基于地震沉積學(xué)的薄互層儲(chǔ)集層分布預(yù)測(cè)方法

倪長(zhǎng)寬，蘇明軍，袁成，劉化清，崔向麗

（1. 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院西北分院，蘭州 730020；2. 電子科技大學(xué)，成都 611731）

0 引言

薄互層儲(chǔ)集層在中國(guó)含油氣盆地普遍發(fā)育，同時(shí)也是巖性油氣藏的重要勘探目標(biāo)，如何有效預(yù)測(cè)薄互層儲(chǔ)集層的分布具有重要意義。但由于分辨率的限制，地震資料難以滿足薄儲(chǔ)集層的識(shí)別需求，嚴(yán)重制約了巖性油氣藏的勘探。針對(duì)地震資料分辨率的技術(shù)瓶頸，前人在反演方法[1-6]和調(diào)諧理論[7-11]兩方面開(kāi)展了卓有成效的研究。一方面通過(guò)反演、拓頻等處理手段達(dá)到提高垂向分辨率識(shí)別薄層的目的，另一方面通過(guò)薄層調(diào)諧作用的振幅變化識(shí)別薄層，如利用振幅的調(diào)諧原理，最小可分辨厚度為 1/8波長(zhǎng)薄層[1-3]。Zeng[12-15]則從利用地震資料的橫向分辨率角度提出了“地震沉積學(xué)”的概念并給出了-90°相位轉(zhuǎn)換和地層切片兩項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，避開(kāi)了縱向上提高分辨率的困境。隨后許多專家學(xué)者開(kāi)展了大量研究，探討了其基本原理、研究流程、應(yīng)用條件及潛在風(fēng)險(xiǎn)等[16-20]。近年來(lái)，地震沉積學(xué)在沉積相研究和儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)方面已取得了良好應(yīng)用效果[16,20-24]。地震沉積學(xué)基于實(shí)際沉積體寬度遠(yuǎn)大于厚度的地質(zhì)基礎(chǔ)和地震資料的橫向分辨率優(yōu)勢(shì)[17,19,24]，可以檢測(cè)小于地震分辨率極限的薄層分布。曾洪流等[16]在松遼盆地齊家地區(qū)的應(yīng)用中刻畫(huà)了淺水三角洲分流河道沉積，甚至可以檢測(cè)1 m厚的薄層，展現(xiàn)了地震沉積學(xué)的巨大潛力。

由于地震資料分辨率的限制和地震沉積學(xué)應(yīng)用面臨的諸多影響因素[19]，地震沉積學(xué)在薄互層儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)方面仍然難以滿足實(shí)際勘探的需求。與單一薄層不同，受干涉作用影響，應(yīng)用地震沉積學(xué)方法難以準(zhǔn)確分辨薄互層中的單砂體。針對(duì)該難題，Zeng[21]提出利用切片序列分析薄互層的變化，進(jìn)而確定每個(gè)薄層的分布。李國(guó)發(fā)等[22-23]分析了薄互層干涉過(guò)程，通過(guò)將切片間隔縮小到0.2 ms尋找無(wú)干涉的零值切片預(yù)測(cè)薄層。前人研究表明，薄互層垂向難以區(qū)分時(shí)，若目標(biāo)切片不存在鄰層干涉作用，仍然可以預(yù)測(cè)目標(biāo)層的分布。由于在薄互層的切片中每個(gè)樣點(diǎn)都是多個(gè)薄層的綜合響應(yīng)，當(dāng)兩個(gè)薄層間隔厚度足夠大時(shí)，鄰層的干涉作用較弱，利用前人的方法可以有效分辨不同薄層的分布。當(dāng)兩個(gè)薄層間隔厚度減小到一定程度時(shí)，目標(biāo)薄層的響應(yīng)容易被相鄰薄層的響應(yīng)徹底掩蓋，通過(guò)分析薄互層的變化和尋找無(wú)干涉的零值切片仍然難以準(zhǔn)確區(qū)分同一張切片上的不同薄層。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，采用直接壓制目標(biāo)層切片中鄰層干涉的思路，提出了最小干涉頻率和疊加切片等 2種方法，達(dá)到準(zhǔn)確保持平面振幅相對(duì)關(guān)系的目的，使得薄互層中的目標(biāo)薄層雖然在垂向上不可分辨，但橫向上可檢測(cè)。其中，最小干涉頻率方法利用鄰層對(duì)目標(biāo)層采樣點(diǎn)的干涉隨頻率變化而變化的基本原理，通過(guò)尋找對(duì)目標(biāo)層干涉最小的頻率生成地層切片，進(jìn)而壓制鄰層干涉。疊加切片方法則通過(guò)疊加不同權(quán)系數(shù)的干涉層切片到目標(biāo)層切片達(dá)到降低目標(biāo)層切片中干涉層影響的目的。三維數(shù)值模型驗(yàn)證了該方法的可行性，并以準(zhǔn)噶爾盆地風(fēng)南地區(qū)為例，采用上述兩種方法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了目標(biāo)砂體的分布范圍，為陸相盆地薄互層儲(chǔ)集層分布預(yù)測(cè)提供了借鑒。

