地震地質(zhì)綜合解釋技術(shù)在紅臺(tái)地區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

殷一丹，謝銳杰

長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 武漢 430100

劉武波

(中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司，廣東 廣州 510240)

地震地質(zhì)綜合解釋技術(shù)在紅臺(tái)地區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

殷一丹，謝銳杰

長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院
油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 武漢 430100

劉武波

(中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司，廣東 廣州 510240)

[摘要]地震地質(zhì)綜合解釋技術(shù)在儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中具有重要的作用，其核心是將地質(zhì)模式與地震解釋技術(shù)相互結(jié)合，以地質(zhì)模式為指導(dǎo)，應(yīng)用先進(jìn)的地球物理技術(shù)對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)。紅臺(tái)地區(qū)的主力儲(chǔ)層三間房組辮狀河三角洲儲(chǔ)集砂體厚度薄及橫向變化快，給儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)帶來(lái)了較大困難，在地質(zhì)研究基礎(chǔ)上，采用地震屬性分析、地震反演和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3項(xiàng)地震解釋技術(shù)對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層進(jìn)行了地震地質(zhì)綜合解釋。通過(guò)分析，精細(xì)刻畫(huà)了紅臺(tái)地區(qū)三間房組辮狀河三角洲儲(chǔ)集砂體的分布特征。

[關(guān)鍵詞]儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；地質(zhì)模式；屬性分析；地震反演；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)是應(yīng)用有限的、尺度不同的地震、測(cè)井、鉆井、地質(zhì)資料來(lái)綜合研究地下未知儲(chǔ)層的空間形態(tài)、物性特征、含油氣性等[1～5]。儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的方法有很多，根據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)資料特征主要分為地質(zhì)方法和地震方法[6]。以往的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)大多以地質(zhì)分析為主，隨著三維地震資料的廣泛應(yīng)用和地震采集處理技術(shù)的進(jìn)步，地震資料被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)層預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)。近幾十年來(lái)，廣大學(xué)者在地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)方面進(jìn)行了大量的研究[7～14]，其中包括地震屬性分析、地震反演、譜分解和油氣檢測(cè)等多種地震解釋技術(shù)，但是大多以單一的地震解釋方法來(lái)輔助研究?jī)?chǔ)層的形態(tài)、巖性、物性和含油氣性，沒(méi)有將地質(zhì)模型與地震技術(shù)聯(lián)合互動(dòng)進(jìn)行分析，分析過(guò)程缺少以地質(zhì)思維指導(dǎo)地震信息解釋。筆者以紅臺(tái)地區(qū)西南部中侏羅統(tǒng)三間房組S2砂組為研究目標(biāo)，以研究區(qū)露頭、巖心及測(cè)錄井地質(zhì)模型為依據(jù)，以沉積學(xué)、層序地層學(xué)和儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)理論為指導(dǎo)，運(yùn)用地震處理與解釋方法，將地質(zhì)模型與地震信息聯(lián)合互動(dòng)有機(jī)結(jié)合，充分應(yīng)用地質(zhì)資料的縱向高分辨率與地震資料橫向連續(xù)性的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展以地質(zhì)模式為指導(dǎo)的地震地質(zhì)綜合儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究，精細(xì)刻畫(huà)了紅臺(tái)地區(qū)三間房組S2砂組辮狀河三角洲平原儲(chǔ)集砂體的分布特征和油氣分布特征，為研究區(qū)的油氣勘探開(kāi)發(fā)提供了一定依據(jù)。

1地震地質(zhì)綜合儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的研究方法

地震地質(zhì)綜合儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究就是通過(guò)現(xiàn)代沉積環(huán)境、野外露頭及鉆測(cè)井資料和高精度地震資料相互聯(lián)合來(lái)綜合分析儲(chǔ)層的空間形態(tài)、物性特征、含油氣性等。研究過(guò)程重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)地質(zhì)思維的指導(dǎo)作用，在地質(zhì)模式的約束下應(yīng)用地震多屬性分析技術(shù)、儲(chǔ)層地震反演技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等地球物理解釋技術(shù)進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。筆者認(rèn)為，地震地質(zhì)綜合儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)的研究?jī)?nèi)容和研究方法主要包括以下幾個(gè)方面：①地質(zhì)模型分析，即通過(guò)現(xiàn)代沉積、野外露頭和測(cè)錄井資料的研究，分析區(qū)域沉積相類型，建立沉積體系地質(zhì)模型，為后續(xù)的地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供先驗(yàn)地質(zhì)模式的指導(dǎo)與約束；②開(kāi)展沉積體系及儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征研究，即在單井相分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)井震橋式結(jié)合建立高精度等時(shí)地層格架，分析等時(shí)格架下井旁地震道的響應(yīng)特征；③在地質(zhì)模式的指導(dǎo)下，充分利用地震處理技術(shù)和成像技術(shù)結(jié)合鉆測(cè)井信息，綜合分析研究區(qū)儲(chǔ)集體的三維空間展布規(guī)律。

