河道砂體油氣檢測方法探討
——以埕島地區(qū)明化鎮(zhèn)組為例

劉 靜

(中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學研究院，山東 東營 257015)

河道砂體油氣檢測方法探討
——以埕島地區(qū)明化鎮(zhèn)組為例

劉 靜

(中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學研究院，山東 東營 257015)

油氣檢測就是依據(jù)油氣的地震響應(yīng)特征，定性和定量預(yù)測儲層的含油氣情況。不同的地震資料和巖性組合對油氣檢測的效果有不同的影響。在埕島地區(qū)明化鎮(zhèn)組，針對河道砂體中泥包砂的巖性組合，采用分時窗子波同態(tài)譜估算衰減譜進行了油氣檢測實驗，通過與實鉆資料對比，證實了該技術(shù)在特定巖性組合條件下進行油氣檢測的適用性。

河道砂 油氣檢測 振幅屬性比 分時窗子波同態(tài)譜估算衰減譜

油氣檢測一般利用的都是疊后地震資料，檢測的方法有多種，吸收分析類屬性反映了油氣層在高頻端對地震波的吸收作用，利用含油氣砂體在地震頻譜上表現(xiàn)的主頻降低、左移，頻帶變窄的特征來進行油氣檢測[1-8]。但巖層縱橫向上的變化對地震頻率的吸收作用影響很大，常規(guī)的油氣檢測方法大多沒有考慮上覆巖層的因素，直接針對油層所在的層段進行預(yù)測，準確性值得懷疑。本文采用分時窗子波同態(tài)譜估算衰減譜，定性分析目的層內(nèi)部的巖性和流體特征，可消除地層的影響，使得流體檢測更具針對性。該方法與油層厚度及振幅強弱關(guān)系不大，與時窗的限定關(guān)系密切。

1 方法原理

分時窗子波同態(tài)譜估算衰減譜主要是從信號譜中提取子波同態(tài)譜，計算時窗內(nèi)不同有效頻帶的能量強弱，然后對比目的層上下有效頻帶中不同頻率的衰減是否變化來定性分析目的層內(nèi)部的巖性和流體的特征(圖1)[9]。

該方法在油層所在位置的上下分別設(shè)定時窗，將油層“夾持”在一個固定的時窗內(nèi)。由于油層的上覆地層對地震頻率的吸收作用影響很大，所以為了減小地層的這種影響，可以通過對比進入油層之前和通過油層之后兩個時窗內(nèi)的子波同態(tài)譜的對應(yīng)頻率成分來分析，如果在高頻端頻譜有衰減的現(xiàn)象，就可以近似認為是油層的吸收造成的，使得流體檢測更具針對性。此外，采用倒譜變換技術(shù)提取子波同態(tài)譜來估算衰減量，準確識別信號的組成成分。估算地震頻譜的方法則采用基于滑動平均自回歸模型(ARMA)的參量法，可以在較短的時窗內(nèi)有效估算信號的最大熵譜。該方法基本的思想是：假設(shè)一個地震信號是由一系列有限的參數(shù)決定的，那么所有這個信號的統(tǒng)計特性(包括其功率譜)就都可以用這些參數(shù)表示出來[13]。參量法近似估算地震頻譜包括三個步驟：第一步，選擇用來表示實際地震數(shù)據(jù)的參量時間序列模型；第二步，估算模型參數(shù)；第三步，將參數(shù)代入到模型的理論功率密度譜表達式中[12]。

圖1 分時窗子波同態(tài)譜估算原理示意

滑動平均自回歸(ARMA)的輸入信號x(n)可以用下式表示：

上式中，等式右邊第一部分為自回歸項，第二部分為滑動平均項。其中,u(n)是一個獨立的恒等分布數(shù)列。其中自回歸項可以用下式表示:

其中,a(0)=1；A(z0)=0→z0<1

同理，滑動平均項用下式表示:

這里,B(z)被假設(shè)為零相位。

將參數(shù)代入到模型的理論功率密度譜表達式中，則滑動平均自回歸的功率譜可以表示為：

其中z=ej2πf,f為頻率。

將參數(shù)建模處理后的功率譜求取對數(shù)，采用倒譜變換得到子波同態(tài)譜。其中，倒譜變換的公式為：

與常用的功率譜相比較而言，子波同態(tài)譜更易于識別信號的組成成分，特別是高頻端的信號組成。

2 實例分析

埕島地區(qū)位于山東省東營市河口區(qū)北、渤海灣南部的淺海、極淺海海域。該地區(qū)具有多元復(fù)合成烴和復(fù)式油氣聚集的特點。該區(qū)的明化鎮(zhèn)組近幾年多口井見到良好的油氣顯示并上報儲量，預(yù)示著明化鎮(zhèn)組油藏具有較大的勘探潛力。

