福山凹陷白蓮地區流沙港組AVO異常響應特征分析

2012-11-10 02:15:12陳思路潘仁芳油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室長江大學湖北荊州434023

長江大學學報(自科版) 2012年10期

陳思路，潘仁芳，周洋,彭鵬，曹陽(油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)，湖北荊州 434023)

馮金燕 (長江大學計算機科學學院，湖北荊州 434023)

陳玲 (長江大學地球科學學院，湖北荊州 434023)

福山凹陷白蓮地區流沙港組AVO異常響應特征分析

陳思路，潘仁芳，周洋,彭鵬，曹陽(油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)，湖北荊州 434023)

馮金燕 (長江大學計算機科學學院，湖北荊州 434023)

陳玲 (長江大學地球科學學院，湖北荊州 434023)

AVO正、反演方法結合可以進行AVO異常響應特征分析，進而預測油氣平面分布。將AVO技術應用于福山凹陷白蓮地區流沙港組儲層，在綜合分析流沙港組地質、測井和地震資料特點的基礎上，基于Zoeppritz方程和Shuey簡化式分別對福山凹陷白蓮地區某井進行正演和反演。基于Zoeppritz方程的正演結果表明，該區油氣層零炮檢距地震反射系數為負，振幅隨炮檢距的增大而增大；基于Shuey簡化式的反演結果表明，油氣層處AVO屬性截距P、斜率G和泊松比(P+G)均呈負異常；正反演結論一致。

福山凹陷；流沙港組；AVO正演；AVO反演；AVO異常響應

福山凹陷位于海南島北部地區，涵蓋海口、瓊山、澄邁、臨高等市縣，屬北部灣盆地南部斜坡帶東緣的新生代斷陷凹陷。福山凹陷地質條件復雜，地震反射受火成巖屏蔽和干擾影響嚴重，勘探難度較大[1]。

常規的疊后地震資料損失了隱含在每一個CDP點或CMP點中的原始振幅、頻率和相位等豐富信息，而未經水平疊加處理的疊前地震道集保留了這些信息，理論和實踐證明，從振幅異常中可以識別出“烴類異常”[2]。通過分析振幅隨炮檢距的變化特點，即AVO(Amplitude Versus Offset)[3]分析，可以將這種與巖性及含油氣有關的“振幅異常”提取出來，進行油氣分布預測。所以，將AVO技術應用于福山凹陷，對認清福山凹陷地層巖性及含油氣性具有重要意義。為此，筆者對福山凹陷白蓮地區流沙港組AVO異常響應特征進行了分析。

1 AVO分析方法

AVO的分析方法包括2個方面，即正演和反演。正演是指基于地質和測井數據，設計不同參數組合模擬地震響應，分析振幅系數隨炮檢距的變化規律及其與巖性、含油氣性的關系；反演指利用地震資料基于算法反演巖石的密度、縱波速度、橫波速度、泊松比等彈性參數，分析與巖性及含油氣相關的巖石彈性參數的異常。AVO正演的理論基礎是Zoeppritz完整表達式，AVO反演的理論基礎是Shuey簡化式[2]。正、反演應當結合使用，只有兩者結論一致才能得出正確的推斷。

即當入射角θlt;30°時[4]：

R(θ)=P+Gsin2θ

2 油氣層測井曲線特征

福山凹陷主力產層為流沙港組三段，其次是流一段，儲層巖性為砂巖、含礫砂巖、砂礫巖。流三段孔隙度一般為13%～18%，滲透率為(1～1600)×10-3μm2，屬中孔中低滲，蓋層為上覆流二段泥巖[1]。

流三段(未鉆穿)含油氣層多而薄，垂直深度集中在2850～2860m段。以福山凹陷白蓮地區f井為例，該井油氣層處測井響應特征如圖1所示。從圖1可以看出，油氣層的伽馬值明顯低于泥巖，自然電位為負異常，曲線呈低幅齒狀；砂巖含油氣后，縱波速度和密度下降明顯，縱波速度由3909.52m/s下降到3570.80m/s，密度由2.55g/cm3下降到2.33g/cm3；橫波速度下降不明顯，由2348.05m/s降至2242.83m/s；而泊松比和波阻抗下降非常明顯，泊松比由0.22降至0.12，發射系數為負。這說明研究區油氣層具有如下特征：低速度低密度，波阻抗降低；儲蓋組合為上覆高速度高密度泥巖蓋層、下伏低速度低密度砂巖。對儲層而言，因為其孔隙度和飽和度相對較大，所以造成速度和密度變化非常明顯。

圖1 油氣層測井響應特征

3 AVO正演分析

圖2 不同孔隙流體狀態下油氣層頂面振幅隨入射角變化趨勢圖

以AVO正演指導AVO反演，檢測出井點附近區域的異常，再延伸至剖面或平面是AVO技術必不可缺的分析手段。縱、橫波速度和密度受孔隙流體影響很大，不同流體狀況的地震響應特征必然不同。通過AVO正演可以將測井信息轉換為地震信息，即利用測井解釋數據基于Zoeppritz方程得到原始流體狀態下的角度道集；同時利用Gassmann方程進行流體替換[5]，分別得到飽含水和飽含氣曲線，模擬出飽含氣和飽含水2種極端狀態下的地震道集。

該研究區f井3種孔隙流體狀態下油氣層頂面反射振幅隨入射角的變化趨勢圖如圖2所示。從圖2可以看出，孔隙飽含氣情況下，零炮檢距時呈負極性反射(P值為負)，振幅隨入射角增大而增大(G值為負)；原始流體情況下，振幅隨入射角變化規律與飽含氣時相同；孔隙飽含水情況下，零炮檢距時雖然也呈負極性反射(P值為負)，但振幅隨入射角增大而減小(G值為正)：實際角度道集的振幅規律也與飽含氣和原始模型振幅規律相似，上述情形屬于典型的含油氣地震響應特征，而實際地震響應與AVO正演模擬結果也相同，說明測井和地震解釋的結論一致，由此可確定該井含油氣。

4 AVO反演分析

圖3 井點附近截距異常顯示圖

從各種反演數據體中選擇最基本的AVO屬性(截距P、斜率G和泊松比)來表征該研究區的AVO異常響應特征，從而預測油氣分布。根據巖石含油氣后的降速、降密度和低泊松比效應，結合Shuey簡化式可知，P呈負異常指示可能含油氣。當P為負值時，G的正異常代表振幅隨炮檢距增大而減小，其負異常代表振幅隨炮檢距增大而增大。截距和斜率的數學組合(P+G)可作為泊松比的反映參數[4]，其負異常顯示含油氣。該研究區f井井點附近截距、斜率和泊松比異常顯示圖分別如圖3、4和5所示。從圖3～圖5可以看出，該井測井解釋油氣層處AVO截距、斜率和泊松比均表現為負異常(深色部分表示AVO屬性呈負異常，虛線框所示為該井井點附近AVO屬性呈負異常)，其延伸分布具有一定規模，從而指示出很好的含油氣性。上述反演結論與正演結論一致，而且負異常明顯，指示出很好的含油氣性。實際生產中該井試油氣結果為自噴井；日產油35.29m3；日產氣130148m3。