INPEFA技術(shù)在層序地層劃分中的應(yīng)用
——以蘇北盆地溱潼凹陷南華區(qū)塊阜三段為例

袁 野，王 黎，謝銳杰

( 1.長江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院，武漢 430100；2.中國石油 新疆油田分公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000 )

層序地層學(xué)自從發(fā)展成一門獨(dú)立學(xué)科以來，以其理論上的系統(tǒng)性、綜合性，尤其是應(yīng)用上的可預(yù)測性，為油氣田的勘探開發(fā)作出了重要貢獻(xiàn)，并產(chǎn)生了多個學(xué)派分支，其中就有以GALLOWAY為代表的以最大洪泛面為層序邊界的成因地層學(xué)。在劃分層序界面時，測井曲線是一項重要的識別依據(jù)[1]，而在溱潼凹陷南華區(qū)塊，因缺少地震資料，取心資料有限且不連續(xù)，露頭資料少，故使得運(yùn)用測井資料進(jìn)行層序劃分變得十分重要。但由于使用常規(guī)測井資料的極限性，且容易穿時，所以在取心資料有限、缺少地震資料的條件下，可以借助INPEFA技術(shù)，對常規(guī)測井資料進(jìn)行特殊的數(shù)學(xué)處理，將原始測井曲線中隱藏的地層發(fā)育趨勢以及沉積旋回等信息提取出來[2]，通過對INPEFA曲線不同級別趨勢形態(tài)和拐點(diǎn)類型的分析，確定不同級別的層序界面和洪泛面，以及判斷沉積環(huán)境的變化，進(jìn)行精確的高頻層序?qū)Ρ取?/p>

本文對蘇北盆地南華區(qū)塊阜寧組三段測井曲線進(jìn)行INPEFA處理，提取測井曲線所隱藏的周期性特征，完成了對阜三段四、五級高頻成因?qū)有虻木_劃分，判斷出該時期的沉積環(huán)境變化情況，進(jìn)而對局部地區(qū)相鄰的3口井進(jìn)行了精確的高頻成因?qū)有蚣吧绑w連通性對比。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

南華區(qū)塊所處溱潼凹陷是蘇北盆地東臺坳陷的一個次級構(gòu)造單元，南以斷階帶與泰州凸起相接，東以小海、梁垛凸起與海安凹陷相隔，北與博鎮(zhèn)—吳堡低凸起相接，呈南斷北超的箕狀特征(圖1)，凹陷面積約1 200 km2。

在2010年，通過對蘇北華東探區(qū)資源潛力的重新評價，得出溱潼凹陷油資源量為10 800×104t，分布于溱潼凹陷斷階帶、東部斜坡帶、西部斜坡帶上；油氣資源在層位上主要分布于阜寧組三段，其中溱潼凹陷阜三段資源量占溱潼凹陷總資源量的29.86%。所以對阜三段進(jìn)行精細(xì)的層序劃分及對比，進(jìn)而分析該層位的砂體連通性及其中的沉積環(huán)境變化，對南華區(qū)塊的油氣資源勘探開發(fā)具有重要意義。

2 INPEFA技術(shù)用于層序劃分與對比

2.1 基本原理

INPEFA技術(shù)的第一步是進(jìn)行頻譜分析，首先利用最大熵譜分析對測井曲線進(jìn)行處理，來推算出最大熵頻譜分析估計值(MESA)，再由對應(yīng)的測井曲線真實(shí)值(RV)減去最大熵頻譜分析估計值得到數(shù)據(jù)差值(PEFA=RV-MESA)，這個過程就是預(yù)測誤差濾波分析，對PEFA曲線進(jìn)行積分處理，得到了合成預(yù)測誤差濾波分析曲線(INPEFA)[3]。INPEFA曲線的正負(fù)拐點(diǎn)代表了可能的洪泛面和層序界面。

