鄂南地區地震儲層預測存在問題與思考

孫振濤

(中國石油化工股份有限公司 石油物探技術研究院，南京 211103 )

0 引言

鄂爾多斯盆地是我國重要的能源(油氣、煤等)盆地，油氣資源尤其豐富，盆地南部中生界主力產油層為延長組，儲層為低孔、低滲的致密砂巖油藏，儲層發育主要受沉積相作用控制，儲層橫向變化快，非均質性比較強[1-3]。

鄂南地區特殊的黃土塬地表和延安組多套煤層發育的特點，地震資料變得非常復雜，使得該區的地震勘探尤其艱難，針對黃土塬的厚度變化大、吸收衰減強等特點造成的地震資料采集、處理和解釋等方面的難點，前人開展了很多有效的技術攻關，主要表現在黃土塬靜校正技術的發展和彎線(沿溝布線，避開黃土塬)采集等方面[4-6]，解釋方面主要表現在采用了相控儲層預測的技術進行砂體刻畫[7-9]。隨著鄂南地區勘探開發的推進，基于地震反射結構的河道砂體描述方法雖取得了很大成功，同時也有失敗地教訓，對該區的儲層預測帶來了新的問題，如何針對該區地質條件和地震資料的特殊性，采用針對性的技術進行儲層預測，是目前需要攻關的技術難題。筆者以鄂爾多斯南部D區塊為例，進行了相關地分析和研究，對影響地震資料品質的因素進行了分析，針對該區地震資料的特點，提出了可行的儲層預測的技術對策。

1 研究區概況

鄂南地區復雜的地震地質條件，造成了該區地震資料復雜性，主要表現在地表和地下兩個方面，即黃土塬地表和延安組多套煤層對地震資料產生了很大地影響。黃土塬地表引起的吸收衰減和靜校正問題、多套煤層產生的層間多次波對地震波形的改造問題，并且這兩個因素交織在一起，對地震振幅和波形特征產生了很大地影響。

該區沉積地層自下而上為三疊系的紙坊組、延長組和侏羅系的延安組、直羅組、安定組。主要目的層為延長組的長8段，為致密砂巖儲層，其上覆的長7段是該區的主力生油層(油頁巖)，為鄂爾多斯盆地的標志層，對應的地震波組為T6c，本區延安組發育多套煤層。

圖1 地震剖面及地表高程Fig.1 Seismic profile and surface elevation

2 黃土塬地表的影響

黃土塬地表的影響：①主要表現在黃土塬地表引起的靜校正問題；②黃土層厚度變化大，吸收衰減橫向變化大，造成地震的能量橫向差異大。

針對黃土塬的采集和處理方面，很多學者、專家做了大量地研究，使得黃土塬地區的地震勘探取得了很大進展，尤其是靜校正方面，基本消除了由于黃土厚度變化引起的地下構造形態變化的問題，資料能夠滿足構造解釋的要求，但是在橫向能量補償方面，還存在比較大的不足，不能夠完全消除黃土塬吸收衰減的影響[4-5]。如圖1所示為該區的一條地震剖面，黑色線為地表高程，可以看到地震剖面的形態基本不受地表高程的影響，但同一套地層的能量在橫向上存在較大差異，反應出還存在一定的橫向振幅一致性問題，振幅異常區的分布形態與地形圖的形態比較一致，由于黃土塬厚度變化以及吸收衰減變化引起的振幅橫向差異依然存在，目前的處理技術還不能夠很好地解決黃土塬的能量吸收衰減問題，因此，振幅屬性不能完全代表儲層的展布，在該區的儲層預測中，應用與振幅相關的屬性分析技術進行儲層預測是不適用的，同樣應用基于振幅的反演技術在該區也存在較強的多解性。

針對該區振幅不能準確反映儲層的難點，研究應用基于地震波形信息的地震反射結構技術對儲層進行刻畫，筆者認為，在橫切河道砂體的地震剖面上，河道砂體反映為透鏡狀體，其頂面平直，底面下凹；河床兩側一般不對稱，一邊陡，一邊緩，認為該區地震波形能夠較好反應河道砂體的發育情況，河道砂體在地震剖面上表現為寬波谷的反射特征，應用地震反射結構的方法對長8段的儲層進行描述[10]。通過常規地震數據和提頻地震數據聯合進行識別，在分析該區長8河道砂體展布方向的基礎上，垂直河道方向切地震剖面，常規地震數據有寬波谷特征，提頻數據有頂平低凹的特征，兩個條件都滿足時，才確定為河道。應用層拉平技術，沿T6c層拉平后河道的透鏡體特征更加明顯，在垂直河道的方向的震剖面上，分析河道砂體的透鏡體反射特征[10-11]。圖2為過HH50井的沿T6c拉平的地震剖面圖，圖2(a)中，河道砂體表現為寬波谷、中弱振幅的反射特征；圖2(b)中，河道砂體表現為頂平底凹的反射特征。在常規地震上，T6c下面的波谷表現為平行于T6c的強振幅，指示為砂體不發育，即不是河道發育的位置，如圖2剖面的左邊所示。

但是隨著勘探開發的深入，發現有的井鉆遇到了地震剖面上特征明顯的透鏡體，但卻沒有鉆遇河道砂體，說明應用透鏡體識別河道的方法還存在一定的不確定性，如圖3所示為過某井的地震剖面，在T6c層位下面的地震為寬波谷、中弱反射、下凹的透鏡體的地震反射特征，符合該區河道砂體地震反射結構的識別標志。但是該井卻沒有鉆遇砂體，通過研究認為該失利井鉆遇的透鏡體反射是由于延安組多套煤層產生的層間多次波形成的，因此，對該區延安組煤層多次波的特征進行研究，準確識別假透鏡體反射，排除多次波干擾。

