劉 巍，胡 林，廖 儀，王玲玲，賈曙光，吳為正

（1.中海石油（中國）有限公司海南分公司研究院，海南 ?？?570100；2.北京金海能達(dá)科技有限公司，北京 102299）

瓊東南盆地探明程度低，具有極大的儲量增長潛力[1]，部分氣田儲量動用難度大，需要加大地球物理預(yù)測技術(shù)的研究力度，建立瓊東南盆地深水勘探成熟區(qū)目標(biāo)搜索技術(shù)體系[2-3]。

瓊東南盆地先后發(fā)現(xiàn)多個以中央峽谷水道砂體為儲層的氣田，水道不僅是沉積物運(yùn)移的通道，水道及其相連的天然堤還是良好的油氣儲層，成為油氣勘探的目標(biāo)[4-5]。學(xué)者們從沉積充填特征、成因演化、儲層發(fā)育模式和油氣成藏模式等對深水區(qū)峽谷水道進(jìn)行研究[6-9]。地震相特征是識別水道的有效途徑，早、中新世陸坡區(qū)濁積水道在地震剖面上具有強(qiáng)-弱振幅交替反射和相互疊置的地震反射特征，局部具有雜亂反射的特點(diǎn)，整體呈“U”形或“V”形，砂巖填充，是有利的含氣儲層[10-11]。田兵等（2017）綜合應(yīng)用沉積相、相干處理、地震屬性等地震技術(shù)對三維區(qū)塊內(nèi)珠江組上段沉積水道體系展布進(jìn)行識別，定性分析水道砂巖儲層有利相帶分布特征[12]。儲層內(nèi)部（水道主體）以泥巖充填為主的水道，在常規(guī)地震剖面上，水道橫剖面形態(tài)多具有典型的“V”形或“U”形特點(diǎn)，下切深度幾十米，底部強(qiáng)反射邊界，內(nèi)部弱振幅反射清晰。李麗等（2012）應(yīng)用三維可視化鎖定沉積水道位置，沿層相干切片刻畫水道平面幾何形態(tài)，十字剖面反映水道的剖面幾何形態(tài)、地震屬性分析技術(shù)預(yù)測水道充填巖性，得到南海北部陸坡區(qū)更新世泥質(zhì)沉積水道的展布，水道的側(cè)向加積及砂壩部位中強(qiáng)振幅反射通常指示偏砂相儲層[13]。

儲層非均質(zhì)性是儲層表征的核心內(nèi)容，得到諸多學(xué)者的重視[14-15]。從宏觀發(fā)育特征和微觀孔隙結(jié)構(gòu)展開研究，宏觀非均質(zhì)性又分為層內(nèi)非均質(zhì)性、層間非均質(zhì)性和平面非均質(zhì)性三類[16]。平面非均質(zhì)性從儲層的幾何形態(tài)、規(guī)模、連續(xù)性、物性及含油性等方面進(jìn)行表征[17]。瓊東南盆地的濁積水道儲層構(gòu)形特征、沉積微相類形、隔夾層平面展布特征、后期泥質(zhì)水道切割、塊體流改造及側(cè)向加積體等影響著儲層平面非均質(zhì)性[18-20]。后期下切水道的改造作用在水道遷移改造后被泥巖或粉砂質(zhì)泥巖充填，厚度較小[21]。每期砂體沉積后，被泥質(zhì)水道沖刷、切割，下切較淺的砂體仍連片分布，而下切較深、改造強(qiáng)烈的砂體則形成具有側(cè)向遮擋的多個巖性圈閉[22-23]。

本文以瓊東南陵水凹陷L25 氣田為研究區(qū)，綜合地質(zhì)、地震、數(shù)值正演方法，分析不同尺度和內(nèi)部填充的下切水道的地震波組特征，再結(jié)合地貌平面特征識別水道展布。分析下切水道對儲層平面非均質(zhì)性的影響，指導(dǎo)濁積砂體儲層預(yù)測，評價儲層非均質(zhì)性對油氣藏開發(fā)的影響。

