地震波形分類在春光探區(qū)沉積微相研究中的應(yīng)用

賈秀容，謝春安，李恒權(quán)，熊 輝，劉 俊，劉珊祿

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地震波形分類在春光探區(qū)沉積微相研究中的應(yīng)用

賈秀容，謝春安，李恒權(quán)，熊 輝，劉 俊，劉珊祿

（中國(guó)石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南鄭州 450000）

針對(duì)春光探區(qū)中南部白堊系鉆井資料少、沉積微相刻畫困難等問(wèn)題，結(jié)合巖心相、測(cè)井相的分析，在井震聯(lián)合波形分類沉積微相標(biāo)定的基礎(chǔ)上，選用6種顏色代表6種波形，利用地震波形分類技術(shù)精細(xì)刻畫春光探區(qū)中南部白堊系連木沁組的沉積微相平面展布特征。研究認(rèn)為，連木沁組時(shí)期春光探區(qū)中南部發(fā)育扇三角洲–湖泊沉積體系，研究區(qū)Ch55、Ch118E和Ch120E井區(qū)分別發(fā)育三支扇三角洲前緣水下分流河道砂體，為有利的儲(chǔ)集砂體發(fā)育區(qū)。

春光探區(qū)；地震波形分類；沉積微相；三角洲–湖泊體系

春光探區(qū)中南部鉆井資料少，儲(chǔ)層變化快，物性差異大。前人研究成果僅對(duì)車排子凸起或春光探區(qū)的白堊系沉積相有過(guò)簡(jiǎn)單闡述，對(duì)于中南部的沉積微相缺乏精細(xì)的研究認(rèn)識(shí)[1-4]。春光探區(qū)整體位于單斜之上，構(gòu)造平緩，斷裂不發(fā)育，較適合地震波形分類技術(shù)的應(yīng)用。本文應(yīng)用波形分類技術(shù)針對(duì)春光探區(qū)進(jìn)行沉積微相研究，以期解決該區(qū)鉆井少、沉積相控制點(diǎn)少、儲(chǔ)層變化快等問(wèn)題。

1 地質(zhì)背景

春光探區(qū)大部分位于車排子凸起東南部，西南角處于四棵樹(shù)凹陷的北部邊緣，勘探礦權(quán)面積約1 023 km2。車排子凸起為準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起的次級(jí)正向構(gòu)造單元，其西北以扎伊爾山為界，東以紅車斷裂帶與昌吉凹陷相接，南面為四棵樹(shù)凹陷及伊林黑比爾根山（圖1）。春光探區(qū)中南部地層自下而上為石炭系、白堊系、古近系和新近系，目前有6口井已鉆遇白堊系地層。探區(qū)中南部構(gòu)造簡(jiǎn)單，整體呈現(xiàn)單斜，斷裂不發(fā)育（僅發(fā)育少量微小斷層）。白堊系地層底部超覆于石炭系基底之上，頂部與古近系呈不整合接觸關(guān)系。平面上，地層厚度由東南向西北方向逐漸減薄，南部Ch71井地層最厚，大部分地區(qū)沉積地層較薄。中南部白堊系沉積下白堊統(tǒng)吐谷魯群勝金口呼圖壁組和連木沁組，以連木沁組為主，連木沁組巖性主要為灰色、灰褐色含礫細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖與灰色、灰綠色泥巖互層。自然電位曲線呈高幅負(fù)異常，多為指形、少數(shù)漏斗形特征，電阻率曲線多呈中–高幅微齒狀。前人研究表明，春光探區(qū)白堊系主要發(fā)育扇三角洲–湖泊和辮狀河三角洲–湖泊兩種沉積體系[5-7]。

2 地震波形分類技術(shù)原理及方法

由于地震信號(hào)各種參數(shù)的變化均會(huì)反映到地震道形狀的變化上，因此，地震波形能夠反映地下地質(zhì)體的特征。地震波形分類就是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)地震層段內(nèi)的地震反射波波形進(jìn)行研究，通過(guò)多次迭代構(gòu)筑合成地震道，并與實(shí)際地震道進(jìn)行比較，借助自適應(yīng)培訓(xùn)和誤差糾正，把與實(shí)際地震道最匹配的模型道賦予實(shí)際地震道，再利用地震道形狀即波形特征對(duì)目的層段內(nèi)的實(shí)際地震數(shù)據(jù)進(jìn)行逐道對(duì)比，細(xì)致刻畫地震信號(hào)的橫向變化，得到地震異常的平面變化特征，從而完成地震相分類[8]。

