海安凹陷XJ地區(qū)泰一段第二亞段地層圈閉識別方法

張 星，張雅君

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009)

海安凹陷XJ地區(qū)泰一段第二亞段地層圈閉識別方法

張 星，張雅君

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009)

XJ地區(qū)泰一段具備形成多種油藏類型地質(zhì)條件，在探索地層超覆圈閉的勘探研究中，面臨單砂體厚度薄、地震分辨率不足以定量預(yù)測砂體的難題。通過沉積相分析和預(yù)測方法攻關(guān)，提出地層等厚反推法和波形指示反演法厘定了泰一段第二砂層組砂巖尖滅線，有效定量預(yù)測砂體厚度變化規(guī)律，明顯提升了砂體預(yù)測精度，進而發(fā)現(xiàn)和落實了地層圈閉。

地層等厚反推法 波形指示反演 地層圈閉 砂巖尖滅 海安凹陷

XJ地區(qū)位于蘇北盆地海安凹陷東南部，區(qū)內(nèi)生烴范圍廣，主要有兩套含油氣系統(tǒng)，即K2t2(泰二段)-K2t(泰州組)+E1f1(阜一段)和E1f2(阜二段)-E1f2+3(阜二+三段)含油氣系統(tǒng)，其中以K2t2生油層與下覆K2t1砂巖儲層為組合聚集成藏是該區(qū)油氣發(fā)現(xiàn)和重點勘探的組合類型。工區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的油藏類型主要以構(gòu)造油藏和巖性油藏為主，通過區(qū)域構(gòu)造特征及儲蓋組合條件研究，認為該區(qū)還具備形成K2t12(泰一段第二亞段)地層圈閉條件，但由于K2t12厚度較薄(0～40 m)，地震資料分辨率無法滿足直接識別地層超覆點，K2t12地層圈閉識別工作一直停滯不前。近兩年，在區(qū)域K2t沉積微相研究的基礎(chǔ)上，利用地層等厚類推法與波形指示反演法識別K2t12砂巖尖滅線，有效提升了砂巖尖滅線的預(yù)測精度，進而發(fā)現(xiàn)和落實了該區(qū)K2t12地層圈閉，為XJ地區(qū)油氣勘探部署提供依據(jù)。

1 K2t1沉積特征

XJ地區(qū)K2t1可分為三個亞段，由下向上為K2t13、K2t12、K2t11(圖1)，對應(yīng)頂?shù)捉缑娴牡卣鸱瓷鋵游粸門40、T41。K2t1在儀征運動后剝蝕夷平基礎(chǔ)上開始沉積，由下向上沉積范圍不斷擴大，具有明顯的充填超覆沉積特點。K2t13、K2t12砂巖巖石顆粒較粗，巖石類型以灰色、棕色的細砂巖、中細粒不等粒砂巖、含礫砂巖為主，少量為細粒級的粉砂巖及灰質(zhì)粉砂巖。受古地貌變化的控制，K2t13、K2t12厚度橫向變化大，在XJ地區(qū)由西向東明顯減薄直至尖滅(圖2)，K2t13厚度約0～20 m，通常發(fā)育有顆粒較粗的砂礫巖，K2t12厚度約0～30 m，K2t12砂巖單層厚度3～15 m，反映沉積水動力強度為中-強，K2t11厚度發(fā)育較為穩(wěn)定，平面厚度變化不大，約20～40 m，砂巖單層厚度1～8 m。

K2t13、K2t12地層超覆尖滅過程中K2t13地層首先超覆尖滅，其次是K2t12地層，所以對K2t12+3地層超覆邊界的識別首先是對K2t12地層超覆邊界的識別。K2t12頂部沉積一套辮狀河三角洲前緣的塊狀砂，底部為泥巖沉積，在K2t12地層超覆過程中，底部泥巖首先尖滅，最后為K2t12頂部的塊狀砂(圖1)，因此，砂巖尖滅處可視為地層尖滅位置。

