利用疊前反演技術(shù)規(guī)避地震振幅異常陷阱

張衛(wèi)衛(wèi) （中海石油 （中國）有限公司深圳分公司研究院，廣東 廣州510240）

1 問題的提出

近30年的研究認為，珠江口盆地白云深水區(qū)發(fā)育古近系珠海組淺海陸架三角洲沉積體系和新近系珠江組／韓江組深水扇沉積體系2套縱向疊置的深－淺水儲層［1］。由于其獨特的沉積環(huán)境，白云深水區(qū)主要目的層MFS18．5～SB23．8之間的含氣砂巖波阻抗遠低于圍巖，導致在地震剖面上表現(xiàn)為很強的地震振幅異常，即通常所說的 “亮點”特征。但是在同一個圈閉的同一套砂巖層的較高部位，其地震振幅變?nèi)酰欠裾f明高部位的砂體不含氣或砂體變薄呢？地震振幅異常是否與巖性或含氣性成正比關(guān)系呢？這兩個問題如果不能較好地回答，就會陷入地震振幅異常的陷阱，難以打開巖性圈閉的勘探局面。針對這兩個問題，通過珠江口盆地白云深水區(qū)H構(gòu)造氣田的發(fā)現(xiàn)，得到了對地震振幅異常更加完整的認識，避免了地震振幅異常陷阱。

H構(gòu)造是發(fā)育在白云深水區(qū)古隆起上的斷背斜構(gòu)造，位于陸架坡折帶上陸坡位置，發(fā)育深水重力流水道化砂體。珠海組、珠江組各層構(gòu)造形態(tài)相似，高點位置一致，主要目的層為珠江組SB21．0的低位楔沉積、斜坡水道砂巖以及SB23．8之下的珠海組三角洲砂巖［2～4］。2010年首鉆H1井獲得發(fā)現(xiàn)，在珠江組下段發(fā)現(xiàn)3層近70m的氣砂（sand1、sand2、sand3），其中sand1為氣田的主要儲層段。緊接著又在H1井東南方向鉆探了H2井，在sand2鉆遇氣層，sand1砂體在H2井處已經(jīng)尖滅。根據(jù)H1井、H2井鉆后分析認為，該氣田的儲層主要為深水重力流水道化砂體，并從該構(gòu)造sand1地震振幅異常與構(gòu)造深度疊合圖（圖1）及H1井、H2井、H3井 （設計）連井地震剖面 （圖2）上看到，H3井 （設計）處的sand1地震反射振幅明顯弱于H1井，所以部分研究人員認為在構(gòu)造頂部，由于水道的切割能力有限，可能不發(fā)育儲層。也有研究人員認為畢竟H3井設計在構(gòu)造的高部位，雖然地震振幅比較弱，但如果一旦成功，H構(gòu)造的儲層將不會是目前所認識的幾條水道所控制，可能是整個構(gòu)造控制的大氣田，是否鉆探H3井存在很大的爭論。為了不放過可能的大氣田，也為了降低勘探風險，研究人員利用地震正演、疊前反演對H3井進行鉆前評價，研究是否有含氣的可能。

圖1 H構(gòu)造sand1振幅異常與構(gòu)造深度疊和圖

圖2 過H1井、H2井、H3井連井地震剖面

2 地球物理正演模擬

地震剖面上顯示H3井處sand1地震振幅變?nèi)?，為了分析H1井處sand1到H3井處的厚度變化，應用地球物理技術(shù)進行了研究。從地震剖面上看，從H1井到H3井位處，sand1的地震反射振幅變?nèi)酰鶕?jù)地震反射理論，砂體有可能變薄也有可能變厚。

為了驗證地震振幅的變?nèi)醯降资怯捎谏绑w變厚還是變薄引起，根據(jù)H構(gòu)造的實際數(shù)據(jù)，取零相位30Hz的雷克子波，制作多種正演模型?？紤]到H1井的sand1之上覆蓋著一層近15m厚的高阻抗灰?guī)r，由于不清楚這套灰?guī)r在H3井處如何發(fā)育，設計了這套灰?guī)r在H3井處可能厚度不變、尖滅、變厚3種情況，加上sand1從H1井到H3井的厚度變薄或變厚兩種情況共得到6種模型的地球物理正演結(jié)果（圖3、4）。從正演結(jié)果來看，砂體由26m變薄或變厚，地震反射振幅都會變?nèi)?，但是地震波形不同。當砂體變薄時，不管上覆灰?guī)r厚度如何變化，地震反射波形變化不大，頻率稍微變高，地震反射波峰和波谷逐漸靠攏；而當砂體變厚時，不管上覆灰?guī)r厚度如何變化，隨砂體厚度的增加，地震反射波形逐漸多出一個反射軸，且地震波的頻率逐漸變低，波峰和波谷之間的距離逐漸拉大。根據(jù)正演結(jié)果，對H1井、H3井處的sand1地震波形進行了分析，H3井處的sand1地震振幅弱于H1井，且可以明顯看到，H3井處的sand1地震波頻率明顯低于H1井，且H3井處sand1地震反射波形明顯多出了一個反射軸（圖5）。根據(jù)以上分析認為，H3井的sand1地震振幅變?nèi)跏怯捎诤穸茸兇笤斐桑绑w不僅沒有尖滅，反而變得更厚，但砂體是否含氣有待分析。

