地層切片技術(shù)在識(shí)別X區(qū)塊U層段有利沉積微相中的應(yīng)用

曹鑒華，李寶國(guó)

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球資源與科學(xué)學(xué)院，北京 100083;2.中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司科研所，天津 301700)

地層切片技術(shù)在識(shí)別X區(qū)塊U層段有利沉積微相中的應(yīng)用

曹鑒華1，李寶國(guó)2

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球資源與科學(xué)學(xué)院，北京 100083;2.中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司科研所，天津 301700)

由于地層切片相比時(shí)間切片、沿層切片更接近等時(shí)界面，更具有等時(shí)沉積意義，因此能更真實(shí)地反映儲(chǔ)層沉積特征.X區(qū)塊U層段為辮狀河平原沉積，沉積微相類型主要包括辮狀分支河道、泛濫平原等.分支河道微相往往沉積交互疊置厚層砂巖儲(chǔ)層，形成有利的儲(chǔ)集體.基于人工三維地震資料，利用地層切片技術(shù)對(duì)U層段沉積微相進(jìn)行了識(shí)別和分析，指出了有利的沉積區(qū)域，為后續(xù)的井位部置提供依據(jù).

地層切片;瞬時(shí)振幅;辮狀河平原;分支河道

人工三維地震在20世紀(jì)90年代開(kāi)始成為油氣田勘探的主要技術(shù)手段，隨著三維地震資料的不斷普及，許多三維資料的處理和解釋技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)并得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，為油氣田的發(fā)現(xiàn)和研究提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和技術(shù)保證.切片技術(shù)也由此應(yīng)運(yùn)而生，最初主要為時(shí)間切片(Time Slice)、沿層切片(Horizon Slice);在1998年由 ZENG HONGLIU 等［1］提出地層切片(Strata Slice)技術(shù).ZENG Hongliu 等［2］在21世紀(jì)初結(jié)合90°相位轉(zhuǎn)換和地震分頻技術(shù)等創(chuàng)立了地震沉積學(xué)，地層切片則是利用地震資料分析地層沉積形態(tài)的關(guān)鍵技術(shù)之一.從實(shí)踐應(yīng)用的效果來(lái)看［3－5］，地層切片確實(shí)能夠較準(zhǔn)確地解釋沉積演化現(xiàn)象，成為一種新的儲(chǔ)層沉積特征分析思路和方法.根據(jù)對(duì)區(qū)域露頭、巖心、測(cè)試等資料的分析，確定X區(qū)塊U層段為辮狀河平原沉積，但對(duì)于該層段儲(chǔ)層的縱橫向沉積微相特征變化不清晰.將地層切片技術(shù)引入該區(qū)塊的三維地震資料解釋流程中，嘗試對(duì)該層段儲(chǔ)集體沉積微相進(jìn)行分析，并對(duì)有利沉積區(qū)域做出預(yù)測(cè).

1 地層切片技術(shù)

1.1 切片方法分類

基于三維地震資料的切片方式主要包括3種:時(shí)間切片、沿層切片、地層切片，如圖1所示.

