強(qiáng)屏蔽層下弱反射儲(chǔ)層特征分析及識(shí)別方法

張軍華，劉 振，劉炳楊，朱博華，馮德永

(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)，山東 青島 266555;2.中石化勝利油田分公司，山東 東營(yíng) 257022)

強(qiáng)屏蔽層下弱反射儲(chǔ)層特征分析及識(shí)別方法

張軍華1，劉 振1，劉炳楊1，朱博華1，馮德永2*

(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)，山東 青島 266555;2.中石化勝利油田分公司，山東 東營(yíng) 257022)

在地震資料解釋中，傳統(tǒng)描述強(qiáng)屏蔽層之下薄儲(chǔ)層的方法是開一時(shí)窗提取屬性，直接進(jìn)行儲(chǔ)層描述和預(yù)測(cè)。但由于強(qiáng)屏蔽層的覆蓋作用，傳統(tǒng)方法的解釋結(jié)果不能突出下伏弱反射信息，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)效果受到較大影響。以五號(hào)樁油田沙二段隱蔽油氣藏為例，分析T2強(qiáng)屏蔽層的地質(zhì)成因，即沙一段底部存在1個(gè)致密的生物灰?guī)r地層，構(gòu)造上又是1個(gè)不整合，再根據(jù)聲波測(cè)井和錄井資料，制作正演模型，從地球物理機(jī)制上認(rèn)證該結(jié)論。在強(qiáng)屏蔽層機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，提出了基于多子波分解重構(gòu)理論的強(qiáng)屏蔽層剝離技術(shù)，并進(jìn)行了模型試驗(yàn)和實(shí)際資料應(yīng)用。研究結(jié)果表明，T2強(qiáng)屏蔽層剝離后提取的地震屬性，能較好地反映儲(chǔ)層的含油氣分布，提高下伏目標(biāo)層的預(yù)測(cè)精度，為此類隱蔽油氣藏的勘探找到了1種新的途徑。

儲(chǔ)層特征;強(qiáng)屏蔽層;隱蔽油氣藏;沙二段;五號(hào)樁油田

引 言

五號(hào)樁油田位于濟(jì)陽坳陷沾化凹陷的東北部，屬于典型的“西斷東超”、“北斷南超”的箕狀洼陷構(gòu)造。以往勘探實(shí)踐表明，五號(hào)樁洼陷沙二段隱蔽油氣藏非常發(fā)育。儲(chǔ)層在T2標(biāo)準(zhǔn)層以下，厚度較薄(100 m左右)，但產(chǎn)量較高。由于T2反射層的強(qiáng)屏蔽作用，在常規(guī)地震剖面上無法直接識(shí)別出儲(chǔ)層或非儲(chǔ)層，給油氣勘探帶來了較大困難。

本文通過錄井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、地震正演模擬檢驗(yàn)，分析了該區(qū)強(qiáng)屏蔽層下儲(chǔ)層弱反射的地質(zhì)成因和地球物理機(jī)制［1－7］，根據(jù)多子波分解和重構(gòu)的基本原理，提出了基于多子波的強(qiáng)屏蔽層剝離與弱反射信息的提取技術(shù)。以五號(hào)樁沙二段儲(chǔ)層為例進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，取得了較好的效果［8－9］。

1 強(qiáng)屏蔽層下儲(chǔ)層解釋中遇到的實(shí)際問題

五號(hào)樁油田構(gòu)造上屬于五號(hào)樁洼陷。洼陷主要包括東次洼、西次洼和中央低突起，面積約為300 km2。區(qū)內(nèi)沙二段、沙三段砂礫巖儲(chǔ)層是主要目的層。其中，沙二段頂部是1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)反射層，能量較強(qiáng)、反射較連續(xù)(圖1)。

圖1 五號(hào)樁油田沙二段連井剖面

根據(jù)標(biāo)定可知，沙二段埋深為3 100 m，儲(chǔ)層厚度在200 m以下，對(duì)應(yīng)T2下的1～2個(gè)相位，從圖1可以看出T2下反射同相軸明顯，儲(chǔ)層連續(xù)性較好。但實(shí)際鉆井表明，連井剖面中井與井之間存在較大差異。其中，Z62儲(chǔ)層厚度為35 m，Z72儲(chǔ)層厚度為60 m，Z63儲(chǔ)層厚度為13 m，而Z23以泥巖為主，地層不含砂巖，儲(chǔ)層厚度為0(圖2)。