1 最小干涉頻率切片方法

1.1 最小干涉頻率的含義

地震沉積學(xué)技術(shù)充分利用了地震資料橫向分辨率的優(yōu)勢(shì)，大幅提高了薄層的預(yù)測(cè)精度。曾洪流等[16]指出，利用地層切片可以檢測(cè)厚度小于 1/4波長(zhǎng)的地質(zhì)體。但在薄互層儲(chǔ)集層情況下，切片中的每個(gè)樣點(diǎn)都是多個(gè)薄層的綜合響應(yīng)，因此，不同薄層在同一張切片上難以準(zhǔn)確區(qū)分。

當(dāng)薄互層垂向不可分辨時(shí)，相鄰薄層對(duì)目標(biāo)薄層的干涉作用隨頻率變化而變化，當(dāng)干涉作用最小時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率可以稱為最小干涉頻率。為了說(shuō)明最小干涉頻率的含義，設(shè)計(jì)一個(gè)雙界面模型來(lái)探討不同頻率下干涉作用對(duì)切片的影響。模型為：頂部界面與底部界面反射系數(shù)均為1，間隔10 ms。利用5～100 Hz零相位雷克子波進(jìn)行褶積得到正演剖面（見(jiàn)圖1a），然后提取紅色線位置（50 ms）的振幅值繪制隨頻率變化曲線（見(jiàn)圖1b）。從圖1可以看出，在小于峰值頻率時(shí)，振幅隨頻率的增加而減小，表明底部界面對(duì)頂面界面的干涉作用在減弱，當(dāng)振幅減小到藍(lán)色虛線時(shí)（頻率為22 Hz），振幅值與最大頻率處的振幅值相同，表明底部界面在該采樣點(diǎn)的干涉值為零，對(duì)應(yīng)的頻率稱為最小干涉頻率。為了更進(jìn)一步說(shuō)明最小干涉頻率的含義，采用22 Hz零相位雷克子波分別與頂部界面、底部界面、頂?shù)纂p界面褶積得到正演地震道（見(jiàn)圖2）。從圖2可以看出，在頂部界面時(shí)間位置，底部界面反射（藍(lán)色線）的振幅值為零，頂部界面反射（紅色線）的振幅值與雙界面反射（黑色線）的振幅值相同（交點(diǎn)位置），表明底部界面反射對(duì)該采樣點(diǎn)無(wú)干涉，若提取該頻率對(duì)應(yīng)的頂部界面位置振幅切片，則頂部界面不受底部界面影響，橫向可檢測(cè)。除頂部界面對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)外，底部界面響應(yīng)對(duì)其他采樣點(diǎn)均有干涉，因此頂?shù)捉缑嬖诰C合響應(yīng)剖面中仍然難以分辨。

圖1 雙界面模型正演模擬

圖2 雙界面模型干涉過(guò)程

若將單一薄層-90°相位子波形成的地震響應(yīng)看作復(fù)合子波，理想狀況下，2個(gè)薄層時(shí)的干涉作用與雙界面模型相似，相鄰薄層形成的復(fù)合子波在目標(biāo)薄層中心點(diǎn)的振幅為零時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率稱為最小干涉頻率。因此，兩套薄層情況下，若確定干涉層對(duì)目標(biāo)薄層的最小干涉頻率，提取該頻率下目標(biāo)層對(duì)應(yīng)的地層切片可以有效減弱鄰層干涉，突出目標(biāo)薄層。此時(shí)目標(biāo)薄層雖然在剖面上不可分辨，但平面可檢測(cè)。

