精細(xì)層序格架下砂體雕刻方法
——以B地區(qū)為應(yīng)用實例

羅 明,楊 飛 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室(長江大學(xué))長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院,湖北荊州434023

易雪斐 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室(長江大學(xué)),湖北荊州434023)

丁 琳 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 (長江大學(xué)),湖北荊州434023 中海石油(中國)有限公司深圳分公司,廣東深圳510240

隨著地震勘探技術(shù)的不斷發(fā)展,地震儲層預(yù)測已經(jīng)逐漸趨于精細(xì)化,尤其是巖性油氣藏勘探研究,精細(xì)等時層序地層格架已經(jīng)成為儲層預(yù)測的前提條件,它不但可以提高儲層預(yù)測的精度,而且可以減少預(yù)測結(jié)果的多解性。精細(xì)層序格架下的儲層預(yù)測方法把儲層預(yù)測作為一個系統(tǒng)工程,將地質(zhì)理論和地震方法結(jié)合起來,從整體上把握儲層發(fā)育特征,劃分儲層發(fā)育有利區(qū)域,然后針對有利區(qū)域的儲層地質(zhì)特征和地震資料特點,精細(xì)刻畫有利區(qū)域儲層的展布特征,從而最大限度地避免了地質(zhì)解釋不夠精細(xì)和地震方法多解性的問題。為此,筆者對精細(xì)層序格架下砂體雕刻方法進行了研究。

1 研究區(qū)概況

B地區(qū)位于南海被動大陸邊緣陸架坡折附近,三級層序SQ2具有經(jīng)典層序地層學(xué)I型層序特征,屬于陸架邊緣三角洲沉積,陸坡區(qū)發(fā)育規(guī)模較大的低位體系域沉積體系,其精細(xì)層序地層格架連井地震剖面如圖1所示。由圖1可以看出,層序底界面具有明顯的侵蝕不整合現(xiàn)象,初始海泛面為低位前積體的頂部包絡(luò)面,最大海泛面與上覆地層呈下超式接觸。初始海泛面之下為低位體系域前積楔狀體,具有明顯的斜交前積反射特征,頂部具有強振幅特征,多為砂巖。初始海泛面之上為海侵體系域退積地層,具有明顯上超特征,并且同相軸與最大海泛面呈視削截接觸,地層厚度隨著向南推移逐漸減薄,海侵多為泥巖可覆蓋于低位楔狀體之上作為蓋層。最大海泛面之上的地層為高位體系域部分,而陸坡地區(qū)多發(fā)育泥巖,這些泥巖可以再次作為低位砂體的蓋層。

圖1 精細(xì)層序地層格架連井地震剖面

2 目標(biāo)砂體雕刻方法

2.1 地質(zhì)體頂?shù)酌孀粉?/h3>

為了雕刻砂體的展布特征,精確的地質(zhì)體發(fā)育邊界必不可少。追蹤地質(zhì)體發(fā)育邊界便于建立較為精細(xì)的反演模型[1],這樣可以提高儲層預(yù)測的精度及可信度,以減少多解性。此外,地質(zhì)體發(fā)育邊界將作為定量計算砂體的厚度及孔隙度的約束條件。

在精細(xì)層序格架的約束下,根據(jù)低位體系域中前積楔狀體或扇體特殊的內(nèi)部特征及其外部形態(tài)將其頂、底面追蹤出來。比如低位前積楔狀體通常可以追蹤識別至單個砂體[2],筆者按10×10的網(wǎng)格密度追蹤出目標(biāo)地質(zhì)體的頂、底面作為約束條件。

2.2 巖石物理參數(shù)分析及巖性反演

圖2 不同巖性波阻抗與深度交匯圖

巖石物理參數(shù)分析主要目的在于尋找?guī)r性與參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系,進而選擇反演方法。筆者對該區(qū)7口井SQ2層段的不同巖性的波阻抗與深度進行交匯(見圖2)。由圖2可知,不同深度含氣砂巖波阻抗9.5×106～1.1×107kg/(m2s),不同深度泥巖波阻抗 (1.15～1.4)×107kg/(m2s),不同深度致密砂巖波阻抗 (1.1～1.3)×107kg/(m2s)。含氣砂巖由于其孔隙大且含流體,具有低波阻抗特點,加之砂巖骨架受壓實作用影響較小,波阻抗變化范圍不大。而泥巖骨架疏松,常因受到壓實作用而具有高波阻抗特征,當(dāng)深度達到3600m后,壓實作用對其波阻抗的影響減少。致密砂巖孔隙度很小,因而具有較高的波阻抗,加之砂巖骨架受壓實作用影響較小,波阻抗變化范圍不大。上述分析可知,當(dāng)波阻抗小于1.1×107kg/(m2s)時可以作為區(qū)分含氣砂巖的門檻值,故采取常規(guī)稀疏脈沖反演就能達到識別含氣砂體的目的,使用JASON軟件將地震振幅數(shù)據(jù)體反演成為波阻抗數(shù)據(jù)體。反演時需要注意以下3點:①在建立模型時必須考慮典型地質(zhì)體的特殊外形,將追蹤得到的地質(zhì)體頂、底面參與模型建立,通過EarthModel模塊產(chǎn)生包含小層的地層模型框架,這樣就利于計算儲層的孔隙度及砂體厚度等參數(shù)[3]。②在制作合成記錄過程中,必須利用歸一處理之后的聲波時差曲線、密度曲線和VSP資料,其中VSP資料的引入對于提高原始地震道與合成記錄的相關(guān)系數(shù)非常關(guān)鍵。③為了使殘差數(shù)據(jù)的信噪比最大,在反演中應(yīng)選擇曲線值收斂的Lambda值,這樣可拓寬反演剖面頻譜,從而提高分辨率[4]。

