遼河盆地東部凸起區(qū)二疊系層速度－砂地比定量解釋

嚴(yán) 恒，代宗仰，王麗君

(1．西南石油大學(xué)，四川 成都 610500;2．中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江524000)

遼河盆地東部凸起區(qū)二疊系層速度－砂地比定量解釋

嚴(yán) 恒1，代宗仰1，王麗君2

(1．西南石油大學(xué)，四川 成都 610500;2．中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江524000)

遼河盆地東部凸起勘探程度較低，鉆井資料較缺乏，但地震資料相對(duì)較豐富。為了能在有限的資料中發(fā)掘更多能反映二疊系砂巖分布情況的信息，借助于地震處理中的速度分析資料，利用層速度－砂地比定量解釋模型得到二疊系砂地比分布圖，并在此基礎(chǔ)上對(duì)二疊系的有利勘探區(qū)帶進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

二疊系;層速度;壓實(shí)曲線;砂地比;遼河盆地東部凸起區(qū)

1 勘探概況

遼河凹陷東部凸起區(qū)勘探程度很低，目前已鉆井10余口，二維地震測(cè)線幾十條，在鉆探過程中，wc 1井與tong 13井在二疊系地層中已見到油氣顯示，顯示了遼河凹陷東部凸起區(qū)二疊系很好的勘探潛力(魏紅紅等，1999;陳昭年，1997;劉長(zhǎng)江等，2007)。通過分析，二疊系地層中具有儲(chǔ)集性能的地層為山西組與上下石盒子組砂巖，由于東部凸起區(qū)缺乏鉆井資料，因而對(duì)于砂巖在平面上的分布特征無法通過井上統(tǒng)計(jì)的方法來準(zhǔn)確描述，但是東部凸起區(qū)的二維地震資料比鉆井資料豐富，而且地震資料中含有很多與巖性有關(guān)的屬性。因此，可以借助于地震資料，提取這些與巖性有關(guān)的屬性來定量描述二疊系砂巖在平面上的展布情況，從而預(yù)測(cè)出有利的勘探區(qū)帶。

在眾多的地震屬性中，層速度是非常重要的一個(gè)屬性，影響層速度的因素很多，如巖性、地層時(shí)代、構(gòu)造發(fā)展史等，但在同時(shí)代的地層中，層速度可以看成只具有隨巖性的變化而變化的屬性，因而在地層時(shí)代確定的情況下，通過求取層速度可以確定巖性的變化情況(查明等，1995;李正文等，1996;周長(zhǎng)祥，1983)。本次研究就是利用東部凸起的地震資料，求取二疊系地層的層速度，通過速度－巖性解釋模型，將二疊系的層速度轉(zhuǎn)換成砂地比，從而預(yù)測(cè)二疊系砂巖在平面的展布情況。

2 層速度－砂地比定量解釋模型

為了推導(dǎo)速度與巖性的關(guān)系，必須建立砂泥巖體積物理模型(祝偉業(yè)等，2001;陳繼松等，1982;曾洪流等，1988)(圖1)，表示沿地震波傳播方向截取一段長(zhǎng)為Z的立方體砂泥巖塊。其中，圖1-a為巖塊中砂泥巖層的分布形式。若將巖塊中的砂巖與泥巖分別集中到一起，則其體積關(guān)系可用圖1-b表示，其中砂巖厚度ZS，泥巖厚度ZM。顯然Z=ZS+ZM。兩者在體積上是等效的。因此，若地震波以速度V通過巖塊，則可認(rèn)為地震波傳播Z段的時(shí)間T等于經(jīng)等效砂巖段ZS的時(shí)間TS加上經(jīng)過等效泥巖段ZM的時(shí)間TM，即T=TS+TM，若純砂巖的速度VS與純泥巖的速度VM已知，則此式等價(jià)于：

