鶯歌海盆地D氣田氣層連續(xù)性檢測方法與應(yīng)用研究*

馬光克 劉 巍 陳殿遠(yuǎn) 張合斌 鄧海東

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司 廣東湛江 524057）

鶯歌海盆地D氣田氣層連續(xù)性檢測方法與應(yīng)用研究*

馬光克 劉 巍 陳殿遠(yuǎn) 張合斌 鄧海東

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司 廣東湛江 524057）

南海鶯歌海盆地D氣田鶯歌海組主要為臨濱—濱外沉積環(huán)境，泥流沖溝發(fā)育，縱向上巖性組合復(fù)雜，出現(xiàn)若干巖性“亮點(diǎn)”，平面上儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，氣層橫向分布不連續(xù)，給油氣檢測帶來了很大困難。提出一種擴(kuò)展AVO流體檢測技術(shù)，即將AVO屬性與巖石物理分析確定的流體敏感彈性參數(shù)關(guān)聯(lián)起來，構(gòu)建出對流體敏感的AVO指示因子屬性，利用該屬性來刻畫有效儲層和泥沖溝的分布特征，進(jìn)而識別巖性、開展烴類檢測與儲層預(yù)測。理論模型驗(yàn)證與實(shí)際應(yīng)用效果表明，AVO流體指示因子與含水飽和度曲線對應(yīng)關(guān)系最好，對流體最為敏感。與疊前反演技術(shù)相比，由于該技術(shù)無須建模，不存在模型化效應(yīng)，因而橫向分辨率更高；與常規(guī)AVO屬性分析技術(shù)相比，本文技術(shù)得到的剖面信噪比更高，含水背景能量受到壓制，異常多解性大幅降低，可以很好地識別真假“亮點(diǎn)”和表征氣層連續(xù)性。

擴(kuò)展AVO分析；流體指示因子；烴類檢測；鶯歌海盆地

南海鶯歌海盆地D氣田主體位于泥底辟形成的短軸背斜構(gòu)造，主要目的層新近系鶯歌海組為臨濱—濱外沉積環(huán)境，以砂壩、灘砂極細(xì)粒石英砂巖為主，具有中高孔、中低滲特點(diǎn)。一方面，由于沉積環(huán)境比較復(fù)雜，加之泥流沖溝十分發(fā)育，沖切深度和充填巖性又各不相同，導(dǎo)致主要目的層段縱向上巖性組合復(fù)雜，反射特征各異，出現(xiàn)若干巖性“亮點(diǎn)”；另一方面，由于平面上儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，砂巖和泥巖、泥質(zhì)粉砂巖相間，導(dǎo)致氣層橫向分布不連續(xù)，給油氣檢測帶來了很大困難。

油氣檢測的方法很多，有基于疊前反演的泊松阻尼因子法，基于頻變AVO方法，還有基于彈性反演的Russell流體因子估算和縱橫波模量估算法等［1-4］。為了檢測和表征鶯歌海盆地D氣田鶯歌海組氣層不連續(xù)性，識別巖性“亮點(diǎn)”和氣層“亮點(diǎn)”，筆者提出了擴(kuò)展AVO流體檢測技術(shù)，通過構(gòu)建適合工區(qū)地震地質(zhì)條件和流體特征的AVO屬性組合，增加砂巖與泥巖、氣層與水層的區(qū)分度，從而提高了AVO屬性剖面信噪比，降低了異常多解性。

1 擴(kuò)展AVO流體檢測技術(shù)方法原理

AVO屬性分析是氣層檢測主要技術(shù)之一［5-6］，但存在異常背景雜亂、多解性強(qiáng)和砂泥、氣水區(qū)分度低等問題。為了改善AVO屬性分析技術(shù)的應(yīng)用效果，許多地球物理學(xué)家相繼提出了將彈性屬性與AVO技術(shù)相結(jié)合的理論和方法［7-11］。

根據(jù)Whitcombe等［10］，擴(kuò)展彈性阻抗EEI是入射角χ的函數(shù)，計(jì)算公式為

式（1）～（4）中：AI為聲波阻抗；GI為梯度阻抗；VP、VS分別為縱波速度、橫波速度；ρ為密度；θ為入射角；χ為旋轉(zhuǎn)角。

擴(kuò)展彈性阻抗所對應(yīng)的反射系數(shù)R可表示為

式（5）經(jīng)整理可以變?yōu)?/p>

式（5）～（7）中：A為截距；B為梯度。式（6）～（7）在幾何平面上可以理解為坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)。

