馮海霞

（中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東東營257015）

隨著油氣田勘探程度越來越高，可被發(fā)現(xiàn)的構(gòu)造油氣藏越來越少， 使得巖性油氣藏勘探日趨重要。 近年來，隨著濟(jì)陽坳陷新近系河道砂體油氣勘探不斷取得突破，該層系已經(jīng)成為重要的勘探領(lǐng)域之一。 但是河道砂體儲(chǔ)層在勘探中具有沉積變化快、縱向上相互疊置、橫向上連通性差的特點(diǎn)，因而砂體追蹤與含油氣性識(shí)別成為制約勘探成效的主要難題［1］。

本文以沾化凹陷三合村地區(qū)館上段為研究對(duì)象，依據(jù)雙相介質(zhì)理論“低頻共振、高頻衰減”，利用Geoscope系統(tǒng)的油氣檢測(cè)技術(shù)對(duì)研究區(qū)的河道砂體進(jìn)行含油氣檢測(cè)。具體做法是：選取一定的時(shí)窗，對(duì)該時(shí)窗內(nèi)的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，并分別對(duì)高低頻進(jìn)行振幅譜分析［2］，為了凸顯高低頻的差異性，我們對(duì)振幅譜的結(jié)果進(jìn)行了減法運(yùn)算，從而得到平面上能反映油氣聚集規(guī)律的結(jié)果。 通過與實(shí)鉆井的結(jié)果對(duì)比分析，吻合率高達(dá)77%以上，充分驗(yàn)證了該油氣檢測(cè)預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確性與有效性， 可以有效的指導(dǎo)沾化凹陷三合村地區(qū)館陶組的勘探與開發(fā)。

1 地質(zhì)概況

三合村地區(qū)是一個(gè)受墾西斷裂控制的北斷南超的箕狀洼陷（圖1），勘探面積約300 km2，古近系烴源巖最大埋深小于2 500 m， 自身不具備生烴條件，由于位于渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷沾化凹陷南部盆緣斜坡帶，北鄰的渤南洼陷是一個(gè)富油洼陷［3-4］，因此目標(biāo)區(qū)構(gòu)造位置處于油氣運(yùn)移有利區(qū)。

三合村地區(qū)自Ken119 井及KenX125、Ken123、Ken126 等井新近系館陶組構(gòu)造油藏勘探成功，發(fā)現(xiàn)勝利油田第81 個(gè)油田-三合村油田［5］。 三合村地區(qū)館陶組滾動(dòng)鉆探11 口井中，墾西油田主體“鑲邊工程”在館陶組上段（簡(jiǎn)稱館上段）完鉆4 口井取得了良好的開發(fā)效果。 如Ken71-Xie203 井在館上段解釋油層2 層9.2 m，投產(chǎn)后已累產(chǎn)原油近7 200 t，目前日產(chǎn)油仍維持在8 t 左右。 GuN211、GuNXie210、Ken119 和Ken119-P1 等多口井在館上段獲得油氣顯示，其中Ken72-Xie11 已投入試采，目前已累產(chǎn)油10 184 t。館上段具有埋藏淺、豐度大、產(chǎn)能高、效益好的特點(diǎn)，因此，三合村油田館上段具有較大的勘探潛力，是孤島、墾西老油田擴(kuò)邊、增儲(chǔ)的重要方向。

圖1 三合村地理位置

研究區(qū)館陶組主要為河流相沉積， 與下伏古近系東營組為區(qū)域不整合接觸， 與上覆明化鎮(zhèn)組為假整合接觸，廣布全區(qū)，地層厚300～650 m。 根據(jù)巖性組合和沉積旋回特點(diǎn)可將館陶組分為館下段和館上段。 其中館上段屬典型的曲流河沉積，剖面上呈現(xiàn)泥包砂的特點(diǎn)，縱向上正韻律特征明顯。上部以泥巖為主夾有零星分布且不連通的透鏡狀砂巖，下部砂巖較發(fā)育，連通性較上部好，但平面變化較大。