1 儲層特征和沉積演化

瓊東南盆地是近東西向延伸的新生代陸緣張裂型含油氣盆地，具有“南北分帶、東西分塊”的構(gòu)造特點(diǎn)（圖1）。自北向南主要包括北部坳陷、中部隆起、中央坳陷和南部隆起4 個一級構(gòu)造單元[24]。深水區(qū)中央坳陷帶內(nèi)展布“軸向樣式”的中央峽谷體系，該峽谷長425 km，寬9～30 km，自西向東依次經(jīng)過樂東-陵水凹陷、松南低凸起、松南-寶島凹陷和長昌凹陷。西北部物源和紅河斷裂帶構(gòu)造活動控制了西側(cè)頭部區(qū)域濁積水道的形成和發(fā)育；西北部物源、北部陸坡的沉積物供給、構(gòu)造地貌特征等控制了峽谷自西向東的運(yùn)動，影響了峽谷內(nèi)部的充填結(jié)構(gòu)[25]。

圖1 瓊東南盆地研究區(qū)位置

新近系中新統(tǒng)黃流組多期濁積水道砂體組成的巖性圈閉群是深水西區(qū)陵水凹陷LS25 氣田主要的含氣儲層，具有“多藏獨(dú)立、縱向疊置”的特點(diǎn)，儲層非均質(zhì)性強(qiáng)[8，26-27]。自上而下劃分為Ⅰ、Ⅱ上、Ⅱ下、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ氣組，地層厚度大、發(fā)育穩(wěn)定的Ⅱ下和Ⅲ含氣氣組是重點(diǎn)研究對象（圖2）。鉆遇井顯示，Ⅱ下氣組厚度為140.40～169.90 m，Ⅲ氣組厚度為110.95～134.50 m，兩者巖性類似，都表現(xiàn)為“一泥二砂”的特征，天然氣主要分布在氣組頂部。兩氣組各自劃分為3 個砂層組，Ⅱ下1、Ⅲ1和Ⅲ2是主力含氣砂層組。Ⅱ下1和Ⅲ1砂層組厚度較大，平均厚度分別約為77.00 m 和43.00 m，巖性均以砂巖為主，內(nèi)部發(fā)育多個厚薄不均的隔夾層，局部發(fā)育泥質(zhì)下切水道，與隔夾層一起切割砂體儲層，形成巖性圈閉。

圖2 瓊東南盆地地層劃分

利用層拉平技術(shù)，依據(jù)氣組砂體加積、疊置特征，開展晚期水道體系沉積演化分析。共劃分了8 個次級層序（SQ1～SQ8）（圖3a）、3 個演化階段（圖3b）。演化階段分為滯留沉積階段（SQ1～SQ2）、Ⅲ氣組沉積階段（SQ3～SQ5）、Ⅱ下氣組沉積階段（SQ6～SQ8），是縱向多旋回“韻律式”疊加沉積模式。Ⅲ1砂層組發(fā)育一條與峽谷水道平行的北東向泥質(zhì)下切水道。

