相干屬性在PL9-1油田氣云區構造校正中的應用

陳華靖， 周東紅

(中海石油(中國)有限公司 天津分公司渤海石油研究院，天津 300452)

相干屬性在PL9-1油田氣云區構造校正中的應用

陳華靖， 周東紅

(中海石油(中國)有限公司 天津分公司渤海石油研究院，天津 300452)

PL9-1油田是近年來渤海海域發現的儲量規模最大的整裝油氣田。該油田位于廟西北凸起之上，油氣運移活躍。但沿邊界斷層構造較高部位發育大范圍的氣云區，難以準確落實構造形態，嚴重制約了油藏整體評價。針對該億噸級油田勘探評價中面臨的氣云區構造校正問題，以地質規律為指導，深入分析了相干屬性應用于氣云區構造校正的可行性，建立了氣云區構造校正的研究思路，精細提取并分析了目的層之上相干屬性異常與已鉆井深度預測誤差的相關性，建立了相干屬性與井點深度誤差之間的線性關系，提出了一種利用相干屬性對氣云區構造形態進行定量校正的方法。根據以上研究成果部署鉆探的評價井成功地驗證了上述預測結果的可靠性。

相干屬性； 氣云區； 定量； 構造校正

0 前言

PL9-1油田屬于典型的復合油氣藏，主要產油層系從上而下依次為新近系明下段、館陶組砂巖儲層以及潛山花崗巖儲層。基于二維地震資料鉆探的1井揭示本區具有良好的油氣成藏條件和較大的資源潛力，隨后該區進行了三維地震資料采集處理，并在精細構造解釋的基礎上鉆探了2井，揭示PL9-1含油氣構造具有形成億噸級油氣田規模的有利條件。但是構造較高部位發育近20 km2的氣云區，內部地震反射能量較弱，地震同相軸發生畸變，基于常規的縱波地震資料，難以準確刻畫氣云區內部構造形態，無法滿足準確落實構造形態的需要，嚴重制約著該油藏整體評價方案的部署實施及儲量計算[1]。

對于落實氣云帶構造形態，目前常用的解決思路主要有兩種：

1)應用多波多分量地震資料采集、處理方法，利用轉換橫波資料改善氣云區內構造成像質量。自20世紀末以來, 采用多波多分量勘探方法對改善氣云區的構造成像進行了多項富有成效的研究實踐，較好地改善了氣云帶內部成像問題。Granli等[2]在北海探索了共轉換點道集處理思路在改善氣云帶構造成像方面的應用；Englehart等[3]探討了二維多波地震資料在解決墨西哥灣某一個存在氣云問題的油田斷層成像上的作用；張樹林[4]展示了四分量地震勘探在南海鶯歌海盆地構造勘探及淺層氣藏預測方面的成效；程冰潔等[5]在川西坳陷新場地區利用三維三分量地震資料進行裂縫檢測和含氣性識別獲得了良好的應用效果；李彥鵬等[6]研究了多波地震在陸上柴達木盆地構造研究中的應用。但由于多波多分量地震資料的采集、處理面臨高昂的費用及較長的周期，難以滿足油田快速評價的需求。

2)基于原有縱波地震資料，通過井震結合，探索地震屬性與氣云發育程度之間的相關性。目前多數地震屬性是構造、地層、巖性與油氣等各種因素的綜合反映,地震屬性分析結果具有明顯的多解性和不確定性。通過對現有常用地震屬性的原理分析來看，相干體技術通過計算三維地震數據體中相鄰道之間地震信號的互相關性，來描述地層和巖性的橫向變化,具有更為明確的可行性。

筆者以地質規律為指導，分析了應用地震相干屬性定量評估氣云區對構造影響程度的可實施性。通過優化地震相干屬性提取流程和精細地預處理，結合已鉆井實鉆信息，建立了相干屬性與氣云區內井點深度誤差之間的定量關系式，提出了一種利用相干屬性對氣云區構造形態進行準確校正的方法，為后續評價井的部署提供了借鑒，實鉆結果也證實了這一方法的可行性。

