于正軍

（中國石化勝利油田分公司物探研究院，山東東營257022）

灰質(zhì)背景下濁積巖儲層地震響應(yīng)特征及識別方法
——以東營凹陷董集洼陷為例

于正軍

（中國石化勝利油田分公司物探研究院，山東東營257022）

近年來濁積巖油藏預測的成功率和勘探效益有所降低，灰質(zhì)成分的存在是影響濁積巖儲層預測精度的主要因素。從巖性組合、振幅、速度、波阻抗等特征入手，明確了東營凹陷董集洼陷含灰質(zhì)成分巖石的地球物理響應(yīng)特征，確定了灰質(zhì)背景下濁積巖儲層地震識別方法。利用子波分解技術(shù)優(yōu)選適用子波重構(gòu)新的地震道來消除灰質(zhì)背景，以提高地震資料的分辨率；通過基于振幅和頻率特征的多屬性聯(lián)合分析技術(shù)獲得的幅頻比能夠有效壓制灰質(zhì)能量，放大濁積巖儲層的信息并確定其邊界；利用疊前反演技術(shù)獲取縱、橫波速度比和縱波阻抗來剔除灰質(zhì)影響，進而確定濁積巖儲層分布規(guī)模及與鄰區(qū)儲層的展布關(guān)系。

灰質(zhì)背景濁積巖子波分解幅頻比疊前反演東營凹陷

隨著隱蔽油藏勘探的深入，濁積巖油藏已成為東營凹陷重要的巖性油藏勘探類型，具有較大的勘探空間和資源潛力［1-5］。但是，經(jīng)過幾十年的勘探開發(fā)，濁積巖油藏勘探難度越來越大，勘探效益明顯降低。通過對東營凹陷各地區(qū)的濁積巖油藏地震地質(zhì)條件進行分析，發(fā)現(xiàn)影響濁積巖儲層預測精度的主要因素有地震資料品質(zhì)、巖性組合、古地貌等，其中巖性組合是濁積巖儲層預測的關(guān)鍵因素之一［6］。多年的勘探實踐成果表明，東營凹陷董集洼陷的濁積巖包括砂巖與泥巖、砂巖與油頁巖、砂巖與灰質(zhì)泥巖、灰質(zhì)砂巖與泥巖及灰質(zhì)砂巖與灰質(zhì)泥巖等5種巖性組合方式。其中，灰質(zhì)成分的存在是影響濁積巖儲層預測精度的主要因素。因此，筆者在前人沉積模式、成藏規(guī)律研究成果的基礎(chǔ)上，通過分析濁積巖中各類巖石的地震響應(yīng)特征，確定了灰質(zhì)背景下濁積巖不同巖性組合的地震識別方法，以期為提高濁積巖油藏勘探成功率提供技術(shù)支持。

1 地震響應(yīng)特征

1.1 巖性組合特征

東營凹陷濁積巖中的儲層主要發(fā)育在大套欠壓實暗色泥巖中，埋深多大于2 800 m，主要以薄互層的形式存在，砂巖單層厚度一般為5～13 m。由于目的層地震資料主頻為30～35 Hz，分辨率只能反映到砂層組而難以識別其中的單砂體。除凹陷中心外，在其他地區(qū)沉積的濁積巖，由于圍巖富含灰質(zhì)成分，其自然伽馬值小于周圍泥巖，電阻率由上至下由低變高，曲線形態(tài)呈“山”字［7］。地震反射特征表現(xiàn)為零星透鏡體反射、連續(xù)長反射、席狀披蓋反射、規(guī)則疊瓦狀反射、復合透鏡反射、不規(guī)則雜亂反射及交錯復合反射等。

研究結(jié)果表明，董集洼陷灰質(zhì)砂巖、白云巖、泥灰?guī)r等厚度薄，在與砂巖形成的巖性組合中比重偏低，對地震響應(yīng)特征的影響較??；而灰質(zhì)泥巖的厚度較大，對地震響應(yīng)特征（波形、振幅等）的影響較大，因此，研究區(qū)濁積巖儲層預測中灰質(zhì)成分的影響主要來自于灰質(zhì)泥巖。

