地震屬性預測西湖凹陷N構造“甜點”

張丹妮，姜效典，邢軍輝，李德勇，周海廷

(1.海底科學與探測技術教育部重點實驗室，山東 青島 266100；2.中國海洋大學，山東 青島 266100)

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地震屬性預測西湖凹陷N構造“甜點”

張丹妮1，2，姜效典1，2，邢軍輝1，2，李德勇1，2，周海廷1，2

(1.海底科學與探測技術教育部重點實驗室，山東 青島 266100；2.中國海洋大學，山東 青島 266100)

東海盆地西湖凹陷N構造花港組主要的天然氣儲層為致密砂巖，尋找相對高孔、高滲的“甜點”是該區(qū)勘探的關鍵。分析巖石物理特征，優(yōu)選孔隙度、滲透率等測井參數(shù)，利用加權融合方法計算每口井的“甜點”因子，提取不同角道集分頻數(shù)據(jù)體的多種屬性，與“甜點”因子進行相關分析，將相關性高的地震屬性進行加權融合得到“甜點”預測值，從而建立“甜點”儲層—井—地震之間的聯(lián)系。研究表明，絕對振幅組合、弧長等屬性與井“甜點”因子相關性高，屬性融合得到的甜點預測值可以精確描述N構造“甜點”的空間展布，結合沉積相分析，“甜點”分布于N構造中南部的分流河道砂體內(nèi)。該研究可有效地在致密砂巖中尋找“甜點”，對西湖凹陷其他構造的“甜點”研究具有借鑒意義。

“甜點”；地震；多屬性融合；分角度分頻；西湖凹陷花港組

0 引 言

“甜點”(sweet spot)一詞起源于頁巖氣勘探，是指最佳的頁巖氣勘探與開發(fā)區(qū)域[1]，“甜點”預測技術逐漸發(fā)展，并被應用于致密砂巖氣的勘探。致密砂巖中的“甜點”是指整體低孔隙度、低滲透率砂巖中存在的相對高滲、次生孔隙發(fā)育或裂縫發(fā)育的儲層[2]。“甜點”主要受地層層序、沉積相帶、有機酸性水溶蝕等因素的影響[3]，復雜的地質(zhì)條件使地球物理方法預測“甜點”的準確度和精度降低。國內(nèi)外預測“甜點”的方法主要有測井類方法、巖石物理類方法和地震類方法[4]，測井、巖石物理方法垂向分辨率高，地震方法預測范圍廣，將三者的優(yōu)勢相融合是“甜點”預測取得突破的關鍵。根據(jù)研究區(qū)“甜點”的巖石物理特征，以測井曲線擬合的“甜點”因子作為約束，進行不同角道集分頻數(shù)據(jù)的多屬性優(yōu)選，融合得到甜點預測值。建立儲層—井—地震的聯(lián)系，并綜合沉積相來預測西湖凹陷N構造“甜點”分布范圍，對其他構造的“甜點”研究具有借鑒意義。

1 地質(zhì)概況

西湖凹陷位于東海陸架盆地東北部，其主力烴源巖為中上始新統(tǒng)平湖組煤系泥巖[5]，主要儲層為漸新統(tǒng)花港組砂巖。花港組以陸相沉積為主，發(fā)育辮狀河流相、湖泊三角洲相、濱淺湖及淺湖相[6-7]，物源來自北部虎皮礁隆起和東部釣魚島隆褶帶[8]。N構造位于西湖凹陷中央反轉構造帶中北部(圖1)，目的層為花港組上段的辮狀河三角洲砂體(簡稱C層)，厚度約為112～150 m。C層砂體孔隙度、滲透率低(測井平均孔隙度為9.58%；平均滲透率為3.45×10-3μm2)，埋藏深度較大(3 300～3 800 m)，屬于致密砂巖。C層儲集空間主要為粒間孔和粒內(nèi)溶孔，長石等鋁硅酸鹽溶解形成的次生孔隙為“甜點”提供了有利的物性條件[9]。