INPEFA曲線可以反映水進(jìn)水退的旋回性變化，而常規(guī)測井曲線旋回性變化不明顯。INPEFA曲線的不同趨勢代表了不同的地質(zhì)意義(表1)[4]，從右到左的負(fù)向趨勢反映基準(zhǔn)面下降、水體變淺、砂質(zhì)含量增加的反韻律變化，正向拐點(diǎn)(曲線由負(fù)趨勢變?yōu)檎厔莸霓D(zhuǎn)折點(diǎn))代表可能的層序界面；從左到右的正向趨勢反映基準(zhǔn)面上升、水體變深、泥質(zhì)含量增加的正韻律變化，表示水進(jìn)或洪積階段，負(fù)向拐點(diǎn)(曲線由正趨勢變?yōu)樨?fù)趨勢的轉(zhuǎn)折點(diǎn))代表可能的洪泛面。

據(jù)南華區(qū)塊阜三段的錄井資料，該地區(qū)的巖性特征較為單一，均為砂泥巖互層，而在反映泥質(zhì)含量的變化方面，GR曲線是測井曲線中效果最顯著的，所以本文使用GR曲線來進(jìn)行層序地層研究[5]。

2.2 利用INPEFA技術(shù)對阜三段進(jìn)行層序劃分

利用INPEFA測井旋回技術(shù)進(jìn)行單井層序地層的識別和劃分時，首先確定大級別的層序界面，然后在界定的層序界線內(nèi)進(jìn)行更為精細(xì)的層序劃分。

表1 INPEFA 的曲線特征與含義Table 1 Characteristics and meaning of INPEFA

圖1 研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造Fig.1 Tectonic setting of the study area

2.2.1 用INPEFA曲線識別阜三段III、IV油組界面

INPEFA曲線不同的變化幅度對應(yīng)不同級次的旋回，用INPEFA技術(shù)對南華區(qū)塊的南華2-17井做合成預(yù)測誤差濾波分析(圖2)。從圖2中可以得出，頻率趨勢線旋回形態(tài)特征明顯，圖中的紅色箭頭代表正向趨勢，黑色箭頭代表負(fù)向趨勢。從整體上來看曲線呈現(xiàn)出單一的正趨勢，從III、IV小層內(nèi)來看，曲線呈現(xiàn)出由負(fù)到正的趨勢。

所以從圖2中可以清楚地識別出1 768.13 m和1 733.47 m出現(xiàn)相同變化幅度的負(fù)拐點(diǎn)，為Ef3-III油組的底部和頂部。界面在INPEFA趨勢線上非常明顯，充分體現(xiàn)了INPEFA技術(shù)精確度高、準(zhǔn)確性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

2.2.2 阜寧組三段III、IV油組精細(xì)地層劃分

根據(jù)阜三段III、IV油組的測井、錄井資料以及INPEFA曲線特征，在III、IV油組界線的控制下，結(jié)合沉積相序列的演化特征，進(jìn)行精細(xì)的五級層序劃分。INPEFA曲線的拐點(diǎn)預(yù)示著沉積環(huán)境的變化，由圖2可知III、IV油組的劃分界線都是在曲線較大方向上的改變之處。所以運(yùn)用同樣的劃分原理，在確定的四級層序界限內(nèi)，通過識別較小的拐點(diǎn)，分別將阜三段的III和IV油組(4級層序)劃分為6個小層和7個小層(5級層序)(圖3)。圖3中較大的拐點(diǎn)(粗線)表示4級層序的界面，較小的拐點(diǎn)(細(xì)線)表示5級層序的界面。

2.3 利用INPEFA技術(shù)對阜三段進(jìn)行等時對比

在單井高頻層序劃分的基礎(chǔ)上，利用測井旋回曲線的變化特征進(jìn)行連井高頻層序的對比。只有對全區(qū)的層序進(jìn)行劃分與對比，并最后閉合，才能達(dá)到精細(xì)等時地層格架的建立[6]。