3 疊前反演

通過地震正演分析，認識到H3井sand1可能比H1井sand1更厚，為了確定H3井砂體是否含氣，進一步利用疊前反演技術(shù)進行烴類檢測。傳統(tǒng)的疊后波阻抗反演的地震資料屬于全傾角疊加資料［5］，損失了很多地震反射中與儲層和油氣相關(guān)的信息。疊前反演是利用疊前道集數(shù)據(jù)的AVO信息進行反演得到巖石的彈性參數(shù)的一種新方法，與常規(guī)疊后反演不同，該方法不僅可以得到縱波阻抗，還可以得到密度、橫波阻抗、縱橫波速度比、體積模量等彈性參數(shù)，而且這些彈性參數(shù)往往對儲層甚至氣層能進行更好地描述［6～12］。疊前反演在白云深水區(qū)的勘探實踐中獲得了較大的成功［13，14］，為了進一步降低勘探風險，更好地對H3井進行鉆前烴類檢測，筆者運用疊前反演技術(shù)對H構(gòu)造進行了分析。

圖3 砂體變厚正演模型及正演結(jié)果

圖4 砂體變薄正演模型及其正演結(jié)果圖

圖5 過H1井、H3井連井地震剖面圖

首先利用區(qū)域已鉆井測井數(shù)據(jù)進行巖石物理分析，尋找對巖性、含氣性敏感屬性［15，16］。在該區(qū)利用ρ和λρ（λ為拉梅常數(shù)，ρ為密度）交會圖能較好地識別該區(qū)的氣層，得到了該區(qū)氣層識別模版：ρ＜2．32g／cm3、λρ＜18GPa·（g／cm3）（圖6）。

圖6 H構(gòu)造ρ－λρ交會圖與測井曲線圖

利用該區(qū)高質(zhì)量的三維疊前共反射點道集資料對該區(qū)域進行了疊前反演，得到了ρ、λρ等屬性體。根據(jù)巖石物理分析得到的該區(qū)域氣層識別模版，對疊前反演得到的ρ、λρ屬性體進行交會分析，得到該區(qū)烴類檢測結(jié)果 （圖7）。從圖7上看，H1井的sand1、sand2、sand3、H2井的sand2都能識別；H3井的sand1、sand2雖然地震反射振幅較弱，但是其ρ、λρ都比較小，與區(qū)域上含氣砂巖屬性一致。綜合地球物理正演和疊前反演結(jié)果，認為H3井可能鉆遇比H1井更厚的氣層，地震反射振幅變?nèi)蹩赡苁怯捎跉鈱幼兒?、大?／4波長的原因。鉆后測井解釋H3井在sand1、sand2鉆遇2套近65m的氣層，驗證了鉆前預測完全正確。

4 結(jié)論和建議

通過白云深水區(qū)H構(gòu)造H3井的鉆前儲層預測與烴類檢測，得到了關(guān)于地震振幅異常分析比較完整的結(jié)論。

圖7 過H1井、H2井、H3井疊前反演ρ與λρ交會解釋剖面

1）地震反射振幅的強弱取決于地下巖層之間的波阻抗差，波阻抗差越大，地震反射振幅相對越大。砂巖氣層之上的灰?guī)r蓋層與泥巖蓋層的差別導致氣層的地震反射振幅強弱的變化。地震反射振幅不與儲層厚度、含氣性成正比關(guān)系，即使同一圈閉的同一地層，地震振幅強，并代表砂體變厚或含氣性變好。

2）地球物理正演結(jié)合高質(zhì)量的三維地震數(shù)據(jù)能對儲層甚至氣層厚度進行準確地預測。

3）由于地層埋深的不同、巖層之間組合關(guān)系的不同導致縱波阻抗不能有效識別氣層。但是，疊前反演得到ρ、λρ等巖石物理彈性參數(shù)能準確地識別氣層，是烴類檢測的好方法。

4）地球物理正演、疊前反演技術(shù)在白云深水區(qū)的目標鉆前烴類檢測上取得極大的成功，但是也注意到該方法受到如地震資料保幅處理、測井數(shù)據(jù)的編輯、疊前反演的精度等因素的制約，導致各屬性體對巖性及含氣性判別的定量化程度還有待進一步提高；并且由于深層地球物理特性的復雜性，該方法對深層的烴類檢測能力也有待加強。目前疊前反演還只能對含氣性進行判斷，對含氣飽和度的判別還無法做到，這將是今后進一步的研究方向。

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