式（1）和式（6）的重要應(yīng)用價(jià)值是：當(dāng)通過測井巖石物理分析得到EEI的某個(gè)角度對地層流體最為敏感時(shí)，利用該角度通過式（6）可以得到對流體最敏感的AVO屬性。

在實(shí)際應(yīng)用中，首先對式（1）取對數(shù)，即

利用式（8）計(jì)算出測井EEI曲線，再與自然伽馬曲線或含水飽和度解釋曲線進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，可得到最大相關(guān)時(shí)所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度，稱之為巖性因子角或流體因子角。將巖性因子角或流體因子角分別代入式（6），即可得到對巖性或流體最敏感的擴(kuò)展AVO屬性，稱為AVO巖性指示因子或AVO流體指示因子。

2 理論模型驗(yàn)證

根據(jù)實(shí)際測井資料制作AVO正演模型，對AVO流體指示因子的流體區(qū)分能力進(jìn)行驗(yàn)證。首先從正演模型中分別提取截距A，A+B和AVO流體指示因子屬性，插在記錄中的測井曲線為含水飽和度曲線，如圖1所示。由圖1可以看出：難以從截距A屬性中的強(qiáng)弱變化或波峰波谷關(guān)系中找到與含水飽和度曲線的良好對應(yīng)關(guān)系；在A+B屬性中，氣層頂部對應(yīng)強(qiáng)波谷，氣層底部對應(yīng)強(qiáng)波峰，但氣層上部含水地層的能量沒有被充分壓制；在流體指示因子屬性中，氣層的頂、底分別對應(yīng)強(qiáng)波谷與強(qiáng)波峰，且氣層上部含水地層的能量被明顯壓制，流體指示因子與含水飽和度曲線對應(yīng)關(guān)系最好，表明本文提出的AVO流體指示因子對流體最為敏感。

圖1 不同AVO屬性流體區(qū)分能力對比Fig.1 Contrast of fluid discrimination capabilities of different AVO attributes

3 在鶯歌海盆地的應(yīng)用效果分析

在對鶯歌海盆地D氣田疊前道集數(shù)據(jù)進(jìn)行道集優(yōu)化處理后，采用擴(kuò)展AVO屬性分析技術(shù)識別真假亮點(diǎn)、檢測氣層分布，落實(shí)有效儲層和泥沖溝分布特征，表征氣層連續(xù)性，取得了很好的應(yīng)用效果。

D氣田A1井目的層段流體因子角為4°，且彈性阻抗與含水飽和度相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.88（圖2）；過A1井含水飽和度曲線與流體因子曲線在3個(gè)氣層位置對應(yīng)關(guān)系良好（圖3）。

圖2 鶯歌海盆地D氣田A1井不同旋轉(zhuǎn)角度下彈性阻擾與含水飽和度的相關(guān)系數(shù)Fig.2 Correlation coefficent of elastic impedance and water saturation under different rotation angle of Well A1 in D gas field，Yinggehai basin

圖3 鶯歌海盆地D氣田過A1井含水飽和度與流體因子曲線對比Fig.3 Contrast of water saturation and fluid factor curves through Well A1 in D gas field，Yinggehai basin

圖4 鶯歌海盆地D氣田常規(guī)AVO碳烴指示因子（A×B）剖面Fig.4 Profile of conventional AVO hydrocarbon indicator factor（A×B）in D gas field，Yinggehai basin

D氣田常規(guī)AVO碳烴指示因子（A×B）剖面（圖4）顯示，氣層異常不明顯，斷續(xù)分布，剖面信噪比很低。D氣田常規(guī)AVO擬泊松比（A+B）剖面（圖5）顯示，氣層位置雖有異常存在，但剖面信噪比低，異常分布比較雜亂，若干地方出現(xiàn)假異常。D氣田擴(kuò)展AVO流體檢測剖面（圖6）顯示，氣層位置異常更加明顯，剖面信噪比高，異常連續(xù)分布，幾乎沒有假異常。

D氣田地震剖面上的許多假“亮點(diǎn)”在擴(kuò)展AVO流體檢測剖面上蹤跡全無，疑似受泥沖溝沖刷但還沒有斷開的氣層在擴(kuò)展AVO流體檢測剖面上明顯斷開（圖7）。