館上段可劃分為1～6 六個(gè)砂組。 上部的1+2～3砂組，巖性為棕紅色、灰綠色泥巖夾粉細(xì)砂巖，為典型的泥巖包砂巖組合。 下部的4～6 砂組，為灰色粉砂巖、細(xì)砂巖與泥巖不等厚互層。 館上段各砂組的砂體橫向變化較大，井間對(duì)比關(guān)系復(fù)雜，多為不連通的砂體。 由于曲流河道的不斷遷移，最終形成館上段各砂組砂體縱向上互相穿插，平面上迭合連片分布的特征。 館上段3 砂組及淺部地層含砂率低，主要為區(qū)域蓋層；而館上段4、5 砂組含砂率達(dá)40%～60%， 且Ken71 塊和Ken72 塊滾動(dòng)井均在館上段4、5 砂組鉆遇多套油層，開發(fā)效果較好，因此，本文主要以館上段4 砂組為例，說明利用高低頻段最大振幅差值法在含油氣預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用。

2 油氣檢測(cè)原理

油氣儲(chǔ)集層具有孔隙結(jié)構(gòu)的巖石骨架的固態(tài)相和孔隙中充填的油氣水的流體相， 是典型的雙相介質(zhì)。 根據(jù)BIOT 的雙相介質(zhì)理論，地震波在油氣儲(chǔ)集層中傳播時(shí)， 由于流體和固體的振動(dòng)相互作用及相互耦合使孔隙中的流體在孔隙空間流動(dòng)，引起流體和固體顆粒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致地震波的振幅衰減［6-10］。 石油大學(xué)牟永光教授對(duì)含氣、含油和含水砂巖儲(chǔ)層進(jìn)行了模擬地震實(shí)驗(yàn)， 以觀測(cè)在含油、 氣或含水不同飽和度時(shí)地震波振幅的衰減情況。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 地震波振幅衰減隨含油、含氣飽和度的增加而急劇增大，而不同飽和度含水層地震波振幅衰減很小， 而且隨含水飽和度的增加，地震波振幅幾乎不發(fā)生變化，這將有利于區(qū)分油氣層與含水層［11-12］。 研究發(fā)現(xiàn)，在一定頻寬內(nèi)，存在低頻衰減最小值和高頻衰減最大值。 由于石油和天然氣黏滯系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水， 所以地震波在油氣儲(chǔ)層中傳播時(shí)的振幅衰減相當(dāng)明顯， 即當(dāng)流體為油氣時(shí)，地震記錄上具有更為明顯的“低頻共振、高頻衰減”動(dòng)力學(xué)特征。

基于以上理論，得到結(jié)論：對(duì)于含油氣砂體和含水砂體，地震波在地震記錄上的振幅強(qiáng)度會(huì)有差別，尤其在高頻段，含油氣砂體的高頻衰減相對(duì)于水層表現(xiàn)得更為明顯，正是這一發(fā)現(xiàn)奠定了油氣檢測(cè)的基礎(chǔ)。 因此利用高低頻能量變化的差異可以有效地對(duì)河道砂體含油氣性進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3 高低頻段最大振幅差值法預(yù)測(cè)油氣

三合村地區(qū)位于渤南、孤南洼陷生成的油氣往陳家莊凸起運(yùn)移的路徑上，是有利的油氣聚集帶［13］。為提高本區(qū)巖性油氣藏勘探成功率，對(duì)館上段4 砂組開展油氣檢測(cè)工作。 為減少頻率損失給油氣檢測(cè)結(jié)果帶來的影響， 選取本區(qū)地震資料品質(zhì)較好、分辨率相對(duì)較高的純波三維地震資料。

3.1 地震資料頻譜分析

對(duì)原始地震資料進(jìn)行頻譜分析， 提取頻帶帶寬、主頻等信息。 其中低頻段通常選擇在主頻附近，反映地質(zhì)體的分布； 而高頻段主要在頻寬范圍內(nèi)，選擇大于主頻的頻率段， 再利用井的含油氣信息， 通過濾波分析確定［14］。圖2 中，研究區(qū)頻帶帶寬為10～70 Hz，主頻為38 Hz 左右。 通過對(duì)Ken119 和KenX1井的濾波處理分析，從而確定出該區(qū)對(duì)油氣反映敏感的低頻段與高頻段分別為35 Hz 和55 Hz。

圖2 研究區(qū)頻譜分布特征

3.2 高低頻最大振幅差值法進(jìn)行油氣預(yù)測(cè)