1.2 振幅特征

振幅作為地震數(shù)據(jù)體中的基本屬性，其值反映了地震反射能量的強弱。從研究區(qū)地震剖面上看，砂巖與灰質(zhì)泥巖同為強振幅反射特征，測井資料統(tǒng)計的結(jié)果顯示，砂巖和灰質(zhì)泥巖的振幅值均為4 000～8 000。因此，單從振幅強弱并不能將二者很好地區(qū)分開。

1.3 速度特征

通過對研究區(qū)25口井目的層段的不同巖性進行分類對比，并根據(jù)測井資料對砂巖、泥巖、灰質(zhì)砂巖和灰質(zhì)泥巖等巖性的速度進行了統(tǒng)計。結(jié)果表明，泥巖速度最低，一般小于3 400 m/s，灰質(zhì)砂巖速度為3 500～4 200 m/s，灰質(zhì)泥巖速度為3 300～3 800 m/s，砂巖速度為3 400～3 900 m/s。由于灰質(zhì)泥巖與砂巖速度存在重疊，使得地震剖面的反射特征更加復雜，依靠速度信息難以識別和描述濁積巖中的砂巖。

1.4 波阻抗特征

由于研究區(qū)砂巖和灰質(zhì)泥巖的速度相近而泥巖速度相對較低，因此泥巖與砂巖的界面和泥巖與灰質(zhì)泥巖的界面都可以形成強的波阻抗界面［8］。波阻抗反演結(jié)果顯示，砂巖與灰質(zhì)泥巖的波阻抗值分別為8.25×106～9.0×106和8.17×106～9.0×106kg/ （m2·s），兩者差別較小，利用常規(guī)波阻抗反演技術(shù)很難剔除濁積巖中灰質(zhì)成分的影響。

2 地震識別方法

2.1 子波分解技術(shù)

子波分解技術(shù)是首先將地震道分解成不同能量的地震子波的集合，然后將子波劃分為多個時窗長度，結(jié)合已鉆井資料依次對各時窗長度進行試驗，通過篩選優(yōu)化選擇適用子波重構(gòu)出新的地震道來提高地震資料的分辨率，并通過多屬性的優(yōu)選聚類提高儲層預測的精度。其技術(shù)的關(guān)鍵是時窗參數(shù)的選取和能量分量剔除比例。

東營凹陷董集洼陷南緣沿斜坡和斷層下降盤形成濁積巖，在平面上成群分布，縱向上疊合連片。通過正演模擬可知，濁積巖儲層單層厚度薄，巖性組合復雜，且橫向變化比較大［9］，尤其是灰質(zhì)泥巖的分布較為穩(wěn)定，地震反射能量較強，受其影響，傳統(tǒng)的單一屬性預測存在著多解性［10-11］。董集洼陷南緣的營925井在3 600～3 650 m井段鉆遇17.4 m的儲層，在常規(guī)地震剖面上為一個連續(xù)的中強振幅反射（圖1a），難以進行有效的儲層描述。在進行子波分解過程中先將子波劃分為4類時窗長度，結(jié)合鉆井資料依次對時窗長度進行試驗，將優(yōu)選出的下半周時窗重構(gòu)出新的地震剖面（圖1b），進而剔除常規(guī)地震剖面上代表泥巖和灰質(zhì)泥巖的能量最強的2個子波分量，突出有效的巖性和地層信息，新剖面上營925井與營92井中間的尖滅點刻畫的比較清晰，與鉆探結(jié)果吻合較好。

2.2 多屬性聯(lián)合分析技術(shù)

在儲層類型單一且小于調(diào)諧厚度（30 m）的情況下，可以利用多屬性聯(lián)合技術(shù)來壓制灰質(zhì)能量的影響。研究結(jié)果表明，雖然灰質(zhì)泥巖與砂巖的地震響應(yīng)均為強振幅，但其頻率特征存在差異［12-16］。研究區(qū)沿層提取的瞬時頻率特征顯示，砂巖的優(yōu)勢響應(yīng)頻率為16～22 Hz，灰質(zhì)泥巖和泥巖的響應(yīng)頻率大于34 Hz，頻率的差異宏觀上能較好地反映砂巖和灰質(zhì)泥巖不同的沉積規(guī)律，主要表現(xiàn)為儲層較發(fā)育的扇根或主水道的地震響應(yīng)偏向于低頻，而濁積水道間和扇體前緣儲層不發(fā)育的地方表現(xiàn)為相對高頻的特點。振幅頻率比值（幅頻比）與儲層厚度的交會結(jié)果分析表明，幅頻比相對于單獨的振幅、瞬時頻率更具有收斂性。因此，通過基于振幅和頻率特征的多屬性聯(lián)合分析技術(shù)獲取的幅頻比既能夠放大儲層信息，又有利于確定儲層的邊界。

