彭曉波 王 卓 張吉星 王 偉 吳旭光

(1. 長江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室， 武漢 430100； 2. 長江大學(xué) 長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院， 武漢 430100； 3. 中國石化勝利油田分公司 孤島采油廠，山東 東營 257231； 4.中海石油(中國)有限公司上海分公司， 上海 200023； 5. 中海油田服務(wù)股份有限公司天津分公司，天津 300452)

地震正演模型在周磯油田潛41油組儲層預(yù)測中的應(yīng)用

彭曉波1王 卓2張吉星3王 偉4吳旭光5

(1. 長江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室， 武漢 430100； 2. 長江大學(xué) 長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院， 武漢 430100； 3. 中國石化勝利油田分公司 孤島采油廠，山東 東營 257231； 4.中海石油(中國)有限公司上海分公司， 上海 200023； 5. 中海油田服務(wù)股份有限公司天津分公司，天津 300452)

本文通過對周磯油田潛41油組進行儲層分析，使用有限差分法進行楔狀模型正演，研究區(qū)地質(zhì)模型正演結(jié)果證實了振幅屬性、頻率屬性與砂巖之間的敏感關(guān)系．利用井點和地質(zhì)模型的約束，根據(jù)振幅特征對地震剖面進行追蹤，然后通過地震屬性分析等步驟，減少了儲層預(yù)測的多解性．

地震正演； 屬性分析； 儲層預(yù)測

地震屬性用于儲層預(yù)測和油藏特征描述已有多年歷史[1-4]．從地震數(shù)據(jù)體中提取如振幅、波阻抗、頻率等有限的地震屬性，然后將提取的地震屬性反演成與巖性有關(guān)的圖件或者剖面[5-6]．這種預(yù)測方法由于沒有充分考慮到地下地質(zhì)情況的復(fù)雜性，而且該區(qū)目的層段儲層較薄，以薄互層為主，因此其預(yù)測結(jié)果有很強的多解性，可能與真實地質(zhì)情況吻合度不高[7-8]．利用正演模型分析油氣儲層的地震響應(yīng)特征，在此基礎(chǔ)上進行儲層預(yù)測，能提高預(yù)測的精度．

1 巖性與速度、密度、波阻抗的關(guān)系

我們選擇了研究區(qū)內(nèi)有代表性的探井進行巖石地球物理特性參數(shù)分析．主要統(tǒng)計分析了聲波時差和密度資料，所選地層一般是大于3 m的較厚較穩(wěn)定巖層．巖性主要分為鹽巖、滲透性砂巖、泥巖3種類型．由于鹽巖是物性較穩(wěn)定的巖性，其層速度和密度基本保持穩(wěn)定，結(jié)合本區(qū)測井資料(聲波時差和密度測井)，取其速度值為4 300 m/s，密度值為2.1 g/cm3．除鹽巖外，其余各巖性聲波層速度隨埋深增加而增大，各巖性密度亦隨深度增加而增大．根據(jù)上述統(tǒng)計分析結(jié)果，將該區(qū)巖類簡化為3類，即鹽巖、滲透性砂巖和泥巖，本區(qū)地層巖性地球物理特征參數(shù)見表1．

表1 巖性地球物理特征表

2 正演模擬

本文的正演模擬是通過tesseral正演模擬軟件，采用波動方程法利用波動方程理論模擬地震波的傳播，運用有限差分法快速有效的求解波動方程．這種方法不僅能保持地震波的運動學(xué)特征，還能保持動力學(xué)特征．研究區(qū)目的層段儲層較薄，以薄互層為主，Eq41油組滲透性砂巖總厚度為0～21.4 m；根據(jù)工區(qū)的地質(zhì)特點，本文首先設(shè)計了3種地質(zhì)模型進行正演運算，分析不同巖性組合情況下的地震響應(yīng)特征，其巖石物性參數(shù)見表1，子波頻率選用工區(qū)主頻較高區(qū)塊的頻率，f=30 Hz．

2.1 楔形砂體模型

模型最上面為厚度不同的鹽巖夾5 m厚的泥巖組成的鹽韻律層，鹽巖厚度為10 m到20 m；中間為大套泥巖中的兩個楔狀砂巖體，楔狀砂巖厚度為0～50 m，其中一個與鹽韻律之間隔著5 m厚泥巖，一個則離得較遠．下部則為厚度不同的砂巖與泥巖互層，砂巖薄層厚度為4 m到10 m．頻率f=30 Hz，波長λ=V/f=4 380/30=146 m．

