地震波形分類在春光探區沉積微相研究中的應用

賈秀容，謝春安，李恒權，熊 輝，劉 俊，劉珊祿

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地震波形分類在春光探區沉積微相研究中的應用

賈秀容，謝春安，李恒權，熊 輝，劉 俊，劉珊祿

（中國石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南鄭州 450000）

針對春光探區中南部白堊系鉆井資料少、沉積微相刻畫困難等問題，結合巖心相、測井相的分析，在井震聯合波形分類沉積微相標定的基礎上，選用6種顏色代表6種波形，利用地震波形分類技術精細刻畫春光探區中南部白堊系連木沁組的沉積微相平面展布特征。研究認為，連木沁組時期春光探區中南部發育扇三角洲–湖泊沉積體系，研究區Ch55、Ch118E和Ch120E井區分別發育三支扇三角洲前緣水下分流河道砂體，為有利的儲集砂體發育區。

春光探區；地震波形分類；沉積微相；三角洲–湖泊體系

春光探區中南部鉆井資料少，儲層變化快，物性差異大。前人研究成果僅對車排子凸起或春光探區的白堊系沉積相有過簡單闡述，對于中南部的沉積微相缺乏精細的研究認識[1-4]。春光探區整體位于單斜之上，構造平緩，斷裂不發育，較適合地震波形分類技術的應用。本文應用波形分類技術針對春光探區進行沉積微相研究，以期解決該區鉆井少、沉積相控制點少、儲層變化快等問題。

1 地質背景

春光探區大部分位于車排子凸起東南部，西南角處于四棵樹凹陷的北部邊緣，勘探礦權面積約1 023 km2。車排子凸起為準噶爾盆地西部隆起的次級正向構造單元，其西北以扎伊爾山為界，東以紅車斷裂帶與昌吉凹陷相接，南面為四棵樹凹陷及伊林黑比爾根山（圖1）。春光探區中南部地層自下而上為石炭系、白堊系、古近系和新近系，目前有6口井已鉆遇白堊系地層。探區中南部構造簡單，整體呈現單斜，斷裂不發育（僅發育少量微小斷層）。白堊系地層底部超覆于石炭系基底之上，頂部與古近系呈不整合接觸關系。平面上，地層厚度由東南向西北方向逐漸減薄，南部Ch71井地層最厚，大部分地區沉積地層較薄。中南部白堊系沉積下白堊統吐谷魯群勝金口呼圖壁組和連木沁組，以連木沁組為主，連木沁組巖性主要為灰色、灰褐色含礫細砂巖、細砂巖、粉砂巖與灰色、灰綠色泥巖互層。自然電位曲線呈高幅負異常，多為指形、少數漏斗形特征，電阻率曲線多呈中–高幅微齒狀。前人研究表明，春光探區白堊系主要發育扇三角洲–湖泊和辮狀河三角洲–湖泊兩種沉積體系[5-7]。

2 地震波形分類技術原理及方法

由于地震信號各種參數的變化均會反映到地震道形狀的變化上，因此，地震波形能夠反映地下地質體的特征。地震波形分類就是利用神經網絡對地震層段內的地震反射波波形進行研究，通過多次迭代構筑合成地震道，并與實際地震道進行比較，借助自適應培訓和誤差糾正，把與實際地震道最匹配的模型道賦予實際地震道，再利用地震道形狀即波形特征對目的層段內的實際地震數據進行逐道對比，細致刻畫地震信號的橫向變化，得到地震異常的平面變化特征，從而完成地震相分類[8]。

春光探區中南部白堊系地震資料主頻為55 Hz，信噪比達到35 dB；資料總體能量強，信噪比高，能夠滿足波形分類技術的應用。從圖2可以看出，該井區的油層標定在石炭系頂部的波谷同相軸中。圖3為東南到西北方向將古近系底層拉平后的白堊系連井地震剖面，發育的白堊系地層KⅡ和KⅢ為下白堊統吐谷魯群勝金口呼圖壁組，KⅣ為下白堊統吐谷魯群連木沁組，進一步細分為KⅣ–1、KⅣ–2、KⅣ–3。油層標定即圖3中的綠色層位，所處層段屬于連木沁組。在白堊系底超頂削的地層接觸關系背景下，從剖面經過的兩口井可以看出，目的層波形具有一定的差異，代表處于不同的沉積微相帶中。將地震波形曲線特征進行分類并結合單井微相分析和標定，建立不同波形與沉積微相的對應關系；然后將相同類的地震波形用同一種顏色表示，得到一張細致刻畫地震信號橫向變化的地震波形分類圖[9]，即可將地震相圖轉換成具有地質意義的沉積微相圖。