春光探區(qū)中南部白堊系地震資料主頻為55 Hz，信噪比達(dá)到35 dB；資料總體能量強(qiáng)，信噪比高，能夠滿足波形分類技術(shù)的應(yīng)用。從圖2可以看出，該井區(qū)的油層標(biāo)定在石炭系頂部的波谷同相軸中。圖3為東南到西北方向?qū)⒐沤档讓永胶蟮陌讏紫颠B井地震剖面，發(fā)育的白堊系地層KⅡ和KⅢ為下白堊統(tǒng)吐谷魯群勝金口呼圖壁組，KⅣ為下白堊統(tǒng)吐谷魯群連木沁組，進(jìn)一步細(xì)分為KⅣ–1、KⅣ–2、KⅣ–3。油層標(biāo)定即圖3中的綠色層位，所處層段屬于連木沁組。在白堊系底超頂削的地層接觸關(guān)系背景下，從剖面經(jīng)過(guò)的兩口井可以看出，目的層波形具有一定的差異，代表處于不同的沉積微相帶中。將地震波形曲線特征進(jìn)行分類并結(jié)合單井微相分析和標(biāo)定，建立不同波形與沉積微相的對(duì)應(yīng)關(guān)系；然后將相同類的地震波形用同一種顏色表示，得到一張細(xì)致刻畫地震信號(hào)橫向變化的地震波形分類圖[9]，即可將地震相圖轉(zhuǎn)換成具有地質(zhì)意義的沉積微相圖。

圖2 春55–1井合成記錄

3 實(shí)際應(yīng)用

春光探區(qū)中南部勘探程度不高，為了更好地應(yīng)用地震波形分類技術(shù)，需要選擇合適的時(shí)窗和合理的波形分類數(shù)。在確定這些參數(shù)之前，需要對(duì)已鉆井的單井沉積微相分析和不同地震波形代表沉積微相類型的實(shí)驗(yàn)標(biāo)定。

3.1 井震聯(lián)合波形分類標(biāo)定

分析春光探區(qū)中南部的6口鉆井剖面，對(duì)部分取心井的巖心觀察和巖石薄片分析發(fā)現(xiàn)，目的層段巖性為含礫砂巖、含礫細(xì)砂巖與粉砂巖、泥巖互層，靠近尖滅線附近，砂體明顯變粗，泥質(zhì)含量少。泥巖以灰色–深灰色為主；砂巖巖性較粗，以粗–中粒為主，顆粒排列雜亂，以中性噴出巖與石英巖為主，成分及結(jié)構(gòu)成熟度不高，表現(xiàn)為水下環(huán)境和近源扇三角洲的特征。綜合分析認(rèn)為，目的層段處于扇三角洲–湖泊沉積體系。通過(guò)巖石學(xué)特征、沉積構(gòu)造、古生物、沉積層序、測(cè)井相等分析認(rèn)為，該井區(qū)白堊紀(jì)主要發(fā)育扇三角洲前緣、前三角洲和濱淺湖3種亞相。扇三角洲前緣亞相進(jìn)一步細(xì)分為水下分流河道、分流河道間、河口壩以及席狀砂微相。相似的沉積環(huán)境發(fā)育類似的沉積組合結(jié)構(gòu)，這些組合結(jié)構(gòu)的變化在地震剖面中表現(xiàn)為不同的波形變化[10]，因此，可以通過(guò)單井沉積微相分析標(biāo)定。波形聚類方法中不同波形所顯示的顏色代表沉積微相類型（圖4）。