圖1 砂泥巖體積物理模型

令 ZS/Z=PS，則有：

式(2)中，PS就是砂地比。

3 層速度－砂地比定量解釋步驟

3．1 砂泥巖壓實(shí)曲線的制作

應(yīng)用以上的砂泥巖體積物理模型來推測(cè)砂巖百分比，首先需要知道在任意深度處的純砂巖層速度VS與純泥巖層速度VM，即必須求出VM、VS隨深度的變化關(guān)系。在本次研究中，主要使用井上的聲波曲線數(shù)據(jù)來求得純砂巖與純泥巖的壓實(shí)曲線。首先在單井上求得二疊系的砂泥巖壓實(shí)曲線，最后當(dāng)研究區(qū)所有井資料都使用后，再求得研究區(qū)綜合后的砂泥巖壓實(shí)曲線(圖2)。為了讓壓實(shí)曲線更準(zhǔn)確，在擬合時(shí)選用多項(xiàng)式作為擬合的方程，多項(xiàng)式的次數(shù)根據(jù)實(shí)際情況選取，一般2次～3次就可以了。

圖2 二疊系砂泥巖壓實(shí)曲線

3．2 二疊系層速度的求取

將地震疊加速度通過一個(gè)傾角校正轉(zhuǎn)換成均方根速度，利用Dix公式求取層速度，然后利用層速度求取平均速度，再利用平均速度建立平均速度場(chǎng)，結(jié)合地震解釋的時(shí)間層位資料，將時(shí)間層位轉(zhuǎn)換成深度層位，并求出二疊系的地層厚度，利用地層厚度除以時(shí)間厚度得出二疊系的層速度值，將數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化，最后得到二疊系的層速度平面圖(圖3)。

圖3 東部凸起二疊系層速度平面圖

3．3 層速度－砂地比的轉(zhuǎn)換

利用研究區(qū)綜合的純砂巖與純泥巖的壓實(shí)曲線，求得二疊系的純砂巖與純泥巖的層速度值，結(jié)合二疊系的層速度平面圖，利用砂泥巖體積物理模型轉(zhuǎn)換出砂巖百分比，最后利用井上統(tǒng)計(jì)的砂地比，對(duì)結(jié)果進(jìn)行校正，校正的方法如下：例如井上的砂地比為P井，利用層速度計(jì)算的砂地比為Ps，則校正量為P校=P井/Ps，根據(jù)研究區(qū)各井的校正量，使用反距離加權(quán)網(wǎng)格化算法進(jìn)行網(wǎng)格化，將每一網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的校正量與該節(jié)點(diǎn)計(jì)算的Ps相乘即得校正后的砂地比圖(圖4)。

4 成果分析

4．1 層速度分析

二疊系的層速度平面分布呈現(xiàn)出北西大、南東小的特征，主要高值區(qū)位于tong 3—wc 1—tong 13—lc 1井一線，速度值大都大于4 200m/s，研究區(qū)的東南部幾乎都是低值。總的來說，研究區(qū)的西部速度值都大于東部，從西到東，層速度值由大到小(圖3)。

4．2 砂泥巖分布情況分析

從二疊系的砂地比圖(圖4)中可以看出，在l 1—tong 13—wc 1—tong 3井一線附近地區(qū)，砂巖的含量都比較大，值都大于0．6，在j 3井以東有兩個(gè)相對(duì)低值區(qū)，砂地比值都小于0．2，對(duì)比二疊系的層速度平面圖，二疊系的砂巖分布情況與層速度中高速層的分布情況相對(duì)應(yīng)。因此，可以從二疊系的層速度平面分布圖中了解到研究區(qū)砂泥巖的分布情況，即砂巖含量是北西高，東南低，總的來說是西高東低。

圖4 東部凸起二疊系砂地比平面圖

5 勘探有利區(qū)帶預(yù)測(cè)

