泌陽(yáng)凹陷杜坡地區(qū)斷層-巖性油藏識(shí)別技術(shù)研究

劉 娟,熊 健,彭麗娜,宋燦燦

(1.中國(guó)石化河南油田分公司油氣勘探管理部，河南南陽(yáng) 473132；2.中國(guó)石化河南油田分公司物探研究院；3.中國(guó)石化河南油田分公司第一采油廠)

泌陽(yáng)凹陷杜坡地區(qū)斷層-巖性油藏識(shí)別技術(shù)研究

劉 娟1,熊 健2,彭麗娜3,宋燦燦2

(1.中國(guó)石化河南油田分公司油氣勘探管理部，河南南陽(yáng) 473132；2.中國(guó)石化河南油田分公司物探研究院；3.中國(guó)石化河南油田分公司第一采油廠)

泌陽(yáng)凹陷杜坡地區(qū)近年來(lái)斷層-巖性油藏不斷取得新發(fā)現(xiàn)，該區(qū)處于多物源交匯區(qū)，沉積相帶變化快，儲(chǔ)層展布復(fù)雜；在地震剖面上地震反射波常表現(xiàn)為相對(duì)較弱振幅特征，地震反射能量弱，儲(chǔ)層識(shí)別和預(yù)測(cè)難度較大。通過(guò)沉積微相、砂體展布及各類儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，精細(xì)研究杜坡地區(qū)的儲(chǔ)層展布，探索適合該區(qū)的斷層-巖性油藏識(shí)別技術(shù)，包括儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征識(shí)別、儲(chǔ)層演化地震屬性分析、頻譜分解技術(shù)、多子波分解技術(shù)等。

斷層-巖性油藏；砂泥互層；弱振幅；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

杜坡地區(qū)位于泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶西段，處于自西北向東南深凹區(qū)傾沒(méi)的古城鼻狀構(gòu)造傾末端，是油氣運(yùn)聚的有利指向區(qū)。該區(qū)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，主要發(fā)育北東向斷裂體系。物源主要來(lái)自西北方向的古城遠(yuǎn)源曲流河三角洲，砂體由西北向東南展布，砂體的走向與斷層的走向正交，具備形成斷層-巖性圈閉的有利條件[1]。近年來(lái)該區(qū)斷層-巖性油藏不斷取得新發(fā)現(xiàn)，獲高產(chǎn)工業(yè)油流，成為儲(chǔ)量增長(zhǎng)的新方向。

1 儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征識(shí)別

杜坡地區(qū)單砂體厚度薄，巖性油藏通常以砂泥互層的組合形式出現(xiàn)，在地震剖面上地震反射波常表現(xiàn)為相對(duì)較弱振幅特征。近年來(lái)，部署鉆探的泌377、泌398、泌409、杜9、泌412等井區(qū)斷層-巖性油藏均表現(xiàn)為中弱振幅反射特征，地震反射能量弱，儲(chǔ)層識(shí)別和預(yù)測(cè)難度較大。

1.1 信號(hào)增強(qiáng)處理

地震資料的分辨率和信噪比對(duì)巖性圈閉識(shí)別與描述起到關(guān)鍵作用，因此巖性圈閉識(shí)別與描述對(duì)原始地震資料品質(zhì)要求較高。北部斜坡帶三維數(shù)據(jù)體目的層主頻為30 Hz左右，頻寬10～80 Hz，對(duì)弱反射儲(chǔ)層識(shí)別能力有限，因此，有必要對(duì)三維地震資料進(jìn)行特殊處理，增強(qiáng)弱反射信號(hào)。本次研究主要是在保證信噪比的前提下，對(duì)地震資料進(jìn)行頻譜藍(lán)化(SSB)提頻處理，提高地震資料對(duì)弱反射儲(chǔ)層的分辨能力[2]。