圖3 中南部白堊系連井地震剖面

圖4 波形分類及沉積微相標(biāo)定關(guān)系

對(duì)Ch55井區(qū)疊前偏移地震資料應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，選擇Ch71、P28、Ch55和Ch25等多口控制井，針對(duì)目的層段選擇上、下各20 ms共40 ms時(shí)窗進(jìn)行波形等長(zhǎng)分類。結(jié)合本區(qū)沉積微相類型選擇6種顏色（褐色、紅色、草綠色、淺綠色、水綠色、淺藍(lán)色）代表6種波形進(jìn)行聚類分析（圖4d）。圖4d中由左至右6種波形按照相似度依次排列，下方紅色與綠色線條分開(kāi)程度即是代表在目的層段40 ms時(shí)窗范圍內(nèi)后面5種波形與第一種波形的相似程度。Ch118E和Ch55 等井白堊系為厚層砂礫巖、含礫細(xì)砂巖和泥巖互層組合，Ch118E井2 044~2 049 m井段自下而上巖石粒度變細(xì)表現(xiàn)為正旋回的河道二元結(jié)構(gòu)特征，測(cè)井曲線呈齒化箱型或者鐘形；圖4a中Ch55井測(cè)井曲線為典型的河道沉積，在地震剖面中表現(xiàn)為第一種波形，用紅色表示。另外一些由灰色和深灰色泥巖組成，沉積構(gòu)造以塊狀層理及水平層理為主的井段表現(xiàn)為分流河道間灣微相的特征，自然伽馬曲線為低平齒化形態(tài)。河口壩微相一般具有反韻律的特征，在該井區(qū)發(fā)育較少。南部的Ch71井泥巖含量明顯增多，圖4b中Ch71井測(cè)井曲線中自然伽馬曲線呈鋸齒狀，為席狀砂沉積微相，垂向上與前三角洲泥或者水下分流河道間泥巖互層，在地震剖面中表現(xiàn)為第五種波形，用淺藍(lán)色表示。P28井發(fā)育前三角洲亞相，以泥巖沉積為主，含少量薄層泥質(zhì)粉砂巖；如圖4c中P28井測(cè)井曲線圖自然伽馬曲線變化幅度低、呈平直狀，在地震剖面中表現(xiàn)為第六種波形（深紫色）。濱淺湖亞相分為湖盆泥和灘壩等沉積微相。

3.2 應(yīng)用效果

在波形分類沉積微相標(biāo)定的基礎(chǔ)上，應(yīng)用波形分類技術(shù)得到了春光探區(qū)中南部白堊系連木沁組的波形分類平面圖（圖5）。該井區(qū)地層剝蝕線分布在西北方向，呈東北–西南走向。結(jié)合已鉆井的砂體展布特征分析發(fā)現(xiàn)，西北部的Ch55—Ch120E井一帶砂地比值較大（達(dá)到50%以上），東南方向的Ch71井和P28井方向砂地比值依次降低，P28井的砂地比值僅為18%。結(jié)合探區(qū)其他化驗(yàn)分析資料認(rèn)為，研究區(qū)主要的碎屑物供給來(lái)自西北方向，靠近剝蝕線附近砂體厚度較大（一般在8.0 m以上），其中，Ch55井砂體最厚，為12.6 m；向東南部逐漸減薄，P28井的砂厚為4.5 m，Ch71井的砂厚為6.4 m。該井區(qū)砂體從西北分多支向東南方向呈楔狀展布。