將南華區(qū)塊內(nèi)3口距離相近的井進(jìn)行精細(xì)地層劃分與連井對比(圖4)。可以看出3口井的趨勢線和拐點(diǎn)都較為一致，在INPEFA曲線上4、5級層序界線都具有良好的可對比性，表現(xiàn)出的旋回特征都明顯相似。從測井旋回曲線的特征可以看出，3口井的目的層在該時期的變化趨勢均為負(fù)到正，沉積環(huán)境大致相近，都是一個從水退到水進(jìn)的過程。

2.4 利用INPEFA技術(shù)進(jìn)行砂體連通性對比

INPEFA曲線能表現(xiàn)出砂泥巖的變化，且具有受區(qū)域氣候影響的等時性特征。油層的劃分是按照砂巖含油對比來進(jìn)行的，但是在實(shí)際的油氣田開發(fā)中，在同一個沉積環(huán)境形成的地層中進(jìn)行砂泥巖互層對比的時候，只利用測井曲線的形態(tài)進(jìn)行砂對砂、泥對泥的對比，容易造成鄰井之間的油層出現(xiàn)穿時現(xiàn)象。因此，利用INPEFA測井旋回曲線進(jìn)行鄰井之間曲線形態(tài)的特征對比，能在小層等時的框架內(nèi)劃分砂、油層，進(jìn)而精確地完成砂體連通性的識別[7-9]。

圖2 蘇北盆地溱潼凹陷南華區(qū)塊NH2-17井阜三段合成預(yù)測誤差濾波分析Fig.2 Integrated prediction error filter analysis of the third member of Funing Formation in well NH2-17, Nanhua block, Qintong Sag, North Jiangsu Basin

圖4 蘇北盆地溱潼凹陷南華區(qū)塊阜三段層序地層精細(xì)對比Fig.4 Meticulous comparison of sequence stratigraphy of the third member of Funing Formation, Nanhua block, Qintong Sag, North Jiangsu Basin

圖5 蘇北盆地溱潼凹陷南華區(qū)塊阜三段砂體連通性對比Fig.5 Comparison of sand body connectivity in the third member of Funing Formation, Nanhua block, Qintong Sag, North Jiangsu Basin

溱潼凹陷南華區(qū)塊阜三段的巖性較為單一，均為砂巖、泥巖、砂泥巖。圖5為溱潼凹陷南華區(qū)塊阜三段III、IV油組砂體的連通性對比圖，可以看出，在劃分的13個小層中，只有III-4、III-6、IV-2、IV-7這4個小層里的砂體是全部連通的，分別為2個砂層和油層。在通過INPEFA處理后的趨勢線建立的等時框架下進(jìn)行砂體連通性的分析，所得成果與該區(qū)塊的實(shí)際動態(tài)開發(fā)資料也基本保持一致。

3 結(jié)論

(1)INPEFA技術(shù)處理得到的趨勢線可以很明顯地識別出在常規(guī)測井曲線上無法識別的旋回趨勢特征，且不同的變化幅度對應(yīng)不同的層序級別，避免了常規(guī)人工劃分時精度不高、容易穿時、多解性強(qiáng)等問題，使各層序界面更直觀、更明顯。

(2)由INPEFA曲線的旋回趨勢確定了溱潼凹陷南華區(qū)塊阜三段III、IV油組的界面，從4級層序的曲線變化趨勢來看，沉積過程都是從水退到水進(jìn)，在其框架內(nèi)進(jìn)行更精細(xì)的層序地層劃分，將III油組(4級層序)劃分為6個小層(5級層序)，IV油組劃分為7個小層。小層對應(yīng)的曲線趨勢變化十分明顯，提高了高頻層序劃分的精度。

(3)在INPEFA旋回趨勢建立的等時框架下，對南華區(qū)塊井間進(jìn)行精細(xì)的小層對比與砂體連通性對比，結(jié)合油水關(guān)系進(jìn)行單砂體的連通性預(yù)測，刻畫出砂體的空間分布，其結(jié)果與該區(qū)實(shí)際的動態(tài)開發(fā)資料具有很好的一致性。