荊鑫，毛寧波　(長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢 430100)

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金湖凹陷三河地區(qū)戴南組巖性解釋及AVO正演模擬分析

荊鑫，毛寧波(長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢 430100)

[摘要]隨著金湖凹陷油氣勘探難度的不斷加大，如何提高勘探的精度成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。金湖凹陷三河地區(qū)古近系戴南組(E2d)勘探程度較低，卻是金湖凹陷最具勘探潛力的目的層，但缺乏成熟理論作為指導(dǎo)，地震波傳播規(guī)律不清楚，地下地質(zhì)體地震響應(yīng)特征不明確，成為金湖凹陷E2d隱蔽型圈閉識(shí)別的制約因素。地震正演模擬技術(shù)可以用來(lái)研究地震波傳播規(guī)律和明確地下地質(zhì)體的地震響應(yīng)特征，是提高勘探精度的有效途徑。同時(shí)，砂泥巖的劃分對(duì)油氣的找尋也十分關(guān)鍵，明確砂泥巖區(qū)分的敏感參數(shù)可為正演研究提供參數(shù)依據(jù)，而測(cè)井資料巖性解釋與巖石物理分析可以很好地進(jìn)行地層砂泥巖分析?；诮鸷枷萑拥貐^(qū)的測(cè)井、鉆井及地質(zhì)資料，通過(guò)上述方法評(píng)價(jià)了該區(qū)的巖性及地震響應(yīng)特征，為后續(xù)勘探工作提供了可靠資料。

[關(guān)鍵詞]巖性解釋；巖石物理；正演模擬；金湖凹陷

金湖凹陷三河地區(qū)經(jīng)過(guò)多年的油氣勘探實(shí)踐和研究，取得了顯著的成果，但是，隨著研究工作不斷深入，勘探挖潛難度不斷加大，進(jìn)入了高速發(fā)展后的攻堅(jiān)階段。金湖凹陷三河地區(qū)油氣勘探實(shí)踐及已有研究成果和認(rèn)識(shí)表明，古近系戴南組(E2d)具有特殊的構(gòu)造、沉積地層特征及油氣地質(zhì)條件，是該區(qū)新類型油氣藏勘探最具潛力的層位之一。為了更好地為下一步勘探做準(zhǔn)備，有必要對(duì)該區(qū)進(jìn)行測(cè)井資料巖性解釋、巖石物理分析及明確地震響應(yīng)特征的正演模擬研究。

測(cè)井資料巖性解釋和巖石物理分析是油氣勘探過(guò)程中一個(gè)非常重要的組成部分。測(cè)井資料巖性解釋可以劃分井孔地層剖面，確定地層巖性及埋藏深度，預(yù)測(cè)儲(chǔ)層并識(shí)別油氣層等；而巖石物理分析是建立在測(cè)井解釋的基礎(chǔ)之上，可以有效地將地震勘探與巖石物理研究緊密結(jié)合，定量描述巖石與含油氣性之間的關(guān)系，指導(dǎo)后期儲(chǔ)層反演和圈閉識(shí)別等工作。在上述基礎(chǔ)上，正演可以明確地下地質(zhì)體的AVO(振幅隨炮檢距變化)響應(yīng)特征，建立地下地質(zhì)體AVO響應(yīng)特征模式，指導(dǎo)后期AVO屬性反演的解釋工作，達(dá)到儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的目的(見圖1)。

圖1　 研究思路流程圖

1測(cè)井資料巖性解釋及巖石物理分析

測(cè)井資料在地震勘探中的應(yīng)用十分廣泛，可以分析得到地層動(dòng)態(tài)信息評(píng)價(jià)。目前，測(cè)井與其他資料的綜合應(yīng)用成為發(fā)展的重點(diǎn)[1]。測(cè)井資料巖性解釋和巖石物理分析相輔相成，利用測(cè)井資料進(jìn)行巖石物理分析，可以定量描述砂泥巖的關(guān)系，為后續(xù)地震勘探解釋做好基礎(chǔ)工作。

原始測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)由于環(huán)境和儀器刻度不精確等因素存在一定的誤差。因此，需要對(duì)測(cè)井原始數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境影響校正和標(biāo)準(zhǔn)化處理，以減小或消除上述因素所造成的影響。研究區(qū)下伏地層有大套穩(wěn)定的泥巖，在已解釋好的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)中選擇10m厚的泥巖層作為標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行測(cè)井曲線的標(biāo)準(zhǔn)化。通過(guò)對(duì)三河地區(qū)試油資料的分析，選擇石X13井作為標(biāo)準(zhǔn)井，對(duì)各井所選的泥巖標(biāo)準(zhǔn)層做頻數(shù)分布圖，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)井的特征峰值和需要標(biāo)準(zhǔn)化的井的特征峰值來(lái)確定校正量，得到標(biāo)準(zhǔn)化前、后的頻數(shù)分布圖。由標(biāo)準(zhǔn)化前的頻數(shù)分布圖可以看出，在穩(wěn)定的泥巖段，各井原始曲線中的聲波時(shí)差(Δt)和密度(ρ)存在一定的誤差(見圖2)，標(biāo)準(zhǔn)化后的測(cè)井曲線能夠更精確地反映砂泥巖波阻抗的差異。

