羅家地區(qū)扇三角洲微相的偽波阻抗反演地震識(shí)別

吳 滿，路慎強(qiáng)，楊風(fēng)麗，張 猛，

（1.勝利油田地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營(yíng) 257015；2.同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院，上海 200092；3.勝利油田物探研究院，山東東營(yíng) 257022）

羅家地區(qū)扇三角洲微相的偽波阻抗反演地震識(shí)別

吳 滿1，2，路慎強(qiáng)3，楊風(fēng)麗2，張 猛2，3

（1.勝利油田地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營(yíng) 257015；2.同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院，上海 200092；3.勝利油田物探研究院，山東東營(yíng) 257022）

扇三角洲；微相識(shí)別；偽波阻抗反演；羅家地區(qū)；濟(jì)陽(yáng)坳陷

0 前言

近年來(lái)，隨著油氣勘探程度的進(jìn)一步提高，地層、巖性、潛山等隱蔽油氣藏已成為進(jìn)一步勘探的重點(diǎn)。在我國(guó)東部渤海灣盆箕狀斷陷湖盆邊緣的各斜坡帶及陡坡帶上，發(fā)育了大量的沖積扇、三角洲、扇三角洲、近岸水下扇、滑塌濁積扇等砂礫巖扇體，它們臨近生油洼陷，形成了一系列巖性、地層及復(fù)合型隱蔽圈閉，蘊(yùn)含著巨大的資源潛力。然而由于該類儲(chǔ)層常具有埋藏深、非均質(zhì)性強(qiáng)、側(cè)向變化快的特點(diǎn)，常規(guī)的地震資料及勘探技術(shù)還遠(yuǎn)不能達(dá)到儲(chǔ)層精細(xì)勘探的要求。

針對(duì)這一問(wèn)題，作者在本文以發(fā)育于濟(jì)陽(yáng)坳陷羅家地區(qū)古近系沙河街組四段的扇三角洲為例，以高密度三維地震資料，十二口井的鉆井、測(cè)井及巖性數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)研究資料，以測(cè)井曲線重構(gòu)偽波阻抗反演作為主要技術(shù)方法，以沉積相及儲(chǔ)層的精細(xì)識(shí)別作為目標(biāo)進(jìn)行探索。其結(jié)果突破了常規(guī)波阻抗反演預(yù)測(cè)精度不足的局限，使沉積相的地震預(yù)測(cè)達(dá)到了直接識(shí)別微相的精度，為羅家地區(qū)隱蔽油氣藏的地震勘探，提供了直接的證據(jù)和有力的指導(dǎo)。

1 沉積與儲(chǔ)層特征

羅家地區(qū)位于濟(jì)陽(yáng)坳陷沾化凹陷陳家莊凸起北坡鼻狀構(gòu)造帶東翼（見(jiàn)下頁(yè)圖1），其基底為北北東傾向的緩坡帶。前人研究表明［1、2］，羅家地區(qū)古近紀(jì)沙河街組四段依次發(fā)育了七期扇三角洲沉積包括扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲三個(gè)亞相。各期扇三角洲隨著沉積物的推進(jìn)逐漸進(jìn)入湖盆，其中前扇三角洲亞相與濱淺湖～半深湖相相過(guò)度，在剖面上與湖相泥巖互層產(chǎn)出。

儲(chǔ)層主要發(fā)育于扇三角洲前緣，并受到沉積微相的控制。儲(chǔ)層巖性主要為砂礫巖（包括礫巖、砂巖、少量灰質(zhì)、白云質(zhì)砂巖礫巖等）等中粗碎屑巖厚度為二米到數(shù)十米不等，對(duì)應(yīng)于扇三角洲前緣亞相的水下分流河道微相；與砂礫巖互層，厚度為2m左右，最大不超過(guò)10m的泥巖常作為隔層，對(duì)應(yīng)于水下分流河道間微相［4、5］。

2 測(cè)井曲線重構(gòu)偽波阻抗反演

2.1 基本原理

測(cè)井曲線重構(gòu)擬聲波反演，是將與地震反射無(wú)直接關(guān)系但卻能反映地層巖性的特征曲線，加入到與地震反射有直接關(guān)系的曲線中（一般為速度類曲線），使儲(chǔ)集層的地震波傳播速度與圍巖的地震波傳播速度分開(kāi)，通過(guò)測(cè)井約束反演、內(nèi)插、外推，直接反映地層巖性變化，從而達(dá)到預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的目的［6］。其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程通常包括曲線標(biāo)準(zhǔn)化處理，歸一化預(yù)處理及擬聲波曲線制作，地震子波提取，擬聲波地震波阻抗反演幾個(gè)方面［7］。