如圖8所示，D氣田目的層地震振幅切片上許多非氣層亮點(diǎn)在擴(kuò)展AVO流體檢測數(shù)據(jù)體切片上幾乎全部消失；擴(kuò)展AVO流體檢測數(shù)據(jù)體切片上氣層分布位置異常非常清晰，氣層不連續(xù)處明顯斷開，與實(shí)鉆結(jié)果吻合。

圖5 鶯歌海盆地D氣田常規(guī)AVO擬泊松比（A+B）剖面Fig.5 Profile of conventional AVO Pseudo Poisson ratio（A+B）in D gas field，Yinggehai basin

圖6 鶯歌海盆地D氣田擴(kuò)展AVO流體檢測剖面Fig.6 Profile of extended AVO fluid detection in D gas field，Yinggehai basin

圖7 鶯歌海盆地D氣田IL2624測線地震疊加剖面和擴(kuò)展AVO流體檢測剖面對比Fig.7 Contrast of IL2624 seismic stacked section and extended AVO fluid detection section in D gas field，Yinggehai basin

圖8 鶯歌海盆地D氣田目的層氣組地震振幅和擴(kuò)展AVO流體檢測數(shù)據(jù)體切片對比Fig.8 Contrast of seismic amplitude and extended AVO fluid detection data slices in target gas stratum in D gas field，Yinggehai basin

4 結(jié)論

1）針對鶯歌海盆地鶯歌海組復(fù)雜巖性組合導(dǎo)致的巖性“亮點(diǎn)”與平面儲層非均質(zhì)性問題，提出了一種擴(kuò)展AVO流體檢測技術(shù)，即將AVO屬性與巖石物理分析確定的流體敏感彈性參數(shù)關(guān)聯(lián)起來，構(gòu)建出對流體最敏感的AVO指示因子屬性，利用該屬性來刻畫有效儲層和泥沖溝的分布特征，進(jìn)而識別巖性，開展烴類檢測和儲層預(yù)測。

2）理論模型驗(yàn)證表明，AVO流體指示因子與含水飽和度曲線對應(yīng)關(guān)系最好，對流體最為敏感。實(shí)際應(yīng)用效果表明，與疊前彈性反演技術(shù)相比，由于擴(kuò)展AVO屬性分析技術(shù)除了構(gòu)建因子角時(shí)需要用到測井曲線外，無需具體測井曲線參與計(jì)算，不存在模型化問題，因而橫向分辨率更高；與常規(guī)AVO屬性分析技術(shù)相比，擴(kuò)展AVO屬性分析技術(shù)得到的剖面信噪比更高，含水背景能量受到壓制，異常多解性大幅降低。本文提出的擴(kuò)展AVO屬性分析技術(shù)可以將巖性引起的假亮點(diǎn)與油氣引起的真亮點(diǎn)很好地區(qū)分開，在識別真假亮點(diǎn)、檢測氣層分布和落實(shí)氣層連續(xù)性方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，值得推廣應(yīng)用。

［1］ 高偉義，林桂康，李城堡，等.泊松阻尼因子在平湖地區(qū)儲層流體檢測中的應(yīng)用：一種定量地震解釋的新方法［J］.中國石油勘探，2013，18（2）：50-53.GAO Weiyi，LIN Guikang，LI Chengbao，et al.Application of Poisson dampening factor for inspection of reservoir fluid in Pinghu area［J］.China Petroleum Exploration，2013，18（2）：50-53.

［2］ 程冰潔，徐天吉，李曙光.頻變AVO含氣識別技術(shù)研究與應(yīng)用［J］.地球物理學(xué)報(bào)，2012，55（2）：608-613.CHENG Bingjie，XU Tianji，LI Shuguang.Research and application of frequency dependent AVO analysis for gas recognition［J］.Chinese Journal of Geophysics，2012，55（2）：608-613.

［3］ 印興耀，張世鑫，張峰.針對深層流體識別的兩項(xiàng)彈性阻抗反演與Russell流體因子直接估算方法研究［J］.地球物理學(xué)報(bào)，2013，56（7）：2378-2390.YIN Xingyao，ZHANG Shixin，ZHANG Feng.Two-term elastic impedance inversion and Russell fluid factor direct estimation method for deep reservoir fluid identification［J］.Chinese Journal of Geophysics，2013，56（7）：2378-2390.