圖2　三河地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化前后的密度、聲波時(shí)差頻數(shù)分布圖

在測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，研究區(qū)加載了Δt、ρ、自然電位(Usp)、自然伽馬(qAPI)、井徑(dh)、電阻率(ρt)等6條測(cè)井曲線，主要根據(jù)qAPI、Usp來(lái)解釋巖性，其他測(cè)井曲線輔助解釋。

一般情況下，用曲線半幅點(diǎn)確定巖層界面，巖層較薄時(shí)則用曲線拐點(diǎn)劃分界面。區(qū)分砂泥巖的一般性規(guī)律為：砂巖表現(xiàn)為低qAPI、Usp異常幅度大、小dh、中-較低聲速、中-低ρt；泥巖表現(xiàn)為高qAPI、Usp異常幅度小、大dh、高聲速、高ρt[3]。根據(jù)上述規(guī)律和方法，調(diào)整數(shù)據(jù)范圍，解釋每口井的井?dāng)?shù)據(jù)，計(jì)算縱波速度(vp)和縱波阻抗(Zp)，并通過(guò)其他測(cè)井曲線輔助Usp和qAPI分層段對(duì)井進(jìn)行砂泥巖的初步劃分。利用測(cè)井解釋軟件Forward完成了工區(qū)內(nèi)重點(diǎn)井的巖性解釋工作，劃分出重點(diǎn)井的巖性，得到砂巖厚度及砂地比。三河地區(qū)E2d各亞段的巖石物理分析結(jié)果如表1所示。

表1　三河地區(qū)重點(diǎn)井E2d各亞段巖石物理分析結(jié)果匯總表

2疊前AVO正演模擬分析

隨著油氣勘探開發(fā)技術(shù)的不斷深入，利用地震疊后資料已不能滿足油田勘探工作的需要，而地震疊前數(shù)據(jù)中包含的許多地層相關(guān)的信息，成為人們?nèi)找骊P(guān)注的熱點(diǎn)。AVO技術(shù)是以彈性波理論為基礎(chǔ)，在疊前道集上對(duì)地震反射振幅隨炮檢距(入射角)的變化特征進(jìn)行研究，并對(duì)地下反射界面兩側(cè)的巖性特征和物性參數(shù)做出分析，從而達(dá)到利用地震反射振幅信息檢測(cè)油氣的目的[10]。AVO正演是AVO屬性反演解釋的基礎(chǔ)。AVO正演可以明確地下地質(zhì)體的AVO響應(yīng)特征，建立地下地質(zhì)體AVO響應(yīng)特征模式，指導(dǎo)后期AVO屬性反演的解釋工作，達(dá)到儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的目的。還可以利用反射振幅對(duì)巖性和油氣的敏感性進(jìn)行研究，達(dá)到分辨巖性、檢測(cè)烴類的目的。

筆者研究了該區(qū)重點(diǎn)井的AVO正演特征，分別選用25、45、60Hz的零相位和最小相位雷克子波，利用重點(diǎn)井的vp、ρ及預(yù)測(cè)的橫波速度(vs)來(lái)合成地震記錄，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)井石X13井的含油、含水層段進(jìn)行了重點(diǎn)研究。

圖3為石X13井的正演合成記錄及AVO特征，所選子波為45Hz的零相位雷克子波，采樣率為2ms，可以看出，含水砂巖層頂界面反射振幅隨入射角增大而先減小后增大，在40°附近極性反轉(zhuǎn)，截距(P)為正，梯度(G)為負(fù)；干砂層頂界面反射振幅隨入射角增大而先減小后增大，在27°附近達(dá)到最小，P為正，G先負(fù)后正；油水同層頂界面反射振幅隨入射角增大而減小，P為正，G為負(fù)；含油砂巖層頂界面反射振幅隨入射角增大而先減小后增大，在33°附近達(dá)到最大，P為負(fù)，G先正后負(fù)。

圖3　石X13井的正演合成記錄(a)及AVO特征(b)

