白云巖儲層地震相分析技術研究與應用

高　改，雒文杰，張盟勃，蔡克漢，黃黎剛

白云巖儲層地震相分析技術研究與應用

高改，雒文杰，張盟勃，蔡克漢，黃黎剛

（中國石油長慶油田勘探開發研究院，西安 710021）

地震相分析是確定沉積環境的重要手段之一。通過對研究區分析研究，確定白云巖儲層相同巖性不同物性之間在地震波形、振幅、頻率上均存在差異，以此特征為依據，建立地震響應與有效儲層之間的對應關系，應用地震相分析技術劃分地震相，進一步轉化成沉積相，劃分有利區，對下步大規模開發具有重要意義。

白云巖；地震響應；地震相；沉積相

地震相是在一定區域內，由特定的地震反射參數所限定的三維反射單元，其地震參數（幾何參數、物理參數、定量參數、對比參數）反映了沉積巖一定的巖性組合、層理及沉積特征，但兩者之間并沒有一一對應的關系。地震相分析則是借助現有的地震數據處理和計算手段，分析地震資料中隱含的信息來確定地震相特征與沉積相單元的關系，并利用剖面上地震地層參數的相似性與差異性及相互間的關系劃分地震相，最后結合區域地質研究，確定沉積巖相特征，解釋沉積盆地的古地理環境，預測有利的儲氣相帶。通過統計蘇X井區完鉆井資料以及實際過井剖面，并以模型正演為印證，分析確立白云巖儲層地震響應與巖相的對應關系，同時運用地震相分析技術，對研究區地震屬性進行總體變化規律認識，最后通過鉆井相分析結果標定，將地震相轉化成沉積相，劃分有利區，為下步大規模開發提供依據。

圖1　蘇X井區已知井過井剖面

1　概況

蘇X井區是目前儲氣庫建設的重點區塊，該區奧陶系馬家溝組上部的馬五5氣藏是典型的巖性圈閉氣藏。馬五5地層與上覆上古生界石炭系泥巖近距接觸，石炭系本溪組鋁土質泥巖可作為蓋層，底板為馬五6灰巖和致密白云巖，氣藏頂底封隔條件良好；側向上，區塊周圍完鉆井馬五5地層普遍發育致密灰巖，局部云化形成的白云巖，儲層致密，側向地層具備良好的圈閉條件，含氣富集區相對獨立，圈閉密封性好［1-2］。對于儲氣庫建設來說，能夠確定氣藏的邊界是目前最主要的問題。從近年完鉆探井及開發井的產量資料來看，馬五5氣層產氣量與有效厚度有較好的相關性，有效厚度大于2m時試氣產量一般大于2×104m3/d，表明儲層物性為控制氣井產能的主要參數。

圖2　中組合馬五5儲層波形特征模型正演

2　地震反射分析

通過對蘇X井區13口完鉆井馬五5段的聲波測井資料進行各巖性段層速度統計分析，發現馬五5白云巖儲層發育段層速度為6 038～6 327m/s，非儲層段層速度為6 443～6 667m/s；蓋層本溪組碎屑巖地層平均速度4 800m/s，底板馬五6灰巖平均速度6 094m/s。利用分式γ≈（v2-v1）/（v2+v1）求取反射系數γ，碎屑巖與白云巖儲層段的反射系數為0.16～0.18，與白云巖非儲層段的反射系數為0.19～0.21，均屬強能量反射；馬五5白云巖儲層段至馬五6灰巖地層反射系數為0.004～0.018，為弱能量反射，非儲層段至馬五6反射系數為0.03～0.04，屬中-強能量反射。

從井震標定結果來看，上古生界碎屑巖與下古生界碳酸鹽巖界面可作為明顯標志層，馬五5地層由于上覆蓋層從東向西逐漸減薄，馬五5地層出現穿層現象，即馬五5標定從波峰下零值、波峰再過度到波峰上零值。然而在完鉆井實際過井剖面上發現，馬五5地層儲層發育段縱向上往往表現為復波反射特征（圖1），即高產井（S1-S4）波形特征為雙反射同相軸，表現為中弱反射特征，儲層欠發育段（L1）則只表現為強的反射特征。

針對有利儲層發育區出現的地震反射特征，結合已知儲層發育的典型井聲波測井速度，建立巖石物理模型進行模型正演（圖2）。圖中背景碎屑巖段地震速度設為4 800m/s，密度為2.58g/cm3；深紫色為太原組發育的灰巖，平均厚度20m，地震速度6 200m/s，密度2.75g/cm3；黑色為該地區普遍發育的煤層，是主要的標志層之一，平均厚6.0m，密度2.0g/cm3，地震速度2 500m/s；本溪組主要為鋁土質泥巖，厚度變化大，由幾米只幾十米，模型主要根據該區的地層分布狀況來設定；下古生界馬五5地層主要發育白云巖，其中非儲層段地震速度平均6 500m/s，密度2.8g/cm3，儲層段地震速度為6 000m/s，密度2.73g/cm3，并采用主頻為40HZ的雷克子波進行模型正演。地震正演結果表明，白云巖儲層發育則縱波阻抗降低，波形特征表現為振幅減弱、頻率降低，出現明顯的復波現象，而白云巖儲層欠發育區，縱波阻抗和波形特征均無明顯變化。

這些資料都表明，波形和振幅是對該地區白云巖儲層分布相對敏感的地震相特征，也就是該地區的“地震異常體”，這一特征對白云巖地區應用地震相分析技術預測儲層分布提供了重要的指導意義。