1 氣云區發育特征

1.1 平面展布特征

從圖1 可以看出，研究區晚期斷層發育，切片上表現為強的不相似性，斷面干脆、清晰，與地震剖面匹配良好，表明相干分析結果可靠。同時，在構造高部位可以看到，沿廟西北凸起東側邊界斷層發育一個強相干異常區，南側展布范圍較大，北側展布范圍逐漸縮小直至消失，這一現象與該區斷裂活動性和斷裂走向的轉換密切相關。從平面特征來看，氣云區和非氣云區相干屬性存在明顯的差異：氣云區內相干異常普遍較高，表明受氣云影響，地震反射橫向連續性較差；與之相比，非氣云區去除斷層的窄條帶狀相干異常之外，整體表現為相干值比較一致，指示了較強的相似性，二者之間邊界清晰。這一特征為后續工作中應用相干屬性異常指示氣云發育程度提供了良好的資料基礎。

圖1 PL9-1油田400 ms相干切片Fig.1 400 ms coherence attribute slice

1.2 縱向發育特征

從圖2 可以看出，氣云區主要沿廟西北凸起東側邊界大斷層發育，表明在油氣聚集過程中，由于邊界斷層的伸展活動，廟西凹陷的油氣向淺層構造高部位逸散。由于構造運動等因素的影響，地層深處的油氣沿著斷層、砂體等垂向運移到淺層，并在超淺層聚集成藏。淺層巖石膠結差，孔隙發育，含氣后巖石體積模量大幅度降低，縱波速度降低，導致氣層下的縱波反射同相軸出現下拉現象。同時縱波通過這種含氣層時，能量被嚴重吸收，高頻衰減。因此，在常規縱波剖面上氣云區近海底多表現為一系列強振幅雜亂反射，其下表現為低頻、弱振幅、空白或雜亂反射，氣云帶內部地層產狀難以準確識別。經過疊后增益加強處理后，氣云區內部能量得到明顯補償，基本滿足視構造形態的地震解釋。

圖2 疊后處理前后地震剖面對比Fig.2 Comparison of seismic profile(a)原始剖面；(b)增益處理后

2 氣云區構造校正

2.1 可行性分析

自Bahorich和Farmer[7]提出相干算法以來,該算法已從第一代基于互相關的算法(C1 算法)、第二代利用多道相似性的算法(C2算法) ,發展到第三代基于特征結構的相干算法(C3算法)。無論哪一代相干技術都是通過計算相鄰地震道的相似性來確定地震屬性空間連續的分布,進而解釋地質體的空間展布。這種技術可以壓制連續性,突出不連續性,在地震資料解釋中已被廣泛應用于斷裂解釋、沉積環境分析、裂縫預測、天然氣水合物檢測等多個方面[8-23]。從原理上來看，地震相干技術側重于地震反射波形，目的是確定地下儲層的橫向巖性變化，其假設條件是地層連續、橫向上地質與地球物理參數變化不大的情況下，道與道之間的波形應該相似，當沉積相單元發生變化時，其地震反射特征(振幅、頻率、相位及波形等)也發生變化。因此，利用多道相干分析技術可以將地震特征的橫向變化定量化。

1)從斷裂活動特征看，PL9-1區塊晚期斷裂具有明顯的規律性，鞍部發育兩組呈NNE向雁列狀展布的斷裂系，斷距較小，平面延伸距離較短。氣云區位于這兩組斷裂系影響范圍之外，分析認為氣云區斷裂不發育，可以基本排除斷層發育對相干屬性分析結果的影響。

2)從地層沉積特征來看，地層產狀較為平緩，沒有高陡地層發育，相干屬性受地層產狀影響不大。同時，該區新近系明下段及館陶組以淺水三角洲相沉積為主，巖性組合表現為砂泥巖不等厚互層，沉積相對穩定，對相干屬性影響較小。

3)從地層流體性質來看，已鉆井揭示本區油氣充注能力較強，僅在1口井測井解釋1 m左右氣層，油藏類型為巖性構造油藏，構造高部位油氣充滿度高，氣云區整體位于構造高部位，流體性質對相干屬性提取的影響基本可以不考慮。

綜合上述分析認為，相干屬性異常值的大小可用于指示氣云發育程度，認為氣云對構造形態的影響與相干屬性異常存在較好的相關性，可以應用相干屬性對氣云影響程度進行評價和構造形態校正。

2.2 氣云區構造解釋

本次研究采用疊前時間偏移三維數據體，處理面元為25 m×12.5 m。從過氣云發育區的地震剖面來看, 非氣云區波組連續性較好,信噪比較高,新近系主要含油氣層系有效頻帶寬度為10 Hz～80 Hz，主頻約為45 Hz,滿足構造研究的需要；氣云區有效頻帶寬度為15 Hz～50 Hz，優勢頻率約20 Hz,在地震剖面上表現為低頻、弱振幅、中弱連續地震反射相，橫向上表現為與非氣云區相比,同一套波組在氣云帶內產狀明顯下拉。基于現有地震資料氣云區內部構造解釋具有明顯的不確定性，且構造形態不能代表真實的構造特征。