2.2 計算砂巖相關(guān)數(shù)據(jù)體

1)波阻抗數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)化為砂-泥巖數(shù)據(jù)體 雖然波阻抗數(shù)據(jù)體能反映不同巖性的分布特點,但不夠直觀,為改變該現(xiàn)象,可以通過門檻值將波阻抗數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)化為砂-泥巖數(shù)據(jù)體。在計算前通常將致密砂巖當(dāng)做泥巖處理,而泥巖數(shù)據(jù)可在后續(xù)步驟中被剔除。因而在制作轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表時,將波阻抗在9.5×106～1.1×107kg/(m2s)的定義為砂巖,將波阻抗在 (1.11～1.4)×107kg/(m2s)的定義泥巖,然后利用StatMod Analysis模塊按轉(zhuǎn)換表將波阻抗數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)換成砂-泥巖數(shù)據(jù)體。為便于下一步數(shù)據(jù)體之間的幾何計算,將砂巖、泥巖分別定義為數(shù)值變量1和0,從而使砂-泥巖數(shù)據(jù)體變換為新型巖性體。

2)波阻抗數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)化為砂巖孔隙度數(shù)據(jù)體 砂體物性的好壞在很大程度上取決于孔隙度的大小,因此估算孔隙度顯得非常重要。筆者利用該區(qū)7口井SQ2層段巖芯采樣得到真孔隙度資料和聲波時差測井曲線來建立孔隙度與波阻抗之間的相關(guān)關(guān)系。首先,將巖芯采樣得到真孔隙度與之對應(yīng)的聲波時差數(shù)值做交匯圖,由此得到擬合直線方程,并將SQ2層段的聲波時差曲線數(shù)據(jù)代入擬合直線方程,可以得到SQ2層段的孔隙度曲線[5]。然后,將計算得到的孔隙度數(shù)據(jù)與波阻抗數(shù)據(jù)做交匯圖 (見圖3)。從圖3可以看出,波阻抗與孔隙度具有較好的反比關(guān)系,說明計算得到的孔隙度數(shù)據(jù)比較可靠。在擬合曲線上選取8～10個樣點建立波阻抗到孔隙度的轉(zhuǎn)換表,并利用Function Mod模塊對波阻抗數(shù)據(jù)體做孔隙度轉(zhuǎn)換,得到包含所有巖性的孔隙度數(shù)據(jù)體。將新型巖性體與包含所有巖性的孔隙度數(shù)據(jù)體進行乘積運算可以達到剔除泥巖的目的,最終得到僅包含砂巖孔隙度的數(shù)據(jù)體。

圖3 波阻抗與孔隙度交匯圖

2.3 預(yù)測砂巖厚度及平均孔隙度

儲層的厚度平面展布數(shù)據(jù)和平均孔隙度數(shù)據(jù)均可通過 Jason軟件的屬性提取工具實現(xiàn)。根據(jù)下列公式可得到砂巖厚度:

式中,H為砂巖厚度,m;Δt為地震資料的采樣間隔,s;V為目的層段砂巖速度,m/s;N為砂巖采樣點個數(shù)(該參數(shù)可以在地質(zhì)體a的頂、底面的約束下對新型巖性體求和得出)。

圖4為砂體厚度平面圖。由圖4可知,該砂體呈3個朵狀展布,在砂體中部厚度達到最大,且砂體向北部上傾方向減薄至尖滅。圖5為砂體平均孔隙度平面圖。由圖5可知,在砂體中部區(qū)域具有最大孔隙度。該砂體發(fā)育于海平面下降的低水位時期,根據(jù)砂體的朵狀展布特征可判斷該砂體為水下分流河道砂,是非常好的油氣儲集砂體,且有上覆海侵體系域泥巖和高位體系域泥巖作為遮蓋,因而該砂體具備形成巖性油氣藏的條件。

圖4 砂體厚度平面圖

圖5 砂體平均孔隙度平面圖

3 結(jié) 語

精細(xì)層序格架不僅從宏觀上把握了層序發(fā)育的特點及模式,更重要的是可以分辨出各體系域的發(fā)育特點及典型地質(zhì)體的類型與特點。從精細(xì)層序約束的角度出發(fā),在宏觀上控制儲層的空間分布及其發(fā)育模式,在微觀上剖析單砂體發(fā)育規(guī)模及儲集物性。在精細(xì)層序格架的約束下進行砂體雕刻,不但可以提高砂體預(yù)測的精度,而且利于定量計算砂體厚度及相關(guān)物性參數(shù),在目前巖性油氣藏勘探技術(shù)中具有重要作用。

[1]胡明卿,劉少鋒.層序約束地震儲層預(yù)測技術(shù)在高柳地區(qū)東營組巖性地層油氣藏勘探中的應(yīng)用 [J].石油天然氣學(xué)報,2010,32(2):170-173.

[2]凌云,孫德勝,高軍,等.基于三維地震數(shù)據(jù)的準(zhǔn)層序組內(nèi)沉積體的解釋研究 [J].石油物探,2005,44(6):568-578.

[3]陳祖安,伍向陽.砂巖孔隙度和含泥量與波速關(guān)系的模型 [J].地球物理學(xué)進展,2000,15(1):78-82.

[4]楊敏芳,楊瑞召.隨機巖性反演在茂興地區(qū)薄儲層預(yù)測中的應(yīng)用 [J].石油天然氣學(xué)報,2009,31(3):222-225.

[5]郝銀全,潘懋,李忠權(quán).Jason多井約束反演技術(shù)在油氣儲層預(yù)測中的應(yīng)用[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004,31(3)297-300.