砂礫巖儲層地震預測方法研究

摘 要：【目的】砂礫巖儲層具有埋藏深度大、發育不穩定、多期疊置、儲量豐度低的地質特點，儲層地震預測描述難度大是制約該類儲層有效動用的難題。為解決這一難題，需要對砂礫巖儲層地震預測方法進行研究。【方法】首先，分析地震資料，創新形成井控提高地震資料分辨率技術，基于系統辨識理論，以測井高頻信息為引導，構建地層對地震波的吸收響應模型，合理保真提高地震資料品質；其次，形成砂礫巖儲層地震預測方法系列，在提頻地震體的基礎上，以測井巖相控制儲層縱向結構特征，沉積相約束儲層平面展布范圍，結合古地貌恢復結果及地震相分析，采取井震雙控敏感屬性預測技術確定砂體展布規律，實現砂礫巖儲層精準預測。【結果】將該技術在BN油田Y282井區未動用儲量區開展應用，大幅提高了地震資料分辨率，精細刻畫了Y282砂礫巖儲層發育邊界?！窘Y論】研究成果解決了長期困擾該區砂礫巖儲層認識不清的問題，為區塊效益建產提供了技術支撐，同時可為其他工區同類型儲層開發提供參考。

關鍵詞：砂礫巖儲層；儲層預測；古地貌恢復；地震相；地震屬性

中圖分類號：TE122" " "文獻標志碼：A" " 文章編號：1003-5168（2025）03-0045-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.03.009

Study on Seismic Prediction Method of Sandstone Reservoir

—Taking the Y282 Well Area of BN Oil Field as an Example

SUI Mingyang

（Research Institute of Geophysical Exploration， Shengli Oilfield Company， SINOPEC， Dongying 257022， China）

Abstract： [Purposes] The sandstone reservoir has the geological characteristics of deep burial， unstable multi-period superposition， and low reserves density， and the difficulty of seismic prediction and description of the reservoir is a problem that restricts the effective use of this type of reservoir. In order to solve this problem， it is necessary to study the seismic prediction method of the sandstone reservoir. [Methods]Firstly， the seismic data are analyzed， and the innovative technology of well control to improve the resolution of seismic data is formed based on the seismic data. Based on the system identification theory， the absorption response model of the geological strata to seismic waves is constructed using the high-frequency information of the logging， and the seismic data quality is improved by preserving the amplitude. Secondly， a series of seismic prediction methods for glutenite reservoirs are formed. On the basis of frequency-increasing seismic bodies， the vertical structural characteristics of reservoirs are controlled by logging lithofacies， and the plane distribution range of reservoirs is constrained by sedimentary facies. Combined with the results of paleogeomorphology restoration and seismic facies analysis， the well-seismic dual-control sensitive attribute prediction technology is adopted to determine the sand body distribution law and realize the accurate prediction of glutenite reservoirs. [Findings] The technology was applied in the untapped reserves area of Y282 wellfield in BN oilfield， which greatly improved the resolution of seismic data and delicately depicted the development boundary of the Y282 sandstone reservoir. [Conclusions] The research results have solved the problem of poor understanding of sandstone reservoirs in the area for a long time， providing technical support for the development of the block and benefiting other similar reservoirs in other work areas.

Keywords： sandstone reservoir; reservoir prediction; paleo-geomorphology restoration; seismic facies; seismic attributes

0 引言

陸相斷陷盆地陡坡帶因具有坡度陡、物源近、古地形起伏大和構造活動強烈的特點而發育多種成因的砂礫巖扇體［1］。截至目前，東部某油田砂礫巖油藏儲量占探明未開發儲量的64%，是未動用儲量開發的主要類型。

針對這一難題，前人開展了大量研究，并在實踐探索中形成了多種針對砂礫巖儲層的預測技術。如基于致密砂礫巖儲層成因的分析方法［2］，基于儲層微觀特征的研究和預測方法［3］，基于統計學、測井、地震響應特征的預測方法［4］等。各類預測方法各有優缺點，如基于儲層微觀特征的研究方法，缺點是該類分析方法往往基于儲層巖心進行試驗，難以推廣到預測整個油藏有利儲層的平面和剖面分布；基于測井、地震響應特征的分析方法，對原始資料品質要求較高，需要進一步研究相關技術作為輔助研究手段［5］。