從構造主體區地震剖面反射特征來看，明上段表現為高頻、中-強振幅、中連續地質反射相，明下段表現為中-高頻、強振幅、中低連續地震反射相，館陶組表現為低頻、低振幅、弱連續地震反射相。潛山內幕表現為空白雜亂反射，其頂面為低頻、強振幅、高連續特征，易于自動追蹤，氣云區內，潛山頂面能量雖然減弱，但波組特征較為清楚，這為基于地震反射特征初步解釋氣云區內構造提供了有利的依據。基于已鉆的1井所作的合成記錄標定，對全區主要目的層位進行了精細追蹤。通過波組對比和地震反射特征，以潛山頂及明上段內部強反射界面為參考層位，按照處理后氣云區的實際地層產狀，對主要目的層位進行了初步解釋(圖3 )。

圖3 氣云區主要地震反射層位構造解釋Fig.3 Structure interpretation of gas cloud zone

2.3 氣云區構造校正

在上述研究的基礎上，目的層頂面構造圖的編制采用了如下思路：①不考慮氣云區的存在，應用非氣云區探井時深關系對全區進行初始時深轉換，計算氣云區內探井深度誤差；②計算相干數據體并提取目的層之上相干屬性，經過平滑濾波等去噪處理后，統計已鉆井點處相干屬性異常；③分析井點誤差與相干屬性異常之間相關性，建立二者之間的關系式，并將相干屬性異常轉換為構造校正量；④初始構造圖與構造校正量圖進行運算，獲得氣云區構造校正后的準確構造圖。

圖4 已鉆井合成記錄標定時深關系Fig.4 Time-depth cross plot of drilled wells

2.3.1 初始時深轉換

由圖4 可以看出，1井和2井速度趨勢較為一致， 1井在氣云區之外，2井位于氣云區邊界附近，受氣云影響程度較低，認為這兩口井的速度趨勢代表構造區正常的速度變化；3井時深關系曲線明顯偏離正常時深曲線，同一雙程旅行時，3井對應的深度偏淺，表明受氣云發育影響，縱波速度降低。

基于以上分析，構造全區應用有VSP測井資料、速度趨勢可靠的1井時深關系進行初步的時深轉換。在此基礎上，分別統計2井、3井的預測深度與實鉆深度的誤差。

2.3.2 相干屬性分析

氣云區的相干屬性異常的提取計算采用如圖5所示的流程。首先，結合研究區地層產狀及斷裂發育特征，選擇合理的相干體處理參數，并對最終的相干屬性值進行歸一化處理。以目的層至海底為時窗，提取相干屬性之和，生成如圖6 (a)所示的屬性層位。從圖6(a)可以看出，氣云區與非氣云區異常邊界較為清晰，氣云區內部表現為強相干異常，低部位雁列狀屬性異常對應晚期發育斷層，非氣云區相干屬性異常相對一致。1井位于氣云區之外，為了去除非氣云區影響，以1井作為不受氣云影響的基準井，對1井處相干屬性值進行減去，如圖6(b)所示。應用中值濾波器對圖6(b)所示地震層位進行了多次迭代處理，減少隨機噪音對分析結果的干擾，處理結果如圖6(c)所示。最后為了降低斷面對分析結果的影響，對下降盤屬性異常數據進行了切除，結果如圖6(d)所示。

圖5 應用相干屬性進行氣云區構造校正流程Fig.5 Workflow of structural correction using coherence attribute in gas cloud zone

圖6 基于圖5流程計算獲得的氣云區屬性異常層位Fig.6 The attribute anomaly horizons of gas cloud zone calculated by workflow in Fig.5(a)目的層之上相干屬性之和;(b)減去1井屬性值后的相干異常;(c)平滑濾波后的層位b;(d)切除斷層下降盤并乘以校正系數后的層位

2.3.3 氣云區構造校正

根據相干屬性異常圖，提取三口井井點處對應的相干屬性值。從圖7 可以看出，深度預測誤差越大，相干屬性異常值越高，三口井之間相干屬性與深度預測誤差呈明顯的正相關，表明該思路可以用于定量表征氣云對構造影響程度。線性關系式見式(1)。

(1)