頻譜藍(lán)化利用了在一定范圍內(nèi)振幅越大頻率越大的原理，以及在噪音干擾可以接受的范圍內(nèi)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜定形，增加了地震資料的高頻成分，提高地震數(shù)據(jù)的縱向分辨率。通過(guò)頻譜藍(lán)化處理，地震同相軸橫向連續(xù)性、縱向分辨率、波形穩(wěn)定性明顯變好，解決了層位追蹤串相位問(wèn)題，并可有效提高砂組解釋精度。

1.2 儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征識(shí)別

1.2.1 儲(chǔ)層精細(xì)標(biāo)定

儲(chǔ)層標(biāo)定是在儲(chǔ)層空間分布的宏觀規(guī)律得到初步認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，首先分析測(cè)井資料上的儲(chǔ)層特征，明確儲(chǔ)層與地震反射之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系后，根據(jù)測(cè)井曲線上儲(chǔ)層的頂、底界面和地震反射所揭示的地質(zhì)體空間分布特征綜合標(biāo)定儲(chǔ)層。其次，儲(chǔ)層標(biāo)定后的對(duì)比解釋要以地質(zhì)資料為參考依據(jù)，明確儲(chǔ)層發(fā)育的沉積相或者微相、儲(chǔ)層類型、儲(chǔ)層在地震資料上的響應(yīng)特征[3]，以此達(dá)到從地質(zhì)的角度驗(yàn)證儲(chǔ)層標(biāo)定準(zhǔn)確性的目的。

杜坡地區(qū)泌398井Eh3Ⅱ5小層測(cè)井響應(yīng)特征為典型的箱型水下分流河道特征(圖1)。通過(guò)精細(xì)儲(chǔ)層標(biāo)定，在過(guò)泌208-泌398-泌388井地震剖面(圖2)上，Eh3Ⅱ5小層地震響應(yīng)為透鏡狀河道充填特征，與沉積特征吻合，表明儲(chǔ)層標(biāo)定的準(zhǔn)確性。

1.2.2 正演模擬

巖性地震勘探強(qiáng)調(diào)儲(chǔ)層的可分辨性和可標(biāo)定性。三角洲前緣砂體相變快，非均質(zhì)性強(qiáng)，單砂體厚度薄，因此建立儲(chǔ)層與地震響應(yīng)對(duì)應(yīng)關(guān)系是儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的關(guān)鍵[4]。利用合成記錄正演模型技術(shù)，對(duì)單井目的層進(jìn)行去砂層試驗(yàn)，從而確定研究區(qū)目的層的地震響應(yīng)特征；然后針對(duì)正演模型得出的響應(yīng)特征對(duì)主要目的層進(jìn)行屬性分析、優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層的識(shí)別和刻畫。

圖1 泌398井單井柱狀圖

圖2 泌208-泌398-泌388井地震剖面

杜坡地區(qū)泌398井區(qū)單一河道砂體厚度小，地震分辨率難以滿足單一河道砂體的識(shí)別要求，而合成記錄正演模型能夠揭示地下巖性變化的地震響應(yīng)特征。通過(guò)合成記錄標(biāo)定(圖3)，Eh3Ⅱ5河道砂體頂面(或略高)在地震同相軸上表現(xiàn)為一套復(fù)波型的反射特征。通過(guò)去砂試驗(yàn)，去掉Eh3Ⅱ5小層河道砂體，復(fù)波反射消失，儲(chǔ)層上下同相軸振幅增強(qiáng)；在時(shí)間剖面上，振幅與砂體厚度有正相關(guān)的關(guān)系。因此可應(yīng)用振幅屬性預(yù)測(cè)砂體展布特征。

圖3 泌398井合成記錄(左)與去砂試驗(yàn)結(jié)果(右)

2 斷層-巖性油藏識(shí)別技術(shù)研究

2.1 儲(chǔ)層演化地震屬性分析技術(shù)

