陳東 （中石化勝利油田東勝精攻石油開發(fā)集團(tuán)股份有限公司，山東 東營(yíng)257000）

東營(yíng)凹陷南坡沙河街組四段純下亞段（E2s14）（因純化鎮(zhèn)地區(qū)最早發(fā)現(xiàn)沙四上亞段油層，又稱“純化鎮(zhèn)組”，根據(jù)巖性及電性特征，可細(xì)分為純上和純下2個(gè)次亞段）發(fā)育灘壩砂巖油藏，灘壩砂巖儲(chǔ)層為濱淺湖相沉積，由灘砂和壩砂組成［1，2］。灘砂單層厚度薄，分布范圍廣，投產(chǎn)產(chǎn)能較低；壩砂單層厚度大，分布范圍小，投產(chǎn)產(chǎn)能較高。受埋藏深、儲(chǔ)層物性致密等因素影響，灘壩砂巖油藏開發(fā)難度大，儲(chǔ)量動(dòng)用率低。優(yōu)先尋找到壩砂發(fā)育區(qū)進(jìn)行開發(fā)是突破該類油藏開發(fā)難題的關(guān)鍵。但是，灘壩砂巖儲(chǔ)層描述難度較大，主要受幾個(gè)方面因素影響：①沙河街組三段下亞段和沙河街組四段純上亞段分布厚層烴源巖［3］，該套烴源巖為高阻高速層，對(duì)下覆灘壩砂巖具有屏蔽作用；②灘壩砂巖儲(chǔ)層為薄互層沉積，地震反射特征是一組地層的綜合響應(yīng)，單層難以描述；③E2s14還夾雜部分灰?guī)r和白云巖，其地震波速度較純砂巖速度高，對(duì)灘壩砂巖描述具有干擾作用；④灘壩砂巖埋藏普遍較深，平均在3000m以下，地震分辨率較低，從而增加了儲(chǔ)層描述的難度。

鑒于上述問題，綜合運(yùn)用多種物探技術(shù)開展灘壩砂巖中的壩砂發(fā)育區(qū)描述，取得了一定成效：針對(duì)地震分辨率低的問題，開展地震拓頻處理，提高地震分辨率；針對(duì)灰?guī)r及白云巖干擾問題，采取多地震屬性綜合研究；針對(duì)上覆烴源巖屏蔽問題，采取合理選取地震時(shí)窗提取屬性的方法；此外，應(yīng)用地震屬性降維技術(shù)，選擇與實(shí)鉆資料符合程度較好的屬性，通過與實(shí)鉆資料相關(guān)運(yùn)算，計(jì)算出有效儲(chǔ)層厚度。

1 儲(chǔ)層描述技術(shù)

運(yùn)用地震拓頻技術(shù)提高地震分辨率，在地震剖面上確定E2s14的1砂組頂、底界面，通過對(duì)頂、底界面進(jìn)行層位追蹤，確定屬性提取的時(shí)窗；在時(shí)窗范圍內(nèi)提取多種地震屬性，與實(shí)鉆數(shù)據(jù)做相關(guān)運(yùn)算，進(jìn)行屬性降維，計(jì)算出與實(shí)鉆數(shù)據(jù)最符合的地震屬性，用于預(yù)測(cè)砂體厚度。

1.1 地震拓頻

地震記錄是地震子波與反射系數(shù)序列的褶積。常規(guī)地震拓頻技術(shù)采用反褶積方法需要假設(shè)一定的條件，即反射系數(shù)為白噪的隨機(jī)序列以及地震子波的相位是最小相位，而實(shí)際應(yīng)用中反射系數(shù)和地震子波并不總能滿足上述假設(shè)條件，導(dǎo)致地震拓頻假象發(fā)生。采用壓縮子波的方法［4］，可以避開反褶積方法直接消除子波的影響，達(dá)到提高分辨率的目的。

式中：s（t）是地震紀(jì)錄；r（t）是反射系數(shù)；w（t）是地震子波；h（t）是拓頻地震記錄；t是時(shí)間；a是子波壓縮系數(shù)。

式（1）中s（t）已知，r（t）、w（t）未知，式（2）中a已知，求解h（t）。求解式（2）不需要已知子波，避免了求取子波方法上的問題。由于不需要子波，拓頻后可以保持地震子波時(shí)變、空變的相對(duì)關(guān)系，保持地震數(shù)據(jù)的時(shí)頻特性和波組特征。分別采用不同壓縮系數(shù)后得到的不同的地震拓頻資料（圖1），可以看出，利用壓縮子波方法拓頻，在大幅度提高地震分辨率同時(shí)，還能夠保持地震數(shù)據(jù)原有的信噪比，保持地震數(shù)據(jù)相對(duì)振幅關(guān)系和時(shí)頻特性，同時(shí)保持地震數(shù)據(jù)的低頻成份。

圖1 采用不同壓縮系數(shù)地震頻譜信息

1.2 屬性降維

當(dāng)前多種地震解釋軟件可以提取上百種地震屬性，如何從眾多地震屬性中挑選出反映地質(zhì)意義的屬性是關(guān)鍵。地震屬性參數(shù)之間存在著相關(guān)關(guān)系，通過對(duì)地震屬性空間進(jìn)行壓縮，來揭示數(shù)據(jù)集反映的內(nèi)在規(guī)律，識(shí)別出有意義的地質(zhì)目標(biāo)。通過K－L（Karhumem－Loeve）變換［5，6］和SVD（奇異值分解）方法可以進(jìn)行地震屬性降維。