圖3　蘇X井區過S1井測線疊加剖面

3　地震相分析

大量的理論和實踐表明，源于地下巖石物理特性的各種地震屬性隱含了地層巖性、巖相、儲層物性和流體成分等有關信息，雖然這些信息可能受到不同因素的影響，但它們確實隱含在地震數據中［3-10］。地震相分析方法就是試圖從大量的數據中提取地震屬性來識別這些信息，并利用井資料來確定地震屬性與儲層沉積相之間的關系，最終揭示儲層的地質特征。

圖4　目標層段各屬性體平面圖

3.1屬性運算

通過對工區內地震及井資料的分析，以本溪組頂部煤層為標志層位，參考目標層段地震波形特征，以2ms為間距切取一系列沿層切片，結合地震反射能量建立了標志層向下36ms的等厚時窗，該時窗基本涵蓋了主要產層的發育層段（圖3）。

對研究時窗分別提取振幅、頻率、相位等特征參數開展地震屬性運算。從屬性運算結果來看，該層段在振幅、頻率及相位方面均有響應，且在瞬時類計算時響應特征表現更明顯（圖4），這些異常分布的范圍大體相似，但在細節上還存在明顯差異。

3.2波形分類

該分類主要是應用神經網絡技術對目標時窗內的地震數據進行波形分類。首先選擇參與分類的敏感屬性，其中屬性體參與分析的目的主要是為了突出地震信號中的有利信息，消弱干擾信息，結合屬性分析結果，選擇瞬時相位、瞬時頻率及最大絕對振幅屬性做為敏感屬性參與劃分；然后應用主組分分析模式（PCA）對參與劃分的屬性及地震疊加數據體進行數據簡化處理，優選貢獻組分較大者參與劃相；最后根據類比相似原理對全區地震道進行分類，利用該技術可以得到地震信號的平面分布規律。圖5是在對蘇X井區利用波形分類技術得到的地震波形分布圖，該分類結果不僅對溝槽的刻畫更為細致，而且與完鉆井揭示的儲層發育分布情況相吻合。

圖5　蘇X井區白云巖儲層段地震相圖

4　地質綜合解釋及應用

將地震相和完鉆井地質資料綜合在一起分析，分析結果顯示各類地震相之間的差異與實際井點產量分布吻合較好，表明地震相較好的反應了研究區的物性分布。

結合已知井資料，分類結果表明在圖5中：

3、4類（黃色、桔黃色）區域主要為高能帶的藻屑灘沉積微相，該區儲層物性好，是儲集層分布的有利相帶；

2、5類黃綠色至綠色分布區，儲層物性差，主要為低產井分布區；

6類藍色分布區一般儲層欠發育，巖性上主要為泥質白云巖；

1類、7類為剝蝕區，結合屬性聯合分析及完鉆井判斷，工區北部及中部的西南向發育有2條大型古溝槽，地質綜合分析為古河道長期沖刷侵蝕所致，而在工區西南部，由于古構造處于高部位，地層遭受風化剝蝕，導致馬五5地層區域性缺失。

根據地震相劃分結果以及該工區內完鉆所有井地質分析資料，編制蘇X井區馬五亞期沉積微相平面圖（圖6）。沉積微相研究表明蘇X井區馬五亞期總體處于潮上和潮間交替發育帶，巖性主要為粉晶白云巖。因古地形相對較高，水體較淺，在局部的高能帶可形成臺內藻屑灘微相沉積，藻屑灘經后期混合水云化形成粉晶結構的白云巖，多發育為有效的晶間孔儲層，具有優良的儲集性能。加里東風化期，地層整體抬升接受剝蝕，期間形成的古溝槽為溝通上古生界石炭系氣源起到了一定的輔助作用，有利于天然氣的富集成藏。工區的西部靠近中央古隆起環帶，主要處于潮上帶，沉積物以含泥白云巖為主，且處于古構造較高部位，在加里東期多被剝蝕。

圖6　蘇X井區馬五亞期巖相古地理

5　結論

對地震地質資料的分析研究是開展地震相分析的基礎，建立地震響應與巖相的對應關系是成功應用地震相分類技術的關鍵。此次分類充分利用了地震屬性數據中包含的地質信息，提高了地震相劃分的精度，通過結合完鉆井及區域地質研究成果，將地震相轉化為相應的沉積相，有效的區分了井孔之間以及無井區沉積相邊界展布的問題，進一步明確了氣藏邊界，為研究區下步實施大規模開發提供依據。

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The Application o f Seismic Facies Analysis Technique to Dolomitite Reservoir

GAO Gai LUO Wen-jie ZHANG Meng-bo CAI Ke-han HUANG Li-gang
（Research Institute of Exploration and Development， Changqing Oilfield Company， PetroChina， Xi'an 710021）

Seismic facies analysis is one of the most important ways to determine sedimentary environment. Various dolomitite reservoirs differ in seismic wave， amplitude and frequency. Accordingly， seismic facies echnology may be applied to the classification of seismic facies based on relations between seismic response nd effective reservoir， obtaining reservoir facies zone of interest.

dolomitite； seismic response； seismic facies； sedimentary facies

P631.4

A

1006-0995（2015）04-0618-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.04.033

2014-11-21

高改（1985-），女，陜西大荔人，工程師，現主要從事地震解釋與地質綜合研究工作