圖1 3種切片示例圖

圖1中背景為三維地震振幅剖面，頂界面反射為一個(gè)波谷強(qiáng)相位界面，底界面反射為一個(gè)波峰強(qiáng)相位界面.圖1(b)中以中部頂界面反射為準(zhǔn)，平行該界面形成沿層切片，切片位置如白線所示.圖1(c)在頂、底界面反射時(shí)間段內(nèi)按等比例形成地層切片.圖1(a)為時(shí)間切片，是沿某一個(gè)固定的地震雙程旅行時(shí)對(duì)三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行切片顯示，不考慮任何地層和沉積因素，完全是穿時(shí)的.該種類型切片可以用于快速了解時(shí)間方向(如由深層到淺層)構(gòu)造整體形態(tài)的變化趨勢(shì)和振幅能量的特征.圖1(b)為沿層切片，是沿著或平行于某一個(gè)極性一致的地震反射界面對(duì)三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行切片顯示.由于該反射界面為某一套地層等時(shí)沉積的頂或底界面，因此沿著該界面進(jìn)行切片時(shí)，從沉積學(xué)上看該切片具有等時(shí)意義.但平行于該界面切片顯示時(shí)，離界面越遠(yuǎn)，切片穿時(shí)越嚴(yán)重，所具有的參考價(jià)值就越低.圖1(c)為地層切片，是以2個(gè)等時(shí)沉積界面為頂?shù)?，?個(gè)界面中間按等厚比例內(nèi)插形成的分界面，然后沿著這些等比例制作的分界面對(duì)三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行切片.由于頂?shù)?個(gè)界面都是等時(shí)沉積的，地層切片相對(duì)來(lái)說(shuō)具有一定的等時(shí)意義，但在地層段非常厚如達(dá)到幾百米(地震雙程旅行時(shí)幾百毫秒)時(shí)該等比例切片穿時(shí)現(xiàn)象還是很嚴(yán)重的.相比較而言，地層切片較時(shí)間切片、沿層切片更具有等時(shí)意義，更接近等時(shí)界面［6］.

1.2 地層切片的形成

地層切片是三維地震數(shù)據(jù)在地質(zhì)沉積界面上的顯示.除了振幅屬性數(shù)據(jù)外，三維地震數(shù)據(jù)還可以為其他的屬性體，如反射強(qiáng)度屬性、瞬時(shí)頻率屬性等.具體的操作步驟如下.

1)在三維地震資料上選擇目標(biāo)層段頂、底界面標(biāo)準(zhǔn)地震反射層位.地震數(shù)據(jù)上反射同相軸是地下不同巖性組合的綜合響應(yīng).井震聯(lián)合標(biāo)定可以確定目標(biāo)層段頂、底地層界面在地震數(shù)據(jù)上對(duì)應(yīng)的時(shí)間位置和反射特征，同時(shí)參考反射特征在地震數(shù)據(jù)橫向上的連續(xù)性，追蹤解釋同一種極性的反射軸即可得到地震反射層位，也確定了分析層段的頂?shù)椎葧r(shí)界面.

2)根據(jù)頂?shù)捉缑娴卣鸱瓷浣缑鎸?duì)目標(biāo)層段創(chuàng)建時(shí)間域的地層框架.通常采用時(shí)間域地層等分方法來(lái)建立框架，如將目標(biāo)反射層段等分為5個(gè)小層，由于目標(biāo)層段頂?shù)捉缑娑际堑葧r(shí)沉積界面，實(shí)際上是將2個(gè)大的沉積界面之間劃分為5個(gè)厚度相同的沉積層段，每個(gè)小層段又包括自身的頂?shù)壮练e界面.最終的地層框架包括5個(gè)亞層段、2個(gè)頂?shù)捉^對(duì)等時(shí)沉積界面，4個(gè)相對(duì)等時(shí)沉積界面，如圖1(c)所示.

3)沿著等分小層頂界面對(duì)三維地震屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行切片顯示，即沿小層的界面制作沿層切片，即可得到一系列按沉積次序排列的屬性切片.

1.3 地層切片應(yīng)用

地震屬性如振幅、頻率和相位等是地下地層巖性及其沉積特征的綜合響應(yīng)［7］，通過(guò)分析該屬性在時(shí)間方向上(包括地質(zhì)時(shí)間)和空間方向上的變化，可以對(duì)研究區(qū)域地層層序、沉積相、儲(chǔ)層等進(jìn)行研究.在地質(zhì)時(shí)間上一般采用地層切片技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中還需考慮:①保證分析層段頂?shù)捉缑娴牡葧r(shí)性，這樣形成的地層切片等時(shí)意義更有效;②分析層段頂?shù)讜r(shí)窗長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng)，減小地層切片的穿時(shí)可能性;③選擇有效的地震屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行切片顯示，達(dá)到地震屬性地質(zhì)化，使得地層屬性切片具有地質(zhì)意義.

