提高柴窩堡區(qū)塊二疊系有利儲層預(yù)測精度的探討

牛曉燕，肖雄飛，汪譽新，程世偉，趙建成

（中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東東營 257000）

1 柴窩堡區(qū)塊概況

柴窩堡凹陷位于準噶爾盆地南緣，勘探面積約3 684 km2，區(qū)塊內(nèi)有115 km2三維地震資料，3 258 km 二維地震資料，測網(wǎng)密度1 km×2 km ～2 km×2 km。地震成像品質(zhì)差，三維區(qū)的主頻只有17 Hz。地震分析砂體厚度約60 m，單井砂體最大單層厚度為16 m，地震資料無法滿足精細儲層預(yù)測的需要。區(qū)塊內(nèi)鉆井8 口，二疊系為主要勘探層系，在全區(qū)均有不同程度的油氣顯示，但均未獲得油氣流。這說明二疊系油氣富集區(qū)輪廓不明，含氣砂體預(yù)測顯得尤其重要。

2 有利儲層預(yù)測難點

柴窩堡區(qū)塊氣藏分布受構(gòu)造影響不明顯，主要受砂體的橫向展布和儲集物性變化所控制，屬于構(gòu)造背景下的巖性氣藏，非均質(zhì)性強，連續(xù)性較差。而非均質(zhì)介質(zhì)存在大量微小異常介質(zhì)且分布極不規(guī)則，因此，需要開發(fā)一種靈活、方便的方法來描述復(fù)雜非均質(zhì)介質(zhì)[1]。前人對SLG 區(qū)塊多井測井相小尺度分維數(shù)進行求取，得出小尺度分維數(shù)等值線平面圖的分布趨勢與實際含氣分布符合較好，進而通過測井相分形特征譜分析技術(shù)來預(yù)測儲層展布特征[2]。

頻譜分析源于測井?dāng)?shù)據(jù)，是地層真值與薄層信息相對應(yīng)的高頻分量經(jīng)一個低通濾波器濾波后，減弱了高頻分量，得到的被平滑后的低頻數(shù)據(jù)。通過井震結(jié)合，借助測井進行精細地層對比，運用Cyclog屬性分析和小波變換識別準層序界面，根據(jù)測井相形態(tài)進行小層精細劃分，提高砂體含油氣性和砂體厚度的預(yù)測精度。

3 提高儲層預(yù)測精度技術(shù)

頻譜分析信號的高頻分量，對應(yīng)在細尺度上存在，而在粗尺度上消失的細節(jié)信號，表現(xiàn)的是局部細微特征，需要提取局部的細微特征來解釋儲層非均質(zhì)性問題[1]。運用MATLAB 軟件對測井?dāng)?shù)據(jù)進行頻譜分析，提取局部的細微特征來識別砂體的含油氣性[2-3]。

隨著勘探開發(fā)認識的不斷深化，運用HFE 高頻拓展技術(shù)及原始地震數(shù)據(jù)進行拓頻處理，對原始數(shù)據(jù)進行頻譜掃描及時頻分析，可提高地震數(shù)據(jù)分辨率，將拓頻后的數(shù)據(jù)進行巖性體反演來識別砂體厚度。

3.1 頻譜分析

對多井測井?dāng)?shù)據(jù)進行加窗傅里葉變換，將不同時間段對應(yīng)的頻率信號一一對應(yīng)，求取曲線的功率譜。選取Blackman 窗功率譜、海明窗功率譜和直接法功率譜，海明窗功率譜的大尺度能反映大套地層，小尺度能反映地層的細微差別，因此，選取海明窗功率譜。用最小二乘法進行擬合得到斜率值和分維數(shù)[4]。

