松遼盆地南部M區(qū)塊扶余油層構(gòu)造精細(xì)解釋

叢琳，李欣欣，趙國石，張國臣

(1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318；2.大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠，黑龍江 大慶 163514）

0 前言

一直以來，地震構(gòu)造解釋被認(rèn)為是了解地下構(gòu)造形態(tài)比較有效的方法。近年來隨著科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)的革新和發(fā)展，三維地震資料越來越普及，三維構(gòu)造解釋技術(shù)隨著三維地震技術(shù)的發(fā)展也越來越被廣泛地應(yīng)用，相比于傳統(tǒng)的解釋技術(shù)只使用二維數(shù)據(jù)解釋方法，三維地震技術(shù)具有效率高、信息完全、解釋精準(zhǔn)、解釋速度快等優(yōu)點(diǎn)（臧殿光等，2016）。因此眾多學(xué)者的研究重點(diǎn)也逐漸從二維向三維過渡，并取得了較好的成果。

三維地震解釋技術(shù)尤其以相干技術(shù)、三維可視化技術(shù)為代表（王彥輝等，2016）。地震相干解釋技術(shù)的原理為：地震道與相鄰地震道之間有相干性，當(dāng)存在斷層和地層不連續(xù)變化時，在局部一些地震道上會出現(xiàn)與相臨地震道不同的反射特征，通過利用這些地震道之間的相干性可以突出顯示一些地下地質(zhì)異常，該方法能夠非常清晰的體現(xiàn)出地下地質(zhì)體在平面上的形態(tài)，可以明顯看出斷層的平面分布以及斷層體系，因此，該方法在解釋斷層的工作中非常便利，目前仍是非常可信的一項(xiàng)技術(shù)手段（韓磊等，2016；Wang et al.,2018）。三維可視化是將地震數(shù)據(jù)進(jìn)行三維空間可視的一個處理技術(shù)，該技術(shù)可以讓地震數(shù)據(jù)從點(diǎn)分析升華到體分析，讓研究人員觀測到高分辨率的體模型，并能直接從體模型中尋找到自己想要的地質(zhì)信息（趙亮，2016）。何翠等（2016）提出了借助地震資料密度大以及空間精度高的優(yōu)勢來達(dá)到對數(shù)據(jù)進(jìn)行立體的解釋，并且虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也逐漸加入了地震數(shù)據(jù)的三維解釋工作中，使得構(gòu)造解釋技術(shù)變得更加直觀和智能。隨著越來越多新技術(shù)的出現(xiàn)，三維構(gòu)造解釋工作也會在更加簡單、智能的基礎(chǔ)上變得更精準(zhǔn)。

研究區(qū)松遼盆地南部M區(qū)塊位于扶新隆起的北部側(cè)翼上，是一個近南北方向展布、西北低東南高的單斜構(gòu)造，斷層較為發(fā)育（胡源，2013）。研究區(qū)原構(gòu)造解釋是基于二維地震資料而得到的構(gòu)造成果，隨著近些年的開發(fā)，以及三維地震資料及鉆井資料的補(bǔ)充，現(xiàn)有的構(gòu)造認(rèn)識已經(jīng)不能滿足開發(fā)需要，因此亟需對研究區(qū)進(jìn)行二次構(gòu)造解釋，重新落實(shí)斷層位置以及層位在斷層處的相互匹配關(guān)系。

研究區(qū)面積為81.1 km2，但三維地震資料只覆蓋了研究區(qū)西側(cè)部分，約為31 km2，二維地震測線36條，幾乎覆蓋全區(qū)。本次將二維和三維資料分別進(jìn)行解釋，最后進(jìn)行拼接，進(jìn)而最大程度地提高構(gòu)造解釋精度，了解研究區(qū)目的層構(gòu)造形態(tài)。

1 層位精細(xì)解釋

無論是二維還是三維地震資料，構(gòu)造解釋的核心內(nèi)容都是從地震及測井資料出發(fā)，進(jìn)行層位及斷層的精細(xì)解釋，然后進(jìn)行構(gòu)造成圖，得出該區(qū)構(gòu)造形態(tài)。層位解釋是井震聯(lián)合標(biāo)定的基礎(chǔ)，依據(jù)標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行連井解釋剖面，最終完成對研究區(qū)的層位解釋工作。