圖1 TaiX14-An20-Tai15-TaiX8井K2t1聯(lián)井剖面

圖2 XJ地區(qū)K2t11、K2t12、K2t13地層厚度圖

2 地層等厚反推法

從XJ地區(qū)K2t1沉積特征看，K2t1總厚度不超過110 m，其與上、下地層形成的地震反射波組表現(xiàn)為2～3個相位，在地層較薄區(qū)域僅能形成2個同向軸(圖3)，難于區(qū)分K2t12、K2t13地層，地震剖面上無法直接識別K2t12和K2t13地層超覆邊界。但從沉積特征研究表明，XJ地區(qū)K2t12頂部普遍發(fā)育有塊狀砂的特征，可以將K2t12、K2t13作為整體，利用K2t11厚度相對比較穩(wěn)定的特征，采用地層等厚反推法，即通過對整體K2t1厚度和K2t11厚度的解釋反推出K2t12+3厚度，進而確定出K2t12砂巖超覆邊界線。

首先，建立工區(qū)鉆井地層厚度和地震旅行時差對應(yīng)關(guān)系(圖4)，K2t11厚度相對比較穩(wěn)定，時差大約為33 ms左右，為此也說明利用地層厚度反推法是可行的。鑒于此可以通過地層厚度反推法大致推算是否還具有K2t12+3地層(圖5)，進而可以初步判斷出K2t12+3地層超覆邊界，即K2t12地層超覆邊界，類推公式如下：

h=[(t-33)h1]/(t1-33)

(1)

式中:h為目標區(qū)K2t12+3厚度，m；t為目標區(qū)K2t1時差(由地震剖面讀取)，ms；h1為目標區(qū)K2t12+3鉆井地層厚度，m；t1為目標區(qū)K2t1時差，ms。

圖3 Tai7井綜合柱狀圖和合成地震記錄

圖4 XJ地區(qū)K2t11、K2t12+3地層時間厚度統(tǒng)計柱狀圖

圖5 過An20-TaiX8井地震剖面

3 砂巖尖滅線識別法

3.1波形指示反演原理

地震波形指示反演采用“地震波形指示馬爾科夫鏈蒙特卡洛隨機模擬(SMCMC)”專利算法，在地震波形的驅(qū)動下，挖掘相似波形對應(yīng)的測井曲線中蘊含的共性結(jié)構(gòu)信息，進行地震先驗有限樣點模擬[1]。是在篩選統(tǒng)計樣本時參照波形相似性和空間距離兩個因素，在保證樣本結(jié)構(gòu)特征一致性的基礎(chǔ)上，按照分布距離對樣本排序，從而使反演結(jié)果在空間上體現(xiàn)了沉積相帶的約束，平面上更符合沉積規(guī)律和特點。和傳統(tǒng)的地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)反演相比[2-5]，具有精度高、反演結(jié)果隨機性小的特點，且更好地體現(xiàn)了“相控”的思想，使反演結(jié)果從完全隨機走向了逐步確定，可以為儲層高精度預(yù)測提供更好的技術(shù)解決方案。

在進行地震波形指示反演工作之前，需要對參與反演的測井資料處理，進行巖石物理的分析工作。應(yīng)用SMI地震波形指示反演軟件進行儲層預(yù)測的時候關(guān)鍵的三個要素是：(1)優(yōu)選儲層敏感測井曲線參數(shù)，優(yōu)選波形指示反演曲線。(2)測井曲線精細處理，保持井間一致性。(3)明確波形指示反演的有效樣本數(shù)和最佳截止頻率。

3.2儲層敏感測井曲線分析

通過制作AC、GR、SP等曲線直方圖，分析各曲線對砂泥巖區(qū)分效果。從直方圖可以看出AC和GR等曲線由于地層壓實作用以及局部地區(qū)灰?guī)r影響，對砂巖和泥巖的區(qū)分并不是很好，砂巖和泥巖重疊區(qū)較大(圖6)，而SP對砂泥巖的區(qū)分性較好，并且具有全區(qū)性，故本次使用SP曲線進行波形指示模擬反演。