圖2 春55–1井合成記錄

3 實際應用

春光探區中南部勘探程度不高，為了更好地應用地震波形分類技術，需要選擇合適的時窗和合理的波形分類數。在確定這些參數之前，需要對已鉆井的單井沉積微相分析和不同地震波形代表沉積微相類型的實驗標定。

3.1 井震聯合波形分類標定

分析春光探區中南部的6口鉆井剖面，對部分取心井的巖心觀察和巖石薄片分析發現，目的層段巖性為含礫砂巖、含礫細砂巖與粉砂巖、泥巖互層，靠近尖滅線附近，砂體明顯變粗，泥質含量少。泥巖以灰色–深灰色為主；砂巖巖性較粗，以粗–中粒為主，顆粒排列雜亂，以中性噴出巖與石英巖為主，成分及結構成熟度不高，表現為水下環境和近源扇三角洲的特征。綜合分析認為，目的層段處于扇三角洲–湖泊沉積體系。通過巖石學特征、沉積構造、古生物、沉積層序、測井相等分析認為，該井區白堊紀主要發育扇三角洲前緣、前三角洲和濱淺湖3種亞相。扇三角洲前緣亞相進一步細分為水下分流河道、分流河道間、河口壩以及席狀砂微相。相似的沉積環境發育類似的沉積組合結構，這些組合結構的變化在地震剖面中表現為不同的波形變化[10]，因此，可以通過單井沉積微相分析標定。波形聚類方法中不同波形所顯示的顏色代表沉積微相類型（圖4）。

圖3 中南部白堊系連井地震剖面

圖4 波形分類及沉積微相標定關系

對Ch55井區疊前偏移地震資料應用神經網絡方法，選擇Ch71、P28、Ch55和Ch25等多口控制井，針對目的層段選擇上、下各20 ms共40 ms時窗進行波形等長分類。結合本區沉積微相類型選擇6種顏色（褐色、紅色、草綠色、淺綠色、水綠色、淺藍色）代表6種波形進行聚類分析（圖4d）。圖4d中由左至右6種波形按照相似度依次排列，下方紅色與綠色線條分開程度即是代表在目的層段40 ms時窗范圍內后面5種波形與第一種波形的相似程度。Ch118E和Ch55 等井白堊系為厚層砂礫巖、含礫細砂巖和泥巖互層組合，Ch118E井2 044~2 049 m井段自下而上巖石粒度變細表現為正旋回的河道二元結構特征，測井曲線呈齒化箱型或者鐘形；圖4a中Ch55井測井曲線為典型的河道沉積，在地震剖面中表現為第一種波形，用紅色表示。另外一些由灰色和深灰色泥巖組成，沉積構造以塊狀層理及水平層理為主的井段表現為分流河道間灣微相的特征，自然伽馬曲線為低平齒化形態。河口壩微相一般具有反韻律的特征，在該井區發育較少。南部的Ch71井泥巖含量明顯增多，圖4b中Ch71井測井曲線中自然伽馬曲線呈鋸齒狀，為席狀砂沉積微相，垂向上與前三角洲泥或者水下分流河道間泥巖互層，在地震剖面中表現為第五種波形，用淺藍色表示。P28井發育前三角洲亞相，以泥巖沉積為主，含少量薄層泥質粉砂巖；如圖4c中P28井測井曲線圖自然伽馬曲線變化幅度低、呈平直狀，在地震剖面中表現為第六種波形（深紫色）。濱淺湖亞相分為湖盆泥和灘壩等沉積微相。

3.2 應用效果

在波形分類沉積微相標定的基礎上，應用波形分類技術得到了春光探區中南部白堊系連木沁組的波形分類平面圖（圖5）。該井區地層剝蝕線分布在西北方向，呈東北–西南走向。結合已鉆井的砂體展布特征分析發現，西北部的Ch55—Ch120E井一帶砂地比值較大（達到50%以上），東南方向的Ch71井和P28井方向砂地比值依次降低，P28井的砂地比值僅為18%。結合探區其他化驗分析資料認為，研究區主要的碎屑物供給來自西北方向，靠近剝蝕線附近砂體厚度較大（一般在8.0 m以上），其中，Ch55井砂體最厚，為12.6 m；向東南部逐漸減薄，P28井的砂厚為4.5 m，Ch71井的砂厚為6.4 m。該井區砂體從西北分多支向東南方向呈楔狀展布。