圖1 董集洼陷常規(guī)地震剖面與子波分解剖面對比

董集洼陷北坨71井區(qū)沙三段下亞段的古沖溝前方為滑塌濁積扇發(fā)育的有利部位，且扇體厚度大，表現(xiàn)為多個砂體疊合連片的透鏡體沉積特征。從儲層的地震反射特征分析，坨71井區(qū)古沖溝由于坡度較陡，儲層滑脫較遠，濁積砂體呈透鏡狀反射，延伸短、連續(xù)性較好。從目的層段提取的振幅屬性顯示發(fā)育多條濁積水道，其前方發(fā)育滑塌濁積砂體的強振幅特征明顯，據(jù)此部署的坨724井鉆遇滑塌濁積巖儲層21.1 m，但隨后依據(jù)相似地震反射特征完鉆的坨725和坨723井卻僅鉆遇2 m的灰質(zhì)砂巖儲層。研究區(qū)幅頻比預測結(jié)果（圖2）顯示，失利的主要原因為滑塌濁積砂體的邊緣多發(fā)育灰質(zhì)成分以及地震波的繞射作用導致距離較近的砂體間在橫向上難以區(qū)分，而坨723和坨725井均在儲層的邊界之外。

圖2 董集洼陷坨724井區(qū)幅頻比預測結(jié)果

幅頻比去灰質(zhì)方法對于灰質(zhì)泥巖、白云巖與砂巖組成的薄互層所形成的強振幅反射壓制效果并不理想。

2.3 疊前反演技術(shù)

董集洼陷西北部的坨163井區(qū)與坨71井區(qū)相比坡度較緩，砂體滑塌距離較短，儲層厚度以及分布范圍有較大差別。滑塌濁積砂體多為細砂巖、泥質(zhì)砂巖，單層厚度約為1 m。由于薄互層砂巖與白云巖、灰質(zhì)泥巖組合呈振幅強弱變化的連續(xù)復合反射，正演模擬結(jié)果顯示，巖性反射強度由強到弱依次為灰質(zhì)砂巖—白云巖—砂巖—灰質(zhì)泥巖—泥巖，依據(jù)巖石物理特征和縱、橫波速度變化規(guī)律，單純利用疊后反演技術(shù)很難有效識別濁積砂體的賦存特征。由于疊前反演中的縱橫波速度比在壓制含灰質(zhì)巖石的反射特征，區(qū)別儲層與灰質(zhì)泥巖（尤其是二者呈薄互層組合）時有特定的優(yōu)勢，因此，可以采用疊前反演技術(shù)獲取縱橫波速度比和縱波阻抗來進行儲層識別。

利用Xu-White模型對研究區(qū)10口井進行橫波速度估算，并求取了砂巖橫波阻抗、縱橫波速度比等彈性參數(shù)，通過交會分析可知研究區(qū)內(nèi)儲層與非儲層、含不同流體儲層間彈性參數(shù)［16］具有明顯的差異。其中，砂巖儲層具有低縱橫波速度比的特點，而影響儲層識別的灰質(zhì)泥巖則具有高縱橫波速度比的特征。將疊前地震數(shù)據(jù)分為5°～15°，15°～25° 和25°～35°等3個角度分別進行疊加，并與測井縱、橫波速度信息有效結(jié)合，得到不同角度范圍的彈性阻抗反演成果［17-18］。根據(jù)彈性參數(shù)計算方法，可得到波阻抗、密度、縱橫波速度比等多種表征巖性和流體特征的地層參數(shù)，使得含灰質(zhì)成分的巖石的反射特征得到有效壓制，準確地識別出坨163井區(qū)濁積砂巖儲層的分布規(guī)模及與鄰區(qū)儲層的展布關(guān)系。