2 技術方法

2.1 敏感參數(shù)分析

通過5口井的測井交會分析，將自然伽馬小(小于80 API)、孔隙度大(大于8%)、滲透率高(大于1×10-3μm2)、含氣飽和度大(大于45%)的砂巖解釋為“甜點”儲層。以孔隙度、滲透率表征“甜點”的物性，以含氣飽和度表征含氣性，進行歸一化處理。根據(jù)Naides提出的“甜點”指數(shù)公式[4]，得到適合C層的“甜點”因子F，作為地震屬性優(yōu)選的指標。

(1)

式中：F為“甜點”因子；φ為“甜點”孔隙度；K為“甜點”滲透率，10-3μm2；Sg為“甜點”含氣飽和度；hi為“甜點”厚度，m；H為砂巖厚度，m；a、b、c為權重系數(shù)，按照對地震反射的影響程度分別取值0.35、0.35、0.30；n為小層數(shù)，個。

C層各井“甜點”因子的計算結果見表1，由表1可知，C層中w3、w2、w4井“甜點”因子較大，發(fā)育程度較好，w5、w1井“甜點”因子較小，發(fā)育程度較差。

井號平均孔隙度/%平均滲透率/10-3μm2平均含氣飽和度/%砂巖厚度/m“甜點”因子w17.50.5846.8134.00.14w28.82.0053.3112.10.22w312.58.3161.9123.90.31w49.63.4347.2147.40.20w59.52.9540.0113.30.12

2.2 地震屬性分析

疊后地震數(shù)據(jù)會損壞原始地震道中的有效信息[10]，導致常規(guī)疊后地震屬性技術在研究區(qū)致密砂巖氣勘探中難以獲得成效，但部分疊加數(shù)據(jù)可以提高信噪比并保留有效的信息。經(jīng)過實驗，選擇20、25、30 °角道集進行研究，為了提高地震分辨率，拓寬頻率寬度，對角道集進行時變反褶積處理，再利用小波變換，以10 Hz為間隔對角道集進行頻譜分解，選取響應C層砂體的30、40、50、60 Hz單頻體。

綜合考慮“甜點”位置和地震屬性的內(nèi)在要求確定屬性提取時窗，以C層頂界面向下延長20 ms作為時窗頂界面，C層底界面作為時窗底界面，時窗約60 ms。對20、25、30 °角道集的30～60 Hz單頻體分別提取振幅類屬性(均方根振幅、最大振幅、能量、絕對振幅組合、復合振幅組合、振幅方差)、頻率類屬性(瞬時頻率、頻帶寬度)、衰減類屬性(振幅斜率、頻率衰減斜率)、波形類屬性(弧長)和“甜點”屬性。

統(tǒng)計以上12種屬性，分別與“甜點”因子計算相關系數(shù)，列出相關系數(shù)較大的部分屬性(表2)。除了頻率類屬性與“甜點”因子呈負相關外，其他類屬性皆與“甜點”因子呈正相關。數(shù)據(jù)體以20、25 °角道集及其50、60 Hz單頻體最優(yōu)。以相關系數(shù)大小代表地震屬性對“甜點”響應的程度，選出各類屬性中相關系數(shù)絕對值最大的屬性，再對屬性之間進行相關分析，剔除冗雜，最終優(yōu)選出20 °角道集60 Hz分頻的絕對振幅組合、25 °角道集全頻的頻率帶寬、20 °角道集50 Hz分頻的弧長、25 °角道集全頻的頻率衰減斜率和20 °角道集50 Hz分頻的“甜點”屬性。

表2 地震屬性與“甜點”因子的相關系數(shù)

為防止不同屬性值之間量級差別過大，在融合優(yōu)選出的地震屬性之前[11-12]，對屬性進行歸一化處理，加權求和得到“甜點”預測值：

(2)