本研究針對制約砂礫巖儲層高效運用的問題，在前人研究的基礎上開展了地震預測技術攻關。針對砂礫巖儲層具有埋深大、地震信號弱、反射機理認識不清、儲層響應特征不明顯的問題，研發了井控提高地震資料分辨率的方法，創新形成井控提高地震資料分辨率技術，合理保真提高地震資料分辨率。在提頻地震體的基礎上，形成砂礫巖儲層地震預測方法，實現砂礫巖儲層精準預測，明確有利儲層的展布范圍。通過攻關研究，形成的一套適用于砂礫巖儲層地震預測的技術序列，在BN油田Y282井區未動用儲量區開展應用。依據儲層預測成果，部署兩期方案，部署新井17口，生產效果良好。

1 區域地質概況

Y282井區位于BN油田北部，構造上位于BN洼陷北部陡坡帶埕南斷層下降盤，主要含油層系為沙四上亞段。BN洼陷北帶沉積著厚層陡坡砂礫巖，研究區物源主要來自北部的埕子口凸起，是典型的砂礫巖油藏［6］。

Y282塊主要含油層系砂礫巖斷裂體系復雜，沉積相帶變化快，儲層發育不穩定，且多期疊置，地質分層方案及解釋方案多解性較強，儲層展布規律認識不清，儲層預測難度大，儲量的落實存在不確定性，制約著本區開發進程。本研究利用地震、地質及鉆井等資料，充分運用物探新技術，開展針對砂礫巖儲層的描述方法分析，確定扇體期次劃分及溝扇對應關系，明確儲層展布規律，以指導研究區期次劃分及地質評價工作，為地質工程一體化研究提供支撐，為礦藏有效開發奠定基礎。

2 地震資料解釋性處理方法

2.1 地震資料分析

此次Y282井區儲層描述研究所用地震資料為目的層沙四上亞段，頻寬范圍為4～45 Hz，主頻大約為20 Hz，地層平均速度為3 900 m/s。理論上，地震可分辨出的最小地層厚度是48 m。研究區主要目的層為砂礫巖儲層，從多條地震剖面對比來看，地震反射雜亂無章，地震軸零散，規律性差；扇根到扇中原始地震沒有明顯差異。使用該套地震資料描述該區塊砂礫巖體（-4 500～3 500 m）難度較大。同時，砂礫巖儲層巖性復雜，受母巖環境影響，使用聲波和自然伽馬曲線無法區分儲層和非儲層，這給儲層描述工作造成了較大的影響。

2.2 井控提高地震資料分辨率方法

為滿足砂礫巖體儲層描述工作需求，本研究對地震資料進行解釋性處理，創新形成井控提高地震資料分辨率方法。該方法將自動控制領域的系統辨識理論創新應用于地球物理領域，通過測井、井間地震、地面地震等多尺度資料的聯合應用，估算地層對地震信號的吸收衰減特性，所得到的地層吸收系統響應具有確定性和魯棒性，對三維地震成像資料進行吸收衰減補償，可提高三維地震資料主頻10～15 Hz，拓寬三維地震資料有效頻帶10～20 Hz，以提高三維地震資料的分辨率。

通過井控提高分辨率技術可以有效解決研究區地震分辨率不足的問題，實現了測井高頻信息與地震信息的一級融合，為研究區砂礫巖體各期次縱向疊置關系及橫向連通性精細描述奠定了資料基礎。研究區原始地震成果數據與井控拓頻體效果的對比如圖1所示。在進行拓頻處理后，儲層的連續性有所加強，降低了由相變引起的多解性，處理后目的層內弱反射得到加強，地震資料目的層段主頻由10 Hz提高到15 Hz，頻寬由20 Hz提高到36 Hz，儲層縱向預測分辨率得到了明顯提高，有效提高了地震資料儲層描述能力。

3 創新形成砂礫巖儲層地震預測方法

3.1 區域構造演化規律研究

基于構造運動背景，遵循地殼變形規律和物質守恒定律，從地質力學出發，以動力成因機制為指導，以精細地層格架為約束，采用構造解析、地質剖面相結合的方法，層層解剖，還原構造演化過程。早期BN地區整體呈北高南低的構造格局，南部Y176塊水體較深，位于洼陷中心（圖2a）。沙四早期，斷凹轉換，構造發生反轉，南部地層抬升，北部地層開始斷陷沉降（圖2b）。沙四晚期，為強烈斷陷期，南部地層持續抬升，水體變淺，北部開始強烈斷陷，水體快速加深（圖2c）。