2.2 實(shí)現(xiàn)過(guò)程

測(cè)井曲線重構(gòu)偽波阻抗反演在實(shí)現(xiàn)中主要按以下步驟展開(kāi)。

2.2.1 儲(chǔ)層敏感測(cè)井參數(shù)選取

在每口井中按照巖性的不同，逐段統(tǒng)計(jì)每種測(cè)井參數(shù)的數(shù)值，用測(cè)井～巖性交匯法或測(cè)井參數(shù)交匯法尋找能敏感區(qū)分不同巖性的測(cè)井曲線。經(jīng)比較，單一測(cè)井參數(shù)無(wú)法對(duì)研究區(qū)砂礫巖和泥巖加以區(qū)分。在聲波（AC）～自然伽瑪（GR）交匯圖中，除極個(gè)別點(diǎn)外，代表二種巖性的樣本點(diǎn)分別聚集，區(qū)分效果最明顯（見(jiàn)下頁(yè)圖2）。將聲波（AC）和自然伽瑪（GR）定位最終選取的敏感測(cè)井參數(shù)。

2.2.2 測(cè)井曲線重構(gòu)

在選定敏感測(cè)井參數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)法將敏感測(cè)井參數(shù)與能反映常規(guī)波阻抗信息的聲波、密度參數(shù)建立聯(lián)系，針對(duì)研究目標(biāo)探索出適用于該地區(qū)的曲線重構(gòu)算法，將敏感參數(shù)所攜帶的高頻信息加入最終的反演結(jié)果中。

圖1 羅家高密度三維地震工區(qū)、扇三角洲分布范圍，剖面地震測(cè)線及羅家地區(qū)沙河街組地層示意圖［3］Fig.1 3Dhigh－density seismic survey，fan－delta distribution area，selected profile seismic line and strata schematic diagram in the formation of Es4in Luojia area

圖2 luo37井沙四段AC－GR測(cè)井曲線交匯圖Fig.2 AC－GR logs cyossplot of Es4in well luo37

經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，GR與DEN曲線具有較明確的相關(guān)關(guān)系，表現(xiàn)在：①總體變化趨勢(shì)相反；②對(duì)砂礫巖和泥巖段的反映呈嚴(yán)格的此消彼長(zhǎng)規(guī)律。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，GR較DEN對(duì)砂礫巖和泥巖的區(qū)分具有兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)在：①GR曲線上兩種巖性的差值幅度較DEN更大；②GR曲線每個(gè)對(duì)應(yīng)巖性段的曲線的形態(tài)總體起伏較小、鋸齒幅度小（見(jiàn)圖3）。

圖3 沙河街組四段luo37井AC、GR、DEN曲線形態(tài)Fig.3 Logging curves of AC、GR and DEN in Es4，well luo37

為了在保留常規(guī)波阻抗數(shù)據(jù)AC＊DEN原有變化趨勢(shì)的同時(shí)，最大限度地?cái)U(kuò)大不同巖性段的數(shù)值差別，獲得更加精確、易認(rèn)的反演效果，可將GR直接替代DEN作為重構(gòu)的“擬密度曲線”，記為GR－den，再將GR－den與AC結(jié)合進(jìn)行反演。2.2.3 偽波阻抗反演

將AC曲線和用上述重構(gòu)算法得到的GR－den曲線進(jìn)行簡(jiǎn)單預(yù)處理后，使用STRATA反演軟件，作為工作平臺(tái)進(jìn)行基于模型的反演，得到的偽聲波反演數(shù)據(jù)體記為AC＊GR。由于輸出的反演數(shù)據(jù)體AC＊GR不具有波阻抗的物理意義，僅通過(guò)GR與DEN相關(guān)保留并放大了地層中原有的儲(chǔ)層與圍巖間波阻抗的相對(duì)數(shù)值差別，因此上述過(guò)程稱為“偽波阻抗反演”。