式中:ΔDepth為氣云區任意一點深度校正量；ΔDiff為氣云區任意一點與1井處相干屬性異常值的差值；C為校正系數，為常量。通過交匯分析求取校正系數C后，相干屬性異常層位乘以校正系數C得到氣云區的構造校正量。與初始時深轉換獲得的構造圖進行運算后，得到經過氣云區構造校正后的構造圖。

圖7 相干屬性與已鉆井深度預測誤差交匯分析Fig.7 Cross plot of coherence attribute and prediction error

3 效果分析

在上述精細研究的基礎上，完成了主要目的層位的氣云區構造校正。應用相干屬性校正后，氣云區地層產狀普遍上移，氣云區邊界構造變化較自然，沒有出現明顯的畸變，表明該方法是符合地質規律的。對比圖8(a)、圖8(b)可以看出，校正后氣云區構造形態發生一定變化，圈閉南部邊界構造幅度變緩，構造趨勢與低部位非氣云區構造趨勢較為一致，與前人對渤海海域晚期斷裂對圈閉起控制作用的認識吻合，表明校正后的構造形態更為合理。

基于該項技術，館陶組油氣探明面積增加7.5 km2(圖8 )，增加探明地質儲量近1 000*104t。根據這一認識在氣云區內先后部署了兩口評價井8、12井均獲得成功。其中8井鉆前預測潛山頂面埋深1 280 m，實鉆后地質分層為1 277 m，誤差3 m，在誤差允許范圍之內，表明相干屬性用于氣云區構造校正的思路是可行的。隨后在8井南側部署鉆探12井，校正后鉆前預測深度1 218 m，實鉆海拔深度1 213.3 m，誤差4.7 m，取得了良好的勘探成效(表1)。這兩口井的成功鉆探驗證了相干屬性用于氣云區構造校正的可靠性，為PL9-1構造后續的評價井實施以及儲量計算提供了重要的參考。

圖8 氣云區構造校正前后館陶組頂面構造圖對比Fig.8 Contrast of Ng structure map before and after structural correction(a)校正前；(b)校正后

表1 應用相干屬性進行氣云區構造校正前后潛山頂面深度預測誤差對比

4 結束語

通過對PL9-1油田氣云區發育特征及成因機制分析，結合區域地質認識，在常規縱波地震資料基礎上，分析了應用相干屬性評價氣云區發育程度的可行性。通過精細的井震對比，建立了相干屬性異常與構造校正量之間的線性關系式，實現了氣云區構造校正定量化，有力指導了后續評價井的部署和成功實施，為該油田的油藏整體評價和儲量計算提供了借鑒，大大推動了PL9-1億噸級油氣田的整體評價進程。

值得注意的是，PL9-1油田雖然氣云較為發育，但地震資料通過疊后能量均衡處理后，氣云區內部地層具有一定的可對比性，同時潛山頂面較強的地震反射特征也對構造認識提供了一定的幫助。因此，類似地區在進行氣云區構造校正過程中，應盡可能結合區塊地質認識及地震響應特征，選擇盡可能適用的技術組合以達到最好的應用效果。

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Use of coherence attribute in structural correction of gas cloud zone

CHEN Huajing, ZHOU Donghong

(Bohai Oilfield Research Institute, CNOOC China Limited, Tianjin Branch,Tianjin 300452, China)

PL9-1 oilfield is the largest integrated oil and gas field founded in Bohai bay recent years. The oil field is located in the Miaoxi north bulge with the oil and gas migration. Gas cloud zone is very developed along the boundary fault. Therefore, it is very difficult to accurately implement the structural high of traps, seriously restrict the overall evaluation of reservoir. In view of the gas cloud structure correction in the evaluation of this more than 100 million tons oilfield, feasibility analysis of coherent attribute that is applied to structural correction of gas cloud zone is studied first based on geological regularity. The relativity between coherent attribute and depth prediction error of target is analyzed, and the approximately linear relationship is established.Based on the above research, a quantitative method is presented by using coherent attribute for structural correction of gas cloud zone. According to the above research results, the evaluation wells were drilled successfully and verified the prediction results.

coherence attribute; gas cloud zone; quantitative; structural correction

2016-04-15 改回日期：2016-06-13

陳華靖(1981-)，男，碩士，工程師，主要從事構造研究及儲層預測工作，E-mail：chenhj4@cnooc.com.cn 。

1001-1749(2017)02-0253-07

P 631.4

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2017.02.16