圖2 五號(hào)樁油田沙二段連井剖面儲(chǔ)層厚度對(duì)比

從圖1、2可以看出，地震和鉆井資料存在較大分歧，地震上儲(chǔ)層具有較好的連續(xù)性，而實(shí)際鉆井儲(chǔ)層又具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性。對(duì)于井震解釋不一致，本文從研究區(qū)的地質(zhì)成因和地球物理機(jī)制進(jìn)行分析。

2 強(qiáng)屏蔽層下弱反射儲(chǔ)層地質(zhì)成因和地球物理機(jī)制分析

根據(jù)已有的完鉆資料分析，研究區(qū)沙一段底部存在明顯的標(biāo)志層，即0.9～3.5 m的生物灰?guī)r。構(gòu)造上，沙一、沙二段的分界面為不整合面，造成地震強(qiáng)反射進(jìn)一步屏蔽下伏地層的有效反射信號(hào)，使下伏儲(chǔ)層更難識(shí)別，給地震資料的處理及解釋帶來極大困難。

為了驗(yàn)證以上地震剖面的特征，根據(jù)實(shí)際井的測(cè)井資料，制作合成地震記錄，來闡明其屏蔽的地球物理機(jī)制。根據(jù)Z72井正演模擬結(jié)果(圖3)，該井3 050～3 220 m的模型道劃分為18套地層，總厚度為170 m。根據(jù)標(biāo)定結(jié)果，子波取為18Hz Ricker子波，各層速度由聲波時(shí)差測(cè)井獲取。

可以看出，沙二段頂部為一強(qiáng)相位，而下伏儲(chǔ)層由于屏蔽作用，振幅很弱，用常規(guī)方法難以識(shí)別。因此，通過研究多子波分解和重構(gòu)理論，開發(fā)相應(yīng)程序，進(jìn)行理論記錄檢驗(yàn)和實(shí)際資料應(yīng)用。

圖3 Z72井正演模擬結(jié)果

3 基于多子波分解與重構(gòu)的儲(chǔ)層弱反射識(shí)別技術(shù)研究及應(yīng)用

3.1 多子波分解與重構(gòu)的基本原理

多子波變換法［10－14］的發(fā)展與多錐形譜估算法有關(guān)，對(duì)于地震信號(hào)s(t)，利用窗口傅立葉變換，可得:

式中:g(t)是長(zhǎng)度為T的錐形窗口，gf(t)=g(t)cos(2πft)+ig(t)sin(2πft)。

由測(cè)不準(zhǔn)原理可知，有限時(shí)間函數(shù)在頻率域是無限的。因此，只能在其優(yōu)勢(shì)頻帶范圍內(nèi)進(jìn)行研究。由Lilly和 Park(1995)的研究結(jié)果可知［10］，子波是個(gè)數(shù)為M、采樣率為Δt的不連續(xù)有限時(shí)間序列Wm，其能量集中在中心頻率為fc、帶寬為2fw(fw≤fc)的頻帶內(nèi)，總能量可表示為:

式中:P是大于等于M/2的整數(shù);R是小于等于M/2的整數(shù)。

3.2 實(shí)際資料應(yīng)用與效果分析

圖4 用多子波分解重構(gòu)技術(shù)剝離強(qiáng)屏蔽層

選取研究區(qū)的一個(gè)實(shí)際剖面(圖4a)，圖中紅色解釋線對(duì)應(yīng)強(qiáng)屏蔽層T2，藍(lán)色線是T2下延40 ms的位置，大致對(duì)應(yīng)儲(chǔ)層的位置。通過T2標(biāo)準(zhǔn)層的多子波頻帶，可以確定中心頻率為19 Hz、帶寬為12 Hz的子波為最佳子波，再調(diào)整幅值以匹配T2標(biāo)準(zhǔn)層的振幅，可以得到采用多子波分解重構(gòu)技術(shù)提取的模擬強(qiáng)屏蔽層(圖4b)，再將提取出的T2層進(jìn)行剝離(圖4c)。從圖4c可以看出，處理后目的層的弱反射信息得到加強(qiáng)，有利于后續(xù)屬性研究和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。