3套薄層情況下，目標(biāo)層有2個(gè)干涉層，每個(gè)干涉層對(duì)目標(biāo)薄層都有一個(gè)最小干涉頻率，若兩個(gè)最小干涉頻率相近，該方法仍然有效。當(dāng)干涉層超過(guò)2個(gè)時(shí)，很難尋找一個(gè)最佳頻率與每個(gè)干涉層的最小干涉頻率相近，因此，該方法適用的薄層數(shù)量不超過(guò)3層。

1.2 最小干涉頻率的確定

最小干涉頻率與復(fù)合子波、薄層厚度、層間厚度關(guān)系密切，復(fù)合子波又受?chē)鷰r波阻抗差影響，圍巖波阻抗差不同時(shí)，子波頻率、薄層厚度也會(huì)影響復(fù)合子波。因此，直接確定最小干涉頻率是非常困難的。蘇明軍等[18-19]指出，地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為-90°相位數(shù)據(jù)體后波形與薄層具有更好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，理論情況下，單一薄層在-90°相移剖面上對(duì)應(yīng)波峰位置。由圖2可見(jiàn)，頂部界面在最小干涉頻率時(shí)的振幅靠近波峰，根據(jù)這一現(xiàn)象，在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)過(guò)井點(diǎn)地震數(shù)據(jù)的振幅-頻率特征（AVF）確定最小干涉頻率，即尋找薄層中心接近波峰上沿或下沿對(duì)應(yīng)的頻率。

選取實(shí)際資料進(jìn)行分析，W1為工區(qū)內(nèi)一口典型井，共有3個(gè)薄儲(chǔ)集層，厚度分別為6，6和8 m，層間泥巖厚度分別為8和16 m，其中中間的薄儲(chǔ)集層為出油層。該地震資料主頻約為 40 Hz，頻寬為 10～60 Hz。測(cè)井曲線特征總體表現(xiàn)為低自然伽馬、高自然電位、高波阻抗，其中出油層自然電位和波阻抗稍小于相鄰兩套儲(chǔ)集層。目的層段砂巖地震波速度約4 000 m/s，按照1/4波長(zhǎng)計(jì)算，可識(shí)別最小砂巖厚度約25 m，遠(yuǎn)大于儲(chǔ)集層厚度。3套儲(chǔ)集層厚度薄、間距近，相互干涉嚴(yán)重，地震剖面難以區(qū)分。

小波變換可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行任意的放大平移并對(duì)其特征進(jìn)行提取，并用于多分辨率分析實(shí)現(xiàn)高低頻分離。因此，本文選擇小波變換確定最小干涉頻率及后續(xù)的切片提取。圖3為-90°相位化數(shù)據(jù)體上提取的過(guò) W1井基于小波變換的振幅-頻率特征，由圖3a可見(jiàn)，多數(shù)薄層與波形對(duì)應(yīng)關(guān)系良好，但油層位于波峰-波谷的零點(diǎn)位置，表明油層可能受到相鄰薄層的干涉影響。從40 Hz逐步增大頻率，目標(biāo)層的振幅仍接近零點(diǎn)位置，因此，在有效頻帶范圍內(nèi)提高頻率并不能減弱鄰層干涉作用，目標(biāo)層在剖面仍然難以有效分辨。從40 Hz逐步減小頻率，目標(biāo)層振幅迅速向波峰靠近，在頻率為20 Hz時(shí)，目的層接近振幅中心，表明此時(shí)鄰層對(duì)目的層的干涉作用可能較小。為了更直觀地看出油層振幅隨頻率的變化，進(jìn)一步提取圖3a油層段（水平藍(lán)色虛線）對(duì)應(yīng)的振幅曲線（見(jiàn)圖3b），峰值頻率約為26 Hz，最小干涉頻率與峰值頻率的相對(duì)關(guān)系與理論情況（見(jiàn)圖2）相似，因此，20 Hz可能為目標(biāo)層的最小干涉頻率。