圖6 XJ地區(qū)AC、GR、SP直方分析圖

3.3SP曲線泥巖基線校正及歸一化

原始自然電位曲線由于測井時間、測井方式不同以及鉆井液作用等因素影響，在垂向上泥巖表現(xiàn)為不同的度量值，需要對自然電位曲線進行泥巖基線校正[6]，本次通過制作單井泥巖基線，并將原始SP曲線減去泥巖基線的方式對SP曲線進行校正。

在對自然電位曲線泥巖基線校正后，由于SP曲線存在正值和負值的情況，需要將自然電位進行歸一化處理，使其值域范圍為[0,1]區(qū)間(圖7)，主要采取如下公式對自然電位樣點值歸一化：

S′=(S-Smin)/(Smax-Smin)

(2)

式中:S為原始自然電位值，mV；S′為歸一化后的自然電位值，無量綱；Smin為該曲線所有樣點中的最小值，mV；Smax為該曲線所有樣點中的最大值，mV。

圖7 SP曲線泥巖基線校正及歸一化

3.4波形指示反演質(zhì)量控制

在波形指示反演過程中，有效樣本數(shù)和最佳截止頻率是兩個重要參數(shù)，直接影響最終的反演結(jié)果精度。

(1)有效樣本數(shù)：樣本數(shù)是表示在指定的層段范圍內(nèi)，計算井旁道(距離井最近的地震道)中尋找與當前道波形相似性時參與計算的井數(shù)，當相似性穩(wěn)定時，相關(guān)性不再隨著樣本數(shù)的增加而增加，表明更多的樣本無助于預(yù)測精度的提高，此時所對應(yīng)的井數(shù)為最佳有效樣本數(shù)。該參數(shù)主要表征地震波形空間變化對儲層的影響程度，研究區(qū)最佳樣本數(shù)為8(圖8)。

(2)最佳截止頻率：地震波形指示反演是一種統(tǒng)計學(xué)反演方法，其反演結(jié)果具有“低頻確定、高頻隨機”的特點。低頻主要是受地震頻帶及地震相的影響，高頻則主要受同沉積結(jié)構(gòu)樣本的控制，越到高頻隨機性越強。如果更偏向于反演的確定性，該參數(shù)不宜設(shè)置太高，反之，如果更偏向于反演分辨率，能夠接受隨機的結(jié)果，可以設(shè)置較高的截止頻率。針對于研究區(qū)目的層，需要預(yù)測5 m以下的薄層，那么反演結(jié)果的截止頻率就要在200～250 Hz(圖8)，但可能超過250 Hz以上部分隨機性強一些。

圖8 XJ地區(qū)波形指示反演最佳樣本數(shù)與最佳截止頻率穩(wěn)定分析

3.5地震波形指示反演結(jié)果分析

對比該區(qū)常規(guī)阻抗反演和地震波形指示反演效果，可以看出由于目的層厚度較薄，常規(guī)波阻抗不能區(qū)分出K2t12和K2t13的砂巖，兩個砂層組地層的砂巖疊合在一起，而波形指示反演縱、橫向分辨率明顯提升，能夠很好地區(qū)分K2t12和K2t13的砂巖(圖9)，K2t12砂巖橫向變化特征明顯，砂巖尖滅點清晰可見。

圖9 常規(guī)波阻抗反演和波形指示反演對比

4 應(yīng)用實際效果分析

針對XJ地區(qū)實際資料，對XJ地區(qū)進行波形指示反演，由過井波形指示反演剖面(圖10)上可以很明顯看出K2t12頂部砂巖在TaiX8井附近尖滅在底部地層之上。通過地層等厚反推法和反演識別砂巖尖滅線法，識別出了近南北走向的K2t12砂巖超覆邊界線，進而編制K2t12砂巖厚度圖(圖11)，預(yù)測砂巖厚度自西向東減薄的變化特征，符合區(qū)域K2t12沉積規(guī)律，綜合地質(zhì)評價，在TaiX8井附近發(fā)現(xiàn)一個有利地層圈閉。