3 結(jié)束語

針對灰質(zhì)成分影響濁積巖儲層預測精度的問題，從巖性組合、振幅、速度、波阻抗等特征分析入手，明確了含灰質(zhì)成分巖石的地球物理響應(yīng)特征；結(jié)合巖石物理分析、正演模擬和屬性參數(shù)優(yōu)選，探索了消除灰質(zhì)背景影響的思路和方法；分析了子波分解、多屬性聯(lián)合分析和疊前反演等技術(shù)的適用條件，確定了灰質(zhì)背景下濁積巖儲層的地震識別方法，進而提高了濁積巖儲層的描述精度。

［1］ 王居峰.東營三角洲—濁積扇高頻層序疊加樣式與巖性圈閉［J］.沉積學報，2005，23（2）：303-309.

［2］ 宋國奇，劉鑫金，劉惠民.東營凹陷北部陡坡帶砂礫巖體成巖圈閉成因及主控因素［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2012，19（6）：37-41.

［3］ 袁紅軍，高振平，劉民，等.東營凹陷博興洼陷濁積巖特征及油氣藏類型［J］.石油地球物理勘探，2010，45（1）：167-172.

［4］ 尚冰.牛莊洼陷王58地區(qū)沙四段上亞段純上3砂組濁積巖沉積特征及形成機制［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2011，18（4）：28-31.

［5］ 王金鐸，韓文功，于建國，等.東營凹陷沙三段濁積巖體系及其油氣勘探意義［J］.石油學報，2003，24（6）：24-29.

［6］ 郝雪峰.古油勢和低序次斷層與砂巖透鏡體圈閉含油性的關(guān)系——以東營凹陷牛莊洼陷沙三段中亞段為例［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2012，19（3）：6-10.

［7］ 李珂，楊建軍，茍永俊，等.巖性油藏精細數(shù)值模擬技術(shù)［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2012，31（3）：79-83.

［8］ 薄其重，方赟，劉景友，等.濁積巖油藏描述技術(shù)及其應(yīng)用［J］.特種油氣藏，2003，10（5）：25-29.

［9］ 陳百軍，邊婧，趙海波.基于正演模擬分析疊后反演預測薄儲層的能力［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2012，31（4）：154-158.

［10］劉光蕊，陳發(fā)亮，韓福民，等.利用地震多屬性技術(shù)進行儲層預測與評價——以東濮凹陷濮城地區(qū)沙一段為例［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2011，18（4）：47-49.

［11］張軍華，劉振，劉炳楊，等.強屏蔽層下弱反射儲層特征分析及識別方法［J］.特種油氣藏，2012，19（1）：23-26.

［12］凌云研究小組.基本地震屬性在沉積解釋環(huán)境中的應(yīng)用研究［J］.石油地球物理勘探，2003，38（3）：642-653.

［13］陳軍，陳巖.地震屬性分析在儲層預測中的應(yīng)用［J］.石油物探，2001，40（3）：94-100.

［14］朱筱敏，劉長利，張義娜，等.地震沉積學在陸相湖盆三角洲砂體預測中的應(yīng)用［J］.沉積學報，2009，27（5）：915-921.

［15］曹健，趙憲生，施澤進，等.振幅、頻率與動態(tài)吸收系數(shù)在嘉一段儲層預測中的應(yīng)用［J］.特種油氣藏，2010，17（6）：35-37.

［16］Daniel P，Hampson.用多屬性變換由地震數(shù)據(jù)預測測井特性［J］.于寶利，劉新利，譯.勘探地球物理進展，2002，25（3）：65-78.

［17］王玉梅.疊前地震反演精度影響因素［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2013，20（1）：55-58.

［18］李延峰，王延濤，朱玉寶，等.疊前深度偏移層析反演速度模型建立及應(yīng)用［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2013，32（1）：154-157.

編輯裴 磊

P631.4<文獻標識碼：a class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：A文章編號：1文獻標識碼：a

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A文章編號：1009-9603（2014）02-0095-03

2013-12-23。

于正軍，男，高級工程師，博士，從事油氣藏勘探綜合研究。聯(lián)系電話：（0546）8797276，E-mail：yuzj_789@163.com。

國家科技重大專項“渤海灣盆地精細勘探關(guān)鍵技術(shù)”（2011ZX05006）。