圖3 過(guò)W1井基于小波變換的振幅-頻率特征

通過(guò)模擬W1井3套儲(chǔ)集層的干涉過(guò)程驗(yàn)證最小干涉頻率的正確性。首先將 3個(gè)薄儲(chǔ)集層對(duì)應(yīng)的聲波曲線分為 3段，然后在不改變地震波旅行時(shí)間的情況下分別采用20 Hz和40 Hz頻率的-90°相位雷克子波褶積得到合成地震記錄（見(jiàn)圖4）。c道和 d道為截取的中間油層段的聲波曲線及其對(duì)應(yīng)的合成記錄，由 d道可以看出，油層中心的振幅無(wú)論子波頻率為20 Hz還是40 Hz都是最大波峰（B1點(diǎn)和B2點(diǎn)），但相鄰薄層對(duì)目標(biāo)層的干涉作用隨著頻率變化。當(dāng)頻率為 20 Hz時(shí)，相鄰薄層對(duì)目標(biāo)層的干涉接近零（A1點(diǎn)和C1點(diǎn)），油層振幅（D1點(diǎn)）靠近波峰。當(dāng)頻率為為40 Hz時(shí)，相鄰薄層對(duì)目標(biāo)層干涉較大（A2點(diǎn)和C2點(diǎn)），由于干涉值都為負(fù)，抵消了目標(biāo)層的振幅值，導(dǎo)致目標(biāo)層振幅接近零點(diǎn)（D2點(diǎn)）。因此，W1井的合成記錄驗(yàn)證了20 Hz接近頂部和底部干涉層對(duì)目標(biāo)層的最小干涉頻率。

圖4 W1井采用90°雷克子波（20，40 Hz）得到的3套薄層的分段合成記錄

本文研究工區(qū)共有9口井，這里只選擇了W1井計(jì)算最小干涉頻率，由于研究實(shí)例橫向厚度變化不大，用其他井尋找最小干涉頻率的結(jié)果可以得出相同的結(jié)論。16～30 Hz的小波分頻振幅切片掃描結(jié)果同樣表明，20 Hz提取的結(jié)果其河道刻畫(huà)特征最為清晰，且與鉆井的吻合率最高。從另外一個(gè)角度說(shuō)明20 Hz是頂部層和底部層同時(shí)最接近最小干涉位置的頻率。

2 基于地層切片的疊加方法

2.1 技術(shù)原理

以一個(gè)雙層模型（見(jiàn)圖5）為例，對(duì)疊加切片的原理進(jìn)行說(shuō)明。定義切片A不同區(qū)域的振幅分別為a0、a1和a2，切片B不同區(qū)域的振幅分別為b0、b1和b2，則疊加區(qū)域的振幅a2和b2等于本層對(duì)應(yīng)的振幅和鄰層干涉的振幅之和，即：

圖5 雙層模型示意圖

以薄層B為目標(biāo)層，定義薄層B對(duì)應(yīng)的疊加切片上任意一點(diǎn)的振幅ck為：

將（1）式代入（2）式可得切片B中振幅為b1和b2的點(diǎn)在疊加切片中的振幅均為（b1-w0b0），振幅為b0的點(diǎn)在疊加切片中的振幅為零。由此可見(jiàn)，薄層B對(duì)應(yīng)的疊加區(qū)域和無(wú)干涉區(qū)域的振幅一致，相對(duì)關(guān)系與單一薄層情況下相同，表明疊加切片可以有效壓制鄰層干涉。

依次類推，可得到多個(gè)薄層情況下目標(biāo)層切片對(duì)應(yīng)的每個(gè)干涉層的干涉系數(shù)，計(jì)算公式如下：

在地層厚度保持穩(wěn)定的情況下，若每層干涉層都可以尋找到一個(gè)無(wú)干涉區(qū)域，則可以確定目標(biāo)層與每個(gè)干涉層的振幅相對(duì)關(guān)系，進(jìn)一步通過(guò)計(jì)算可以得到每個(gè)干涉層的干涉系數(shù)，然后將每個(gè)干涉層的振幅乘以干涉系數(shù)并疊加到目標(biāo)切片上形成疊加切片。疊加切片可以有效壓制鄰層干涉作用，保持目標(biāo)層的振幅相對(duì)關(guān)系不變。

