利用正演模擬優選春光區塊地震同相軸預測儲層

2016-06-27 01:35:25王鵬飛楊春峰趙乾辰劉媛媛

石油地質與工程 2016年3期

王鵬飛，肖　學，楊春峰，黎　騰，趙乾辰，劉媛媛

(中國石化河南油田分公司物探研究院，河南南陽 473132)

王鵬飛，肖學，楊春峰，黎騰，趙乾辰，劉媛媛

(中國石化河南油田分公司物探研究院，河南南陽 473132)

摘要：以準噶爾盆地春光區塊的具體地質條件為例，針對不同的巖性結構建立波阻抗模型進行正演模擬分析，優選出特定巖性結構條件下最能反映儲層信息的地震同相軸，據此提取地震振幅屬性，可有效預測儲層的展布。研究結果表明，春光區塊厚層泥巖夾薄層砂巖的地震響應表現為三個地震反射同相軸，可以追蹤此三個地震同相軸并提取沿層的振幅地震屬性，預測儲層的展布。當儲層位置臨近強反射界面時，由于強反射界面會對鄰近儲層的地震響應特征形成較強干擾，可以考慮通過正演模擬研究，在遠離強反射界面干涉范圍的位置尋找儲層的地震響應特征。厚層板砂頂部分異油藏的地震響應特征，以油藏頂面所在的強波谷同相軸為最明顯的標志，且該強波谷段與兩側的波峰之間往往具有清晰的波形邊界。

關鍵詞：春光區塊；正演模擬；地震同相軸；振幅屬性；儲層預測

春光區塊以巖性油氣藏為主，巖性結構復雜多樣，多個重點區域存在縱向上距離較近的多個波阻抗界面，多界面反射波相互干涉，造成目標儲層的地震響應特征復雜，前人應用層切片的方法在該區開展過儲層預測研究[1]，但對各個層切片所蘊含的地質意義認識不夠清晰，不易準確地選出最能反映儲層信息的屬性切片。針對這種問題，需要建立特定巖性結構條件下的波阻抗模型進行正演模擬，找出最能反映儲層信息的地震同相軸，據此提取地震屬性，對儲層進行有效預測。

1地質背景

春光區塊位于車排子凸起之上，該凸起為準噶爾盆地西部隆起的次一級正向構造單元，其西北以扎伊爾山為界，東以紅車斷裂帶與昌吉凹陷相接，南面為四棵樹凹陷及伊林黑比爾根山。春光區塊地層自上而下依次為新近系、古近系、白堊系、侏羅系、石炭系，其中，石炭系為基底，巖性為致密的凝灰巖，上覆層系的地層均為砂泥巖地層沉積。春光區塊構造總體上為西北高、東南低的單斜背景，整體沉積環境為濱湖-淺湖背景，主要發育辮狀河三角洲、灘壩沉積，近岸部位發育扇三角洲及沖積扇[2]。春光區塊在新近系、古近系、白堊系均發育有油藏，油藏類型以巖性油藏為主，此外還有一些斷鼻、斷塊、斷層-巖性等類型的油藏。春光區塊的儲層埋深一般為1 000～2 000 m，壓實作用較弱，砂巖一般表現為低密度、低速度特征，泥巖一般表現為高密度、高速度特征[3]，基底石炭系巖性為致密凝灰巖，其速度、密度遠高于上覆的砂泥巖地層。

2不同巖性結構下地震同相軸的優選

2.1厚層泥巖夾薄層砂巖[4-6]

春光區塊某些井區的巖性結構復雜，為了更好地分析和理解復雜巖性結構的地震響應特征，需要從最簡單的厚層泥巖夾薄層砂巖的簡單巖性結構出發，充分揭示這種巖性結構的地震響應特征。春光區塊沙灣組已發現典型巖性油藏的儲層厚度范圍約為2.3～5.3 m，平均厚度約4.3 m，且這些油藏多分布在各砂組的尖滅帶附近。使用統計得到的平均儲層厚度和砂泥巖平均速度、密度等數據，建立了波阻抗模型，使用提取到的確定性子波進行正演，其正演結果如圖1所示。可以看出，低波阻抗儲層的頂界面位于波谷反射的中偏下位置，該波谷的振幅在上下數個反射同相軸中是最強的，該波谷上方存在一個振幅不弱的波峰；儲層底界面位于振幅較強波峰反射的中偏上位置，該波峰振幅強度僅次于儲層頂界面所在的強波谷，該波峰的下方存在一個振幅極其微弱的波谷。從振幅較強的三個反射同相軸的位置關系來看，該儲層的地震響應大體上為“兩個振幅較強的波峰夾持一個振幅最強的波谷”的地震反射波組特征。從過鉆井的地震剖面上來看(圖2)，這種波組特征與實際地震資料是一致的。