在地震地質(zhì)綜合儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的實(shí)際研究中，首先對(duì)研究區(qū)鉆井進(jìn)行統(tǒng)一的地質(zhì)分層，制作高精度合成記錄進(jìn)行井震對(duì)比，搭建層序地層格架；其次在層序格架內(nèi)充分利用地質(zhì)、測(cè)井及地震資料分析沉積體系展布規(guī)律；最后在地質(zhì)模式的指導(dǎo)下，應(yīng)用地震屬性、地球物理反演和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)及成像技術(shù)對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行預(yù)測(cè)研究。

2實(shí)際應(yīng)用研究

紅臺(tái)地區(qū)位于吐哈盆地臺(tái)北凹陷東部，可以進(jìn)一步分為紅臺(tái)-疙瘩臺(tái)斷裂構(gòu)造隆起帶、草南斷裂構(gòu)造隆起帶、紅臺(tái)北洼槽和紅臺(tái)南洼槽，總體表現(xiàn)為兩隆兩洼的構(gòu)造格局。地層自下而上發(fā)育了中生界侏羅系至新生界、第四系的大套層系[15]。該次研究的目的層段為三間房組，發(fā)育于侏羅系中期，為紅臺(tái)地區(qū)的主力儲(chǔ)層，其辮狀河三角洲分流河道砂體和河口壩砂體為有利的儲(chǔ)集體，儲(chǔ)集砂體縱向發(fā)育厚度薄，橫向分布不穩(wěn)定。筆者通過(guò)對(duì)研究區(qū)三間房組進(jìn)行單井沉積相分析，建立地質(zhì)模型，在地質(zhì)模型的約束下利用地震屬性分析技術(shù)、地球物理反演技術(shù)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)精細(xì)刻畫(huà)了儲(chǔ)層分布特征及其含油氣性。

2.1地質(zhì)模型分析

圖1　紅臺(tái)地區(qū)三間房組沉積微相綜合柱狀圖

圖2　紅臺(tái)地區(qū)三間房組巖心照片

地震地質(zhì)綜合儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的關(guān)鍵在于建立地質(zhì)模型，并以此為基礎(chǔ)應(yīng)用地質(zhì)思維指導(dǎo)地震資料的解釋分析，最后綜合地震和鉆井、測(cè)錄井等資料對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)。

前人對(duì)紅臺(tái)地區(qū)的研究認(rèn)為該區(qū)三間房組主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積體系[15]。筆者根據(jù)研究區(qū)巖心和測(cè)錄井資料及粒度分析資料(圖1、2)，分析了辮狀河三角洲沉積地質(zhì)模型，并根據(jù)沉積體系的構(gòu)成特征，分析了辮狀河三角洲體系的構(gòu)成單元特征。研究區(qū)三間房組主要發(fā)育淺褐-灰白色礫巖、砂礫巖及含礫砂巖，碎屑顆粒大小混雜，分選較差(圖2(a))；發(fā)育塊狀層理、槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理和平行層理，底部沖刷侵蝕及充填現(xiàn)象清晰可見(jiàn)，為辮狀河三角洲分流河道的特征；另外，發(fā)育灰黑色煤層及炭質(zhì)泥巖(圖2(b))，為河漫沼澤的沉積特征。qAPI表現(xiàn)為頂?shù)捉缑嫱蛔兊南湫闻c鐘形，見(jiàn)微齒狀(圖1)。粒度概率曲線表現(xiàn)為兩段式為主，跳躍組分和懸浮組分的折點(diǎn)在50%左右，且跳躍組分與懸浮組分兩段的傾斜度都較大，反映了辮狀河三角洲的沉積特征。

2.2地震地質(zhì)聯(lián)合反饋進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

地震地質(zhì)綜合儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)的核心思想是建立地質(zhì)模型，指導(dǎo)地震資料的處理和分析，再?gòu)牡卣鹳Y料解釋分析的結(jié)果對(duì)地質(zhì)模型進(jìn)行修改，最終達(dá)到較為合理的儲(chǔ)集砂體的展布特征。目前，地震處理技術(shù)較多，在紅臺(tái)地區(qū)的研究過(guò)程中，選取了對(duì)儲(chǔ)集層特征反映較好的地震屬性分析技術(shù)、儲(chǔ)層地震反演技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)對(duì)研究區(qū)目的層段儲(chǔ)層進(jìn)行預(yù)測(cè)。