基于構造演化背景明確研究區砂礫巖儲層的沉積特征，發現斜坡與洼陷之間的構造坡折部位發育有多期次的近岸水下扇，由同生斷層活動所形成的構造坡折，為扇體沉積提供了必要的可容空間，而斜坡部位眾多的古地貌溝谷又提供了必要的物源，兩者的有機配合，促成了扇體的發育。古沖溝前方，沉積物沉積距離較遠，在古沖溝之間沉積距離較近或不沉積，具有明顯的溝扇對應的特點，每個環帶發育多個厚度中心。

陡坡帶砂礫巖扇體的時空展布受到湖盆邊界條件（邊界斷層）、構造演化、物源區的性質及入口、古氣候及古地貌等多種因素的綜合影響，為明確研究區砂礫巖體展布規律，需要進一步對控制砂礫巖沉積的物源、古基底及物源通道進行研究。

3.2 砂礫巖體古地貌恢復方法

古地貌是控制盆地沉積相發育與分布的主要因素之一，一定程度上控制著沉積體系類型及展布、層序的形成及發育、優質儲層及油藏的分布。精細刻畫現今的古地貌特征能反映當時砂礫巖沉積時的古地貌特征，因此恢復沉積前古地貌及精細古地貌研究對于砂礫巖儲層研究具有重要的指導意義。

針對研究區斷陷盆地陡坡帶區域地層，本研究提出一種新的古地貌恢復方法，基于測井曲線中聲波時差數據與古地貌埋深的負相關性（古地貌的埋深越深，AC值越小，速度越高）對古地貌厚度值進行校正。上述的古地貌恢復理論基礎為砂礫巖是斷陷盆地陡坡帶主要的砂體類型，砂體沿基巖面下滑，形成滾動背斜形態，在某一特定的地質時期內砂體橫向分布的不均勻性，導致上下伏地層之間存在較強的壓實作用，并且隨著埋深的增加，地層的壓實作用隨之加強。因此，本研究選擇對泥巖密度敏感的聲波時差數據，利用AC參數擬合校正的方法對古地貌進行恢復，獲得更加真實的古地貌數據，以更加準確地還原原始沉積古地貌。Y282塊沙四下-沙四上-沙三下古地貌恢復立體和平面顯示圖如圖3所示。

由圖3可知，在沙四早期，構造整體北高南低，湖盆水深、范圍大，發育廣泛的扇三角洲沉積，物源來自北東向CD凸起。在沙四晚期，南部地層抬升，CN大斷裂持續活動，沉降中心向北移動，水體加深，凸起附近發育近岸水下扇，南部淺水發育膏鹽。在沙三時期，湖盆進一步斷陷沉降，凸起附近發育少量的滑塌濁積扇。受CN斷層持續斷陷影響，在Y107井附近形成局部高地。在其兩側的Y109和Y282井區，各發育一條小型沖溝。其中Y282 井區沖溝較深、較陡；Y109井區沖溝相對較淺、較寬緩，這兩條小沖溝控制了研究區砂礫巖的沉積展布。在Y109-3井-Y283井一線呈現一微幅構造，古基底整體呈現“一隆兩洼”格局。

3.3 砂礫巖體地震相分析方法

以Y109塊砂礫巖已鉆遇井為研究對象，以沉積規律為指導，研究Y109塊砂礫巖地震響應表現。整合全部井生產情況大數據，利用實鉆資料分類研究砂礫巖扇體地震反射特征規律。明確扇根位置儲層厚度大，且基本沒有泥巖，地震上呈寬幅弱反射，無明顯反射軸或反射軸傾角較大；扇中位置儲層較厚，地震反射軸呈亞平行相位，有泥巖段出現強反射，連續性差；扇端位置儲層更薄，泥巖發育，地震上局部呈強反射，反射軸連續性差；外延純泥巖，地震上泥巖強軸反射清晰，連續性好，與扇體呈明顯角度不整合，可識別包絡面（圖4）。根據地震相分析，結合地震資料確定砂礫巖體展布范圍，明確扇根、扇中、扇端的位置。