K－L變換的目的就是從一定數(shù)量的屬性參數(shù)中，找出數(shù)量較少、彼此獨(dú)立的綜合變量，并將原來的屬性參數(shù)用上述綜合變量表示出來。K－L變換引進(jìn)一組新的變量，它們是原來變量的線性函數(shù)，而且彼此不相關(guān)，稱為主成分。新變量的方差按照遞減的次序排列，第1主成分是原來變量的線性函數(shù)中的最大方差者；第2主成分是與第1主成分不相關(guān)的線性函數(shù)中的最大方差者；第3主成分是與第1、第2主成分都不相關(guān)的線性函數(shù)中的最大方差者。通過K－L變換，將原來大量地震屬性變成少數(shù)有效屬性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行地質(zhì)解釋。

SVD方法是基于矩陣的數(shù)學(xué)運(yùn)算，方法是在對(duì)變量空間和對(duì)象空間分別作主成分分析的基礎(chǔ)上，用變量空間的得分和對(duì)象空間的權(quán)重來表述觀測(cè)點(diǎn)的特征。首先找到第1主方向，然后在與第1主方向垂直的子空間里找第2主方向。結(jié)果獲得每一觀測(cè)點(diǎn)在主成分坐標(biāo)系內(nèi)的表征，最后繪制得分圖。

2 儲(chǔ)層描述技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

樊159地區(qū)位于東營(yíng)凹陷南坡，E2s14發(fā)育灘壩砂巖油藏，其中，壩砂分布在E2s14的1砂組。利用地震拓頻技術(shù)提高地震分辨率，然后提取屬性，進(jìn)行屬性降維運(yùn)算，在平面上描述出3個(gè)壩砂發(fā)育區(qū)，為下一步儲(chǔ)量動(dòng)用打下基礎(chǔ)。

結(jié)合區(qū)塊地質(zhì)情況，通過對(duì)多個(gè)子波壓縮系數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，子波壓縮系數(shù)a＝1.8時(shí)，地震拓頻后的分辨率明顯提高。在過樊159井的縱剖面上，砂體頂面（圖2中灰色線）明顯出現(xiàn)反射軸，認(rèn)為該反射軸為壩砂頂面反射（圖2（b））；而在原始地震剖面上，壩砂頂面對(duì)應(yīng)地震剖面上的波谷，沒有明顯的反射界面（圖2（a））。

圖2 原始地震剖面（a）與a＝1.8地震拓頻剖面（b）對(duì)比圖

自砂體頂面向下15ms開時(shí)窗（包含壩砂分布段），提取振幅類、頻率類、相位類等屬性48種，各屬性之間進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，選取彼此獨(dú)立的10種屬性進(jìn)行K－L變換屬性降維，形成了5個(gè)主成分。通過與實(shí)鉆數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)第2主成分反映壩砂分布，利用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法將第2主成分與實(shí)鉆數(shù)據(jù)做相關(guān)運(yùn)算，得到砂體等厚圖（圖3），可以看出，樊159地區(qū)主要存在樊159、純113和純斜103共3個(gè)壩砂發(fā)育區(qū)。

圖3 樊159地區(qū)E2s14的1砂組砂體等厚圖

3 結(jié)論

1）壓縮子波法地震拓頻能夠明顯提高地震分辨率，并保持原有信噪比。

2）應(yīng)用K－L變換和SVD方法進(jìn)行地震屬性降維，從眾多地震屬性中尋找反映地質(zhì)情況的成分，開展儲(chǔ)層描述。

3）灘壩砂巖儲(chǔ)層描述還面臨許多問題，例如去灰質(zhì)影響、精細(xì)描述單層厚度等方面還有不盡人意地方，有待于進(jìn)一步研究。

［1］操應(yīng)長(zhǎng)，楊田，王健，等 .東營(yíng)凹陷南坡沙四上亞段灘壩砂巖有效儲(chǔ)層成因 ［J］.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，37（6）：1～8.

［2］譚麗娟，郭松 .東營(yíng)凹陷博興油田沙四上亞段灘壩砂巖油氣富集特征及成藏主控因素 ［J］.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，35（2）：25～30.

［3］朱光有，金強(qiáng) .東營(yíng)凹陷兩套優(yōu)質(zhì)烴源巖層地質(zhì)地球化學(xué)特征研究 ［J］.沉積學(xué)報(bào)，2003，21（3）：506～512.

［4］袁紅軍，吳時(shí)國(guó)，王箭波，等 .拓頻處理技術(shù)在大牛地氣田勘探開發(fā)中的應(yīng)用 ［J］.石油地球物理勘探，2008，43（1）：69～75.

［5］汪勇，陽(yáng)和華，桂志先 .基于地震屬性技術(shù)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究——以勝利油田單56區(qū)塊為例 ［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)（江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2012，34（7）：68～71.

［6］王曉陽(yáng)，桂志先，高剛，等.K－L變換地震屬性優(yōu)化及其在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用 ［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)（江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2008，30（3）：96～98 .