地震沉積學在D區(qū)的初步應用

陳雪菲,王緒本,劉力輝

(1.成都理工大學 信息工程學院,四川成都 610059;2.北京諾克斯達石油科技有限公司,北京 100081)

1 地震沉積學的概念及關鍵技術

地震沉積學是應用地震信息研究沉積巖及其形成過程的學科,它是繼地震地層學、層序地層學之后的又一門新的邊緣交叉學科。其研究內容、方法和技術,與地震地層學、層序地層學和沉積學等其它學科都有所不同。地震沉積學最大的理論突破在于對地震同相軸(穿時性)的重新認識,但它是沉積學的發(fā)展而不是替代。地震沉積學研究主要以地質研究為基礎,在沉積學規(guī)律的指導下進行。地震沉積學能夠解決局部區(qū)帶高頻層序的平面沉積分析及目標砂體預測,并且能將井震有機結合,克服常規(guī)地震儲層預測技術缺乏等時對比的特點,將地震屬性和反演的整體,應用到巖性圈閉的識別和預測中,顯示了地震沉積學技術體系在油氣儲層預測分析中具有明顯的作用,尤其是針對地層巖性油氣藏的分析預測有突出優(yōu)勢。

實用地震沉積學的技術體系,包括精細等時地層格架,最小等時研究單元,巖相物理分析和定量地震相分析等。其中,定量地震相分析包括年代地層切片技術,地震屬性和波形分析技術等。相對于地震地層學和層序地層學,實用地震沉積學解決了層序地層學不能對高級別層序沉積相展布規(guī)律進行研究的問題,以地震資料為主研究沉積微相,從定性到定量,以定量屬性參數(shù)刻畫地震相,與單井沉積相結合,能夠進行層序、準層序組、砂層組(儲層)逐級控制下的巖性圈閉預測。

目前,地震沉積學采用的關鍵技術,主要包括90°相位轉換技術,地層切片技術和分頻解釋技術等,通過定量地震相分析及阻抗資料,進行相控儲層預測。

2 D區(qū)勘探背景和勘探難點

潿西南凹陷D區(qū)古近系地層為多物源湖相沉積,儲層縱向、橫向變化較大。多年來的鉆探實踐表明,D區(qū)是一個富生烴凹陷,凹陷中油氣的富集程度和生產能力受儲集條件的影響很大。D區(qū)存在眾多的區(qū)塊構造圈閉,目前的研究和鉆探程度已較高,整個凹陷已覆蓋三維地震資料和鉆探多口井,但發(fā)現(xiàn)的地質儲量與所占資源量的比例仍比較小,仍有大量的油氣資源有待發(fā)現(xiàn)。目前,對潿洲組地層的勘探發(fā)現(xiàn),儲蓋組合存在,但流體性質難以判斷,而流沙港組流一段儲層薄,橫向變化大,儲層預測仍存在較大困難,缺乏一套有效的儲層預測和烴類檢測的技術方法。

3 最小等時地層單元的建立

無論是層序地層學、沉積學,還是地震沉積學,都是在等時的地層格架內對沉積相進行研究。在地震沉積學研究里,對等時格架內地震信息的客觀反映,不再依賴于研究者利用“地震相”特征對沉積格架內沉積相的“肉眼觀察和判斷”,而強調的是在小時窗的等時地層內,應用地震技術定量化計算屬性參數(shù),客觀反映地層沉積相。

潿西南凹陷D區(qū)在流一段沉積時期,屬于斷陷盆地的沉積階段,邊界斷層控制著盆地內沉積物的沉積厚度,以及地層的沉積樣式和接觸關系。從二維譜與測井曲線的旋回特征上都可以看到,流一段地層一共可以劃分出四個地層單元。其中:

第①個單元下部為砂礫巖,向上粒度變細,為特征明顯的正旋回。

第②個底部發(fā)育一套全區(qū)穩(wěn)定的泥巖或者泥質含量較高的砂巖,為向上變粗的反旋回特征。

第③個單元砂巖不發(fā)育,在測井曲線上正旋回特征不是很明顯,在二維譜上反旋回特征比較典型。

第④個單元在測井曲線和二維譜上,都可以看到明顯的反旋回特征(見圖1)。

從層序劃分結果看,下部層序(T83-T82)是主要砂體的發(fā)育層序,尤其是第①期地層單元,儲層十分發(fā)育,以大套砂礫巖沉積為主,而第②期儲層相對不發(fā)育。上部層序(T82-T80)以大套泥質沉積為主,頂部有明顯進積準層序組粉細砂巖沉積。

根據地震剖面上的反射特征以及二維譜上的旋回規(guī)律(見下頁圖2),確定流一段四個地層單元的分布范圍。

在流一段的四個地層單元中,①、③套地層頂部可見削蝕現(xiàn)象,地震反射同相軸分別中止于T82、T83層序邊界;②、④地層上超于①、③之上。在二維譜上地層單元的分界處,一般存在一個旋回的終止或者能量團的突變,可以判斷界面上、下的地層屬于不同的沉積體系,或者是不同時期形成。

4 巖石～巖相物理學研究

巖石～巖相物理學技術就是通過地震巖石學的研究,總結出一套或多套砂泥巖組合大多對應的巖石物理響應,篩選砂泥巖組合所對應的地球物理響應,觀察有利地震屬性,來刻畫該套砂泥巖組合的空間展布。