式中：Wj為第j種屬性的權重值，由該屬性與“甜點”因子的相關系數(shù)歸一化得到；xj為第j種屬性的值；m為屬性種類，取值為12。

由式(2)得到地震屬性融合的結果，預測值分布如圖2所示，w1—w5井“甜點”預測值分別為0.56、0.72、0.89、0.71、0.60，“甜點”預測值高指示地層發(fā)育“甜點”，“甜點”預測值低表示非儲層。

圖2 N構造C層“甜點”預測值分布

3 結果分析

計算“甜點”預測值與“甜點”因子、滲透率、孔隙度、含氣飽和度等敏感參數(shù)的相關系數(shù)依次為0.98、0.89、0.90、0.89，“甜點”因子與“甜點”預測值的相關系數(shù)最高，說明用“甜點”因子約束屬性優(yōu)選的效果比單參數(shù)法更好。通過“甜點”因子約束屬性優(yōu)選得到的“甜點”預測值具有可靠性，更符合實際地質(zhì)情況。“甜點”因子是“甜點”巖性、物性和含氣性的綜合，適用于不同工區(qū)，可根據(jù)各工區(qū)實際情況選擇合適的參數(shù)和權重構建“甜點”因子公式。

根據(jù)西湖凹陷N構造的地質(zhì)資料和沉積相圖(圖3a)，研究區(qū)臨近北部虎皮礁隆起和東部釣魚島隆褶帶2個物源區(qū)，C層發(fā)育辮狀河三角洲沉積，其中分流河道主體及少量河道側緣砂體的石英含量高、粒度粗、雜基含量低，分選、磨圓度較好，后期經(jīng)歷溶蝕作用發(fā)育次生孔隙，具有相對較高的孔隙度和滲透率，是“甜點”發(fā)育的有利區(qū)域。根據(jù)沉積相圈出河道砂體范圍，再從中圈出孔隙度大于8%的砂體范圍，結合地震屬性“甜點”預測值，最終圈出預測的“甜點”范圍(圖3b)。N構造C層的“甜點”位于中南部厚度大、物性好的分流河道砂體處。該區(qū)主要為巖性-構造圈閉，天然氣來自C層下伏平湖組烴源巖，“甜點”作為優(yōu)質(zhì)儲層，上覆封閉性好的泥巖蓋層，良好的生、儲、蓋組合有利于天然氣成藏。鉆井試油和測井解釋資料顯示，C層在w3、w2、w4井發(fā)現(xiàn)商業(yè)油氣流，測井解釋以氣層為主，w1、w5井以氣水同層為主，證明“甜點”因子約束下的地震屬性預測“甜點”具有可靠性。

圖3 C層沉積相與“甜點”分布

4 結 論

(1) 綜合儲層巖性、物性、含氣性擬合的井“甜點”因子是地震屬性優(yōu)選的可靠依據(jù)，其建立了“甜點”儲層—井—地震的聯(lián)系，提高儲層預測的準確度。經(jīng)過井“甜點”因子的篩選，N構造的“甜點”敏感屬性主要為絕對振幅組合、頻率帶寬、頻率衰減斜率、弧長以及“甜點”屬性。

(2) 通過地震屬性融合和沉積相分析，預測出C層的“甜點”位于N構造中南部的分流河道高孔滲砂體內(nèi)。

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編輯 劉 巍

20160111；改回日期：20160520

國家“十二五”重大專項“麗水凹陷巖性油氣藏的成藏條件與勘探技術”(2011ZX05023-003)

張丹妮(1990-)，女，2013年畢業(yè)于中國海洋大學勘查技術與工程專業(yè)，現(xiàn)為該校地球探測與信息技術專業(yè)在讀碩士研究生，主要從事地震解釋、儲層預測研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.04.016

TE143

A

1006-6535(2016)04-0073-04