劉振東 (中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球物理與空間信息學(xué)院,湖北武漢430074)

陳 萍,吳官生 (河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院,河南南陽473132)

應(yīng)用地震反演技術(shù)尋找有利儲(chǔ)層
——以泌陽凹陷中南部地區(qū)為例

劉振東 (中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球物理與空間信息學(xué)院,湖北武漢430074)

陳 萍,吳官生 (河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院,河南南陽473132)

介紹了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的基本原理和應(yīng)用實(shí)例,應(yīng)用儲(chǔ)層預(yù)測(cè)軟件,將地震、地質(zhì)、測(cè)井有機(jī)結(jié)合起來,互相補(bǔ)充,互相驗(yàn)證,對(duì)泌陽凹陷核桃園組地層進(jìn)行了稀疏脈沖波阻抗反演;針對(duì)砂巖、泥巖和白云巖的阻抗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,預(yù)測(cè)了砂巖的展布特征;指出了有利的成藏區(qū)帶。

稀疏脈沖波阻抗反演;儲(chǔ)層預(yù)測(cè);有利相帶;泌陽凹陷

泌陽凹陷是我國東部地區(qū)南襄盆地中的一個(gè)小型凹陷,其基底屬于秦嶺褶皺帶的褶皺基底,為卷入秦嶺造山帶的前三疊紀(jì)變質(zhì)-褶皺變形地層及花崗巖。新生代由于受南部北西西向的唐河-栗園斷裂和東部北東向的泌陽-栗園斷裂的共同作用,形成了南陡北緩的扇形箕狀斷陷盆地。凹陷總面積1000km2,有效勘探面積800km2,中、新生界沉積巖厚度達(dá)8000m,其中油源巖的最大厚度為2200m。自下而上由玉皇頂組、大倉房組、核桃園組和廖莊組組成。其中,核桃園組是湖盆相對(duì)穩(wěn)定沉積時(shí)期,以較深湖相的泥巖、砂巖及白云巖沉積為主,是凹陷油氣勘探的主要目的層系。根據(jù)凹陷的古構(gòu)造地貌特征和現(xiàn)今構(gòu)造格局,可以將其劃分為3個(gè)帶:南部陡坡帶、中部深凹帶和北部斜坡帶。

泌陽凹陷中部深凹區(qū)是生油中心,它控制著整個(gè)盆地的油氣分布;核桃園組是泌陽凹陷主要的生油與儲(chǔ)集巖段;以核三段為主,核二段次之。南部陡坡帶物源豐富,由于構(gòu)造坡度大,分選差,多為砂礫巖扇體沉積;北部三角洲前緣及其遠(yuǎn)端的前積層和濁積扇可進(jìn)入深凹區(qū),易形成低位扇體和砂巖透鏡體等多種類型的巖性圈閉[1]。這些圈閉與生油區(qū)油源直接接觸形成十分有利的巖性油氣藏。但砂體在空間上如何展布?如何繼續(xù)深化該區(qū)的勘探?是目前泌陽凹陷中南部地區(qū)勘探亟待解決的問題。要解決上述問題,僅僅依靠已鉆井資料和常規(guī)的地震相研究手段難度較大,必須開展儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究。筆者的研究思路是:根據(jù)三維地震數(shù)據(jù)體、巖性和測(cè)井資料、地質(zhì)研究成果,運(yùn)用地震反演技術(shù)對(duì)研究區(qū)塊目的層進(jìn)行精細(xì)解剖,精細(xì)認(rèn)識(shí)研究區(qū)有利砂體的分布[2],預(yù)測(cè)有利勘探目標(biāo)。

1 地震反演原理及方法

地震反演是利用地表地震觀測(cè)地震資料,以已知地質(zhì)規(guī)律和鉆井、測(cè)井資料為約束,對(duì)地下巖層空間結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)進(jìn)行成像(求解)的過程。地球物理反演的一般方法是先對(duì)地球物理過程引進(jìn)一些假設(shè),構(gòu)造一個(gè)猜想的地球物理模型(或地下地層模型),然后求該模型的響應(yīng)[3];再根據(jù)它與實(shí)際的觀測(cè)數(shù)據(jù)集的差異修改模型參數(shù),直至模型響應(yīng)最佳地?cái)M合觀測(cè)數(shù)據(jù)為止;最后得到一個(gè)從給定的觀測(cè)數(shù)據(jù)中重構(gòu)出的合適的地球物理模型,從而較好地確定地下介質(zhì)的物理參數(shù)。

1.1 合成地震記錄的制作

在地震剖面上準(zhǔn)確地識(shí)別所研究儲(chǔ)層的反射層位是儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)的前提與基礎(chǔ),地質(zhì)-地震層位的標(biāo)定,通常是借助于合成記錄來完成的。反演采用提取地震子波制作合成記錄,這樣增加了合成記錄與剖面的相關(guān)性(圖1)。提取子波時(shí)要注意子波長度太長不好,一般為100ms左右;子波時(shí)窗不能太小,至少是子波長度的3倍以上,以目的層段提取最佳。子波與多口井?dāng)M合較好的子波更可靠,子波形狀規(guī)則、旁瓣小,最后將多口井的子波進(jìn)行比較,剔除不諧調(diào)的子波后求取一個(gè)平均子波參與以后的計(jì)算。