2.2 方法驗(yàn)證

為了驗(yàn)證基于地層切片的疊加方法的合理性和對(duì)薄互層的識(shí)別能力，建立薄互層正演模型進(jìn)行疊加切片實(shí)驗(yàn)。

三維模型參數(shù)為：泥巖背景中發(fā)育4個(gè)薄層砂體，每個(gè)砂體平面分布如圖6a所示，提取紅色線對(duì)應(yīng)的剖面得到砂體縱向分布（見(jiàn)圖6b），砂巖和泥巖夾層厚度均為4 m，4層砂巖速度從下至上分別為3 600，3 800，4 200和4 000 m/s，背景泥巖速度為3 000 m/s。采用-90°相位40 Hz雷克子波正演得到正演剖面（見(jiàn)圖6c），4個(gè)薄砂體在地震剖面上無(wú)法完全區(qū)分。

圖6 4層三維模型與正演剖面

提取4個(gè)薄砂體對(duì)應(yīng)的地層切片如圖7a—圖7d所示，每個(gè)切片上的薄砂體分布顯示均不夠清晰完整。以第4層切片為例說(shuō)明疊加切片的計(jì)算過(guò)程，由于第4個(gè)薄砂體受到相鄰 3個(gè)薄砂體的干涉作用，首先確定另外3層切片的無(wú)干涉點(diǎn)（見(jiàn)圖7a—圖7c中藍(lán)色點(diǎn)）并提取 3個(gè)無(wú)干涉點(diǎn)對(duì)應(yīng)的每層切片的振幅值，然后根據(jù)（3）式計(jì)算每層切片的干涉系數(shù)，最后根據(jù)（4）式得到第4層砂體對(duì)應(yīng)的疊加切片。其他3層采用相同方式進(jìn)行計(jì)算。得到的4個(gè)疊加切片如圖7e—7h所示，對(duì)比常規(guī)地層切片和疊加切片可見(jiàn)，疊加切片顯示薄砂體分布更加清晰，鄰層干涉得到了很好的壓制。

圖7 常規(guī)地層切片與疊加切片

2.3 影響因素分析

影響疊加切片效果的因素很多，包括干涉層切片的選擇、無(wú)干涉點(diǎn)的選擇、地層厚度的變化、等時(shí)性的影響、地震資料的保幅性等。其中切片的相對(duì)等時(shí)性和地震資料的保幅性的影響具有普適性，本文不作討論，重點(diǎn)對(duì)疊加切片效果有特殊影響的其他 3個(gè)因素進(jìn)行分析。

干涉層切片的選擇是影響疊加切片效果的一個(gè)主要因素，理論情況下，每個(gè)干涉層切片需要全部疊加到目標(biāo)層切片才可以壓制鄰層干涉，但在實(shí)際應(yīng)用中，干涉層切片的個(gè)數(shù)不容易確定，因此，需要探討疊加部分干涉層切片是否可以改善切片效果。

以圖7d的第4層切片為例，分別疊加一張常規(guī)地層切片（見(jiàn)圖7a—圖7c），得到部分疊加切片如圖8a—圖8c所示，其中圖8a和圖8c疊加后效果不明顯，圖8b效果較好，與完全疊加切片（見(jiàn)圖8d）對(duì)比可見(jiàn)，部分疊加切片砂體形態(tài)得到了完整刻畫(huà)，但泥巖背景沒(méi)有得到很好的壓制，分析其原因?yàn)槌Ｒ?guī)切片B是影響第 4層砂體完整性的主要因素。因此，疊加切片方法并不需要疊加所有對(duì)目標(biāo)砂體造成干涉的切片，只需疊加影響砂體形態(tài)完整刻畫(huà)的關(guān)鍵切片，該方法仍然有效。