1.1 合成記錄標(biāo)定

合成記錄標(biāo)定是構(gòu)造解釋的基礎(chǔ)，也是地震資料和地質(zhì)資料的橋梁，讓地震上的層位和地質(zhì)層位一一對應(yīng)（徐敏和梁紅，2015）。因此合成記錄的準(zhǔn)確性直接影響到層位標(biāo)定的準(zhǔn)確性。

本文利用Landmark軟件進(jìn)行合成記錄標(biāo)定，研究區(qū)每口井都有聲波曲線，但由于該區(qū)域沒有密度曲線，因此應(yīng)用Gardner密度公式通過聲波曲線重構(gòu)密度曲線得出波阻抗曲線，最后采用不同主頻的地震子波制作合成記錄，得出與實(shí)際地震剖面匹配效果最好的合成記錄（徐敏和梁紅，2015）。由于合成記錄的標(biāo)定直接影響到下步層位追蹤的準(zhǔn)確性，因此為了讓構(gòu)造解釋成果更加切實(shí)地反映地下構(gòu)造形態(tài)，本次標(biāo)定了地震資料覆蓋的所有井，其中三維地震資料覆蓋區(qū)域共標(biāo)定了47口井，二維地震資料覆蓋區(qū)域標(biāo)定了55口井，標(biāo)定結(jié)果與地震剖面對應(yīng)良好（圖1～2）。

圖1 廟3油田M1-40井地震合成記錄（三維）

1.2 層位追蹤

構(gòu)造解釋需要井點(diǎn)控制準(zhǔn)確，井間使用地震趨勢控制進(jìn)而完成全區(qū)精細(xì)解釋（白斌，2015）。因此在完成井震標(biāo)定后，選取井分層較全的井，對全區(qū)井分層及地震同向軸進(jìn)行對比，建立連井骨架剖面。

圖2 廟3油田M118-31-36井地震合成記錄（二維）

對于三維地震資料，從連井剖面入手，采用由稀疏到密集的解釋方法，先選取本區(qū)連續(xù)性好、能量強(qiáng)、波形穩(wěn)定的強(qiáng)相位進(jìn)行追蹤對比，然后在主測線與聯(lián)絡(luò)測線的交互控制下完成（馮校輝，2021）。為了充分利用三維地震資料，盡量做到精細(xì)解釋，本次三維地震資料層位解釋精度最終為1×1。對于二維地震資料，由于全區(qū)只有36條地震測線，且二維資料質(zhì)量略差，因此為了防止出現(xiàn)竄層現(xiàn)象，對于過井的地震剖面，有層位標(biāo)定，解釋精度最高，這些地震剖面也應(yīng)該最先解釋。再依據(jù)過井剖面在交點(diǎn)處的投影點(diǎn)，解釋與過井剖面相交的剖面，據(jù)此確定剖面上的地層位置。最后解釋既不過井也不與過井剖面相交的剖面，同樣依據(jù)投影點(diǎn)的位置，以這些投影點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)地質(zhì)規(guī)律和波組特征向兩側(cè)解釋。每個剖面可能不止一個投影點(diǎn)，一定要保證每個投影點(diǎn)都閉合，對于不能閉合的少數(shù)投影點(diǎn)，應(yīng)返回檢查、仔細(xì)追蹤并反復(fù)校對，最終得到可靠的解釋數(shù)據(jù)，去除“跳點(diǎn)”（李帥和李金奇，2011）。

本文依然通過Landmark軟件精細(xì)追蹤地震層位，共解釋扶頂、扶5、扶8、扶10、扶12及扶底6個層位。其中扶余油層頂部對應(yīng)的T2反射同向軸振幅強(qiáng)、連續(xù)性好、極為明顯，這也提高了構(gòu)造解釋的準(zhǔn)確性（圖3）。其余層位反射特征較弱，需要仔細(xì)結(jié)合標(biāo)定結(jié)果及波組特征，仔細(xì)追蹤反復(fù)校對，才能最終得到可靠的解釋數(shù)據(jù)（圖4～5）。

