高頻衰減油氣檢測方法在磨溪地區(qū)燈四段白云巖巖溶儲層中的應(yīng)用

何昌興悅，周 路

（西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都 610500）

1 工區(qū)概況

本次研究區(qū)為磨溪西部地區(qū)，該區(qū)位于四川盆地中部，樂山-龍女寺加里東古隆起東段，現(xiàn)今構(gòu)造分區(qū)處于川中古隆中斜平緩構(gòu)造帶中部；本次研究以磨溪區(qū)塊臺內(nèi)磨溪8井區(qū)碳酸鹽巖臺地?zé)羲臍獠貫橹饕芯繉ο螅^(qū)面積為1015km2，目的層位以燈影組四段（燈四段）為主。

燈四段位于震旦系的最上部，其是在淺水環(huán)境下沉積的一套碳酸鹽巖臺地，在盆地中的大部分地區(qū)發(fā)育一套泥微晶白云巖，且其中含有硅質(zhì)，但是少部分區(qū)域富含藻類。此次研究的工區(qū)位于磨溪-臺內(nèi)地區(qū)，燈四段為富含藻類的地層，主要發(fā)育4種巖性：泥晶云巖、角礫云巖、微生物云巖以及硅質(zhì)云巖類。在桐灣運動二幕的作用下，工區(qū)燈四段地層遭到一定的剝蝕，并且由于大氣淡水淋濾的作用，工區(qū)中的大部分井都有與巖溶作用相關(guān)的巖石類型，如巖溶滲流巖、巖溶角礫巖等[1]。本區(qū)較為特殊的巖性為硅質(zhì)充填白云巖，此類云巖較為致密，測井響應(yīng)特征十分明顯，具有高電阻率、低聲波時差的特征，基本無儲滲性能，只能作為隔層，阻擋油氣的運移，而實際鉆井顯示，本區(qū)燈四段油氣都位于頂部的百云巖巖溶儲層中，但儲層橫向非均質(zhì)性較強(qiáng)，各井實際產(chǎn)氣量具有較大差異。

2 地震頻率和地層吸收特性的關(guān)系

從震源發(fā)出的地震波，在實際地下地層中傳播的過程中，地震波的彈性能量會不斷消耗，而且這種過程是不可逆的，而且波的振幅會減少，子波的形態(tài)也在不斷變化。在實際地震記錄中，不僅有透射損失與球面擴(kuò)散，而且還有地層衰減和吸收衰減，這幾種因素會對地震波的傳播造成一定的影響，而且這幾種因素都會隨著頻率的變化而變化。根據(jù)相關(guān)專家的研究成果表明：地震波在真實地層中的衰減主要分為2種：地層衰減和吸收衰減，在頻率大于10Hz時，隨著頻率的增大，吸收衰減起主導(dǎo)作用，而地層衰減起次要作用。因此，在實際應(yīng)用中，可以利用反射地震數(shù)據(jù)計算地震波的衰減程度，進(jìn)而可以間接反映地層吸收性質(zhì)。另外，相關(guān)實驗也發(fā)現(xiàn)：對地下巖性的變化，地層的吸收性質(zhì)的反映非常敏感，特別是對于地下介質(zhì)中流體性質(zhì)的變化具有十分顯著的反應(yīng)[2-3]。

從巖石物理研究的角度而言，對于巖石性質(zhì)的分析與研究，不僅要了解巖石的彈性性質(zhì)，而且有還應(yīng)該研究巖石的非彈性性質(zhì)，也就是衰減性質(zhì)。衰減性質(zhì)不由巖石的整體性質(zhì)所決定，而是由巖石的微觀性質(zhì)所確定，如巖石內(nèi)部的孔隙流體、裂縫的發(fā)育情況等。本文主要是查閱相關(guān)文獻(xiàn)，參照前人的研究結(jié)果，對地震波的傳播過程中，實際地下介質(zhì)的吸收性質(zhì)與巖性、頻率之間的關(guān)系進(jìn)行了相應(yīng)的歸納總結(jié)，主要有以下6點：

1）地層的吸收性質(zhì)和地震波在地下地層中的傳播速度之間存在一定的反比關(guān)系，速度越快，地層的吸收性越弱；反之，速度越小，地層的吸收性越強(qiáng)。另外，地層的吸收性質(zhì)和地震波的速度一樣，存在一定的頻散現(xiàn)象，但是現(xiàn)象較弱。