圖8 疊加不同常規(guī)切片的部分疊加與完全疊加切片

無(wú)干涉點(diǎn)的選擇是影響疊加切片效果的另一個(gè)重要因素，以第 4層切片為例，僅疊加常規(guī)切片 B，并采用不同的無(wú)干涉點(diǎn)計(jì)算得到部分疊加切片（見(jiàn)圖9a—圖9d），4張切片均采用了錯(cuò)誤的無(wú)干涉點(diǎn)，可以看出，圖9a和圖9b砂體刻畫(huà)仍比原始地層切片清晰完整，與正確的無(wú)干涉點(diǎn)計(jì)算結(jié)果（見(jiàn)圖8b）相比，泥巖背景更加明顯，圖8c和圖8d由于無(wú)干涉點(diǎn)選擇在砂體分布范圍內(nèi)，導(dǎo)致疊加沒(méi)有明顯效果。以上分析表明，當(dāng)無(wú)干涉點(diǎn)選擇在砂體分布外圍時(shí)，即使選擇錯(cuò)誤仍然能夠改善切片效果。

圖9 選擇不同的無(wú)干涉點(diǎn)得到的部分疊加切片

疊加切片方法是基于地層厚度不變的假設(shè)得出的，以下建立厚度變化的三維模型探討疊加切片在厚度變化不大的情況是否仍然有效。模型參數(shù)為（見(jiàn)圖10）：泥巖背景中發(fā)育5套薄砂體，砂體厚度為4 m，泥巖夾層厚度為1～6 m，背景泥巖速度為2 700 m/s，砂巖層非目標(biāo)區(qū)速度為2 800 m/s，砂巖速度為3 500 m/s，模型厚度變化最大22 m。采用-90°相位30 Hz雷克子波對(duì)模型進(jìn)行褶積，圖10b為地震正演剖面，5套砂體在剖面上無(wú)法識(shí)別。圖10h—圖10l為提取的常規(guī)地層切片，從圖中可以看出，砂體分布不夠清晰。圖10m—圖10q為提取的疊加切片，可以看出，盡管仍然有其他層砂體的影子，但目標(biāo)砂體分布得到完整刻畫(huà)，表明在厚度變化不大時(shí)，疊加切片仍可以壓制鄰層干涉作用，突出目標(biāo)儲(chǔ)集層分布。

圖10 研究區(qū)不等厚三維模型地層切片與疊加切片對(duì)比

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 研究區(qū)地質(zhì)概況及井震資料條件

研究區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣瑪湖地區(qū)的瑪北斜坡區(qū)（見(jiàn)圖11），目的層段為三疊系克拉瑪依組上段。據(jù)前人研究表明，瑪湖地區(qū)克拉瑪依組主要為辮狀河三角洲沉積，儲(chǔ)集體類型主要為三角洲前緣水下分流河道砂體。本次重點(diǎn)針對(duì)W1井的油層分布開(kāi)展研究，采用的實(shí)際地震資料與1.2節(jié)相同。

圖11 研究區(qū)位置圖

連井砂層對(duì)比結(jié)果（見(jiàn)圖12）顯示，研究區(qū)內(nèi)砂體分布具有縱向疊置、厚度薄、橫向變化快的特點(diǎn)，-90°相移后連井地震剖面（見(jiàn)圖13）顯示，油層接近零點(diǎn)位置，頂部層和底部層與同相軸波峰對(duì)應(yīng)良好，且連續(xù)性較好，W1井的油層范圍與相鄰井在地震剖面難以區(qū)分開(kāi)。由于儲(chǔ)集層厚度薄，致密砂巖與有利砂巖儲(chǔ)集層波阻抗界限差異小，常規(guī)方法難以有效預(yù)測(cè)單個(gè)砂體，為此，嘗試使用反演方法預(yù)測(cè)油層的平面分布。通過(guò)對(duì)波阻抗反演、波形指示反演、波形指示模擬 3種反演結(jié)果比較，波阻抗反演難以區(qū)分油層與干涉層，波形指示模擬連續(xù)性較差（篇幅所限，文中僅展示了效果較好的波形指示反演結(jié)果）。通過(guò)不同曲線參數(shù)試驗(yàn)，選擇對(duì)砂體響應(yīng)明顯的自然電位曲線作為特征曲線，且 9口井全部參與了反演，連井反演剖面（見(jiàn)圖14a）顯示，W1井油層與頂?shù)變商赘缮鎸涌梢院芎玫貐^(qū)分，反演平面屬性圖（見(jiàn)圖14b）顯示，W6點(diǎn)與鉆井不吻合，其余點(diǎn)與鉆井結(jié)果吻合較好，但平面缺乏地質(zhì)規(guī)律，與水下分流河道的地質(zhì)認(rèn)識(shí)難以對(duì)應(yīng)。