圖2 地震反射結構分析河道Fig.2 Seismic reflection structure analysis of river channel(a)常規地震；(b)提頻后地震

3 延安組煤層的影響

延安組沉積時期，發育了多套煤層，煤層的地震反射對應圖1中t4(綠色層位)波組，煤層為低波阻抗特征，與圍巖存在較大的波阻抗差，煤層在地震上為強反射特征，煤層層數和厚度的變化會引起地震反射同向軸的變化，同時也會對下面地層的地震反射產生影響，其主要影響表現在：①煤層的屏蔽作用，煤層下面延長組的地震反射能量受煤層層數和煤層厚度的影響，對地震振幅影響大，煤層厚度越大，對地震波的衰減越強，對地震波的屏蔽越強；②多套煤層之間產生多次波，多次波對下覆地層的地震反射產生了較大的改造作用。由于煤層之間產生的多次波對長8段的基于地震反射結構的儲層描述方法產生較大影響，因此，重點分析煤層多次波發育區的識別方法。

圖4 多次波正演模擬Fig.4 Multiple wave forward modeling(a)正演模型；(b)反演結果

3.1 多次波產生機理分析

根據研究區情況分析多次波形成的機理，煤層與圍巖之間存在強的波阻抗界面，地震波在兩套煤層中間產生振蕩，形成層間多次波，多次波的形態與兩套煤層的形態基本一致，呈周期性向下延拓，當煤層沒有下凹形態時，多次波也沒有下凹形態；反之當煤層有下凹的形態時，其形成的多次波也具有同樣的下凹形態，在長7的頁巖下面也容易形成下凹的反射形態，當該下凹形態剛好出現在需要解釋的目的層時，多次波形成的下凹的類似透鏡體的反射特征與真實的河道砂體的反射特征比較類似，對河道砂體的透鏡體反射結構特征產生了很大地干擾作用。而這種層間多次波速度上與一次波速度差異不大，因此在資料處理中消除難度較大。圖4(a)為根據研究區的地層參數設計的模型，并參考實際的地震觀測系統，進行了波動方程的正演模擬，并按照資料處理流程進行了疊前時間偏移等處理工作，圖4(b)為處理得到的地震剖面，可以看到煤層下凹處的多次波在長7頁巖的地震反射下部也產生了類似于透鏡體的反射特征，而在模型中，這里是沒有速度變化，本應該是沒有透鏡體地震反射的。

3.2 多次波識別特征及對策

對由于多次波的影響而產生的假的透鏡體反射特征剔除掉(非透鏡狀的多次波不影響透鏡體的解釋)，是儲層描述及提高鉆井成功率的關鍵。多次波殘存區(處理過程沒有去除干凈)在地震上的識別主要有兩條依據：①從測井曲線上來看(圖5中的藍色曲線為波阻抗曲線)，在煤層反射(T4)與長7頁巖反射(T6c)之間的延長組地層，不存在大的波阻抗界面，只是在延安9段附近發育多套低阻抗的煤層，在長7段發育低阻抗的頁巖，因此在合成記錄上，幾乎是空白反射(煤層反射和頁巖反射的振幅能量比較強，延4到延7段的地震反射能量比較弱)，而在地震剖面上，在該層段如果有中等振幅的地震反射，合成記錄與地震的對應關系不好，可能是多次波的反射；②在T4反射層下部存在與煤層的構造形態比較一致，等周期的地震同向軸，如圖3所示，在T6c下部能清楚看到與煤層下凹特征相同的地震反射，可以判斷為多次波的發育區。

圖5 多次波發育區的識別Fig.5 The identify of multiple wave zone

3.3 有利區優選

依據地震反射結構識別河道砂體的方法，在地震數據上將透鏡體發育區描述出來(圖6中的紅色區域)，河道砂體的展布方向為近北東向。多次波發育區的描述方面，根據多次波的識別特征，將多次波發育區解釋出來(圖6中的綠色區域)， 透鏡體發育區里面剔除掉多次波發育的區域，認為是描述的河道砂體比較落實的區域(紅色區域)。該區儲層為致密砂巖，裂縫的發育情況與產油情況關系密切，裂縫發育的地方，產油量高，因此，裂縫發育區是比較有利的部位，圖6中黑色為高精度本征值相干圖，黑色代表裂縫發育。按照有利區優選的三條原則：即河道砂體發育(最好是河道交匯處)，裂縫比較發育，同時排除多次波發育區，優選了有利區范圍，即為圖6中黃色線包圍的區域。后續的鉆井在該有利區內也取得了良好的效果，獲得了工業油流，證明了該套方法技術在鄂南地區的適用性。

圖6 有利區優選圖Fig.6 Favorable zone optimization

4 結論

通過對鄂爾多斯盆地南部地區的地震資料、地質條件的剖析，認識到該區儲層預測所面臨的難點，分析了黃土塬地表和延安組煤層對地震資料的影響，尤其是延安組多套煤層形成的層間多次波對應用地震資料進行儲層預測的影響，總結了該區層間多次波識別的模式，研究形成了比較完善的基于地震反射結構的透鏡體識別技術，有效排除多次波的影響，能夠對儲層進行準確地識別，滿足了鄂南地區勘探開發的需求。層間多次波在很多地區都對有效波存在影響，目前的處理技術在消除層間多次波方面還沒有有效的處理方法，建議在地震資料處理環節開展針對層間多次波消除方法的技術攻關研究，從根本上解決類似地區儲層描述的難題。

致謝

本研究得到了李洋、魏三妹、羅延的幫助，在此向他們表示衷心地感謝！

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