地震沉積分析在乍得Bongor盆地M油田薄儲層預測中的應用

童守強，李 鋒，張軼棟，韓進強，郭 強

（玉門油田分公司勘探開發研究院，甘肅酒泉 735019）

1 地質概況

M油田是位于乍得B盆地北部斜坡帶上，整體受北側斷層控制的構造-巖性斷塊油藏。呈現出東高西低的構造形態，構造形態自下而上具有很好的繼承性。油田疊合含油面積7.99 km2，主要含油砂層組為KI2、KI3、KIV4，其儲量占油田總儲量的82.3%。其中KI2-3、KI3-4為主力含油小層。此次地震沉積分析研究以這兩小層為例。

2 地震沉積分析儲層預測技術

2.1 目的層地震分辨率分析

根據該油田地震資料，得出研究區有效頻帶范圍為 15 Hz～44 Hz，主頻為 28 Hz（見圖1）。

結合測井聲波值，計算出目的層段聲波取值，KI2

地震沉積分析是以高精度三維地震資料、露頭和鉆井巖心資料為基礎，以地質規律為指導，利用三維地震信息和現代地球物理技術進行沉積相平面展布及沉積發育史研究的一種分析方法。

地震沉積分析在玉門鴨西、吐哈溫吉桑地區、大慶油田等的運用取得了良好的效果。與傳統地震地層學不同的是，該方法利用三維地震資料，進行地震屬性處理和沉積體形態解釋，能有效地識別薄層沉積砂體，在開發地質儲層研究中起到了重要的作用。

在M油田沉積體系中普遍存在砂泥巖薄互層現象，砂體較薄，井間砂體展布形態預測難度較大的特點；常規儲層預測技術不能滿足油田開發的需要。因此，在M油田開展地震沉積分析以達到薄儲層平面展布預測的目的[1-5]。聲波時差值取 330 μs/ft，KI3 聲波時差取值 295 μs/ft，根據分辨率計算公式，計算出在主頻范圍內25 Hz、30 Hz、40 Hz、44 Hz頻率所對應的分辨率（見表1）。

由式（1）～式（3）得到波長的計算表達式（4）：

其中KI2的最大分辨率為17.2 m；KI3的最大分辨率為19.2 m。當砂體厚度小于17.2 m和19.2 m時，地震資料不能將其識別。

表1 目的層砂巖速度及各頻段可識別厚度表

而研究區的砂體厚度主要集中在小于10 m范圍內，KI2-3小層砂體平均厚度3.6 m（見圖2），KI3-4小層砂體平均厚度8.5 m（見圖3）。遠小于地震資料的分辨率（按波長/4），常規手段很難達到儲層預測的目的。

2.2 等時地層格架的建立

此次研究以薄儲層平面展布預測為重點，對目的層KI2-3與KI3-4小層進行等時地震切片分析。為了確保研究精度，對全區19口井進行精細合成記錄標定，確定目的層在地震資料上所對應位置，開展地震精細解釋2×2追蹤，對KI2-2層頂、KI3-4層底進行精細調整。KI2-2層頂砂巖自然伽馬（GR）測井曲線低值底界即為KI2-2頂，地震反射為強振幅復波波谷；KI3-4普遍發育較厚砂層，其自然伽馬（GR）測井曲線低值下沿對應厚砂層地震反射波谷。建立了以KI2-2頂界、KI3-4底界為邊界控制的井震層序格架。

圖1 目的層段地震資料頻譜圖

圖2 M油田KI2-3小層單井儲層厚度圖

圖3 M油田KI3-4小層單井儲層厚度圖

2.3 90°相位化

對于厚度小于1/4波長的地層，由于頂部反射與底部反射產生干涉，使得零相位剖面零點位置才是地層的實際位置（見圖4），地層實際位置對應的地震切片表示的并不是該地層的響應，而是相鄰地層的響應。