圖12 研究區(qū)連井砂層對(duì)比圖（T2k—中三疊統(tǒng)克拉瑪依組；T3b—上三疊統(tǒng)百口泉組）

圖13 研究區(qū)-90°相移連井地震剖面圖

圖14 研究區(qū)波形指示反演剖面與平面圖

3.2 最小干涉頻率切片的應(yīng)用

在1.2節(jié)已確定目的層的最小干涉頻率為20 Hz，為驗(yàn)證20 Hz分頻切片數(shù)據(jù)是否有效壓制鄰層干涉作用，反映目標(biāo)油層的分布，按照曾洪流等[16]的研究思路，選擇距目的層較近、同相軸較穩(wěn)定的克拉瑪依組上段底界和克拉瑪依組上段頂界下覆等時(shí)層作為參考層，對(duì)-90°相位化數(shù)據(jù)體進(jìn)行 20 Hz小波分頻處理后生成地層切片數(shù)據(jù)體，然后提取目的層地層切片（見(jiàn)圖15b），圖中截取了目的層段鉆遇該套地層的 9口井的自然電位曲線和自然伽馬曲線，在本實(shí)例中，高自然電位值表示砂巖，低自然電位值表示泥巖。通過(guò)與鉆井結(jié)果對(duì)比，僅 W7和 W3井與鉆井不吻合。直接在-90°相位化數(shù)據(jù)體提取目的層的常規(guī)切片（見(jiàn)圖15a），5口井與鉆井結(jié)果不吻合，吻合率僅有44%。最小干涉頻率切片中W7井未鉆遇目的層砂體，W3井鉆遇目的層砂體，兩口井均位于河道邊部，推測(cè)不符的原因可能是切片穿時(shí)，為此，提取目的層向上2 ms切片與目的層切片對(duì)比并放大目標(biāo)區(qū)域（見(jiàn)圖16），W7井與向上2 ms切片吻合，W3井變化不大，分析認(rèn)為 W3井薄層個(gè)數(shù)超過(guò) 3層，導(dǎo)致鄰層干涉壓制不徹底。

圖15 研究區(qū)常規(guī)切片與最小干涉頻率（20 Hz）切片

圖16 研究區(qū)目的層及向上2 ms最小干涉頻率切片對(duì)比

實(shí)際應(yīng)用表明，由于鄰層對(duì)目的層的干涉作用導(dǎo)致目的層的實(shí)際地震響應(yīng)被掩蓋，常規(guī)切片難以反映目的層的分布，最小干涉頻率切片具有壓制鄰層干涉的作用，但并不能完全壓制，導(dǎo)致部分鉆井結(jié)論與切片不吻合，影響其壓制效果的因素較多，包括隔層厚度變化、薄互層個(gè)數(shù)、切片等時(shí)性、最小干涉頻率的選擇等。

3.3 基于地層切片的疊加方法應(yīng)用

頂部和底部?jī)商咨绑w的干涉是造成目標(biāo)砂體在切片上難以檢測(cè)的主要因素，為此在-90°相位化數(shù)據(jù)體上分別提取頂部、中部、底部 3套砂體對(duì)應(yīng)的常規(guī)地層切片（見(jiàn)圖17a—圖17c），然后根據(jù)同一區(qū)域 3張切片的振幅相對(duì)關(guān)系來(lái)確定無(wú)干涉點(diǎn)位置，即無(wú)干涉點(diǎn)在本張切片上振幅偏大，剖面上靠近波峰，在其他切片的振幅需要根據(jù)切片間的距離來(lái)判斷，但一般振幅偏小且不會(huì)位于波峰附近。實(shí)際應(yīng)用可以通過(guò)排除法來(lái)降低搜索范圍，如本實(shí)例中 W1井對(duì)應(yīng)的振幅在圖17a和圖17c均靠近波峰位置，表明該點(diǎn)至少有兩個(gè)薄層。實(shí)際資料找到真正的無(wú)干涉點(diǎn)難度較大，但2.3節(jié)的理論模型表明，只要有“無(wú)”干涉點(diǎn)在目標(biāo)層范圍內(nèi)，疊加切片對(duì)壓制鄰層干涉仍然有效。本實(shí)例利用 3張切片生成中部層的疊加切片如圖17d所示。與最小干涉頻率切片（見(jiàn)圖15b）相比，疊加切片與鉆井的吻合程度比最小干涉頻率切片要低，與常規(guī)地層切片（見(jiàn)圖15a）相比，鉆遇目的層的兩口關(guān)鍵井 W1和 W2井與切片吻合程度較高。河道的整體展布與最小干涉頻率切片相似，但對(duì)河道的刻畫(huà)更加清晰。河道外圍與鉆井吻合程度不高的原因可能是疊加方法對(duì)鄰層干涉的壓制效果不理想。影響壓制效果的因素較多，包括干涉層和無(wú)干涉區(qū)域兩個(gè)重要參數(shù)的選擇、地層厚度不變假設(shè)、地層切片的等時(shí)性等。