2 地層切片技術(shù)在X區(qū)塊中的應(yīng)用

2.1 X區(qū)塊基本地質(zhì)概況

X區(qū)塊整體構(gòu)造形態(tài)為一東傾的單斜，斷裂基本不發(fā)育.古構(gòu)造背景上區(qū)塊東臨盆地，西南方向?yàn)橐还排_(tái)地，緊鄰X區(qū)塊的西側(cè)已發(fā)現(xiàn)了含油氣圈閉，物源為西南方向的古高區(qū)域.東側(cè)的深盆地為典型的生烴盆地，地化分析等認(rèn)為沉積的烴源巖已經(jīng)進(jìn)入了成熟生烴階段，X區(qū)塊正好為油氣運(yùn)移的指向，其勘探潛力很大.

綜合巖心、露頭、測(cè)試等資料，認(rèn)為在U層段沉積時(shí)期為辮狀河平原沉積，地層相對(duì)平緩，主要的沉積微相為辮狀分支河道、泛濫平原.分支河道沉積較厚砂巖，儲(chǔ)滲性能較好，是良好的油氣儲(chǔ)集體，而泛濫平原則以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主.

2.2 地層切片應(yīng)用及分析

通過(guò)綜合標(biāo)定，在X區(qū)塊三維地震數(shù)據(jù)上拾取了U層段頂?shù)捉缑鎸?duì)應(yīng)的反射標(biāo)準(zhǔn)層.工區(qū)斷裂基本不發(fā)育，標(biāo)準(zhǔn)層位反射能量強(qiáng)且連續(xù)，相位基本保持一致.將U層段時(shí)間厚度按等分比例劃分為5等分，在U層段反射時(shí)間段內(nèi)共產(chǎn)生了6個(gè)界面:U層段頂?shù)?個(gè)等時(shí)沉積界面以及等分后形成的4個(gè)相對(duì)等時(shí)沉積界面.

瞬時(shí)振幅屬性表征某個(gè)特定時(shí)間時(shí)反射振幅響應(yīng)的變化，與地層巖性的構(gòu)成和儲(chǔ)層的物性變化有關(guān)，可用于對(duì)沉積微相分布做出預(yù)測(cè)［8］.利用這些界面對(duì)三維地震瞬時(shí)振幅屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行切片顯示，獲取6張瞬時(shí)振幅地層切片，如圖2所示.

圖2 U層段地層切片框架

將地層切片按沉積次序由老到新排列，觀察切片上瞬時(shí)振幅屬性的橫向變化，如圖3所示.圖3中色板黃紅色指示瞬時(shí)振幅能量強(qiáng)，藍(lán)色指示瞬時(shí)振幅能量弱.能量的強(qiáng)弱與當(dāng)時(shí)沉積的儲(chǔ)蓋組合有關(guān)，能量強(qiáng)區(qū)域指示辮狀分支河道“砂包泥”組合沉積，能量弱則表明巖性相對(duì)較細(xì)、聲阻抗特性基本一致，如泛濫平原微相泥巖為主的組合.據(jù)此對(duì)屬性切片進(jìn)行沉積微相解釋，劃分出辮狀分支河道與泛濫平原微相區(qū)域.圖3(a)為沿U層段底界面的瞬時(shí)振幅切片，工在由南部和東北部各有物源方向，形成由南側(cè)往西部、東北部往中部的分支河道沉積，到工區(qū)中部漸變?yōu)榉簽E平原沉積.圖3(b)為沿第1小層頂界面的瞬時(shí)振幅切片，此時(shí)工區(qū)東部和西部湖平面上升，均發(fā)生水侵現(xiàn)象，以泛濫平原沉積為主，工區(qū)中部發(fā)生水退，沉積來(lái)源于南部的分支河道砂巖儲(chǔ)層;到第2小層頂界面時(shí)，如圖3(c)所示，工區(qū)河道中心部位往西遷移，東部水進(jìn)一步往西進(jìn)，在工區(qū)西部沉積河道砂巖，東部則為泛濫平原微相;到第3小層頂界面時(shí)(圖3(d))東部發(fā)生水退，辮狀分支河道沉積在整個(gè)工區(qū)占優(yōu)勢(shì)，西側(cè)局部有泛濫平原沉積;到第4小層頂界面(圖3(e))時(shí)西北側(cè)開(kāi)始有水進(jìn)現(xiàn)象，泛濫平原沉積區(qū)域較第3小層擴(kuò)大，而工區(qū)中部及東部以辮狀分支河道沉積為主，局部如東北側(cè)、東南側(cè)有泛濫平原;到U層頂界面(圖3(f))整體趨勢(shì)與第4小層一致，但西側(cè)泛濫平原面積擴(kuò)大，中部東側(cè)、南部東側(cè)局部泛濫平原也較第4小層擴(kuò)大，辮狀河道則由西南側(cè)流向中部、東北部，局部有往東南的分支.

