砂礫巖儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)方法研究

摘 要：【目的】砂礫巖儲(chǔ)層具有埋藏深度大、發(fā)育不穩(wěn)定、多期疊置、儲(chǔ)量豐度低的地質(zhì)特點(diǎn)，儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)描述難度大是制約該類(lèi)儲(chǔ)層有效動(dòng)用的難題。為解決這一難題，需要對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)方法進(jìn)行研究?！痉椒ā渴紫?，分析地震資料，創(chuàng)新形成井控提高地震資料分辨率技術(shù)，基于系統(tǒng)辨識(shí)理論，以測(cè)井高頻信息為引導(dǎo)，構(gòu)建地層對(duì)地震波的吸收響應(yīng)模型，合理保真提高地震資料品質(zhì)；其次，形成砂礫巖儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)方法系列，在提頻地震體的基礎(chǔ)上，以測(cè)井巖相控制儲(chǔ)層縱向結(jié)構(gòu)特征，沉積相約束儲(chǔ)層平面展布范圍，結(jié)合古地貌恢復(fù)結(jié)果及地震相分析，采取井震雙控敏感屬性預(yù)測(cè)技術(shù)確定砂體展布規(guī)律，實(shí)現(xiàn)砂礫巖儲(chǔ)層精準(zhǔn)預(yù)測(cè)?！窘Y(jié)果】將該技術(shù)在BN油田Y282井區(qū)未動(dòng)用儲(chǔ)量區(qū)開(kāi)展應(yīng)用，大幅提高了地震資料分辨率，精細(xì)刻畫(huà)了Y282砂礫巖儲(chǔ)層發(fā)育邊界?！窘Y(jié)論】研究成果解決了長(zhǎng)期困擾該區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層認(rèn)識(shí)不清的問(wèn)題，為區(qū)塊效益建產(chǎn)提供了技術(shù)支撐，同時(shí)可為其他工區(qū)同類(lèi)型儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：砂礫巖儲(chǔ)層；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；古地貌恢復(fù)；地震相；地震屬性

中圖分類(lèi)號(hào)：TE122" " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1003-5168（2025）03-0045-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.03.009

Study on Seismic Prediction Method of Sandstone Reservoir

—Taking the Y282 Well Area of BN Oil Field as an Example

SUI Mingyang

（Research Institute of Geophysical Exploration， Shengli Oilfield Company， SINOPEC， Dongying 257022， China）

Abstract： [Purposes] The sandstone reservoir has the geological characteristics of deep burial， unstable multi-period superposition， and low reserves density， and the difficulty of seismic prediction and description of the reservoir is a problem that restricts the effective use of this type of reservoir. In order to solve this problem， it is necessary to study the seismic prediction method of the sandstone reservoir. [Methods]Firstly， the seismic data are analyzed， and the innovative technology of well control to improve the resolution of seismic data is formed based on the seismic data. Based on the system identification theory， the absorption response model of the geological strata to seismic waves is constructed using the high-frequency information of the logging， and the seismic data quality is improved by preserving the amplitude. Secondly， a series of seismic prediction methods for glutenite reservoirs are formed. On the basis of frequency-increasing seismic bodies， the vertical structural characteristics of reservoirs are controlled by logging lithofacies， and the plane distribution range of reservoirs is constrained by sedimentary facies. Combined with the results of paleogeomorphology restoration and seismic facies analysis， the well-seismic dual-control sensitive attribute prediction technology is adopted to determine the sand body distribution law and realize the accurate prediction of glutenite reservoirs. [Findings] The technology was applied in the untapped reserves area of Y282 wellfield in BN oilfield， which greatly improved the resolution of seismic data and delicately depicted the development boundary of the Y282 sandstone reservoir. [Conclusions] The research results have solved the problem of poor understanding of sandstone reservoirs in the area for a long time， providing technical support for the development of the block and benefiting other similar reservoirs in other work areas.