綜合儲(chǔ)層分析的結(jié)果，認(rèn)為影響有利儲(chǔ)層分布的主要因素為沉積相，然而砂地比是進(jìn)行沉積相判別的一個(gè)主要因素。因此，在二疊系層速度與砂地比平面分布情況已知的情況下，能對(duì)二疊系儲(chǔ)層的分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)本次研究的成果，認(rèn)為最有利的勘探區(qū)域?yàn)閘 2—tong 13—tong 2—tong 3井一線附近地區(qū)，砂地比的值都大于0．6的區(qū)域，層速度也較高，普遍都大于4 200m/s，這個(gè)區(qū)域砂地比值非常高，而且地層厚度也是整個(gè)研究區(qū)中最厚的，又鄰近位于西部的生油洼陷，一旦保存條件達(dá)到要求，最容易形成油氣藏。

陳繼松，馬秀萍．1982．應(yīng)用地震層速度確定砂泥巖含量［J］．石油地球物理勘探，(3)：43－47．

查明，雷安貴．1995．內(nèi)蒙陸西凹陷層速度分析及巖性預(yù)測(cè)［J］．石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，17(1)：81 －88．

陳世悅，劉煥杰．1997．華北地臺(tái)東部石炭二疊紀(jì)巖相古地理特征［J］．中國區(qū)域地質(zhì)，16(4)：379 －386．

陳昭年．1997．遼河盆地東部凸起古生界埋藏類型與油氣［J］．石油與天然氣地質(zhì)，18(2)：140 －144．

李正文，楊謙．1996．地震巖性預(yù)測(cè)方法及應(yīng)用［J］．礦物巖石，16(1)：81 －85．

劉長(zhǎng)江，蔣維平，桑樹勛．2007．渤海灣盆地石炭二疊系烴源巖的沉積控制［J］．中國煤田地質(zhì)，19(1)：4 －8．

陸基孟．2005．地震勘探原理［M］．北京：石油工業(yè)出版社．

王鐘堂．1994．華北石炭二疊紀(jì)含煤地層研究的新進(jìn)展［J］．煤田地質(zhì)與勘探，22(5)：7 －10．

魏紅紅，彭惠群，李靜群，等．1999．鄂爾多斯盆地中部石炭－二疊系沉積相帶與砂體展布［J］．沉積學(xué)報(bào)，17(3)：403－408．

曾洪流，張萬選，張厚福．1988．實(shí)現(xiàn)速度—巖性定量解釋的幾個(gè)步驟［J］．石油地球物理勘探，23(1)：403－410．

周長(zhǎng)祥．1983．巖性指數(shù)量板的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用［J］．石油地球物理勘探，(5)：423 －434．

祝偉業(yè)，侯建國，高永富．2001．速度量化在巖性預(yù)測(cè)中的應(yīng)用［J］．新疆石油地質(zhì)，22(2)：122 －124．

On quantitative interpretation of Permian layer velocity-sandy ratio in east salient of Liaohe Basin

YAN Heng1，DAI Zong-yang1，WANG Li-jun2

(1．Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China;2．Zhanjiang Branch，CNOOC(China)Co．，Ltd．，Zhanjiang 524000，Guangdong)

The degree of exploration was low in the east salient of Liaohe Basin，short of drilling data but rich with seismic data in order to explore more data to reflect the distribution of the Permian sandstone，the authors obtained the distribution of Permian sandy ratio with the help of the speed analysis in seismic data processing，the use of quantitative interpretation model of layer velocity-sandy ratio，and based on the above effort，the authors predicted the favorable exploration area in Permian system．

Permian system;Layer velocity;Compaction curve;Sandy ratio;East salient of Liaohe Basin

TE121．3

A

1674－3636(2011)04－0366－03

10．3969/j．issn．1674-3636．2011．04．366

2011－08－15;編輯：陸李萍

嚴(yán)恒(1983—)，男，碩士研究生，主要從事油氣藏描述與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)等方面的研究，E-mail：403103546@qq．com