結(jié)合波形分類平面圖和砂體分布規(guī)律，刻畫春光探區(qū)中南部白堊系連木沁組沉積微相的平面展布特征（圖6），其中，靠近西北物源方向的Ch55、Ch118E、Ch120E 等井所處的區(qū)域代表扇三角洲水下分流河道沉積微相發(fā)育區(qū)。從圖5中可以看出，褐紅色區(qū)域分布范圍最大，因此，在扇三角洲前緣亞相中水下分流河道微相的分布范圍最廣。河道間發(fā)育的深紫色區(qū)域?yàn)楹拥篱g沉積微相發(fā)育區(qū)，草綠色和淺綠色為河口壩或者灘壩沉積微相發(fā)育區(qū)，河口壩微相在扇三角洲中發(fā)育較少。研究區(qū)在白堊紀(jì)時(shí)期分別由西北向Ch55、Ch118E和Ch120E井區(qū)一帶發(fā)育三支水下分流河道，中間發(fā)育河道間沉積微相，河道末端發(fā)育較少的河口壩微相；Ch71所處的淺藍(lán)色區(qū)域?yàn)橄癄钌俺练e微相發(fā)育區(qū)，呈環(huán)帶狀分布于主河道向湖泊推進(jìn)區(qū)域；P28井所處的深紫色為廣泛的前三角洲發(fā)育區(qū)。另外，遠(yuǎn)離扇三角洲區(qū)域主要為濱淺湖相，在湖泊中環(huán)繞扇三角洲主體區(qū)發(fā)育一系列灘壩沉積微相。結(jié)合已鉆井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)認(rèn)為，扇三角洲前緣的水下分流河道微相的砂體孔隙度和滲透率均較高，物性較好[11-12]，因此認(rèn)為，Ch55井、Ch118E井和Ch120E井的3支分流河道發(fā)育區(qū)為有利儲(chǔ)集砂體發(fā)育區(qū)，結(jié)合油氣顯示，3支砂體的北部地區(qū)可作為勘探的有利拓展區(qū)域。實(shí)際鉆探結(jié)果與沉積微相平面預(yù)測(cè)結(jié)果吻合。

4 結(jié)論

（1）春光探區(qū)中南部白堊紀(jì)時(shí)期受西北物源影響，自西北–東南向發(fā)育扇三角洲–湖泊沉積體系；通過(guò)波形分類技術(shù)的應(yīng)用，把目的層段選擇40 ms時(shí)窗進(jìn)行波形等長(zhǎng)分類劃分為6類波形，中南部連木沁組的平面沉積微相刻畫效果較好，解決了該井區(qū)鉆井資料少，平面微相研究局限的問(wèn)題。

（2）春光探區(qū)中南部白堊系連木沁組主要發(fā)育扇三角洲前緣水下分流河道、分流河道間、河口壩、席狀砂以及前三角洲泥和灘壩等沉積微相，其中，扇三角洲的水下分流河道微相廣泛發(fā)育，在Ch55、春Ch118E和Ch120E井區(qū)分別共發(fā)育3支水下分流河道砂體，均為有利的儲(chǔ)集砂體發(fā)育區(qū)。

圖6 中南部白堊系連木沁組沉積微相平面圖

[1] 周伯玉，劉太勛，黃文華，等．準(zhǔn)噶爾盆地西北緣風(fēng)城地區(qū)白堊系油砂礦沉積特征及演化模式[J]．沉積與特提斯地質(zhì)．2016，36（2）：11–19．

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Application of waveform classification in sedimentary microfacies of Chunguang exploratory area

JIA Xiurong, XIE Chun'an, LI Hengquan, XIONG Hui, LIU Jun, LIU Shanlu

(Exploration &Development Research Institute of Henan Oilfield Company, SINOPEC, Zhengzhou, Henan 450000, China)

Aiming at the problem of little drilling data and difficulty in sedimentary facies describing of Cretaceous in south central of Chunguang exploratory area, combined with analysis of core facies and electrofacies, based on waveform classification sedimentary microfacies calibration through well seismic combination, 6 colors were selected to represent 6 kinds of waveforms. By using the seismic waveform classification technique, the plane microfacies distribution characteristics of Lianmuqin formation of Cretaceous system were described accurately. It is believed that the fan delta-lacustrine sedimentary system developed in Lianmuqin formation of Chunguang exploration area in the central and southern part. In the Ch55, Ch118E and Ch120E well blocks of the study area, three subaqueous distributary channel sand bodies are developed in the leading edge of the fan delta respectively, which are favorable reservoir sand body development areas.

Chunguang exploratory area; waveform classification; sedimentary microfacies; Cretaceous system; fan delta-lacustrine sedimentary system

1673–8217（2019）02–0036–05

TEP631

A

2018–04–26

賈秀容，工程師，1984年生，2011年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，現(xiàn)從事地震解釋及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方面的研究工作。

編輯：趙川喜