Keywords： sandstone reservoir; reservoir prediction; paleo-geomorphology restoration; seismic facies; seismic attributes

0 引言

陸相斷陷盆地陡坡帶因具有坡度陡、物源近、古地形起伏大和構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈的特點(diǎn)而發(fā)育多種成因的砂礫巖扇體［1］。截至目前，東部某油田砂礫巖油藏儲(chǔ)量占探明未開(kāi)發(fā)儲(chǔ)量的64%，是未動(dòng)用儲(chǔ)量開(kāi)發(fā)的主要類(lèi)型。

針對(duì)這一難題，前人開(kāi)展了大量研究，并在實(shí)踐探索中形成了多種針對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)技術(shù)。如基于致密砂礫巖儲(chǔ)層成因的分析方法［2］，基于儲(chǔ)層微觀特征的研究和預(yù)測(cè)方法［3］，基于統(tǒng)計(jì)學(xué)、測(cè)井、地震響應(yīng)特征的預(yù)測(cè)方法［4］等。各類(lèi)預(yù)測(cè)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，如基于儲(chǔ)層微觀特征的研究方法，缺點(diǎn)是該類(lèi)分析方法往往基于儲(chǔ)層巖心進(jìn)行試驗(yàn)，難以推廣到預(yù)測(cè)整個(gè)油藏有利儲(chǔ)層的平面和剖面分布；基于測(cè)井、地震響應(yīng)特征的分析方法，對(duì)原始資料品質(zhì)要求較高，需要進(jìn)一步研究相關(guān)技術(shù)作為輔助研究手段［5］。

本研究針對(duì)制約砂礫巖儲(chǔ)層高效運(yùn)用的問(wèn)題，在前人研究的基礎(chǔ)上開(kāi)展了地震預(yù)測(cè)技術(shù)攻關(guān)。針對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層具有埋深大、地震信號(hào)弱、反射機(jī)理認(rèn)識(shí)不清、儲(chǔ)層響應(yīng)特征不明顯的問(wèn)題，研發(fā)了井控提高地震資料分辨率的方法，創(chuàng)新形成井控提高地震資料分辨率技術(shù)，合理保真提高地震資料分辨率。在提頻地震體的基礎(chǔ)上，形成砂礫巖儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)砂礫巖儲(chǔ)層精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，明確有利儲(chǔ)層的展布范圍。通過(guò)攻關(guān)研究，形成的一套適用于砂礫巖儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)的技術(shù)序列，在BN油田Y282井區(qū)未動(dòng)用儲(chǔ)量區(qū)開(kāi)展應(yīng)用。依據(jù)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)成果，部署兩期方案，部署新井17口，生產(chǎn)效果良好。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

Y282井區(qū)位于BN油田北部，構(gòu)造上位于BN洼陷北部陡坡帶埕南斷層下降盤(pán)，主要含油層系為沙四上亞段。BN洼陷北帶沉積著厚層陡坡砂礫巖，研究區(qū)物源主要來(lái)自北部的埕子口凸起，是典型的砂礫巖油藏［6］。

Y282塊主要含油層系砂礫巖斷裂體系復(fù)雜，沉積相帶變化快，儲(chǔ)層發(fā)育不穩(wěn)定，且多期疊置，地質(zhì)分層方案及解釋方案多解性較強(qiáng)，儲(chǔ)層展布規(guī)律認(rèn)識(shí)不清，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難度大，儲(chǔ)量的落實(shí)存在不確定性，制約著本區(qū)開(kāi)發(fā)進(jìn)程。本研究利用地震、地質(zhì)及鉆井等資料，充分運(yùn)用物探新技術(shù)，開(kāi)展針對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層的描述方法分析，確定扇體期次劃分及溝扇對(duì)應(yīng)關(guān)系，明確儲(chǔ)層展布規(guī)律，以指導(dǎo)研究區(qū)期次劃分及地質(zhì)評(píng)價(jià)工作，為地質(zhì)工程一體化研究提供支撐，為礦藏有效開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

2 地震資料解釋性處理方法

2.1 地震資料分析

此次Y282井區(qū)儲(chǔ)層描述研究所用地震資料為目的層沙四上亞段，頻寬范圍為4～45 Hz，主頻大約為20 Hz，地層平均速度為3 900 m/s。理論上，地震可分辨出的最小地層厚度是48 m。研究區(qū)主要目的層為砂礫巖儲(chǔ)層，從多條地震剖面對(duì)比來(lái)看，地震反射雜亂無(wú)章，地震軸零散，規(guī)律性差；扇根到扇中原始地震沒(méi)有明顯差異。使用該套地震資料描述該區(qū)塊砂礫巖體（-4 500～3 500 m）難度較大。同時(shí)，砂礫巖儲(chǔ)層巖性復(fù)雜，受母巖環(huán)境影響，使用聲波和自然伽馬曲線無(wú)法區(qū)分儲(chǔ)層和非儲(chǔ)層，這給儲(chǔ)層描述工作造成了較大的影響。