式中：β為斜率；D為分維數(shù)；x為波數(shù)，m-1；y為功率譜密度，dB/Hz。

大尺度|β|大，表明大尺度分量控制的大套地層變化大；小尺度| β |大，表明細微巖性物性特征變化劇烈；D值高值區(qū)與含氣區(qū)對應(yīng)關(guān)系好。針對柴窩堡區(qū)塊RILD 測井相不同巖性多尺度分析，儲層巖性物性參數(shù)的小尺度分量更敏感，是可以利用頻譜分析進行尺度化儲層描述的特征。

對柴窩堡三維區(qū)3 口井七條曲線的分維數(shù)的方差計算，中子的方差最小，對曲線最敏感[5]，因此，選擇中子曲線做頻譜分析。

分析3 口井補償中子（CNL）測井相譜分析斜率及分維數(shù)，得出3 口井砂層連通性差，CC1 井與C1井紅二段砂層不連續(xù)，CC1 井分維數(shù)值大，含氣；C1 井分維數(shù)小，不含氣（表1、圖1）。

表1 3 口井CNL 測井相譜分析斜率及分維數(shù)

3.2 拓頻分析

地震數(shù)據(jù)拓寬頻帶原理：地震數(shù)據(jù)是反射系數(shù)在頻率空間低頻端的投影，不改變反射系數(shù)序列，將頻率空間低頻端的地震數(shù)據(jù)投影到更寬更高的頻帶，就可以達到拓寬頻帶，提高分辨率的目的。本次運用HFE 高頻拓展技術(shù)對地震數(shù)據(jù)進行拓寬頻帶處理[6]。

3.2.1 去噪處理

地震數(shù)據(jù)的信噪比將直接影響高頻拓展處理的效果，處理前應(yīng)進行必要的去噪處理。通過子波分界、信號分析以及去噪處理，處理后的剖面比原始剖面更清晰[7-8]。

3.2.2 拓頻參數(shù)選擇

為了選擇最合適的拓頻參數(shù)[9]，選擇區(qū)塊最具代表性的兩條三維剖面進行試驗，先選擇數(shù)值較小的1.5，若過小則調(diào)大至3.0，若過大則適當(dāng)調(diào)小至2.0，直至選出地震數(shù)據(jù)高頻端信息最合適的參數(shù)，最后取兩條剖面參數(shù)的平均值確定為整個區(qū)塊拓頻參數(shù)[10-12]。

圖1 柴窩堡三維區(qū)D1—C1—CC1 井紅雁池組砂體對比

3.2.3 全區(qū)數(shù)據(jù)高頻拓展處理

取拓頻參數(shù)為2.2，應(yīng)用全區(qū)數(shù)據(jù)進行高頻拓展處理，得到頻帶拓寬后的高分辨率地震數(shù)據(jù)（圖2）。

圖2 地震數(shù)據(jù)拓頻前（a）、后（b）示意圖

拓頻后，頻帶范圍從原始的10～20 Hz 拓展到10～35 Hz，拓寬15 Hz，頻寬仍然保持在有效的頻帶寬度（15～60 Hz）內(nèi)，可分辨地層厚度能力從60 m提高到30 m（圖3）。經(jīng)過拓頻處理后進行巖性體反演，可以在反演剖面上清晰識別薄層砂體，最薄單層砂體約為14 m，整體識別砂體厚度為20～30 m，儲層展布清晰明了，達到了“識別單層厚度30 m 以下砂體”的預(yù)期目標。

圖3 柴窩堡三維區(qū)巖性體反演

4 結(jié)論

（1）通過對測井相分維數(shù)分尺度的譜分析，提取測井曲線的變化特征，分析其與地質(zhì)特性的相關(guān)性來預(yù)測儲層展布特征，提高了薄儲層識別率，為柴窩堡區(qū)塊有利儲層預(yù)測工作奠定了基礎(chǔ)。

（2）運用HFE 高頻拓展技術(shù)及原始地震數(shù)據(jù)進行拓頻處理后，頻寬仍然保持在有效的頻帶寬度（15～60 Hz）內(nèi)，可分辨地層厚度能力從60 m 提高到30 m，地震資料可以對大套地層橫向展布特征進行預(yù)測。