地震沉積分析在乍得Bongor盆地M油田薄儲層預(yù)測中的應(yīng)用

童守強，李 鋒，張軼棟，韓進強，郭 強

（玉門油田分公司勘探開發(fā)研究院，甘肅酒泉 735019）

1 地質(zhì)概況

M油田是位于乍得B盆地北部斜坡帶上，整體受北側(cè)斷層控制的構(gòu)造-巖性斷塊油藏。呈現(xiàn)出東高西低的構(gòu)造形態(tài)，構(gòu)造形態(tài)自下而上具有很好的繼承性。油田疊合含油面積7.99 km2，主要含油砂層組為KI2、KI3、KIV4，其儲量占油田總儲量的82.3%。其中KI2-3、KI3-4為主力含油小層。此次地震沉積分析研究以這兩小層為例。

2 地震沉積分析儲層預(yù)測技術(shù)

2.1 目的層地震分辨率分析

根據(jù)該油田地震資料，得出研究區(qū)有效頻帶范圍為 15 Hz～44 Hz，主頻為 28 Hz（見圖1）。

結(jié)合測井聲波值，計算出目的層段聲波取值，KI2

地震沉積分析是以高精度三維地震資料、露頭和鉆井巖心資料為基礎(chǔ)，以地質(zhì)規(guī)律為指導，利用三維地震信息和現(xiàn)代地球物理技術(shù)進行沉積相平面展布及沉積發(fā)育史研究的一種分析方法。

地震沉積分析在玉門鴨西、吐哈溫吉桑地區(qū)、大慶油田等的運用取得了良好的效果。與傳統(tǒng)地震地層學不同的是，該方法利用三維地震資料，進行地震屬性處理和沉積體形態(tài)解釋，能有效地識別薄層沉積砂體，在開發(fā)地質(zhì)儲層研究中起到了重要的作用。

在M油田沉積體系中普遍存在砂泥巖薄互層現(xiàn)象，砂體較薄，井間砂體展布形態(tài)預(yù)測難度較大的特點；常規(guī)儲層預(yù)測技術(shù)不能滿足油田開發(fā)的需要。因此，在M油田開展地震沉積分析以達到薄儲層平面展布預(yù)測的目的[1-5]。聲波時差值取 330 μs/ft，KI3 聲波時差取值 295 μs/ft，根據(jù)分辨率計算公式，計算出在主頻范圍內(nèi)25 Hz、30 Hz、40 Hz、44 Hz頻率所對應(yīng)的分辨率（見表1）。

由式（1）～式（3）得到波長的計算表達式（4）：

其中KI2的最大分辨率為17.2 m；KI3的最大分辨率為19.2 m。當砂體厚度小于17.2 m和19.2 m時，地震資料不能將其識別。

表1 目的層砂巖速度及各頻段可識別厚度表

而研究區(qū)的砂體厚度主要集中在小于10 m范圍內(nèi)，KI2-3小層砂體平均厚度3.6 m（見圖2），KI3-4小層砂體平均厚度8.5 m（見圖3）。遠小于地震資料的分辨率（按波長/4），常規(guī)手段很難達到儲層預(yù)測的目的。

2.2 等時地層格架的建立

此次研究以薄儲層平面展布預(yù)測為重點，對目的層KI2-3與KI3-4小層進行等時地震切片分析。為了確保研究精度，對全區(qū)19口井進行精細合成記錄標定，確定目的層在地震資料上所對應(yīng)位置，開展地震精細解釋2×2追蹤，對KI2-2層頂、KI3-4層底進行精細調(diào)整。KI2-2層頂砂巖自然伽馬（GR）測井曲線低值底界即為KI2-2頂，地震反射為強振幅復波波谷；KI3-4普遍發(fā)育較厚砂層，其自然伽馬（GR）測井曲線低值下沿對應(yīng)厚砂層地震反射波谷。建立了以KI2-2頂界、KI3-4底界為邊界控制的井震層序格架。

圖1 目的層段地震資料頻譜圖

圖2 M油田KI2-3小層單井儲層厚度圖

圖3 M油田KI3-4小層單井儲層厚度圖

2.3 90°相位化

對于厚度小于1/4波長的地層，由于頂部反射與底部反射產(chǎn)生干涉，使得零相位剖面零點位置才是地層的實際位置（見圖4），地層實際位置對應(yīng)的地震切片表示的并不是該地層的響應(yīng)，而是相鄰地層的響應(yīng)。

圖4 復合波形成過程示意圖，雷克子波30 Hz（據(jù)李國發(fā)，2014）

薄層形成的復合波相位與地震子波相差90°（見圖5）。

圖5 復合波90°相位化示意圖，雷克子波30 Hz

復合波時間域公式：

復合波頻率域公式：

式中：ω（t）-地震子波；Δt-薄層砂體中雙程旅行時；r-砂體頂面中的反射系數(shù)。

由式（5）知薄層復合波近似為地震子波的導數(shù)；由式（6）知薄層振幅譜相當于地震子波振幅乘以一個濾波器f。90°相位轉(zhuǎn)換實際上是一個使相位滯后π/2的全通濾波器。