根據(jù)上述方法，對(duì)三維工區(qū)所有線進(jìn)行處理，并提取沿層振幅切片和屬性切片進(jìn)行分析比較(圖5)。經(jīng)過多子波方法處理后，消除了強(qiáng)屏蔽層提取后的能量屬性，使切片特征與目的層含油氣性對(duì)應(yīng)較好，范圍也可以清楚地確定。由此可見，利用多子波分解與重構(gòu)技術(shù)將強(qiáng)屏蔽層剝除后，再進(jìn)行屬性分析時(shí)所提取的下部目標(biāo)層的屬性受上覆地層的干擾大大減弱，使儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)能力得到明顯提高。

圖5 多子波處理前后沿層切片及屬性比較

4 結(jié)論

(1)強(qiáng)屏蔽層下的下伏薄儲(chǔ)層是較特殊的儲(chǔ)層。一方面，由于蓋層含生物灰?guī)r、油頁(yè)巖或煤層等特殊巖性，致使上覆地層反射同相軸呈現(xiàn)強(qiáng)振幅;另一方面，由于儲(chǔ)層緊挨著蓋層，加上儲(chǔ)層較薄，地震波復(fù)合、耦合作用后使儲(chǔ)層信息屏蔽起來，呈現(xiàn)出不易識(shí)別的弱反射特征，勘探難度較大。

(2)五號(hào)樁油田沙二段隱蔽油氣藏發(fā)育，T2反射層起強(qiáng)屏蔽作用，其主要成因是沙一段底部存在一標(biāo)志層，該標(biāo)志層巖性為生物灰?guī)r，厚度為0.9～3.5 m，構(gòu)造上又是一不整合面。井點(diǎn)的正演模擬也認(rèn)證了這一結(jié)論。

(3)多子波分解重構(gòu)是1種基于特征值分解的非線性濾波。通過選取某一中心頻率和一定帶寬的最佳子波，進(jìn)行振幅的匹配處理，可以提取強(qiáng)屏蔽層的波場(chǎng)信息并消除其對(duì)下伏弱儲(chǔ)層的影響。將該技術(shù)應(yīng)用到研究區(qū)沙二段儲(chǔ)層，T2強(qiáng)屏蔽層剝離后的地震屬性能較好地反映儲(chǔ)層的含油氣分布，提高下伏目標(biāo)層的解釋精度，為此類隱蔽油氣藏的勘探找到1種新的途徑。

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Analysis and identification of reservoir characteristics of weak reflectors under strong shielding layer

ZHANG Jun － hua1，LIU Zhen1，LIU Bing － yang1，ZHU Bo– hua1，F(xiàn)ENG De － yong2
(1．China University of Petroleum，Qingdao，Shandong266555，China;
2．Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Dongying，Shandong257022，China)

Traditional description and prediction of a thin reservoir under a strong shielding layer are directly carried out by extracting seismic attributes from a time window in seismic interpretation．However due to the coverage of the strong shielding layer，the interpreted result with the traditional method could not highlight the weak reflecting signals from the underlying layer，thus greatly affected the prediction result．In this paper，a subtle reservoir in Es2of WHZ oilfield was taken as an example to analyze the geologic genesis of the T2strong shielding layer and it was concluded that there was a consolidated biogenic limestone formation at the bottom of Es1and the structure was unconformable．Then a forward model was established based on acoustic logging and mud logging data to confirm this conclusion in terms of geophysics．Finally，the technology of removing the strong shielding layer based on the theory of multi－wavelet decomposition and reconstruction was proposed and used in both simulation test and practice．The study results indicated that the seismic attributes extracted after removing the T2strong shielding layer could better reflect hydrocarbon distribution in the reservoir，improve the prediction accuracy of the underlying target stratum and provide a new way to find such subtle reservoirs．

reservoir characteristics;strong shielding layer;subtle reservoir;Es2;WHZ oilfield

TE122.2

A

1006－6535(2012)01－0023－04

20110613;改回日期20110704

張軍華(1965－)，男，教授，1987年畢業(yè)于華東石油學(xué)院物探專業(yè)，2002年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)從事地震資料處理和解釋方法研究工作

* 參加該研究工作的還有張明振、張學(xué)芳

編輯 黃華彪