南大港地區(qū)中淺層儲層分布規(guī)律研究

（河南工程學(xué)院，鄭州市，451191） 趙 坤 姬秀娟

1 項目背景

黃驊坳陷位于渤海灣盆地中部(圖1)，勘探結(jié)果表明，中淺層油氣主要分布在南大港斷層附近。南大港地區(qū)自下而上發(fā)育沙河街組（Es）、東營組（Ed）、館陶組（Ng）、明化鎮(zhèn)組（Nm）四套地層（中淺層包括東營組（Ed）、館陶組（Ng）、明化鎮(zhèn)組（Nm）三套地層）。

圖1 工區(qū)位置圖

南大港地區(qū)油氣儲量豐富，但構(gòu)造復(fù)雜，斷層發(fā)育較多，儲層橫向連續(xù)性較差，筆者將詳細(xì)介紹波阻抗反演技術(shù)方法及其在研究區(qū)內(nèi)的應(yīng)用效果。

2 波阻抗反演儲層預(yù)測方法

常規(guī)的地震波阻抗反演就是指利用地震資料反演地層/巖層波阻抗(或速度)的地震特殊處理技術(shù)。與地震多參數(shù)模式識別預(yù)測儲層參數(shù)及儲層的含油氣性，振幅擬合預(yù)測儲層厚度等統(tǒng)計性方法相比，波阻抗反演具有明確的物理意義，它是儲層巖性預(yù)測、油藏特征描述的確定性方法，在實際應(yīng)用中取得了顯著的地質(zhì)效果。

地震波阻抗反演技術(shù)的基本原理可用圖2來說明。不同巖層具有不同的速度和密度值，速度和密度的乘積叫做波阻抗。只要不同巖層之間波阻抗有差異，就能產(chǎn)生反射波。假定地震剖面上的法線入射道，既地震入射射線與巖層分界面垂直，則法線入射反射系數(shù)由下式計算，即

式中，Ri為第i層底界面的反射系數(shù)；ρi為第i層的密度；νi為第為第i 層的速度；ρi+1為第為第i+1 層的密度；νi+1為第i+1層的速度。

圖2 地震記錄的形成和反演原理

地震波從激發(fā)、傳播到接收，相當(dāng)于經(jīng)歷了一個濾波系統(tǒng)。一個很尖銳的脈沖通過這個濾波系統(tǒng)后，就變成了一個延續(xù)有一定長度的脈沖波形，通常稱其為子波。這個過程就相當(dāng)于在每個反射系數(shù)位置上用一個子波把反射系數(shù)位置上用一個子波把反射系數(shù)“棒”替換掉，子波的極性和振幅強(qiáng)弱取決于反射系數(shù)的正負(fù)和大小。由于巖層通常很薄，頂?shù)追瓷湎禂?shù)遠(yuǎn)小于子波長度，不同界面的反射子波相互重疊，疊加在一起，形成一道地震記錄，這實際上是褶積過程，制作合成地震記錄就使用這種方法。最后，地震波的球面發(fā)散、吸收衰減和透射損失，使得野外記錄在磁帶上的實際記錄淺層振幅強(qiáng)，深層振幅弱，相差太大無法用來解釋。只有在經(jīng)過振幅衰減補(bǔ)償后，才得到深淺層振幅相差不大的地震道，即在地震剖面上看到的結(jié)果，以上就是地震記錄形成的過程。按此過程制作合成地震記錄或合成地震剖面，叫做正演（圖2）。

反演就是估算一個子波的逆一反子波，用反子波與地震道進(jìn)行褶積運(yùn)算，通常成為反褶積，從而得到反射系數(shù)。然后把反射系數(shù)帶到上式導(dǎo)出的遞推公式為

便可逐層遞推計算出每一層的波阻抗，這就實現(xiàn)了界面型反射剖面向巖層型剖面的轉(zhuǎn)換。

3 實際應(yīng)用效果分析

進(jìn)行相關(guān)性分析，從而明確四性關(guān)系，能夠準(zhǔn)確劃分砂泥巖剖面是進(jìn)行地震波阻抗反演的物理基礎(chǔ)。以下（圖3-圖5）是分別對明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營組進(jìn)行相關(guān)性分析圖。從圖中可知，對于明化鎮(zhèn)組DT＜370，GR＜82 時能夠準(zhǔn)確地將砂泥巖區(qū)分開；館陶組DT＜360，GR＜88 時能夠準(zhǔn)確地將砂泥巖區(qū)分開；東營組DT＜350，GR＜83 時能夠準(zhǔn)確地將砂泥巖區(qū)分開。

圖3 明化鎮(zhèn)組相關(guān)性分析

圖4 館陶組相關(guān)性分析

圖5 東營組相關(guān)性分析

從相關(guān)性分析可知，南大港地區(qū)具有很好的四性關(guān)系，能夠準(zhǔn)確劃分砂泥巖，因此，在相關(guān)性分析基礎(chǔ)上，進(jìn)行地震波阻抗反演預(yù)測儲層砂體展布特征研究（圖6）。圖上可以清晰地看出薄儲層互層現(xiàn)象，對于南大港地區(qū)中淺層發(fā)育的薄儲層，波阻抗反演技術(shù)能夠給一個很好的響應(yīng)。

圖6 地震波阻抗反演預(yù)測目的層砂體展布剖面圖

運(yùn)用波阻抗反演技術(shù)預(yù)測南大港地區(qū)中淺層砂泥巖剖面（圖7），從圖中可以看出，地震屬性預(yù)測砂巖的展布形態(tài)與測井解釋結(jié)果是一致的，因此，波阻抗反演可以清晰的刻畫儲層邊界，定量計算儲層厚度，尤其對儲層厚度的刻畫方面具有很大的優(yōu)勢。

圖7 過歧127井波阻抗反演預(yù)測砂泥巖剖面

4 儲層展布特征

圖8 分層系波阻抗反演預(yù)測砂巖厚度圖

在地震波阻抗反演相關(guān)性分析基礎(chǔ)上，能夠準(zhǔn)確預(yù)測南大港地區(qū)中淺層砂泥巖，從而在平面上分別對明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營組油層進(jìn)行油組級別的砂巖平面展布研究。在分層系砂巖厚度分布圖（圖8）中可以看出，紅色部分為砂巖沉積區(qū)域，藍(lán)色部分為泥巖或者砂質(zhì)泥巖沉積區(qū)，圖中的明化鎮(zhèn)組曲流河的沉積形態(tài)、館陶組辮狀河的沉積形態(tài)、以及東營組三角洲相沉積形態(tài)非常清晰。

5 結(jié)論

（1）相關(guān)性分析是進(jìn)行地震波阻抗反演的物理基礎(chǔ)，南大港地區(qū)明化鎮(zhèn)、館陶、東營組均有具有很好的四性關(guān)系，能夠準(zhǔn)確劃分砂泥巖。

（2）南大港地區(qū)中淺層砂體展布形態(tài)非常明顯，明化鎮(zhèn)組為曲流河沉積，館陶組為辮狀河沉積，東營組為扇三角洲相沉積。