圖1　厚層泥巖夾薄層砂巖的地震響應正演模擬

圖2　厚層泥巖夾薄層砂巖的過井地震剖面

根據厚層泥巖夾薄層砂巖的正演模擬結果可知，通過追蹤反映儲層信息的三個地震反射同相軸并提取沿層的振幅屬性平面圖，可以有效地預測儲層的平面展布特征(圖3)；以上三個同相軸之一的強波谷，是儲層頂底界面反射波的綜合疊加結果，由于它的振幅最強，且縱向上距離儲層中心較近，因此，一般情況下受上下圍巖的干涉影響程度相對較小，常常是用來進行儲層預測的優先考慮對象。

2.2基底強波阻抗界面上方緊鄰的儲層

春光區塊C45井區的基底石炭系為巖性致密的凝灰巖，波阻抗約為12 882 g/cm3·m/s；該井區石炭系上方的沉積巖均為砂巖和泥巖，波阻抗為4 120～6 748 g/cm3·m/s。目標儲層到石炭系凝灰巖的時間域厚度約5 ms，儲層的時間域厚度約5 ms，儲層下方泥巖由于混有凝灰質成分，速度、密度、波阻抗呈向石炭系過渡的斜坡形態。石炭系凝灰巖與上方砂泥巖地層的接觸面是一個反射系數非常大的波阻抗界面，形成振幅很強的地震反射波(表現為一個強波峰及上方的一個強波谷)，掩蓋了石炭系上方時間域厚度約15 ms范圍內的其它界面反射波的形態，造成儲層的地震響應特征難以識別(圖4)。

圖4　強反射界面附近的地層結構及地震剖面

根據已鉆井的巖性厚度結構和測井速度、密度數據，建立了含油儲層、含水儲層、無儲層的三種波阻抗模型進行正演模擬(圖5)。定量分析發現，當儲層條件不同時，位于石炭系頂面及上方附近的三個同相軸振幅值均有變化，其中，最上方的一個波峰的振幅絕對值雖然不是很強，但是振幅相對變化率是最大的(表1，變化率的計算是以油層條件下的振幅值為基準值)。通過提取該波峰的振幅屬性平面圖預測儲層的展布特征(圖6a)，部署并鉆探了多口井，其中，C45-1、C45、C45-4、C45-3、C45-5、C45-6、C77等多口井位于該波峰振幅值較強的區域，均鉆遇油藏；C45-2井處的波峰振幅值中等，為厚度約2 m的水層，未成藏的原因是構造位置偏低(構造線為近東西走向)；C45-2C鉆探位置的波峰振幅值明顯偏弱，該位置的儲層物性變差；C74井鉆探位置位于波峰振幅值幾乎為0的區域，該位置沒有鉆遇儲層。這些井的鉆探結果說明，使用該波峰的振幅屬性圖可以較為準確地預測儲層的展布情況。

圖5　強反射界面附近儲層的地震響應特征

本例中振幅較弱的波峰比位于其下方的振幅更強的波谷、波峰更能清晰地反映儲層的信息，是因為該波峰到石炭系頂面的距離相對較遠，受到石炭系頂面形成的強反射波的干涉相對較小，因此，反映儲層的信息更加清晰(圖6a)；而儲層所形成的其它反射波同相軸到石炭系頂面強反射界面的距離較近，淹沒在石炭系頂面形成的強波峰、強波谷同相軸中，儲層變化所引起的振幅變化量在強波峰、強波谷中占據的比例很小，反而是石炭系基值較大的波阻抗變化量所引起的振幅改變量在強波峰、強波谷中占據著主導地位，因此該強波峰、強波谷反映儲層的信息較為模糊(圖6b、圖6c)。

表1　不同儲層條件下振幅的變化情況

圖6　C45井區振幅屬性儲層預測

2.3厚層板砂頂部的分異儲層

在春光區塊在沙灣組一砂組厚層板砂頂部發現了砂體分異形成的油藏，此類油藏下方與厚層板砂之間一般有較高波阻抗的泥巖及高波阻抗的致密砂巖相封隔(圖7a)。根據典型井的巖性結構特征及速度、密度測井數據，建立厚層板砂頂部分異儲層結構的理論波阻抗模型進行正演模擬，如圖7所示。從正演模擬結果可以看出，厚層板砂頂部存在高波阻抗致密砂巖，可以形成一個波峰和其下方的一個波谷反射；在發育低波阻抗油藏的區域，低波阻抗油藏下方表現為波阻抗由低向高變化的趨勢，使得板砂頂部的波峰振幅變得較強，且由于低波阻抗油藏的薄層振幅調諧效應，在波峰上方多出了一個振幅很強的波谷；在油藏的兩端，油藏下方的波峰反射與兩側板砂頂部的波峰反射連續分布，將油藏段形成的強波谷清晰地隔離開來。根據以上特征，可以在板砂頂部追蹤同相軸(如圖7a的虛線所示)，通過提取振幅平面圖來發現和刻畫此類油藏(圖8)。