陸相沉積環(huán)境條件下的砂泥巖互層主要反映沉積旋回的環(huán)境變化。通過(guò)動(dòng)態(tài)地對(duì)參考層內(nèi)連續(xù)時(shí)間地層體切片屬性進(jìn)行空間差異解釋，來(lái)研究一個(gè)沉積旋回內(nèi)儲(chǔ)層的形成過(guò)程，即儲(chǔ)層演化地震分析，并結(jié)合沉積特征和合理的井信息，獲取儲(chǔ)層的空間展布特征，用地震屬性體的空間分辨能力來(lái)彌補(bǔ)縱向分辨率的不足[5]。

基于參照層的儲(chǔ)層演化地震分析技術(shù)，首先要選擇平行于等時(shí)面的參照軸，最重要的是選出具有地質(zhì)時(shí)間界面意義的參照軸。在拾取參照軸時(shí)，需要注意復(fù)雜的地質(zhì)背景，如斷層、沉積和角度不整合面。其次應(yīng)用線性內(nèi)插公式建立一個(gè)地質(zhì)-時(shí)間模型，模型中的每個(gè)時(shí)間切片所記錄的雙程旅行時(shí)間都保存了相應(yīng)振幅地層體切片的構(gòu)造信息，并且是連接原始三維數(shù)據(jù)體與振幅地層體切片數(shù)據(jù)體之間的橋梁。最后是建立地層體切片數(shù)據(jù)體，沿地質(zhì)-時(shí)間模型的各地層層位(時(shí)間切片)提取振幅便形成了振幅地層體切片數(shù)據(jù)體。新數(shù)據(jù)體中的任何一張時(shí)間切片都代表這一地質(zhì)時(shí)間模型中相應(yīng)地質(zhì)時(shí)間界面的地震響應(yīng)。

通過(guò)瀏覽地層體切片(圖4)，Eh3Ⅱ5小層物源主要來(lái)自西北部古城三角洲，由西北向東南展布，在杜坡-畢店地區(qū)發(fā)育多個(gè)分支體系，其展布特征與砂體展布研究結(jié)果較為吻合，其中泌398井所在分支砂體刻畫較為準(zhǔn)確，與實(shí)鉆結(jié)果較為吻合，表明儲(chǔ)層演化地震屬性分析技術(shù)對(duì)識(shí)別儲(chǔ)層效果較好。

2.2 頻譜分解技術(shù)

頻譜分解技術(shù)的基本原理是根據(jù)不同頻率的地震信號(hào)對(duì)各種地質(zhì)異常體的敏感度不同的特性，利用小波變換或離散傅里葉變換(DFT)，把地震數(shù)據(jù)變換到頻率域來(lái)識(shí)別儲(chǔ)層的變化特征[6]，有效提高地震資料對(duì)薄儲(chǔ)層的識(shí)別能力，達(dá)到精細(xì)刻畫儲(chǔ)層展布特征，提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度的目的。

通過(guò)對(duì)泌398井區(qū)提取40 Hz,43 Hz,46 Hz,50 Hz分頻屬性圖，更清晰地刻畫Eh3Ⅱ5小層河道展布特征，河道邊界明顯，對(duì)指導(dǎo)泌398井區(qū)斷層-巖性油藏后期開發(fā)部署具有重要意義。

圖4 古城-畢店地區(qū)Eh3Ⅱ5地層體切片

2.3 多子波分解技術(shù)

2.3.1 多子波地震道分解和重構(gòu)

多子波地震道分解的結(jié)果就是將一個(gè)地震道分解為不同形狀(主頻)、不同振幅的某種類型的子波組合，通過(guò)綜合研究分析，篩選出部分能夠代表儲(chǔ)層地震響應(yīng)子波進(jìn)行重構(gòu)，以達(dá)到儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的目的。

多子波地震道分解和重構(gòu)時(shí)，可通過(guò)井資料分析，確定只包含儲(chǔ)層地球物理響應(yīng)的子波組合參數(shù)。結(jié)合沉積學(xué)、層序地層學(xué)等基礎(chǔ)地質(zhì)綜合分析，選擇重構(gòu)參數(shù)，當(dāng)其結(jié)果能夠滿足儲(chǔ)層分布形態(tài)時(shí)，即可確定為最終的參數(shù)。一般認(rèn)為在資料充分的情況下，效果會(huì)更加精確。