2.2 井控提高地震資料分辨率方法

為滿足砂礫巖體儲(chǔ)層描述工作需求，本研究對(duì)地震資料進(jìn)行解釋性處理，創(chuàng)新形成井控提高地震資料分辨率方法。該方法將自動(dòng)控制領(lǐng)域的系統(tǒng)辨識(shí)理論創(chuàng)新應(yīng)用于地球物理領(lǐng)域，通過(guò)測(cè)井、井間地震、地面地震等多尺度資料的聯(lián)合應(yīng)用，估算地層對(duì)地震信號(hào)的吸收衰減特性，所得到的地層吸收系統(tǒng)響應(yīng)具有確定性和魯棒性，對(duì)三維地震成像資料進(jìn)行吸收衰減補(bǔ)償，可提高三維地震資料主頻10～15 Hz，拓寬三維地震資料有效頻帶10～20 Hz，以提高三維地震資料的分辨率。

通過(guò)井控提高分辨率技術(shù)可以有效解決研究區(qū)地震分辨率不足的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了測(cè)井高頻信息與地震信息的一級(jí)融合，為研究區(qū)砂礫巖體各期次縱向疊置關(guān)系及橫向連通性精細(xì)描述奠定了資料基礎(chǔ)。研究區(qū)原始地震成果數(shù)據(jù)與井控拓頻體效果的對(duì)比如圖1所示。在進(jìn)行拓頻處理后，儲(chǔ)層的連續(xù)性有所加強(qiáng)，降低了由相變引起的多解性，處理后目的層內(nèi)弱反射得到加強(qiáng)，地震資料目的層段主頻由10 Hz提高到15 Hz，頻寬由20 Hz提高到36 Hz，儲(chǔ)層縱向預(yù)測(cè)分辨率得到了明顯提高，有效提高了地震資料儲(chǔ)層描述能力。

3 創(chuàng)新形成砂礫巖儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)方法

3.1 區(qū)域構(gòu)造演化規(guī)律研究

基于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)背景，遵循地殼變形規(guī)律和物質(zhì)守恒定律，從地質(zhì)力學(xué)出發(fā)，以動(dòng)力成因機(jī)制為指導(dǎo)，以精細(xì)地層格架為約束，采用構(gòu)造解析、地質(zhì)剖面相結(jié)合的方法，層層解剖，還原構(gòu)造演化過(guò)程。早期BN地區(qū)整體呈北高南低的構(gòu)造格局，南部Y176塊水體較深，位于洼陷中心（圖2a）。沙四早期，斷凹轉(zhuǎn)換，構(gòu)造發(fā)生反轉(zhuǎn)，南部地層抬升，北部地層開(kāi)始斷陷沉降（圖2b）。沙四晚期，為強(qiáng)烈斷陷期，南部地層持續(xù)抬升，水體變淺，北部開(kāi)始強(qiáng)烈斷陷，水體快速加深（圖2c）。

基于構(gòu)造演化背景明確研究區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層的沉積特征，發(fā)現(xiàn)斜坡與洼陷之間的構(gòu)造坡折部位發(fā)育有多期次的近岸水下扇，由同生斷層活動(dòng)所形成的構(gòu)造坡折，為扇體沉積提供了必要的可容空間，而斜坡部位眾多的古地貌溝谷又提供了必要的物源，兩者的有機(jī)配合，促成了扇體的發(fā)育。古沖溝前方，沉積物沉積距離較遠(yuǎn)，在古沖溝之間沉積距離較近或不沉積，具有明顯的溝扇對(duì)應(yīng)的特點(diǎn)，每個(gè)環(huán)帶發(fā)育多個(gè)厚度中心。

陡坡帶砂礫巖扇體的時(shí)空展布受到湖盆邊界條件（邊界斷層）、構(gòu)造演化、物源區(qū)的性質(zhì)及入口、古氣候及古地貌等多種因素的綜合影響，為明確研究區(qū)砂礫巖體展布規(guī)律，需要進(jìn)一步對(duì)控制砂礫巖沉積的物源、古基底及物源通道進(jìn)行研究。

3.2 砂礫巖體古地貌恢復(fù)方法

古地貌是控制盆地沉積相發(fā)育與分布的主要因素之一，一定程度上控制著沉積體系類(lèi)型及展布、層序的形成及發(fā)育、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層及油藏的分布。精細(xì)刻畫(huà)現(xiàn)今的古地貌特征能反映當(dāng)時(shí)砂礫巖沉積時(shí)的古地貌特征，因此恢復(fù)沉積前古地貌及精細(xì)古地貌研究對(duì)于砂礫巖儲(chǔ)層研究具有重要的指導(dǎo)意義。