圖3 晚期水道體系演化階段

2 下切水道識別

圖4 是下切水道識別技術(shù)流程，從地震波組剖面和地貌平面兩個方面進(jìn)行多資料多屬性下切水道的識別。

圖4 下切水道識別技術(shù)流程

2.1 地震波組剖面特征

基于高分辨率地震資料，依據(jù)地震波外形、內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)、振幅能量等地震可識別特征刻畫下切水道剖面形態(tài)。受地震資料品質(zhì)及海底地形等影響，下切水道的識別存在一定程度的多解性，可借助地震正演模型加以驗證。研究下切深度和內(nèi)部不同填充物的地震響應(yīng)特征（圖5a），各地層和下切水道參數(shù)見表1。層3 是砂層，厚度為100.00 m。①～③組的下切水道內(nèi)部設(shè)置3 種填充速度，根據(jù)儲層地質(zhì)參數(shù)特征，大致對應(yīng)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖。每組有6 種下切深度，分別是10、40、70、100、130 和160 m，寬度為988 m。然后進(jìn)行自激自收地震數(shù)據(jù)采集，主頻為23 Hz，結(jié)果如圖5b。①組泥巖下切水道與上覆厚層泥巖速度一致，下切水道無頂部反射；下切深度從10 m 增大到70 m 時，小于砂巖厚度，下切水道底部逐漸接近砂層底部，兩者反射疊合，弱反射能量增強(qiáng)，最后強(qiáng)于圍巖地層；下切深度不小于100 m 時，此時大于砂巖厚度，底部呈“V”形或“U”形反射較弱。②組粉砂質(zhì)泥巖下切水道速度略小于上覆厚層泥巖，下切深度10 m 和40 m 時，頂?shù)追瓷錄]分開，出現(xiàn)弱反射特征；下切深度70 m 的下切水道頂?shù)追瓷浞珠_，出現(xiàn)一個波峰，下切水道底部接近砂層底部，兩者反射疊合，出現(xiàn)強(qiáng)反射特征；下切深度大于砂巖厚度時，出現(xiàn)“V”形或“U”形弱反射特征。③組泥質(zhì)粉砂巖下切水道速度接近于砂巖圍巖，具有中-弱負(fù)反射特征，邊界處反射更弱。綜合分析認(rèn)為，40 m 的下切深度能夠在地震剖面上識別出波組特征，與垂向分辨率接近；下切深度（70 m）接近圍巖砂體深度（100 m）但還沒有完全隔斷砂體時，底部反射能量增強(qiáng)，是下切水道波組特征的一個特例；下切水道內(nèi)部填充砂巖越多，負(fù)振幅越弱。對比表2 的下切水道反射特征，下切深度為40 m、填充粉砂質(zhì)泥巖的下切水道（②-2）具有與實(shí)際類似的響應(yīng)特征，呈現(xiàn)“U”形或“V”形邊界。

與實(shí)際下切水道的截面特征對比，綜合識別下切水道，外形都表現(xiàn)為頂平底凹的對稱或不對稱“U”形或“V”形特征。地震振幅變?nèi)?，呈現(xiàn)弱振幅波谷特征，認(rèn)定此類特征的下切水道是粉砂質(zhì)泥巖填充，下切深度40 m，與實(shí)際剖面對應(yīng)關(guān)系較好（表2）。

表2 下切水道正演模擬剖面和實(shí)際剖面特征對比

實(shí)際情況如圖6 所示，AA’是過研究區(qū)西部的地震剖面，上邊顯示Ⅱ下1、Ⅲ1 兩個砂層組各有一個頂平底凹的“U”形邊界，內(nèi)部呈弱波谷特征的地質(zhì)體，正演模擬分析是兩條下切水道的截面（圖6a，AA’的位置參見圖7b）。Ⅱ下1砂層組的水道寬度較大，下切砂體深度50 m，水道橫向?qū)挾?65 m，導(dǎo)致地層波組特征發(fā)生變化，更容易識別。研究區(qū)東部BB’位置處兩砂層組有多條水道分支，略有“V”形弱波谷特征，橫向?qū)挾群拖虑猩疃容^小，BB’位置處的切割砂體深度都小于40 m，識別較難（圖6b）。

圖6 研究區(qū)西部和東部地震剖面下切水道特征

2.2 地震地貌平面特征

將井資料的合成地震記錄的保幅性分析和實(shí)際資料處理相結(jié)合，相鄰地震道的振幅相對關(guān)系得到保持，地震數(shù)據(jù)的信噪比和分辨率有所提高。結(jié)合下切水道波組剖面與地貌平面特征，參考濁積水道平面走向趨勢，以Ⅲ1砂層組為例，結(jié)合多屬性綜合解釋、刻畫深水濁流體系下切水道邊界及形態(tài)等平面特征，減少多解性。

沿層相干切片檢測水道及儲層突變邊界，復(fù)合視頻（RGB）時頻三原色利用調(diào)諧厚度原理表征儲層厚度等地貌變化，下切水道發(fā)育位置表現(xiàn)為明顯相干低值異常，RGB 切片亮度分析的水道平面突變邊界與相干特征類似。W1 井區(qū)儲層砂體分布穩(wěn)定、厚度大、平面變化小，波阻抗和孔隙度較高，是含氣有利區(qū)，也證實(shí)了下切水道以泥質(zhì)充填為主。W5 井區(qū)東北部存在多條泥質(zhì)下切水道分支，具有低波阻抗和低孔隙度的特征，變化大、分割性強(qiáng)、非均質(zhì)性強(qiáng)（圖7a）。

