疊前AVO特征分析方法在惠州地區油檢測中的應用

陳兆明

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司 廣東廣州 510240)

惠州凹陷東沙隆起區三角洲前緣砂體受后期抬升隆起形成上傾尖滅，NE—SW向巖性尖滅線與NW—SE向構造等值線之間形成的巖性圈閉是珠江口盆地進行地層巖性圈閉勘探最有利目標［1］。然而，受地震分辨率的限制，巖性尖滅線的位置很難準確落實，導致巖性圈閉封閉的范圍很難確定，迫切需要對本地區的有利砂體進行油的檢測，以證實巖性圈閉封閉性與成藏條件，減小勘探風險。

目前烴類檢測的方法有“亮點”、“平點”、“暗點”技術，AVO技術，吸收系數、阻抗、分形、波形、三瞬技術，多波多分量勘探技術，儲層反演烴類特征重構，聚類分析，模式識別神經網絡等技術［2-9］，這些技術可分為疊前、疊后屬性兩大類。隨著地震屬性分析從疊后走向疊前，20世紀90年代以來應用P波反射特征隨偏移距變化(AVO)識別流體已成為研究熱點，并廣泛應用于國內外碎屑巖、碳酸鹽巖乃至致密砂巖儲層［2-8］，珠江口盆地通過地震剖面“亮點”或AVO異常識別也在番禺-流花和白云深水區取得了一系列天然氣的重大發現［9-10］。

疊前AVO特征分析以前多用于氣的檢測［10］，2013年汪瑞良 等［11］在珠江口盆地中淺層油藏中通過提取實際地震資料的甜點屬性、均方根振幅和反射強度交流分量等疊后屬性實現了對富油層段的識別。在此基礎上，本文結合惠州地區原油低密度特性，開展了疊前AVO特征分析在該地區原油檢測中的應用工作，預測了目標井的含油性，與鉆井情況吻合較好。

1 疊前AVO特征分析方法

當儲層孔隙流體不同時，反射PP波的反射系數隨入射角度變化的特征不同，前人據此劃分出了4種AVO特征，并從AVO特征判斷儲層中的含油性。疊前AVO特征分析方法有以下2個關鍵步驟。

1)針對目的層巖石物理特征，利用式(1)對測井數據進行正演，分析已鉆井的AVO特征，初步判定研究區的疊前AVO特征。當入射角θ＜50°時，假定vP=2vS，Zoeppritz方程式中反射PP波的反射系數可寫成Shuey近似形式［12］

式(1)中：θ為入射角度；IP1、IP2分別為上下介質的縱波阻抗，(IP1-IP2)/(IP1+IP2)反映縱波穿過地層界面時的相對變化；IS1、IS2分別為上下介質的橫波阻抗，(IS1-IS2)/(IS1+IS2)反映橫波穿過地層界面時的相對變化；ρ1、ρ2分別為上下介質的密度，(ρ1-ρ2)/(ρ1+ρ2)反映介質密度在地層界面的相對變化。

2)對目的層進行流體替換，再利用式(1)進行正演，分析流體變化對AVO特征的影響，進一步界定研究區的疊前AVO特征。基于Gassmann方程［13-14］進行流體替換的步驟為：

①由測井數據得到流體1的縱波速度vP1、橫波速度vS1和體積密度ρ1。

②提取流體1的體積模量K1和剪切模量μ1，即

③進行流體替換，即

式(4)中：φ為孔隙度；Km為固體基質體積模量(利用V-R-H模型計算)；Kfl1為孔隙中流體1的體積模量，Kfl2為孔隙中流體2的體積模量(均用Batzle-Wang方法計算)。