圖3 扶余油層頂部沿層相干切片圖

圖4 廟3油田主測線1100地震剖面圖（三維）

2 斷層精細(xì)解釋

研究區(qū)斷層較為發(fā)育，雖然地震層位解釋可以大概預(yù)測出斷層位置及規(guī)模，但是無法對斷層進(jìn)行精細(xì)描述，所以必須進(jìn)行斷層解釋，為今后制作平面構(gòu)造圖落實(shí)斷層位置、走向、斷層邊界做準(zhǔn)備。

斷層在地震剖面上的標(biāo)志是反射波波組與波系的錯斷。標(biāo)準(zhǔn)反射同相軸發(fā)生分叉、合并、扭曲、強(qiáng)相位轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象一般是中小斷層的反映，特別是斷距不大、延伸較短、破碎帶較窄的斷層（胡濱，2019）。反射同相軸突然發(fā)生增減或消失，波組間隔突然變化，這往往是大斷層的反映。反射同相軸產(chǎn)狀突變，反射零亂或出現(xiàn)空白帶，這是斷層錯動，引起兩側(cè)地層產(chǎn)狀突變，以及斷層屏蔽作用引起斷面下反射波射線畸變等原因造成的（李婷婷等，2018）。并且在反射波中斷處，往往伴隨出現(xiàn)一些異常波，它們也是識別斷層的重要標(biāo)志（李香雪，2017；趙長征，2021）。通過對研究區(qū)地質(zhì)背景的調(diào)研及此次斷層解釋，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)只發(fā)育正斷層。對于三維地震數(shù)據(jù)，由于是1×1進(jìn)行的層位解釋，所以能觀測出斷層的發(fā)育與消失，進(jìn)而對大部分?jǐn)鄬佣寄苓M(jìn)行很好的識別和區(qū)分。但當(dāng)兩條或多條斷層相交時，一旦反射同向軸較混亂、斷距較小，就會出現(xiàn)斷層認(rèn)識不清的情況。為了解決這個問題，本文借助不連續(xù)檢測技術(shù)，即利用相干體屬性切片在平面上觀測斷層的走向、長度等特征，其原理是：相干地震屬性能夠反映地震數(shù)據(jù)體相關(guān)參數(shù)連續(xù)性，因此地下地質(zhì)體的異常會在屬性上有明顯的顯示，如斷層、尖滅、侵入、變形等，并且在平面上體現(xiàn)這些特征（楊漫坪等，2021）。在資料品質(zhì)較好的條件下，相干體等時切片能夠反映斷層的邊界特征，是斷層解釋的較好手段（孫成田等，2017；蘇洲等，2018），見圖 3～4。

對于二維地震數(shù)據(jù)，由于研究區(qū)面積大，測線稀疏，所以漏掉了較多斷點(diǎn)。近些年，研究區(qū)井?dāng)?shù)和密度有了明顯增加，且井上的信息是真是可靠的，因此為了最大限度地提高二維地震的解釋精度，借助井上資料，通過地層對比，找到井上目的層位斷失的井，利用井?dāng)帱c(diǎn)斷層引導(dǎo)技術(shù)，更好地確定研究區(qū)測線之間的小斷層和大斷層的走向和邊界（扈玖戰(zhàn)等，2017；郭岳，2019），見圖 5。

圖5 廟3油田5945測線地震剖面圖（二維）

對比扶頂、扶5、扶8、扶10、扶12、扶底的斷層解釋成果，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)斷層規(guī)模較大，斷裂深度深，延伸長，且大多數(shù)斷層都從T2開始發(fā)育，貫穿扶余油層組。因此本文只對扶余油層頂部構(gòu)造圖進(jìn)行分析，綜合二維及三維地震數(shù)據(jù)斷層解釋結(jié)果，研究區(qū)扶余油層頂部共發(fā)育斷層72條。