為了進一步確定研究區砂礫巖體扇體的展布范圍，在地震相分析基礎上，基于地震資料對控制砂礫巖發育規模的“溝、谷”進行刻畫。其方法是在垂直于物源方向，橫切多條地震剖面，通過追本溯源，對控制砂礫巖儲層展布規模的沖溝進行刻畫。從結果來看，溝槽具有繼承性發育特征，從源區到扇體，隨著沉積物的退積，溝槽擺動幅度較小，并在垂向上逐漸變淺，側向上逐漸變寬變緩（圖5）。“溝槽”演化特征分析驗證了“一隆兩洼”的砂礫巖扇體展布格局，確定了砂礫巖體橫向展布范圍。

3.4 井震雙控敏感屬性預測方法

在分析儲層特征的基礎上，以井點數據控制砂體范圍，結合地震屬性確定砂體展布情況；根據井點單砂體數據與各類地震屬性相關統計數據，優選高吻合度屬性精細預測本區有利儲層展布范圍。

地震屬性優選不僅是模式識別的關鍵之一，并且對提高函數逼近法地震儲層預測精度具有重要意義。在地震儲層預測中，通常提取多個屬性，采用模式識別或函數逼近法進行儲層預測。但是在不同地區、不同層位，對所預測對象敏感的地震屬性是不完全相同的；即使在同一地區、同一層位，對所預測對象敏感的地震屬性也是有差異的。因此有必要研究儲層預測中地震屬性優選的方法。

由于此次研究工區處于勘探開發早期，工區內現有資料積累及研究成果并不充分，本次研究采用了自動優化擬合算法進行篩選比較，找出帶有最多儲層信息的屬性，總計提取屬性體20種。在構造解釋層位的基礎上，根據研究目的層段的大小，進行變時窗提取目的層段地震屬性，并通過相關性計算優選合適的屬性進行物性預測。

研究區在精細地震解釋的基礎上，將各類地震屬性和井點單砂體數據進行了相關統計，以砂礫巖沉積的第二期次為例，通過計算發現，幅頻比屬性和砂體厚度的相關性最好，同時結合沉積情況，認為幅頻比屬性能夠較好表征砂礫巖儲層。通過提取幅頻比屬性可以看到，Y109塊物源來自北部，各期次以扇中為主，砂礫巖體儲層厚度大，順物源方向由北向南巖性由粗到細，北厚南薄，厚度中心位于Y109-X4附近，向南厚度減??；Y282塊物源來自北東方向，順物源方向由北東向南西方向巖性由粗到細，東北厚西南薄，厚度中心位于Y284井附近，向西南厚度減薄?；诰當祿s束的敏感屬性預測及儲存厚度如圖6所示。

4 結論

①本研究針對地震資料基礎差，不能滿足砂礫巖儲層預測的問題，創新形成井控提高地震資料分辨率技術，基于系統辨識理論，以測井高頻信息為引導，利用最優化方法，構建地層對地震波的吸收響應模型，合理保真提高地震資料的分辨率。

②本研究創新形成砂礫巖儲層地震預測方法，在提頻地震體的基礎上，綜合測井、地質、地震研究成果，以精細構造格架為控制，明確測井巖相控制儲層縱向結構特征，以及沉積相約束儲層平面展布范圍，并結合古地貌恢復結果及地震相分析，采用井震雙控敏感屬性預測技術確定砂體展布規律，以實現砂礫巖儲層的精準預測。

參考文獻：

［1］李丕龍.陸相斷陷盆地油氣地質與勘探［M］.北京：石油工業出版社，地質出版社，2003．

［2］袁選俊，譙漢生.渤海灣盆地富油氣凹陷隱蔽油氣藏勘探［J］.石油與天然氣地質，2002，23（2）：130-133.

［3］昝靈，張枝煥，王順華，等.渤南洼陷北部陡坡帶砂礫巖儲層成巖作用研究［J］.天然氣地球科學，2011，22（2）：299-306．

［4］劉雅利，程付啟，莊嘉翠，等.渤南洼陷北部陡坡帶砂礫巖扇體油氣成藏規律［J］.油氣地質與采收率，2010，17（6）：23-26，112.

［5］孫怡，鮮本忠，林會喜.斷陷湖盆陡坡帶砂礫巖體沉積期次的劃分技術［J］.石油地球物理勘探，2007，42（4）：468-473，488，361-362.

［6］武恒志.濟陽坳陷陡坡帶砂礫巖體發育特征及油氣成藏規律研究［D］.北京：中國科學院地質與地球物理研究所，2001.