圖1 流一段地層體系域邊界在測井曲線和二維譜上的特征Fig.1 Characteristics of the well log and frequency spectrum in Liu 1 formation system track

D塊流一段儲層劃分為四期三角洲砂體,①期、②期三角洲砂體呈現(xiàn)為砂巖高波阻抗、泥巖低波阻抗的特征,但是第③期、④期三角洲砂體的波阻抗與泥巖的差異很小?？偟貋碚f,第③期砂巖高阻抗,泥巖低阻抗;第④期砂巖低阻抗,泥巖高阻抗(見圖3)。

流一段地層巖性組合以砂泥巖互層為主,①期、②期和③期沉積體,在地震剖面上表現(xiàn)為砂巖高阻抗,泥巖低阻抗特征,而且砂泥巖的阻抗差異較大,在地震剖面上砂巖標定在波峰反射(見下頁圖4中(1)號圓圈內),泥巖標定在波谷反射(圖4中(2)號圓圈內)。第④期沉積體在地震剖面上表現(xiàn)為砂巖低阻抗特征,泥巖高阻抗特征,砂巖在地震剖面上標定為波谷反射(圖4中(3)號圓圈內),泥巖標定在波峰反射(圖4中(4)號圓圈內)。

圖2 流一段四個地層單元在Trace2571地震剖面和二維譜剖面上反射特征Fig.2 Characteristics of the seismic section and frequency spectrum in Trace2571 of four formation units ofLiu 1

圖3 四期沉積單元在W1井上的巖石物理特征Fig.3 Rock physical characteristics of 4 depositional elements in wellW1

5 地震屬性表征砂巖富集區(qū)域

在地震沉積學中,地震屬性的選擇和提取顯得尤為重要。目前,疊前和疊后地震屬性參數(shù)有四百多種,能夠反映沉積相的地震屬性種類很多,但有可能在某個研究區(qū)內特定的某個研究層位只有一種地震屬性參數(shù)是有效的,或者可能是某幾種地震屬性參數(shù)的組合是有效的。因此應以地震屬性參數(shù)的篩選和優(yōu)化,在地震沉積學的分析和預測中為核心,其目的是找到反映沉積相最準確的地震屬性參數(shù),為地震沉積解釋提供解釋方向和量板。

以L1～3砂組為例,由于本研究區(qū)為扇三角洲沉積,且以南部物源為主。從沉積學來說,這種扇體沉積是快速沉積的結果,應以總體扇狀或朵狀分布為主,其主要沉積微相為辮狀水道。從地震平均瞬時頻率與相位分布上也見到了這種特征,這樣即可大致確定相帶分布范圍。同時,由于本區(qū)波峰振幅屬性對砂體比較敏感,這樣可用這種屬性來確定主要水道砂體分布位置(見下頁圖5)。

6 相控下砂體雕刻

砂體的分布受沉積相帶的控制,但在地震上表現(xiàn)出來的砂體特征,由于地震屬性以及地震資料的多解性,在地震剖面上的砂體解釋可能存在一定的誤差。因此,如果在沉積相帶的控制下,在砂體比較容易的部位解釋砂體,就可以最大限度減少砂體解釋的多解性。

相控砂體雕刻的具體做法是以有利相帶劃分為前提,在多種地震屬性相互參考所劃定的有利相帶范圍之內,對反演剖面上的砂體進行單砂體雕刻,以期在有利相帶控制下,找到最有利的下一步鉆探目標。

根據前面的砂體非均質性和相帶的接觸關系,預測L1-3砂組的十二個砂體的非均質發(fā)育情況。第①期三角洲內部的L1-3砂組,在反演剖面上解釋出十二個單砂體,分別位于不同的沉積微相位置(見下頁圖6)。從前面總結的砂體內部非均質性與相帶的關系可以知道2號、3號、4號、7號、9號砂體位于三角洲外帶水道和前三角洲的交匯區(qū),砂體內部的非均質性很強,內部不連通的可能性非常大。而1號、5號、6號、8號砂體整個位于外帶水道的發(fā)育區(qū)內,砂巖內部的非均質性應該非常強。10號、11號、12號砂體,位于內帶水道發(fā)育區(qū),砂體內部相對較均一。

圖4 砂泥巖巖性組合的地震反射響應特征Fig.4 Seismic reflection characteristics of sand-shale lithological association

圖5 L1-3砂組地震屬性以及沉積微相平面分布分析Fig.5 seismic attributes of L1-3 sand and microfacies analysis

圖6 L1-3砂組沉積微相與單砂體疊置關系Fig.6 Microfacies of L1-3 sand group and overlay relationship of single sand body

7 結論及認識

(1)作者在本文結合實例,探討了實用地震沉積學若干關鍵技術,如最小等時研究單元,巖相物理分析,相控下的沉積微相分析等。為相控儲層預測提供了理論和技術保證,可以直接為井位部署提供依據。

(2)地震沉積學技術體系在油氣儲層預測分析中具有明顯作用,尤其是針對巖性油氣藏的分析預測有突出優(yōu)勢,值得深入探索并完善其理論和實踐體系。

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