圖4 復合波形成過程示意圖，雷克子波30 Hz（據李國發，2014）

薄層形成的復合波相位與地震子波相差90°（見圖5）。

圖5 復合波90°相位化示意圖，雷克子波30 Hz

復合波時間域公式：

復合波頻率域公式：

式中：ω（t）-地震子波；Δt-薄層砂體中雙程旅行時；r-砂體頂面中的反射系數。

由式（5）知薄層復合波近似為地震子波的導數；由式（6）知薄層振幅譜相當于地震子波振幅乘以一個濾波器f。90°相位轉換實際上是一個使相位滯后π/2的全通濾波器。

90°相位化將薄層中心與最大振幅對應，使地震極性與砂體匹配，從而把地震剖面轉換成了具有巖性意義的剖面，使巖性解釋更加直觀。

研究區目的層KI3-4層為主力產層，敏感曲線自然伽馬（GR）表現為低值，砂泥巖界線清晰。未進行90°相位化前，該套砂體與地震極性不匹配，包含了波谷的下部、零相位、波峰的上部。經過90°相位化后，該套砂體與地震極性匹配較好，砂巖界線與波谷界線匹配，地震剖面具有更強的地質意義（見圖6）。

2.4 地震數據分頻

由于地震頻率對薄層砂體的識別具有較強的敏感性。因此對有效頻帶范圍內不同頻率對薄層識別能力進行分析，找出薄砂層最佳識別地震頻率。

目的層地震資料有效頻帶為15 Hz～44 Hz，故本次研究計算了 20 Hz、25 Hz、30 Hz、35 Hz、40 Hz的頻譜能量地震數據體。對比不同頻率的地震剖面，發現頻率為40 Hz的地震體，地震相位能量更強，成像更清晰，更能反映出薄層，所以選擇40 Hz地震體作為該研究區薄儲層預測的地震體（見圖7）。

2.5 等時地層切片分析

地層切片是以追蹤的兩個等時沉積界面為頂、底內插得到的一系列層位。由于切片是在兩個等時界面約束下產生的，因此可以作為一個相對等時的沉積界面，沿此界面所提的切片所反映出的地質信息可以看作是近似等時的。

首先在地震層位追蹤的基礎上，進行時間域Wheeler變換，具體研究思路是第一步以精細解釋的KI2-2頂為頂界，KI3-4底為底界建立控制層位；第二步對控制層位內部數據進行小層追蹤；第三步對所追蹤小層進行拉平處理。這樣就將具有雙程時間意義的地震體轉換為地質等時的地震體，繼而使切片具有等時性。

圖6 90°相位化結果圖

以精細解釋的KI2-2頂為頂界，KI3-4底為底界，以1 ms作為間隔，內插層位，得到45張切片。切片是上下波形影像的響應。在KI2-3小層、KI3-4小層優選影像最強切片，以反映該層砂體平面展布形態（見圖8、圖9），切片紅色、黃色對應砂體發育區域。

圖7 地震分頻體剖面圖

圖8 M油田KI2-3小層等時地層切片圖

圖9 M油田KI3-4小層等時地層切片圖

統計M4油田19口井，KI2-3小層有15口井發育砂體大于2 m，11口井落在了切片高值區，整體符合程度73%，符合程度較高；KI3-4小層19口井發育砂體大于3 m，有14口井落在了切片的高值區，整體符合程度為74%，符合程度較高。整體上砂體厚度越大，對應的切片地震能量相應越強。

KI3-4小層典型地層切片（見圖9），從中可以看出，在該層沉積期間，主要受北部物源供給影響，物源供給相對充足，砂體單層厚度較大，分布范圍廣，井間存在由紅黃逐漸變淺的屬性變差特點，推測為多期砂體發育邊界；圖8到KI2-3沉積時，物源供給相對較少，砂體整體偏薄，分布范圍縮小，砂泥巖薄互層特征更為明顯。

由此，通過對KI2-3、KI3-4小層進行地震沉積分析，可以確定在小于地震分辨率條件下的薄儲層砂體平面上幾何形態信息，有效刻畫出砂體邊界范圍。

3 結論

（1）精細合成記錄與地震解釋是地震沉積分析的重要保障，90°相位化使解釋更直觀，使剖面更具有巖性意義，時間域Wheeler變換是使切片具有等時意義的重要手段。

（2）地震沉積分析可預測3 m～10 m薄砂體平面展布特征，刻畫砂體邊界范圍，是開發區塊薄儲層預測的有效手段。

（3）等時地層切片能以小層為單位，對井間砂體分布進行預測，對指導注水開發與小層微相劃分具有重要的意義。

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