針對(duì)研究區(qū)斷陷盆地陡坡帶區(qū)域地層，本研究提出一種新的古地貌恢復(fù)方法，基于測(cè)井曲線中聲波時(shí)差數(shù)據(jù)與古地貌埋深的負(fù)相關(guān)性（古地貌的埋深越深，AC值越小，速度越高）對(duì)古地貌厚度值進(jìn)行校正。上述的古地貌恢復(fù)理論基礎(chǔ)為砂礫巖是斷陷盆地陡坡帶主要的砂體類(lèi)型，砂體沿基巖面下滑，形成滾動(dòng)背斜形態(tài)，在某一特定的地質(zhì)時(shí)期內(nèi)砂體橫向分布的不均勻性，導(dǎo)致上下伏地層之間存在較強(qiáng)的壓實(shí)作用，并且隨著埋深的增加，地層的壓實(shí)作用隨之加強(qiáng)。因此，本研究選擇對(duì)泥巖密度敏感的聲波時(shí)差數(shù)據(jù)，利用AC參數(shù)擬合校正的方法對(duì)古地貌進(jìn)行恢復(fù)，獲得更加真實(shí)的古地貌數(shù)據(jù)，以更加準(zhǔn)確地還原原始沉積古地貌。Y282塊沙四下-沙四上-沙三下古地貌恢復(fù)立體和平面顯示圖如圖3所示。

由圖3可知，在沙四早期，構(gòu)造整體北高南低，湖盆水深、范圍大，發(fā)育廣泛的扇三角洲沉積，物源來(lái)自北東向CD凸起。在沙四晚期，南部地層抬升，CN大斷裂持續(xù)活動(dòng)，沉降中心向北移動(dòng)，水體加深，凸起附近發(fā)育近岸水下扇，南部淺水發(fā)育膏鹽。在沙三時(shí)期，湖盆進(jìn)一步斷陷沉降，凸起附近發(fā)育少量的滑塌濁積扇。受CN斷層持續(xù)斷陷影響，在Y107井附近形成局部高地。在其兩側(cè)的Y109和Y282井區(qū)，各發(fā)育一條小型沖溝。其中Y282 井區(qū)沖溝較深、較陡；Y109井區(qū)沖溝相對(duì)較淺、較寬緩，這兩條小沖溝控制了研究區(qū)砂礫巖的沉積展布。在Y109-3井-Y283井一線呈現(xiàn)一微幅構(gòu)造，古基底整體呈現(xiàn)“一隆兩洼”格局。

3.3 砂礫巖體地震相分析方法

以Y109塊砂礫巖已鉆遇井為研究對(duì)象，以沉積規(guī)律為指導(dǎo)，研究Y109塊砂礫巖地震響應(yīng)表現(xiàn)。整合全部井生產(chǎn)情況大數(shù)據(jù)，利用實(shí)鉆資料分類(lèi)研究砂礫巖扇體地震反射特征規(guī)律。明確扇根位置儲(chǔ)層厚度大，且基本沒(méi)有泥巖，地震上呈寬幅弱反射，無(wú)明顯反射軸或反射軸傾角較大；扇中位置儲(chǔ)層較厚，地震反射軸呈亞平行相位，有泥巖段出現(xiàn)強(qiáng)反射，連續(xù)性差；扇端位置儲(chǔ)層更薄，泥巖發(fā)育，地震上局部呈強(qiáng)反射，反射軸連續(xù)性差；外延純泥巖，地震上泥巖強(qiáng)軸反射清晰，連續(xù)性好，與扇體呈明顯角度不整合，可識(shí)別包絡(luò)面（圖4）。根據(jù)地震相分析，結(jié)合地震資料確定砂礫巖體展布范圍，明確扇根、扇中、扇端的位置。

為了進(jìn)一步確定研究區(qū)砂礫巖體扇體的展布范圍，在地震相分析基礎(chǔ)上，基于地震資料對(duì)控制砂礫巖發(fā)育規(guī)模的“溝、谷”進(jìn)行刻畫(huà)。其方法是在垂直于物源方向，橫切多條地震剖面，通過(guò)追本溯源，對(duì)控制砂礫巖儲(chǔ)層展布規(guī)模的沖溝進(jìn)行刻畫(huà)。從結(jié)果來(lái)看，溝槽具有繼承性發(fā)育特征，從源區(qū)到扇體，隨著沉積物的退積，溝槽擺動(dòng)幅度較小，并在垂向上逐漸變淺，側(cè)向上逐漸變寬變緩（圖5）?！皽喜邸毖莼卣鞣治鲵?yàn)證了“一隆兩洼”的砂礫巖扇體展布格局，確定了砂礫巖體橫向展布范圍。