2.3.2 基于多子波數(shù)據(jù)體的波形分解

基于多子波分解數(shù)據(jù)體的波形分解(以下簡(jiǎn)稱波形分解)是一種提取線性相似地震波形狀的分解與合成的方法，這一方法把輸入的某一時(shí)窗內(nèi)的地震數(shù)據(jù)段分解成若干個(gè)分量，每一分量反映相似物性的地層。通常情況下，具有相似物性的地層具有相似的巖性、巖相和地層結(jié)構(gòu)的特征。多子波分解提供了一個(gè)識(shí)別同一段地震數(shù)據(jù)體內(nèi)不同等級(jí)、不同地震響應(yīng)的地質(zhì)巖性、巖相和地層結(jié)構(gòu)類型的綜合特征的有效方法。

波形分解應(yīng)用的關(guān)鍵在于如何確定波形分解的時(shí)窗。時(shí)窗如果太大，包含了太多的地層，那么可能并不是目的層主體的綜合特征，而且會(huì)分解出更多的分量，難以解釋。時(shí)窗如果太小，或許僅僅包含了部分目的層，其分量所代表的也只是部分目的層的綜合特征，容易使預(yù)測(cè)結(jié)果偏小[7]。正確選擇時(shí)窗的一個(gè)基本原則是選擇不小于目的層的時(shí)間厚度。對(duì)泌398井區(qū)開展子波分解重構(gòu)，在過(guò)泌208-泌398-泌388聯(lián)井原始剖面上，Eh3Ⅱ5小層在泌398井處表現(xiàn)為明顯的弱反射復(fù)波特征，但在泌208、泌388井處變強(qiáng)；在35～50 Hz子波分解重構(gòu)剖面上，Eh3Ⅱ5小層復(fù)波反射明顯分開，其地震響應(yīng)得到加強(qiáng)，易于儲(chǔ)層描述，有效提高地震剖面對(duì)薄儲(chǔ)層的識(shí)別能力；在主頻35～50 Hz重構(gòu)數(shù)據(jù)體進(jìn)行波形分解的第一分量剖面上，泌398井Eh3Ⅱ5小層地震反射振幅較強(qiáng)，泌208、泌388井呈弱反射或無(wú)反射特征，與實(shí)鉆結(jié)果吻合，由此驗(yàn)證了子波分解重構(gòu)的準(zhǔn)確性。

3 應(yīng)用效果

通過(guò)開展儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)研究，形成了以地震資料提頻處理、地震屬性分析、頻譜分解和子波分解技術(shù)為核心的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法，有效地提高了研究區(qū)預(yù)測(cè)結(jié)果的橫向和空間分辨率，精確地描述了儲(chǔ)層空間展布特征。結(jié)合沉積微相與砂體展布研究，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)鉆井吻合程度較好，共發(fā)現(xiàn)和落實(shí)構(gòu)造-巖性圈閉4個(gè)，面積3.2 km2，優(yōu)選出了泌388井東斷層-巖性圈閉，部署了泌421井。泌421井測(cè)井解釋油層3.1 m/2層，差油層1.1 m/1層。預(yù)測(cè)的Eh3Ⅱ102小層遇油層，初期最高日產(chǎn)油18.2 t。該井的鉆探成功表明弱反射斷層-巖性油藏識(shí)別技術(shù)在泌陽(yáng)凹陷具有進(jìn)一步推廣應(yīng)用價(jià)值。

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編輯：黨俊芳

1673-8217(2017)02-0041-04

2016-08-25

劉娟，工程師，1985年生， 2007年畢業(yè)于西南石油大學(xué)，現(xiàn)從事油氣勘探工作。

TE112.323

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