針對(duì)金湖凹陷砂泥巖薄互層的特點(diǎn)，在不考慮分辨率的情況下，對(duì)研究的重點(diǎn)井抽象出目的層的地質(zhì)模型進(jìn)行正演模擬。地質(zhì)模型的參數(shù)設(shè)置為：①含水砂巖層的上覆泥巖vp為4321m/s，ρ為2.57g/cm3，含水砂巖的vp為3956m/s，ρ為2.46g/cm3；②干砂層的上覆泥巖vp為4042m/s，ρ為2.33g/cm3，干砂層的vp為4265m/s，ρ為2.56g/cm3；③油水同層的上覆泥巖vp為4338m/s，ρ為2.61g/cm3，油水同層的vp為4083m/s，ρ為2.48g/cm3；④含油砂巖的上覆泥巖vp為4059m/s，ρ為2.63g/cm3，含水砂巖的vp為4223m/s，ρ為2.51g/cm3；⑤子波為45Hz零相位雷克子波，采樣率2ms。

圖4為三河地區(qū)石X13井4個(gè)砂巖層的地質(zhì)模型AVO特征，可以看出，含水砂巖與油水同層的反射特征為負(fù)反射，隨著入射角的增大，反射振幅逐漸減小，P為負(fù)，G為正；干砂層的反射特征為正反射，隨著入射角的增大，反射振幅逐漸減小，P為正，G為負(fù)；含油砂巖的反射特征為負(fù)反射，隨著入射角的增大，反射振幅先減小后增大，在35°附近出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)，P為負(fù)，G為正。

圖4　三河地區(qū)石X13井4個(gè)砂巖層地質(zhì)模型AVO特征

通過(guò)上述對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，薄層的AVO響應(yīng)與非薄層的單界面AVO響應(yīng)特征可能會(huì)有明顯不同，表明地層厚度直接影響地層的吸收。由于實(shí)際地層的砂巖層太薄，分辨率不夠，調(diào)諧作用明顯，不能有效建立砂巖層AVO響應(yīng)特征模式，利用AVO屬性識(shí)別砂體比較困難，而根據(jù)各井的巖石物理參數(shù)抽象出來(lái)的地質(zhì)模型則能很好地反映工區(qū)內(nèi)的AVO特征，地質(zhì)模型AVO正演顯示三河地區(qū)的砂巖層主要表現(xiàn)為第一類AVO異常(P為負(fù)，G為正)。

3結(jié)論與建議

2)三河地區(qū)實(shí)際地層的砂巖層太薄，分辨率不夠，利用AVO屬性識(shí)別砂體比較困難。但根據(jù)各井的巖石物理參數(shù)抽象出來(lái)的地質(zhì)模型則能很好地反映工區(qū)內(nèi)的AVO特征，研究區(qū)內(nèi)的砂巖層主要表現(xiàn)為第一類AVO異常，為后期地震反演指明了方向。建議下一步可以提高地震資料分辨率及資料品質(zhì)，進(jìn)一步做地層精細(xì)化描述，適當(dāng)提高激發(fā)地震子波的主頻，滿足研究區(qū)薄儲(chǔ)層研究的需要。

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[編輯]龔丹

41 Lithology Interpretation and AVO Forward Modeling Analysis of Dainan Formation in Sanhe Area of Jinhu Sag

Jing Xin，Mao Ningbo

(FirstAuthor’sAddress：SchoolofGeophysicsandOilResources,YangtzeUniversity，Wuhan430100，Hubei，China)

Abstract:With the continuous increasing of difficulty in hydrocarbon exploration in Jinhu Sag，it was an urgent problem how to improve the accuracy of exploration.The prospecting degree was low in Paleogene Danan Formation(E2d)of Sanhu Area in Jinhu Sag,but it was the target zone with the most potentiality of oil exploration.Subtle trap identification of Dainan Formation was restricted as lacking of mature theory as a guide, and having no clear understanding of seismic wave propagation as well as seismic response characteristics of geological body.Nevertheless, seismic wave forward modeling technique could be used to clarify the rules of seismic wave propagation and the seismic response characteristics, it was an effective way of improving the accuracy of seismic exploration.At the same time the identification of sandstone and mudstone was critical for looking for oils, clarifying the sensitive parameters between sandstone and mudstone provided a basis for forward simulation.The lithological interpretation and petrophysical analysis of logging data could analyzing the sand shale better.Based on the data of logging, drilling and geological data in Sanhu Area, the lithological property and seismic response characters in the area are evaluated, it provides reliable data for subsequent exploration.

Key words:lithology interpreteration；petrophysics；forward modeling；Jinhu Sag

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2016)11-0041-05

[中圖分類號(hào)]P631.44

[作者簡(jiǎn)介]荊鑫(1990-)，男，碩士生，現(xiàn)主要從事地震解釋方面的學(xué)習(xí)與研究工作；通信作者：毛寧波，maonb@126.com。

[收稿日期]2015-11-27

[引著格式]荊鑫，毛寧波.金湖凹陷三河地區(qū)戴南組巖性解釋及AVO正演模擬分析[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2016,13(11):41～45.