2.3 反演效果

偽波阻抗反演比常規(guī)波阻抗反演能夠更加清晰地在剖面上展示不同期次扇三角洲發(fā)育的成層性特征，通過(guò)在扇體末端高值的紫色與低值紅色黃色間的交錯(cuò)變化，真實(shí)反映了前扇三角洲進(jìn)入濱淺湖相與高值泥巖互層沉積的巖性特征（如圖4所示）。在平面上，偽波阻抗反演體更加清晰地刻畫(huà)了扇體邊緣輪廓及內(nèi)部形態(tài)，并在工區(qū)東北部明確地展示了濱淺湖相的存在（見(jiàn)下頁(yè)圖5）。

圖4 過(guò)BB’剖面常規(guī)波阻抗與偽波阻抗反演效果對(duì)比Fig.4 Vertical effect comparison of pseudo－wave impedance inversion with conventional wave impedance inversion in profile BB'

3 建立巖性～測(cè)井～地震定量關(guān)系及沉積微相的識(shí)別預(yù)測(cè)

在單井中，將已知的巖性、測(cè)井、偽波阻抗反演信息根據(jù)不同巖相段逐一對(duì)應(yīng)，并分別統(tǒng)計(jì)其定量參數(shù)，得到羅家地區(qū)沙河街組四段各井扇三角洲亞相、微相的巖性～測(cè)井～地震定量關(guān)系模式（見(jiàn)下頁(yè)圖6）。

在該定量模式中，水下分流河道微相中的砂礫巖在測(cè)井參數(shù)上的統(tǒng)計(jì)值為：聲波（AC）180～220自然伽瑪（GR）2.5～7；自然電位（SP）90～115；電阻率（R4）30～100；其偽波阻抗值較低，為4 660～25 000（綠色）。水下分流河道間微相中泥巖的各測(cè)井參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果為：聲波（AC）200～320；自然伽瑪（GR）5～11；自然電位（SP）85～110；電阻率（R4）20～80；其偽波阻抗值較高，為25 000～35 000（黃色～橙黃色）（見(jiàn)下頁(yè)圖7）。

圖7 各期扇三角洲亞相、微相的偽波阻抗反演地震識(shí)別Fig.7 Sub－facies and micro－facies seismic identification by pseudo－wave impedance seismic inversion in every set of fan－delta

通過(guò)定量模式的標(biāo)定，在偽波阻抗反演數(shù)據(jù)體中，可識(shí)別出各個(gè)扇體平面的亞相、微相展布形態(tài)。總體上，各期扇體的亞相、微相按沉積的先后順序，自南向北北西、北北東向依次展布并逐漸進(jìn)入湖盆。水下分流河道也隨著各期扇三角洲沉積體的演化，先以北西向發(fā)育為主，后轉(zhuǎn)向北東方向，并在發(fā)育過(guò)程中經(jīng)歷了發(fā)展、退縮、分叉和合并的改變，形成了復(fù)雜的儲(chǔ)層分布。

4 結(jié)論

（1）利用高密度三維地震資料，通過(guò)敏感參數(shù)分析，測(cè)井曲線重構(gòu)偽聲波反演，對(duì)羅家地區(qū)沙河街組四段進(jìn)行沉積微相預(yù)測(cè)，達(dá)到了在地震上直接識(shí)別沉積微相的精度。

（2）羅家地區(qū)沙河街組四段水下分流河道微相和水下分流河道間微相的測(cè)井參數(shù)響應(yīng)值分別為聲波（AC）180～220、200～320；自然伽瑪（GR）2.5～7、5～11；自然電位（SP）90～115、85～110；電阻率（R4）30～100、20～80；偽波阻抗反演值為泥巖25 000～35 000；砂礫巖4 660～25 000。

（3）用GR曲線直接替代DEN的曲線重構(gòu)算法適用于羅家地區(qū)以碎屑巖為主，砂礫巖、泥巖簡(jiǎn)單互層的地質(zhì)背景中，不具有普遍適用性。在對(duì)其它地區(qū)進(jìn)行研究時(shí)，應(yīng)有針對(duì)性地提取敏感參數(shù)并探索個(gè)性化的重構(gòu)算法。

（4）進(jìn)一步，可嘗試依據(jù)水下分流河道微相的分布確定井位。

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1001—1749（2012）03—0320—06

TE 122.2＋3

A

10.3969/j.issn.1001－1749.2012.03.14

吳滿（1985－），女，碩士，從事油氣藏工程、油氣藏勘探、油藏描述研究。

中石化先導(dǎo)科研項(xiàng)目（P09072）

2011－07－31改回日期：2012－03－20