④保持剪切模量不變，即μ2=μ1。

⑤計算修正流體變化的體積密度，即

⑥得到流體2的速度，即

2 在惠州地區油檢測中的應用

2.1 方法適用性分析

疊前AVO特征分析以前大多是針對氣的流體檢測，很少用于對油的流體檢測，這是由于通常情況下油與水的密度比較接近而很難區分。惠州地區M洼附近幾個油田地面原油密度大多在0.81～0.91 g/cm3，地層原油密度為 0.52～0.90 g/cm3，與水的密度差異較大(表1)。分析認為，這可能與M洼原油的氣油比較高有關，如靠近洼陷中心的H6油田的M32層地層原油密度低至0.52 g/cm3，原始氣油比高達345.4m3/m3，其他油田雖遠離洼陷中心，但DST測試時也產出不少氣量。另外，研究區主要目的層埋深為2 000～2 600 m，目的層段入射角在35°左右，小于50°，滿足Zoeppritz方程正演條件。

表1 惠州地區原油密度和氣油比統計結果Table 1 Statistics of crude oil density and gas-oil ratio in Huizhou area

2.2 疊前AVO特征分析

以A井為例，該井是研究區內一口油井，其中L30up層是主要油層，L35、L45為水層。對該井進行疊前AVO正演模擬，結果顯示L30up油層為III類AVO特征，L35、L45水層呈IV類AVO特征(圖1)。通過對惠州地區多口井的正演模擬結果進行統計，初步判定，該區油層呈III類AVO特征，水層呈IV類AVO特征。

將A井L30up層從油層替換成水層，這時P波速度從3 570m/s增加到3 690m/s，增加約120 m/s，變化約3.3%；S波速度變化較小；密度從2.25 g/cm3增加到 2.29 g/cm3，增加約 0.04 g/cm3，變化約1.8%(圖2)。沿L30up層底面向上提取AVO屬性，L30up層含油時為III類AVO特征，L30up層含水時為IV類AVO特征(圖2)。

將A井L35層從水層替換成油層，這時P波速度減小約200 m/s，變化約-5.7%；S波速度變化較小；密度減小約0.06 g/cm3，變化約-2.7%(圖3)；沿L35層底面向上提取AVO屬性，L35層含油時為III類AVO，L35層含水時為IV類AVO(圖3)。

流體替換結果表明，惠州地區油層一般呈III類AVO特征，水層呈IV類AVO特征，應用地震數據體的疊前AVO特征分析能夠進行油檢測。

圖1 A井AVO正演結果Fig.1 AVO forward modeling of W ell A

圖2 A井L30up油層流體替換前后AVO正演結果Fig.2 AVO forward modeling before and after fluid substitution of L30up oil layer in W ell A

圖3 A井L35水層流體替換前后AVO正演結果Fig.3 AVO forward modeling before and after fluid substitution of L35 water layer in Well A

2.3 檢測效果

1)剖面檢測效果。B-1井L60層有明顯的III類AVO特征，L10low層有微弱的III類AVO特征，判斷為油層，實鉆結果顯示L60層、L10low層均為油層，說明檢測結果準確(圖4)。C井L60層、L10low層有明顯的IV類AVO特征，判斷為水層，實鉆結果與檢測結果相吻合(圖5)。

圖4 過B-1井疊前道集Fig.4 Pre-stack gathers acrossW ell B-1

圖5 過C井疊前道集Fig.5 Pre-stack gathers acrossW ell C

2)平面檢測效果。為了在平面上進行疊前AVO特征分析，沿L60層分別提取遠道數據體(10°～20°數據疊加)與近道數據體(1°～10°數據疊加)的振幅屬性(圖6a、b)，并用前者與后者相減(圖6c)，找到差值小于0的范圍，即遠角度數據體振幅加強的范圍(圖6d中綠色區域)，再找出近道數據體負振幅屬性的范圍(圖6d中紅色區域)，兩者重合的區域即為III類AVO區域。可以看出，B-1井在III類AVO區域內，判斷為油層；B-2井不在III類AVO區域內，判斷為水層，與實鉆結果吻合。

圖6 HB構造L60層振幅屬性Fig.6 Amp litude attribute of L60 layer in HB structure

3 結束語

針對惠州地區原油高氣油比、低密度的特性，利用疊前AVO特征分析方法界定了研究區的疊前AVO特征，該區油層一般呈III類AVO特征，水層呈IV類AVO特征。據此在該區無井區利用疊前地震數據進行AVO特征分析，有效區分了油層和水層，其檢測結果與鉆井結果相吻合，減小了勘探風險。

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