圖1 楔形砂體模型

正演剖面如圖2所示：低阻抗的鹽巖與下伏高阻抗的碎屑巖之間為強振幅反射特征，當碎屑巖中滲透性砂巖厚度增加時，其振幅變?nèi)?；在碎屑巖的內(nèi)部，從左側(cè)楔狀體可以看出，相對低阻抗的滲透性砂巖與較高阻抗的泥巖之間反射振幅較弱，當砂巖楔狀體的厚度增加，反射振幅增強．在右側(cè)楔狀體底部反射能識別的第一道處滲透性砂巖的厚度約16 m，隨滲透性砂巖厚度的增加，對應(yīng)的反射振幅增強，當滲透性砂巖的厚度為31 m處出現(xiàn)最強反射振幅，然后反射振幅變?nèi)?，最終反射振幅趨于穩(wěn)定．根據(jù)地震分辨率原理，λ/4處反射波振幅最強，此時λ/4=36.5 m，減掉中間5 m的泥隔層，滲透性砂巖的厚度為31.5 m，與模型基本一致．在下部砂泥巖互層區(qū)，各層反射相互干涉，表現(xiàn)為一強振幅，且右半部分砂層較左邊多，振幅也隨之增強，同向軸出現(xiàn)了一定程度的下拉．

圖2 楔形砂體地震響應(yīng)

2.2 透鏡體模型

針對較厚層砂巖，泥巖和鹽巖的組合設(shè)計了一個滲透性砂巖厚度為0～40 m的透鏡體模型，如圖3所示．經(jīng)過正演計算得到的正演剖面如圖4所示．

圖3 砂巖透鏡體模型

圖4 砂巖透鏡體地震響應(yīng)

正演結(jié)果表明：鹽巖與下伏的碎屑巖之間形成強反射(模型中第一個波峰)；當碎屑巖為純泥巖時(模型兩端)，反射振幅特別強，當碎屑巖中夾有滲透性砂巖時(滲透性砂巖波阻抗較泥巖低)，反射振幅隨滲透性砂巖厚度增加而變?nèi)酰涣硪环矫?，在碎屑巖內(nèi)部出現(xiàn)了另一個反射同相軸(第二個波峰)，該同相軸隨滲透性砂巖厚度增加而變強，并且有一定延伸范圍，它就是碎屑巖內(nèi)部滲透性砂巖與泥巖之間的反射．

2.3 鹽韻律層厚度變化模型

從井資料及合成記錄來看潛41油組的砂泥巖與其上部鹽韻律形成了一個強反射界面，該同相軸對應(yīng)于潛41頂界的反射．潛41油組內(nèi)的鹽韻律層厚度由西北方向向東南方向逐漸減弱至零．針對該區(qū)域的地質(zhì)情況建立了如下正演模型進行分析(如圖5所示)．

圖5 鹽韻律層厚度變化模型

通過正演模擬出鹽巖逐漸減薄的地震響應(yīng)．從圖6可以看出，隨著鹽巖變少，對應(yīng)的波峰振幅也逐漸減弱；當滲透性砂巖存在且其上鹽韻律層2個以上時，對應(yīng)的波峰振幅相對減弱；當滲透性砂巖存在且其上鹽韻律層1個或沒有時，對應(yīng)的波峰振幅相對增強．隨著鹽韻律層的減少頻率逐漸增大．針對以上正演模型分析的結(jié)果確立了如下預(yù)測砂巖的方案：利用頻率屬性結(jié)合井資料對鹽韻律層進行劃分，再通過對振幅較為敏感的均方根振幅屬性，分別在鹽韻律層厚的地方把均方根振幅屬性減弱的區(qū)域刻畫為砂巖，在鹽韻律層較薄的地方把均方根屬性振幅增強的區(qū)域刻畫為砂巖．

圖6 變鹽韻律層厚度模型的地震響應(yīng)

3 地震屬性分析及儲層預(yù)測

3.1 潛41油組地震屬性分析

根據(jù)以上正演分析得知：對鹽巖與碎屑巖的界面，反射強振幅變?nèi)躅A(yù)示砂巖的發(fā)育，所以提取潛41油組周30井區(qū)頂界的反射層上8 ms下20 ms時窗內(nèi)的振幅的強弱能夠反映砂巖的發(fā)育情況．在正演模型分析中，鹽韻律層下加砂時反射層振幅明顯減弱，下波谷振幅也變?nèi)?，其均方根振幅變?nèi)酰粵]砂時潛反射層振幅明顯增強，下波谷振幅也變強，其均方根振幅變強．