圖10 過An20-Tai15-TaiX8井反演剖面

圖11 XJ地區(qū)K2t12砂巖厚度

XJ地區(qū)K2t12地層超覆圈閉的識別，難點是對K2t12地層超覆邊界的識別，根據(jù)K2t12地層沉積特征，利用地層等厚反推法和地震波形指示反演均能有效識別地層超覆邊界，但地層等厚反推法的精度受研究人員的解釋準確性限制，相比較而言，地震波形指示反演預(yù)測結(jié)果受人為干擾程度低，更為客觀真實。在運用兩種方法綜合預(yù)測砂體超覆邊界線時，建議注意以下三點：

(1)在利用等厚法反推地層尖滅線時，選取的井盡量分布均勻且地層保留完整，地震剖面上頂?shù)装鍖游环瓷涮卣髅黠@，從而確保統(tǒng)計的鉆井深度域和時間域厚度值準確。

(2)在利用波形反演法識別砂巖尖滅線時，首先是敏感曲線的選擇，對于碎屑巖儲層，曲線的選擇有兩方面要求：①能夠在全區(qū)范圍內(nèi)區(qū)分砂泥巖，受灰?guī)r、火成巖影響較小。②在沉積特征上能夠反映該地區(qū)沉積韻律特征。

(3)在進行反演之前需要對參與反演的測井曲線進行環(huán)境校正、標準化、歸一化等工作，消除曲線不一致所帶來的差異。

[1] 盛述超,畢建軍,李維振,等.關(guān)于地震波形指示模擬反演(SMI)方法的研究[J].內(nèi)蒙古石油化工,2015,17(147):59-65.

[2] 孫思敏,彭仕宓.地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)反演及其在薄層砂體預(yù)測中的應(yīng)用[J].西安石油大學(xué)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,22(01):42-48.

[3] 劉喜武,年靜波,吳海波.幾種地震波阻抗反演方法的比較分析與綜合應(yīng)用[J].世界地質(zhì)，2005,24(3)：271-275.

[4] 劉淑華,張宗和.儲層特征曲線重構(gòu)反演技術(shù)——以冀東油田南堡凹陷為例[J].勘探地球物理進展,2008,31(1):53-58.

[5] 王西文,石蘭亭,雍學(xué)善,等.地震波阻抗反演方法研究[J].巖性油氣藏,2007,19(3)：81-88.

[6] 張學(xué)芳,董月昌,慎國強,等.曲線重構(gòu)技術(shù)在測井約束反演中的應(yīng)用[J].石油勘探與開發(fā),2005,32(3):98-104.

(編輯 楊芝文 韓 楓)

Identification method of stratigraphic trap in K2t12of XJ area，Hai’an Sag

Zhang Xing,Zhang Yajun

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China)

K2t1of XJ area has geological conditions for forming various types of reservoirs.In the exploration of stratigraphic overlap trap,it is difficult to predict sand bodies quantitatively when the thickness of a single sand body is thin and the seismic resolution is not enough.By means of the sedimentary facies analysis and the prediction method,the equal thickness inverse method and the waveform indication inversion method are proposed to determine the sandstone pinchout line of K2t12.The quantitative prediction of change in sand thickness effectively improves the prediction accuracy of sand body.Stratigraphic traps have been discovered and fulfilled.

stratum equal thickness inverse method;waveform indicator inversion;stratigraphic trap;sandstone pinchout;Hai’an Sag

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.02.005

2017-04-19；改回日期：2017-05-12。

張星(1985—)，工程師，從事油氣田勘探研究工作。E-mail：1113495516@qq.com。

中石化“蘇北盆地油氣聚集規(guī)律及精細評價關(guān)鍵技術(shù)”(ZDP17010)，江蘇油田分公司“提高圈閉識別與描述精度的處理解釋方法研究”(JS17004)。

P631

：A