用多條連井剖面進(jìn)行檢測(cè)[4],直到標(biāo)志層與井分層符合好,修改完善低頻模型的創(chuàng)建才算完畢。

1.2 建立初始模型

模型的建立是反演工作的基礎(chǔ),對(duì)于地震反演,它的作用是提供一個(gè)準(zhǔn)確的背景速度(低頻分量模型)。時(shí)深關(guān)系正確才能使地震解釋結(jié)果與地質(zhì)分層一致,才能得到一個(gè)好的框架模型。正確細(xì)致的框架模型加上好的井資料和子波才能產(chǎn)生一個(gè)好的波阻抗模型,如圖2所示。

1.3 約束稀疏脈沖反演波阻抗

它假設(shè)反射系數(shù)是由一系列大的反射系數(shù)疊加在高斯分布的小反射系數(shù)的背景上構(gòu)成[5]的。在地質(zhì)上這種假設(shè)有其合理性,大的反射系數(shù)相當(dāng)與不整合面或主要的巖性界面。具體做法是,從地震道中根據(jù)稀疏的原則抽取反射系數(shù),與子波褶積后生成合成地震記錄,利用合成地震記錄與原始地震道的殘差修改反射系數(shù),得到新的更密一些的反射系數(shù)序列,再做合成記錄。如此迭代,得到一個(gè)能最佳逼近原始地震道的反射系數(shù)序列[6],最終得到反演波阻抗數(shù)據(jù)體。

2 有利相帶預(yù)測(cè)

通過對(duì)泌陽凹陷疊后三維地震資料應(yīng)用地震反演技術(shù),把界面型的地震資料轉(zhuǎn)換成巖層型的測(cè)井資料,使其能與鉆井、測(cè)井直接對(duì)比,以巖層為單元進(jìn)行地質(zhì)解釋,充分發(fā)揮地震在橫向上資料分辨率高的優(yōu)勢(shì),研究儲(chǔ)層特征的空間變化。首先利用測(cè)井約束反演技術(shù)得到的波阻抗剖面,對(duì)砂體標(biāo)定后進(jìn)行了追蹤預(yù)測(cè)(圖3);然后在波阻抗體中對(duì)解釋的層位提取其屬性,從而得到全區(qū)波阻抗平面圖(圖4)。從解釋的波阻抗平面圖上反映出砂體展布具有較明顯的分帶,物源來自北部侯莊砂體和東南部砂礫巖體2個(gè)物源。

3 應(yīng)用效果分析

通過對(duì)已鉆探井分析,在東部陡坡帶構(gòu)造高部位的泌170井、泌292井未見到良好油氣顯示,而較低部位的下2井和新下15井均有良好油氣顯示,認(rèn)為砂體可能太靠近根部,物性差,在向凹陷方向的低部位可能存在物性較好的砂礫巖體,為此開展了一系列沉積微相研究及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。結(jié)合井資料綜合分析認(rèn)為,研究區(qū)砂體發(fā)育,斷鼻構(gòu)造保存完好,砂體與構(gòu)造具有良好配置,是油氣聚集的有利場(chǎng)所。解釋了低部位含油而高部位不含油的狀況,相繼部署探井5口,進(jìn)一步擴(kuò)大了研究區(qū)帶的儲(chǔ)量規(guī)模。

4 結(jié) 論

l)巖性圈閉識(shí)別是多學(xué)科綜合研究技術(shù),一定要做好地質(zhì)、測(cè)井、地震資料之間匹配工作。

2)測(cè)井資料的正確性對(duì)反演結(jié)果影響很大,因此對(duì)井資料的應(yīng)用要分析、檢查,對(duì)井曲線可通過專業(yè)測(cè)井處理軟件進(jìn)行漂移、井壁垮塌等校正方可使用。

3)反演精度主要取決于初始模型與實(shí)際地質(zhì)情況的符合程度,因此需要有地質(zhì)理論基礎(chǔ)做指導(dǎo)。

[1]鄒才能,張穎.油氣勘探開發(fā)實(shí)用地震新技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002.

[2]楊道慶,林社卿,羅家群.泌陽凹陷隱蔽油氣藏類型及分布規(guī)律[J].地球科學(xué),2001,26(增刊):43～49.

[3]李慶忠.走向精確勘探的道路[M].北京:石油工業(yè)出版社,1993.

[4]常炳章,王艷,辛利波.分頻反演技術(shù)在泌陽凹陷井樓-高莊地區(qū)的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2008,30(2):463～465.

[5]呂雙兵,張秀麗.測(cè)井約束地震反演技術(shù)分析與應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2009,31(1):207～209.

[6]孫耀畢.地震彈性反演技術(shù)及其在泌陽凹陷油氣勘探中的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2008,30(4):92～95.

[編輯] 蘇開科

P631.44

A

1000-9752(2010)01-0275-03

2009-12-09

劉振東(1968-),男,1990年大學(xué)畢業(yè),高級(jí)工程師,博士生,現(xiàn)主要從事地震資料處理解釋和綜合研究工作。