圖3 U層段地層切片及沉積微相分析

由于辮狀河道沉積“砂包泥”配置的巖性組合中，砂巖作為儲(chǔ)集體，而泥巖則為封擋層，從儲(chǔ)蓋條件來(lái)講是非常有利的，因此分支河道區(qū)域是儲(chǔ)層的優(yōu)勢(shì)區(qū).而U層段整體構(gòu)造趨勢(shì)為一個(gè)東傾的單斜形態(tài)，工區(qū)中部在靠近U層頂界面時(shí)沉積了較厚的辮狀河道砂巖，可形成上傾尖滅的地層巖性圈閉.

3 結(jié)語(yǔ)

1)地層切片技術(shù)能夠形成具有相對(duì)等時(shí)沉積意義的切片，在沿地質(zhì)時(shí)間面對(duì)三維屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行切片顯示后，可以用于分析目的層段地質(zhì)時(shí)間方向和空間方向沉積形態(tài)特征，成為地震信息地質(zhì)解釋的紐帶之一.

2)X區(qū)塊U層段為辮狀河平原沉積，瞬時(shí)振幅地層切片上清楚地顯示了相對(duì)湖平面變化引起的沉積微相空間分布區(qū)域變化，若結(jié)合儲(chǔ)層和含油氣的進(jìn)一步分析，認(rèn)為可形成有利的上傾尖滅的地層巖性圈閉.

3)地層切片技術(shù)已經(jīng)相對(duì)較成熟，在實(shí)際應(yīng)用中需要結(jié)合區(qū)塊的區(qū)域地質(zhì)背景分析，考慮選擇對(duì)目標(biāo)敏感的地震屬性進(jìn)行地質(zhì)解釋.

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Application of Strata Slicing Technique to Recognization of the Favorable Sedimentary Micro-facies for U Formation in X Area

CAO Jian-hua1，LI Bao-guo2
(1.School of the Earth Sciences and Resources of China University of Geosciences，Beijing 100083，China;2.Sinohydro Foundation Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 301700，China)

Comparing with the time slice and horizon slice，the strata slice is more practical and meaningful in sedimentary way since it is much closer to the interfaces at the same period，so that it has been used popularly in interpreting the geological meaning for target formation.In X area，braided plain is the dominant facies for U formation and the sub-facies including braided channel and flood plain.The channel is the source of reservoir，and the sand body is always thick and cross-bedded.On the basis of the three-dimension seismic attribute data，distribution of the sedimentary facies has been studied using the strata slicing technique，and the favorable area has been pointed out，which can be the basic technical support for the later research and well plans.

strata slice;instantaneous amplitude;braided plain;branch channel

1002－5634(2011)05－0014－04

2011－07－16

曹鑒華(1979—)，男，湖北恩施人，博士研究生，主要從事地震地質(zhì)綜合方面的研究.

(責(zé)任編輯:孫 墾)