2）地層對各種波的吸收和波的頻率大小具有一定的關(guān)系，波的頻率越大，吸收的能量越多，大致呈線性關(guān)系。

3）地層的吸收性質(zhì)主要由巖石的保存狀態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定。巖石礦物的顆粒和粒度大小對地層的吸收性質(zhì)影響較小；深度越深，地層的靜壓力越大，進(jìn)而會壓緊巖石，使其結(jié)構(gòu)更加緊密，導(dǎo)致地層的吸收性變?nèi)酰蝗绻麕r石的結(jié)構(gòu)遭到破壞，則地層的吸收性更好。

4）對于大部分的地區(qū)，與砂巖相比，泥巖的吸收性較好，而與頁巖和灰?guī)r相比，砂巖的吸收性更好。如果砂巖含油氣時，其吸收性將會明顯增強(qiáng)。

5）地層的吸收性質(zhì)還和埋藏的深度有一定的關(guān)系，一般情況下，深度越大，吸收性越弱。

6）對于多相介質(zhì)而言，對地層吸收性質(zhì)影響最大的是氣態(tài)物質(zhì)，如果在巖石的孔隙飽和液中加入較少的氣態(tài)物質(zhì)，能夠顯著提高對地震波能量的吸收。

綜上所述，地層的吸收性質(zhì)與多種因素相關(guān)，如巖性、孔隙度、埋藏深度以及流體性質(zhì)等，在一定條件下，可以借助于地震波吸收衰減的性質(zhì)來預(yù)測實際地下油氣的分布情況。

3 面積差值法吸收衰減屬性原理

3.1 面積差值法原理

當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ趯嶋H地下介質(zhì)中傳播的過程中，如果地下介質(zhì)中含有流體，則介質(zhì)的內(nèi)摩擦力便會增加，使得地震波在傳播過程中產(chǎn)生的非彈性頻率減小，而衰減的程度在一定程度上會受到儲層的厚度大小、流體性質(zhì)以及流體含量的影響，這種非彈性頻率衰減使含流體地層中的地震波的高頻成分產(chǎn)生衰減，頻帶的寬度變窄，主頻向低頻的方向移動[2-3]。所以就可利用面積差值法吸收衰減屬性進(jìn)行地層的流體檢測[3]。

3.2 面積差值法原理

面積差值法吸收衰減屬性提取的具體步驟為：（1）對地震數(shù)據(jù)作廣義S變換，得到地震數(shù)據(jù)的時頻譜；（2）求取地震數(shù)據(jù)的時頻振幅譜，對時頻振幅譜進(jìn)行子波譜模擬；

（3）在要計算的時變子波譜點譜處開合適的窗口，在時窗內(nèi)計算各點譜的平均值，將平均值作為不含氣時的子波點譜；

（4）用原始子波點譜減去對應(yīng)時刻的平均值子波點譜，計算高頻衰減面積異常，對所有地震道進(jìn)行計算，得到整體衰減數(shù)據(jù)體，進(jìn)行含流體預(yù)測。

4 實際數(shù)據(jù)油氣檢測

將該方法應(yīng)用于磨溪8井區(qū)的白云巖巖溶含氣儲層預(yù)測中，利用面積差值法對整個工區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性提取，得到燈四段高頻衰減剖面與頂部含氣層高頻衰減切片如圖1、圖2所示。

圖1 過MX9-MX125-MX8-MX123-MX11井高頻衰減剖面

圖2 磨溪地區(qū)燈四段頂部含氣層高頻衰減切片

從高頻衰減剖面中可以看出，MX123和MX125兩口高產(chǎn)井井旁地震道均有較強(qiáng)的地震波高頻成分的衰減，而MX8、MX9和MX11三口低產(chǎn)井井旁地震道雖有地震波高頻成分的衰減，但是衰減程度明顯不如MX123和MX125兩高產(chǎn)井。從燈四段頂部含氣層的高頻衰減切片可以看出，燈四段頂部橫向的地震波高頻衰減差異較大，并且衰減區(qū)域呈塊狀或絮狀分布，體現(xiàn)了燈四段頂部巖溶儲層的橫向非均質(zhì)性較強(qiáng)。

5 結(jié)論

1）地震波經(jīng)過含流體儲層時將發(fā)生頻率成分的衰減，高頻成分相比于低頻成分衰減得更快，這種頻率上的衰減差異使地震信號的頻譜發(fā)生改變，因此面積差值法高頻衰減屬性可以作為含流體檢測的手段。

2）利用面積差值法求取高頻衰減屬性，實際資料應(yīng)用效果與真實情況吻合很好，可以有效提高油氣預(yù)測的精度，降低勘探風(fēng)險，可為油氣檢測提供一種可靠的技術(shù)手段，在有利的條件下可以直接指示油氣區(qū)。