結合波形分類平面圖和砂體分布規律，刻畫春光探區中南部白堊系連木沁組沉積微相的平面展布特征（圖6），其中，靠近西北物源方向的Ch55、Ch118E、Ch120E 等井所處的區域代表扇三角洲水下分流河道沉積微相發育區。從圖5中可以看出，褐紅色區域分布范圍最大，因此，在扇三角洲前緣亞相中水下分流河道微相的分布范圍最廣。河道間發育的深紫色區域為河道間沉積微相發育區，草綠色和淺綠色為河口壩或者灘壩沉積微相發育區，河口壩微相在扇三角洲中發育較少。研究區在白堊紀時期分別由西北向Ch55、Ch118E和Ch120E井區一帶發育三支水下分流河道，中間發育河道間沉積微相，河道末端發育較少的河口壩微相；Ch71所處的淺藍色區域為席狀砂沉積微相發育區，呈環帶狀分布于主河道向湖泊推進區域；P28井所處的深紫色為廣泛的前三角洲發育區。另外，遠離扇三角洲區域主要為濱淺湖相，在湖泊中環繞扇三角洲主體區發育一系列灘壩沉積微相。結合已鉆井數據統計認為，扇三角洲前緣的水下分流河道微相的砂體孔隙度和滲透率均較高，物性較好[11-12]，因此認為，Ch55井、Ch118E井和Ch120E井的3支分流河道發育區為有利儲集砂體發育區，結合油氣顯示，3支砂體的北部地區可作為勘探的有利拓展區域。實際鉆探結果與沉積微相平面預測結果吻合。

4 結論

（1）春光探區中南部白堊紀時期受西北物源影響，自西北–東南向發育扇三角洲–湖泊沉積體系；通過波形分類技術的應用，把目的層段選擇40 ms時窗進行波形等長分類劃分為6類波形，中南部連木沁組的平面沉積微相刻畫效果較好，解決了該井區鉆井資料少，平面微相研究局限的問題。

（2）春光探區中南部白堊系連木沁組主要發育扇三角洲前緣水下分流河道、分流河道間、河口壩、席狀砂以及前三角洲泥和灘壩等沉積微相，其中，扇三角洲的水下分流河道微相廣泛發育，在Ch55、春Ch118E和Ch120E井區分別共發育3支水下分流河道砂體，均為有利的儲集砂體發育區。

圖6 中南部白堊系連木沁組沉積微相平面圖

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Application of waveform classification in sedimentary microfacies of Chunguang exploratory area

JIA Xiurong, XIE Chun'an, LI Hengquan, XIONG Hui, LIU Jun, LIU Shanlu

(Exploration &Development Research Institute of Henan Oilfield Company, SINOPEC, Zhengzhou, Henan 450000, China)

Aiming at the problem of little drilling data and difficulty in sedimentary facies describing of Cretaceous in south central of Chunguang exploratory area, combined with analysis of core facies and electrofacies, based on waveform classification sedimentary microfacies calibration through well seismic combination, 6 colors were selected to represent 6 kinds of waveforms. By using the seismic waveform classification technique, the plane microfacies distribution characteristics of Lianmuqin formation of Cretaceous system were described accurately. It is believed that the fan delta-lacustrine sedimentary system developed in Lianmuqin formation of Chunguang exploration area in the central and southern part. In the Ch55, Ch118E and Ch120E well blocks of the study area, three subaqueous distributary channel sand bodies are developed in the leading edge of the fan delta respectively, which are favorable reservoir sand body development areas.

Chunguang exploratory area; waveform classification; sedimentary microfacies; Cretaceous system; fan delta-lacustrine sedimentary system

1673–8217（2019）02–0036–05

TEP631

A

2018–04–26

賈秀容，工程師，1984年生，2011年畢業于長江大學礦物學、巖石學、礦床學專業，現從事地震解釋及儲層預測方面的研究工作。

編輯：趙川喜