取相干、波阻抗反演和孔隙度三種優(yōu)勢屬性進(jìn)行基于主成分分析的多屬性融合，得到Ⅱ下1砂層組泥質(zhì)下切水道平面展布（圖7b）。研究區(qū)西部水道是一條主水道，邊界清晰，寬度為700～1 500 m，下切深度為30～60 m；中部和東部水道呈樹枝狀發(fā)散形態(tài)，寬度和深度較小，單一屬性識別難度增加，融合后能清晰分辨出水道砂體和泥質(zhì)下切水道。水道1在研究區(qū)中部有兩個二級分支1-1 和1-2，到了東邊，分支1-1 有2 個三級分支，分支1-2 有3 個三級分支。泥質(zhì)水道寬200～1 000 m，下切深度10～40 m。各種方法的刻畫效果見表3。

表3 下切水道平面識別方法

3 下切水道對儲層平面非均質(zhì)性的影響

平面非均質(zhì)性與砂體的平面幾何形態(tài)、連通方式、連通程度密切相關(guān)。圖7a 的波阻抗反演能表征砂體展布形態(tài)和物性。砂體的連通受下切水道影響，峽谷后期下切水道攜帶砂泥巖侵蝕、改造均質(zhì)砂體，混雜巖性充填后，對原有均質(zhì)儲層物性、連通性產(chǎn)生影響，必然導(dǎo)致地質(zhì)地貌的異常，地震橫向特征發(fā)生相應(yīng)變化，影響儲層平面非均質(zhì)性。多期次泥質(zhì)下切水道的發(fā)育規(guī)模、下切深度、充填巖性等是影響儲層平面非均質(zhì)性的主要因素。這些因素的影響體現(xiàn)在：①改造砂體之間的接觸關(guān)系；②砂體連通性、導(dǎo)致氣水界面差異。

CC’是位于W5 井區(qū)東北側(cè)的一條剖面（水平位置見圖7b），Ⅱ下、Ⅲ氣組多分支濁積砂巖水道頻繁側(cè)向遷移擺動，單水道分隔性強(qiáng)，同時受下切泥質(zhì)水道的改造，濁積水道砂體間的接觸關(guān)系發(fā)生改變，砂體呈“孤立”分布，儲層非均質(zhì)性增強(qiáng)（圖8a）。

圖7 Ⅲ1 砂層組下切水道識別(a)和平面展布特征(b)

WW1 和W1 連井線DD’顯示（圖8b），WW1井區(qū)Ⅲ氣組氣水界面在深度3 891 m 位置，而在W1井該氣組氣水界面在深度3908 m 處，兩者有17 m的高度差，說明兩個井區(qū)含氣儲層的砂體不連通。研究認(rèn)為，兩井區(qū)之間發(fā)育大型泥質(zhì)下切水道，下切深度較深，起到封堵作用，厚度為36.00 m 的砂體不連通，影響Ⅲ氣組氣水界面差異。

圖8 砂體接觸關(guān)系(a)和連通性(b)分析

4 結(jié)論

（1）利用波組特征剖面和地震地貌平面共同識別下切水道。下切水道在剖面上呈現(xiàn)“U”形或“V”形邊界，內(nèi)部呈弱振幅波谷雜亂反射的特征；相干、RGB 和波阻抗反演三種屬性融合能夠清晰、準(zhǔn)確地解釋下切水道平面展布情況。

（2）采用數(shù)值模擬正演方法深入分析下切水道波組特征，能識別出大于垂直分辨率的下切深度下切水道。

（3）泥質(zhì)下切水道是影響儲層平面非均質(zhì)性的沉積相因素之一，其分布改變儲層砂體之間的接觸關(guān)系和連通性。W1 井區(qū)周邊砂體均質(zhì)性強(qiáng)，是儲層主力含氣區(qū)。