圖17 研究區(qū)3套砂體對(duì)應(yīng)的地層切片與中間目的層對(duì)應(yīng)的疊加切片

4 結(jié)論

本次研究采用對(duì)地層切片處理達(dá)到壓制鄰層干涉的研究思路，提出兩種基于地震沉積學(xué)的薄互層儲(chǔ)集層分布預(yù)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了在剖面難以分辨不同薄互層儲(chǔ)集層的情況下，仍可以在平面檢測(cè)薄互層中單砂體分布的目的。①最小干涉頻率切片方法，利用小波變換的振幅-頻率特征尋找對(duì)目標(biāo)層切片干涉作用最小的頻率，進(jìn)而提取最小干涉頻率下的地層切片；②基于地層切片的疊加方法，通過(guò)計(jì)算干涉層的干涉系數(shù)，然后按系數(shù)疊加相鄰層的切片到目標(biāo)層切片形成疊加切片。

模型與實(shí)際應(yīng)用對(duì)比表明，兩種方法均可以壓制切片中的鄰層干涉作用，有效檢測(cè)薄互層中的單砂體分布。兩種方法均是基于地層厚度相對(duì)不變的假設(shè)得出的，當(dāng)厚度逐漸減薄時(shí)，推測(cè)兩種方法壓制干涉的效果會(huì)逐漸變差，導(dǎo)致預(yù)測(cè)的邊界比實(shí)際邊界偏小，但對(duì)地質(zhì)體的整體形態(tài)仍然可以預(yù)測(cè)。實(shí)際資料應(yīng)用也表明，在厚度變化不大的情況下，兩種方法都可以有效預(yù)測(cè)薄層分布。

兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，最小干涉頻率切片方法由于每個(gè)干涉層都有一個(gè)最小干涉頻率，多個(gè)薄層情況下難以兼顧每個(gè)干涉層，因此，適用于 3層以內(nèi)的薄互層儲(chǔ)集層分布預(yù)測(cè)?；诘貙忧衅寞B加方法雖然不受薄層個(gè)數(shù)限制，但是每次疊加有可能引入新的誤差，因此，薄層個(gè)數(shù)也不宜太多。在實(shí)際應(yīng)用中，兩種方法均可以嘗試，通過(guò)互相印證提高薄層預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率。

符號(hào)注釋：

a0，a1，a2——切片 A 不同區(qū)域的振幅值；aij——第i層干涉層切片的第j個(gè)干涉點(diǎn)的振幅值，當(dāng)i=j時(shí)為第i層干涉層切片的無(wú)干涉點(diǎn)振幅值；aj——干涉層切片j點(diǎn)的振幅值；ak——切片A中k點(diǎn)的振幅；b0，b1，b2——切片B不同區(qū)域的振幅值；bj——目標(biāo)層切片j點(diǎn)的振幅值；bk——切片B中k點(diǎn)的振幅；cj——疊加切片j點(diǎn)的振幅值；GR——自然伽馬，API；i——干涉層對(duì)應(yīng)的切片標(biāo)號(hào)；j——干涉層切片中的無(wú)干涉點(diǎn)標(biāo)號(hào)，對(duì)應(yīng)到相鄰切片中則是干涉點(diǎn)；n——干涉層個(gè)數(shù)；SP——自然電位，mV；w0——切片 A對(duì)切片 B的干涉系數(shù)；wi——第i層干涉層切片的干涉系數(shù)。