［4］ 宗兆云，印興耀，吳國忱.基于疊前地震縱橫波模量直接反演的流體檢測方法［J］.地球物理學(xué)報(bào)，2012，55（1）：284-292.ZONG Zhaoyun，YIN Xingyao，WU Guochen.Fluid identification method based on compressional and shear modulus direct inversion［J］.Chinese Journal of Geophysics，2012，55（1）：284-292.

［5］ CHOPRA S，CASTAGNA J P.AVO［C］.The Society of Exploration Geophysicists，2014.

［6］ CASTAGNA J P，SMITH S W.Comparison of AVO indicators：A modeling study［J］.Geophysics，1994，59（12）：1849-1855.

［7］ DONG W.A sensitive combination of AVO slope and intercept for hydrocarbon indication［C］.58th EAGE Conference and Exhibition，1996，195（1）：68-87.

［8］ GOODWAY B，CHEN T W，DOWNTON J.Improved AVO fluid detection and lithology discrimination using Lame petrophysical parameters：“λρ”，“μρ”，＆“λ/μfluid stack”，from P and S inversions［C］.SEG Technical Program，Expanded Abstracts，1997：183-186.

［9］ CONNOLLY P A.Elastic impedance［J］.The Leading Edge，1999，18（4）：438-452.

［10］ WHITCOMBE D N，CONNOLLY P A，REAGAN R L，et al.Extended elastic impedance for fluid and lithology prediction［J］.Geophysics，2002，67（1）：63-67.

［11］ 明君，王輝，林桂康.擴(kuò)展AVO技術(shù)在渤海油田的應(yīng)用［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2015，30（6）：2736-2740.MING Jun，WANG Hui，LIN Guikang.Application of extended AVO analysis technology in Bohai oilfield［J］.Progress in Geophysics，2015，30（6）：2736-2740.

Gas reservoir continuity detection method and its application in D gas field of Yinggehai basin，South China Sea

MA Guangke LIU Wei CHEN Dianyuan ZHANG Hebin DENG Haidong
（Zhanjiang Branch of CNOOC Ltd.，Zhanjiang，Guangdong524057，China）

Yinggehai Formation of D gas field in Yinggehai basin of South China Sea is mainly of nearshoreoffshore sedimentary environments in which mud gullies develop and lithology association is complex vertically with some lithology“bright spots”.The reservoir heterogeneity is strong and gas distribution is not continuous horizontally，which cause great difficulty to hydrocarbon detection.An extended AVO fluid detection technology is proposed，which correlates the AVO attributes with fluid-sensitive elastic parameters determined by petrophysical analysis.Then fluid-sensitive AVO indicator attributes are built，which can be used to depict distribution characteristics of the effective reservoir and the mud gullies，and then to identify lithology and carry out hydrocarbon detection and reservoir prediction.Theoretical model verification and practical application results show that AVO fluid indicators are best corresponded with water saturation curve and most sensitive to fluid.Compared with pre-stack inversion technology，the proposed technology has no need to model，so there is no modeling effect and the horizontal resolution is higher.Compared with the conventional AVO attribute analysis technology，the cross-section signal-noise ratio obtained by this technology is higher，the water background energy is suppressed and the abnormality is greatly reduced，which can well identify the“bright spot”and characterize gas reservoir continuity.

extended AVO analysis；fluid indicator；hydrocarbon detection；Yinggehai basin

馬光克，劉巍，陳殿遠(yuǎn)，等.鶯歌海盆地D氣田氣層連續(xù)性檢測方法與應(yīng)用研究［J］.中國海上油氣，2017，29（6）：61-66.

MA Guangke，LIU Wei，CHEN Dianyuan，et al.Gas reservoir continuity detection method and its application in D gas field of Yinggehai basin，South China Sea［J］.China Offshore Oil and Gas，2017，29（6）：61-66.

TE132.1+4

A

1673-1506（2017）06-0061-06

10.11935/j.issn.1673-1506.2017.06.007

*中國海洋石油總公司“十二五”科技重大項(xiàng)目“海上在生產(chǎn)油氣田挖潛增效技術(shù)研究（編號：CNOOC-KJ 125 ZDXM 06 LTD）”部分研究成果。

馬光克，男，高級工程師，長期從事海上油氣田勘探與開發(fā)地球物理研究工作。地址：廣東省湛江市坡頭區(qū)南油二區(qū)商業(yè)樓附樓（郵編：524057）。E-mail：magk＠cnooc.com.cn。

2017-05-27改回日期：2017-08-07

（編輯：張喜林）