a）和道積分剖面（b）圖

4 結(jié)論

1）90°相移技術(shù)在砂泥巖互層地層中的巖性識(shí)別得到了成功運(yùn)用，嘗試將其用于碳酸鹽巖薄儲(chǔ)層的識(shí)別，結(jié)果表明，90°相移技術(shù)在薄層地層和巖性解釋方面具有一定優(yōu)勢(shì)的，合理運(yùn)用可提高地震資料解釋的準(zhǔn)確性。

2）對(duì)于單一界面和厚層地層的解釋，零相位地震數(shù)據(jù)是最好的選擇，但是對(duì)于小于1個(gè)波長的薄層而言，90°相移地震數(shù)據(jù)能使地震同相軸與巖性之間建立很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，更易于與儲(chǔ)層的幾何形態(tài)進(jìn)行對(duì)比，能快速準(zhǔn)確地定性識(shí)別出儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)域。而道積分過程中減小了高頻成分，降低了地震分辨率，增加了解釋的不確定性。

當(dāng)然，對(duì)于不同的地質(zhì)目標(biāo)，首先要充分而準(zhǔn)確地分析其地質(zhì)特征，有針對(duì)性地選取不同的處理解釋方法，這樣才能提高地震資料解釋的準(zhǔn)確性。

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（修改回稿日期 2016-10-16 編輯 陳玲）

徐姣,女，1983年生，工程師，碩士；主要從事生物礁與鮞灘地震勘探解釋工作。地址：（610213）成都華陽鎮(zhèn)華陽大道一段216號(hào)川慶物探公司研究中心解釋二所。電話：13880900576。E-mail:ihtfuvvv@163.com