3.4 井震雙控敏感屬性預(yù)測(cè)方法

在分析儲(chǔ)層特征的基礎(chǔ)上，以井點(diǎn)數(shù)據(jù)控制砂體范圍，結(jié)合地震屬性確定砂體展布情況；根據(jù)井點(diǎn)單砂體數(shù)據(jù)與各類(lèi)地震屬性相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，優(yōu)選高吻合度屬性精細(xì)預(yù)測(cè)本區(qū)有利儲(chǔ)層展布范圍。

地震屬性優(yōu)選不僅是模式識(shí)別的關(guān)鍵之一，并且對(duì)提高函數(shù)逼近法地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度具有重要意義。在地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中，通常提取多個(gè)屬性，采用模式識(shí)別或函數(shù)逼近法進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。但是在不同地區(qū)、不同層位，對(duì)所預(yù)測(cè)對(duì)象敏感的地震屬性是不完全相同的；即使在同一地區(qū)、同一層位，對(duì)所預(yù)測(cè)對(duì)象敏感的地震屬性也是有差異的。因此有必要研究?jī)?chǔ)層預(yù)測(cè)中地震屬性優(yōu)選的方法。

由于此次研究工區(qū)處于勘探開(kāi)發(fā)早期，工區(qū)內(nèi)現(xiàn)有資料積累及研究成果并不充分，本次研究采用了自動(dòng)優(yōu)化擬合算法進(jìn)行篩選比較，找出帶有最多儲(chǔ)層信息的屬性，總計(jì)提取屬性體20種。在構(gòu)造解釋層位的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究目的層段的大小，進(jìn)行變時(shí)窗提取目的層段地震屬性，并通過(guò)相關(guān)性計(jì)算優(yōu)選合適的屬性進(jìn)行物性預(yù)測(cè)。

研究區(qū)在精細(xì)地震解釋的基礎(chǔ)上，將各類(lèi)地震屬性和井點(diǎn)單砂體數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)統(tǒng)計(jì)，以砂礫巖沉積的第二期次為例，通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，幅頻比屬性和砂體厚度的相關(guān)性最好，同時(shí)結(jié)合沉積情況，認(rèn)為幅頻比屬性能夠較好表征砂礫巖儲(chǔ)層。通過(guò)提取幅頻比屬性可以看到，Y109塊物源來(lái)自北部，各期次以扇中為主，砂礫巖體儲(chǔ)層厚度大，順物源方向由北向南巖性由粗到細(xì)，北厚南薄，厚度中心位于Y109-X4附近，向南厚度減??；Y282塊物源來(lái)自北東方向，順物源方向由北東向南西方向巖性由粗到細(xì)，東北厚西南薄，厚度中心位于Y284井附近，向西南厚度減薄?；诰?dāng)?shù)據(jù)約束的敏感屬性預(yù)測(cè)及儲(chǔ)存厚度如圖6所示。

4 結(jié)論

①本研究針對(duì)地震資料基礎(chǔ)差，不能滿足砂礫巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的問(wèn)題，創(chuàng)新形成井控提高地震資料分辨率技術(shù)，基于系統(tǒng)辨識(shí)理論，以測(cè)井高頻信息為引導(dǎo)，利用最優(yōu)化方法，構(gòu)建地層對(duì)地震波的吸收響應(yīng)模型，合理保真提高地震資料的分辨率。

②本研究創(chuàng)新形成砂礫巖儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)方法，在提頻地震體的基礎(chǔ)上，綜合測(cè)井、地質(zhì)、地震研究成果，以精細(xì)構(gòu)造格架為控制，明確測(cè)井巖相控制儲(chǔ)層縱向結(jié)構(gòu)特征，以及沉積相約束儲(chǔ)層平面展布范圍，并結(jié)合古地貌恢復(fù)結(jié)果及地震相分析，采用井震雙控敏感屬性預(yù)測(cè)技術(shù)確定砂體展布規(guī)律，以實(shí)現(xiàn)砂礫巖儲(chǔ)層的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

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