3 精細(xì)構(gòu)造成圖

完成研究區(qū)的層位解釋及斷層解釋后，由于二維和三維地震資料通過現(xiàn)有手段無法拼接，因此只能利用井震時深關(guān)系把時間域轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃扔颍瑢⒍S和三維資料分別進(jìn)行構(gòu)造成圖。三維資料覆蓋部分用三維地震資料解釋結(jié)果，其余部分遵從二維資料解釋結(jié)果，最后通過軟件進(jìn)行拼接，得到研究區(qū)目的層位整體構(gòu)造成圖。

拼接成圖時，普通的繪圖軟件無法對構(gòu)造圖中的等高線進(jìn)行處理，因此通過調(diào)研及實(shí)踐，本文利用雙狐軟件完成二維和三維構(gòu)造圖的拼接，將二維和三維地震資料解釋成果通過雙狐軟件構(gòu)造成圖后，確定各自邊界，再分別將每個點(diǎn)的構(gòu)造值導(dǎo)出，合并數(shù)據(jù)，最后通過雙狐軟件進(jìn)行目的層位的構(gòu)造成圖，得到研究區(qū)整體構(gòu)造圖（圖6～8）。

圖6 扶余油層三維頂面構(gòu)造圖

圖7 扶余油層二維頂面構(gòu)造圖

圖8 扶余油層頂面構(gòu)造圖

4 討論

4.1 構(gòu)造成圖精度分析

在構(gòu)造成圖后，需要對構(gòu)造圖進(jìn)行精度分析，確保構(gòu)造解釋的準(zhǔn)確性。本次共留有5口后驗(yàn)井進(jìn)行精度分析，結(jié)果如表1所示，扶余油層頂部的平均誤差為1.84‰（表1）。可以看出，成圖精度較高，解釋結(jié)果可信。

表1 扶余油層頂部后驗(yàn)井井震誤差表

4.2 新老斷層對比

本次斷層解釋所得到的斷層與原斷層相比，主要在斷層數(shù)量和斷層形態(tài)上有所不同（圖9）。由于該區(qū)域恰好只有二維地震資料覆蓋，因此除了以地震資料為依據(jù)，還借助了井上的資料，通過地層井對比發(fā)現(xiàn)在扶余油層頂部M5-36井比M3井低28 m，與周圍鄰井也有高差異常，證明原斷層組合有問題，因此本文將一條斷層解釋成兩條斷層（圖9a～b）。同樣，通過借鑒實(shí)際鉆井資料、井上斷失層位和地層發(fā)育特點(diǎn)，重新落實(shí)了斷層的延伸長度，對研究區(qū)有了更精確的認(rèn)識（圖9c～d）。

圖9 扶余油層頂部新老構(gòu)造對比

通過此次構(gòu)造解釋重新落實(shí)斷層位置，一些典型問題也得到了解決。以圖10為例，M118-45-34井在原構(gòu)造解釋成果中位于斷層上盤，本次經(jīng)過二次解釋證實(shí)該井位于斷層下降盤，且從圖10b中的地震剖面以及勘探鉆井資料也證明了該井與鄰井間有較大高度差，說明原解釋成果有問題，本文更加精確地確定了井與斷層的相對位置，為井的實(shí)際生產(chǎn)提供了幫助，同時也為下步布井及動態(tài)資料分析提供依據(jù)。

圖10 扶余頂部M118-45-34井構(gòu)造新認(rèn)識

綜合兩次構(gòu)造解釋成果，對比新老斷層，原構(gòu)造圖斷層69條，新構(gòu)造圖斷層72條，新增3條，長度變化12條，并且重新落實(shí)了斷層的位置，為下步勘探提供基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)斷層發(fā)育，共有72條斷層，且全部為正斷層。

（2）應(yīng)用相干體屬性切片及井?dāng)帱c(diǎn)斷層引導(dǎo)技術(shù)對研究區(qū)進(jìn)行斷層解釋，重新落實(shí)了斷層的走向、延伸長度、邊界及斷層組合關(guān)系。與原構(gòu)造圖相比，新增斷層3條，斷層長度變化12 條，為研究區(qū)有利區(qū)塊的優(yōu)選和布井方案編制提供了技術(shù)支撐。