90°相位化將薄層中心與最大振幅對應(yīng)，使地震極性與砂體匹配，從而把地震剖面轉(zhuǎn)換成了具有巖性意義的剖面，使巖性解釋更加直觀。

研究區(qū)目的層KI3-4層為主力產(chǎn)層，敏感曲線自然伽馬（GR）表現(xiàn)為低值，砂泥巖界線清晰。未進行90°相位化前，該套砂體與地震極性不匹配，包含了波谷的下部、零相位、波峰的上部。經(jīng)過90°相位化后，該套砂體與地震極性匹配較好，砂巖界線與波谷界線匹配，地震剖面具有更強的地質(zhì)意義（見圖6）。

2.4 地震數(shù)據(jù)分頻

由于地震頻率對薄層砂體的識別具有較強的敏感性。因此對有效頻帶范圍內(nèi)不同頻率對薄層識別能力進行分析，找出薄砂層最佳識別地震頻率。

目的層地震資料有效頻帶為15 Hz～44 Hz，故本次研究計算了 20 Hz、25 Hz、30 Hz、35 Hz、40 Hz的頻譜能量地震數(shù)據(jù)體。對比不同頻率的地震剖面，發(fā)現(xiàn)頻率為40 Hz的地震體，地震相位能量更強，成像更清晰，更能反映出薄層，所以選擇40 Hz地震體作為該研究區(qū)薄儲層預(yù)測的地震體（見圖7）。

2.5 等時地層切片分析

地層切片是以追蹤的兩個等時沉積界面為頂、底內(nèi)插得到的一系列層位。由于切片是在兩個等時界面約束下產(chǎn)生的，因此可以作為一個相對等時的沉積界面，沿此界面所提的切片所反映出的地質(zhì)信息可以看作是近似等時的。

首先在地震層位追蹤的基礎(chǔ)上，進行時間域Wheeler變換，具體研究思路是第一步以精細解釋的KI2-2頂為頂界，KI3-4底為底界建立控制層位；第二步對控制層位內(nèi)部數(shù)據(jù)進行小層追蹤；第三步對所追蹤小層進行拉平處理。這樣就將具有雙程時間意義的地震體轉(zhuǎn)換為地質(zhì)等時的地震體，繼而使切片具有等時性。

圖6 90°相位化結(jié)果圖

以精細解釋的KI2-2頂為頂界，KI3-4底為底界，以1 ms作為間隔，內(nèi)插層位，得到45張切片。切片是上下波形影像的響應(yīng)。在KI2-3小層、KI3-4小層優(yōu)選影像最強切片，以反映該層砂體平面展布形態(tài)（見圖8、圖9），切片紅色、黃色對應(yīng)砂體發(fā)育區(qū)域。

圖7 地震分頻體剖面圖

圖8 M油田KI2-3小層等時地層切片圖

圖9 M油田KI3-4小層等時地層切片圖

統(tǒng)計M4油田19口井，KI2-3小層有15口井發(fā)育砂體大于2 m，11口井落在了切片高值區(qū)，整體符合程度73%，符合程度較高；KI3-4小層19口井發(fā)育砂體大于3 m，有14口井落在了切片的高值區(qū)，整體符合程度為74%，符合程度較高。整體上砂體厚度越大，對應(yīng)的切片地震能量相應(yīng)越強。

KI3-4小層典型地層切片（見圖9），從中可以看出，在該層沉積期間，主要受北部物源供給影響，物源供給相對充足，砂體單層厚度較大，分布范圍廣，井間存在由紅黃逐漸變淺的屬性變差特點，推測為多期砂體發(fā)育邊界；圖8到KI2-3沉積時，物源供給相對較少，砂體整體偏薄，分布范圍縮小，砂泥巖薄互層特征更為明顯。

由此，通過對KI2-3、KI3-4小層進行地震沉積分析，可以確定在小于地震分辨率條件下的薄儲層砂體平面上幾何形態(tài)信息，有效刻畫出砂體邊界范圍。

3 結(jié)論

（1）精細合成記錄與地震解釋是地震沉積分析的重要保障，90°相位化使解釋更直觀，使剖面更具有巖性意義，時間域Wheeler變換是使切片具有等時意義的重要手段。

（2）地震沉積分析可預(yù)測3 m～10 m薄砂體平面展布特征，刻畫砂體邊界范圍，是開發(fā)區(qū)塊薄儲層預(yù)測的有效手段。

（3）等時地層切片能以小層為單位，對井間砂體分布進行預(yù)測，對指導注水開發(fā)與小層微相劃分具有重要的意義。

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