對(duì)原始數(shù)據(jù)體進(jìn)行分頻處理，分別獲得對(duì)應(yīng)的低頻段35 Hz 和高頻段55 Hz 的數(shù)據(jù)體。 對(duì)這兩組數(shù)據(jù)體沿層提取最大振幅屬性， 通過單井精細(xì)標(biāo)定， 在聯(lián)井地震剖面上結(jié)合油氣顯示層段進(jìn)行分析。如圖3，過Ken119-Ken116-Ken710 聯(lián)井的分頻剖面上， 在頻率為35Hz 數(shù)據(jù)體中，Ken119、Ken116和Ken710 井的油層和含油水層均為強(qiáng)振幅反射，反射能量較強(qiáng)，水層為弱振幅反射；而55 Hz 數(shù)據(jù)體中， 油層和含油水層振幅能量與35 Hz 相比降低，表現(xiàn)為中振幅或弱振幅反射，水層振幅能量與35 Hz 相比有所增強(qiáng)或者不變， 表現(xiàn)為中振幅或弱振幅反射。

圖3 過Ken119-Ken116-Ken710聯(lián)井35 Hz和55 Hz分頻剖面及顯示特征

分析結(jié)果認(rèn)為：與低頻相比，含油砂體在高頻段能量衰減，水層在高頻段能量增加或不變。 依據(jù)高低頻段含油氣性的能量特征，為增加含油氣性的能量差異性，使得預(yù)測(cè)結(jié)果更為直觀及準(zhǔn)確，采用以下數(shù)學(xué)方法增加高低頻振幅值強(qiáng)度差異：首先沿層提取高低頻的最大振幅屬性， 然后將兩屬性相減，得到的能量差異屬性值將更為直觀有效地區(qū)分砂體中的油氣與水層，可以較好地對(duì)砂體含油氣區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)（圖4），高值和中高值區(qū)域就是預(yù)測(cè)的砂體含油氣區(qū)，該結(jié)果較好地解釋了探井在研究區(qū)館上段河道砂體鉆探成敗的原因。

圖4 館上段4砂組（上下20 ms）35 Hz/55 Hz最大振幅差值屬性

油氣檢測(cè)的目的主要是識(shí)別油氣層段， 把它從水層和無顯示層段中區(qū)分出來， 依據(jù)前面論述的油氣檢測(cè)的原理與方法，將油層、油水同層、含油水層對(duì)應(yīng)高值和中高值， 水層和無顯示層段對(duì)應(yīng)低值。 由表1 可見，通過該區(qū)實(shí)鉆對(duì)比，提取的最大振幅差值屬性的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際鉆井情況吻合較好，符合率達(dá)到了77%。 分析結(jié)果表明，該油氣預(yù)測(cè)方法具有較高的可信度， 可以為下步油氣勘探提供決策依據(jù)， 有效地指導(dǎo)三合村地區(qū)館陶組的勘探。

表1 三合村地區(qū)含油氣性預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)鉆統(tǒng)計(jì)對(duì)比

4 結(jié)論

（1）對(duì)于含油氣砂體和含水砂體，地震波在地震記錄上的振幅強(qiáng)度會(huì)有差別， 尤其在高頻段，含油氣砂體的高頻衰減相對(duì)于水層表現(xiàn)得更為明顯，利用高低頻能量變化的差異可以有效地對(duì)淺層河道砂體含油氣性進(jìn)行預(yù)測(cè)。

（2）通過對(duì)三合村地區(qū)館上段4 砂組進(jìn)行分頻屬性分析，與低頻相比，含油砂體在高頻段能量衰減，水層在高頻段能量增加或不變。 依據(jù)高低頻段含油氣性的能量特征，沿層提取高低頻的最大振幅屬性，然后將兩屬性相減，得到的能量差異屬性值將更為直觀準(zhǔn)確地區(qū)分砂體中的油氣與水層，可以較好地對(duì)砂體含油氣區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)。 結(jié)合實(shí)鉆統(tǒng)計(jì)分析，該油氣預(yù)測(cè)方法具有較高的可信度，可以有效地指導(dǎo)三合村地區(qū)巖性油藏的勘探與開發(fā)。