從圖7可以看出，弱振幅區(qū)有高2、周17、周30井區(qū)，這與實際鉆探情況吻合．在對潛41油組振幅圖做解釋時首先要對已知井做分析，劃分出鹽韻律層較發(fā)育的區(qū)域，砂巖發(fā)育區(qū)對應(yīng)反射強振幅背景下變?nèi)醯膮^(qū)域；在上部鹽韻律層少或為泥巖區(qū)域，砂巖發(fā)育區(qū)對應(yīng)反射弱振幅背景下變強的區(qū)域．在劃分時，可以應(yīng)用瞬時頻率屬性．

圖7 周30井區(qū)潛41油組均方根振幅屬性圖

圖8 潛41瞬時頻率屬性

3.2 儲層預(yù)測

結(jié)合潛41油組的瞬時頻率屬性和現(xiàn)有的井資料對區(qū)內(nèi)鹽韻律層的厚度進行了大致劃分．工區(qū)西南部鹽韻律層總體較薄，向東南方向逐漸增多，因此我們運用該區(qū)域振幅屬性體分區(qū)域進行了砂體的預(yù)測．在鹽韻律層較薄的地方把振幅相對較強的區(qū)域刻畫成砂體的發(fā)育區(qū)，在鹽韻律層較厚的區(qū)域把振幅相對較弱的地方刻畫為砂體的發(fā)育區(qū)．此外，在均方根振幅屬性圖中我們注意到工區(qū)的西南部有一塊異常高值，結(jié)合實際情況和前面的正演分析，該異常區(qū)可能是因為鹽韻律的組合厚度接近于調(diào)諧厚度(λ/4)造成的，不能刻畫為砂體發(fā)育區(qū)．

4 結(jié) 語

根據(jù)工區(qū)的實際地質(zhì)情況，建立相應(yīng)的地質(zhì)正演模型，在地質(zhì)正演模擬分析的基礎(chǔ)上進行儲層預(yù)測，能提高儲層預(yù)測的精度．此方法在本次實際應(yīng)用中取得了令人滿意的成果．

[1] 高 林．地震解釋技術(shù)的重頭戲：地震屬性研究[A]．SEG第69屆年會論文概要[C]．北京：石油工業(yè)出版社，2000：124-133．

[2] 郭華軍．劉慶成．地震屬性技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．物探與化探，2008，32(1)：19-22．

[3] 姚逢昌．儲層地球物理技術(shù)及其應(yīng)用[D]．北京：中國石油勘探開發(fā)研究院，2004．

[4] 史 浩．差連通儲層與各向異性變質(zhì)巖儲層預(yù)測研究——以渤海JZS油氣田為例[D]．青島：中國石油大學(xué)(華東)，2009．

[5] 陳遵德．朱廣生．地震儲層預(yù)測方法研究進展[J]．地球物理學(xué)進展，1997，12(4)：76-84．

[6] 印興耀．地震屬性優(yōu)化方法綜述[J]．石油地球物理勘探，2005，40(4)：482-489．

[7] 楊圣方．寧51區(qū)長2油藏儲層特征[D]．西安：西安石油大學(xué)，2014．

[責任編輯 周文凱]

Apply of Seismic Forward Modeling in Qian41 Formation of Zhouji Oilfield for Reservoir Prediction

Peng Xiaobo1Wang Zhuo2Zhang Jixing3Wang Wei4Wu Xuguang5

(1. Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil & Gas Resources, Ministry of Eduction, Yangtze Univ., Wuhan 430100, China; 2. Geophysics & Oil Resource Institute of Yangtze Univ., Wuhan 430100, China; 3. Gudao Oilfield of Production Plant China Petroleum & Chemical Corporation, Dongying 257231, China; 4. Shanghai Branch of China National Offshore Oil Co., Ltd, Shanghai 200023, China; 5. Tianjin Branch of China Oilfield Services Limited, Tianjin 300452, China)

This article analyzes reservoirs of Zhouji oilfield qian41 oil group and makes finite difference method get on wedge simulation forward. In the study area，the sensitivity relation between amplitude attribute and frequency attribute is confirmed by result of geological model forward and analysis of wave impedance difference of different rock types . Using the well and geological model to track constraintsthe amplitude of seismic stratigraphic group, make amplitude plan. And then through seismic attribute analysis and other steps, the reservoir distribution is predicted accurately and the multiple solutions of reservoir prediction are reduced.

seismic forward modeling; attribute analysis; reservoir prediction

2017-03-15

彭曉波(1976-)，男，副教授，博士，從事地震屬性分析，反演及地震、地質(zhì)綜合解釋方面的研究．E-mail： pxbcn@126.com

10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2017.04.012

TE1

A

1672-948X(2017)04-0056-04