圖3為研究區(qū)三間房組S2砂組的2種地震屬性圖，均對(duì)辮狀河三角洲分流河道儲(chǔ)集砂體具有較好的指示性。反射弧長(zhǎng)屬性(圖3(a))呈南北分帶的特征，北部反射弧長(zhǎng)值整體較小，其中條帶狀黑色及灰黑色低值反映的是粒度較粗的河道沉積砂體充注油氣之后的反射特征，相關(guān)區(qū)域鉆井顯示為氣層；條帶狀低值之間的亮白色高值為辮狀河三角洲分流河道間的細(xì)粒沉積，相關(guān)區(qū)域鉆井顯示為干層。有效帶寬屬性圖(圖3(b))也顯示出南北分帶的特征，南部有效帶寬較大，反映辮狀河三角洲沉積在三維空間頻繁變化的特征，其中條帶狀的灰黑色低值反映的是含氣儲(chǔ)層對(duì)地震波高頻部分的吸收衰減導(dǎo)致反射波頻帶變窄的特征。

圖3　紅臺(tái)地區(qū)三間房組S2砂組地震屬性預(yù)測(cè)圖

通過(guò)波阻抗反演連井剖面可以發(fā)現(xiàn)井間儲(chǔ)層的橫向展布和垂向變化特征，通過(guò)巖石物理統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)S2砂組泥巖波阻抗小于砂巖波阻抗，圖4中亮白色為高波阻抗，表示高砂地比；灰黑色為低波阻抗，表示低砂地比。由圖4可以看出，反演結(jié)果與鉆井結(jié)果符合度較高，鉆井顯示為砂巖的發(fā)育層段在反演剖面上表現(xiàn)為亮白色的高波阻抗特征，鉆井顯示為泥巖的發(fā)育層段表現(xiàn)為黑色的低波阻抗特征；另外，砂巖含氣后波阻抗降低，在反演剖面上含氣層段表現(xiàn)為波阻抗高于泥巖略低于砂巖的灰白色特征；S2砂組下部砂體發(fā)育，連通性較好，其中ht15井區(qū)砂體較ht235井區(qū)和ht202井區(qū)發(fā)育，砂體連通性向ht202井方向逐漸變差。

圖4　紅臺(tái)地區(qū)三間房組波阻抗反演連井剖面圖

圖5為根據(jù)研究區(qū)S2砂組砂泥巖的波阻抗特征，在反演得到的波阻抗數(shù)據(jù)體上進(jìn)行砂體雕刻得到的砂體厚度平面展布預(yù)測(cè)圖?？梢钥闯觯芯繀^(qū)S2砂組西南部砂體厚度較厚，東北部砂體厚度較薄，砂體厚度分布橫向變化大，呈條帶狀展布，具辮狀河三角洲分流河道砂體的特征。結(jié)合區(qū)域物源分析認(rèn)為，受西南部主體物源影響，研究區(qū)西南部辮狀河三角洲沉積砂體發(fā)育規(guī)模大，為有利儲(chǔ)集層；而研究區(qū)東北部受間歇性物源影響形成規(guī)模較小的辮狀河三角洲沉積，儲(chǔ)集砂體欠發(fā)育。其結(jié)果經(jīng)鉆井驗(yàn)證與實(shí)際情況符合程度較高。

圖6為應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)研究區(qū)含油氣性進(jìn)行預(yù)測(cè)的結(jié)果與目的層頂面構(gòu)造圖的疊合得到的S2砂組頂面構(gòu)造與油氣預(yù)測(cè)疊合圖，預(yù)測(cè)的主要含油氣區(qū)主要分布在砂體較厚的西南部區(qū)域的構(gòu)造高部位。采用工區(qū)52口井作驗(yàn)證井，除了2口非含油氣井處在預(yù)測(cè)含油氣邊界處外，其余50口井均得到很好的驗(yàn)證，表明預(yù)測(cè)結(jié)果具有較高的可信度。

圖5　紅臺(tái)地區(qū)三間房組S2砂組反演砂厚圖　　　圖6　紅臺(tái)地區(qū)三間房組S2砂組頂面構(gòu)造與油氣預(yù)測(cè)疊合圖

3結(jié)論

地震地質(zhì)綜合解釋技術(shù)以地質(zhì)模式為指導(dǎo)，應(yīng)用地層精細(xì)解釋、地震屬性分析、地震反演和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)的地球物理技術(shù)，在復(fù)雜儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方面顯示了較好的應(yīng)用效果。該方法將地質(zhì)與地震信息相結(jié)合進(jìn)行分析，充分發(fā)揮了二者的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)紅臺(tái)地區(qū)三間房組進(jìn)行地震地質(zhì)綜合分析，對(duì)目的層段S2砂組辮狀河三角洲平原儲(chǔ)集砂體展布進(jìn)行了精細(xì)刻畫(huà)，對(duì)該區(qū)的油氣藏勘探開(kāi)發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

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[編輯]龔丹

通信作者：

[作者簡(jiǎn)介]王齊偉(1990-)，男，助理工程師，從事地震勘探設(shè)計(jì)及處理工作;洪云飛，178309204@qq.com。

[基金項(xiàng)目]國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11201039，61273179)。

[收稿日期]2015-03-25

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2015)17-0031-04

[中圖分類號(hào)]P631.44