埕島地區(qū)明化鎮(zhèn)組(Nm)與下伏館陶組地層無明顯的沉積間斷，但在垂向上的巖性組合存在較為明顯的變化。明化鎮(zhèn)組地層橫向厚度變化不大，厚度在850 m左右，Nm縱向上發(fā)育4個短期沉積旋回，據(jù)此分為4個砂組。Nm含油層位主要集中在Nm4砂組。Nm4沉積屬于高彎度曲流河沉積，泛濫平原亞相廣泛發(fā)育，河道分布范圍小，而且呈彎曲的窄帶狀。從巖性上看，主要發(fā)育粉砂巖、細砂巖、礫狀砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)砂巖等，巖性組合上以大套泥巖夾砂巖為主要特征。Nm4從下到上砂巖逐漸減少，泥巖增多，砂地比小于40%。Nm4油藏埋深都在1 300 m以上，油藏埋深淺，油層厚度60%超過8 m，橫向?qū)Ρ汝P(guān)系復(fù)雜，縱向上相互疊置。

圖2 埕島地區(qū)Nm埕北258-埕北242正演剖面

埕島地區(qū)Nm砂體在自然電位曲線上表現(xiàn)為正異常，速度和泥巖差異不大。砂體含油后速度略微降低，電阻率曲線上呈現(xiàn)高值。整體來看，泥質(zhì)粉砂巖速度最高，泥巖速度最低。砂巖速度分布區(qū)間為2 300～2 700 m/s，泥巖速度分布區(qū)間為2 100～2 700 m/s，砂泥巖速度存在較大的重疊區(qū)，砂體含油后速度有所降低但降低幅度不大，分布區(qū)間為2 400～2 500 m/s。以此根據(jù)工區(qū)內(nèi)6口已鉆井儲層及油層的厚度、速度設(shè)計儲層地質(zhì)模型，采用30 Hz正極性子波進行了正演模擬。通過正演模擬，可以看到儲層基本上均呈強振幅反射特征，砂體含油后速度降低但幅度不大，總體仍表現(xiàn)為強振幅(圖2)。此外，在頻譜剖面上，油層大部分表現(xiàn)為低頻的特征，干層大部分表現(xiàn)為高頻的特征(圖3)。

圖3 埕島地區(qū)Nm埕北257和埕北43頻譜剖面

圖4 埕島地區(qū)Nm42油層井分時窗頻譜衰減剖面

實例中，盡管油層厚度有差異，且不同厚度的油層地震振幅強弱不一，但是通過下時窗和上時窗的頻譜差異計算衰減譜后，在衰減譜上都能夠檢測出油層的衰減異常，而非油層沒有衰減異常(圖4、圖5)，說明分時窗譜衰減能夠有效減小油層厚度以及振幅強弱對流體檢測的影響。利用三維地震數(shù)據(jù)體，對油層上下時窗的同頻率(高頻端)能量分布也進行了計算，上時窗中紅黃色高能量若在下時窗屬性圖上減小為藍色低能量，則可能代表油氣存在造成的衰減異常，而在兩張圖上都為紅黃色高能量的區(qū)域則為非油氣區(qū)，總體吻合率為72%(圖6)。通過砂體描述和油氣檢測分析，對砂體進行評價分類，Nm42砂組共描述砂體60余個，總面積為37.2 km2，有利含油氣區(qū)面積23.6 km2。

圖5 埕島地區(qū)Nm42分時窗頻譜衰減剖面

圖6 埕島地區(qū)Nm42含油氣檢測效果

3 結(jié)論

(1)淺層砂體速度和泥巖差異不大。砂體含油后速度略微降低，砂泥巖速度存在較大的重疊區(qū)，砂體含油后速度有所降低，總體仍表現(xiàn)為強振幅，表現(xiàn)為低頻特征。

(2)對于油藏埋深淺、砂地比低、油層厚度小的泥包沙巖性組合，利用振幅頻率比屬性就能達到很好的的油氣檢測效果。該方法突出流體信息，對于強振幅、低頻的含油氣儲層比值會更加明顯，而分時窗頻譜差值技術(shù)可消除地層的影響，使得流體檢測更具針對性。

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(編輯 韓 楓)

Discussion on the oil and gas detection method of channel sand :taking Minghuazhen Formation in Chengdao district as an example

Liu Jing

(GeologicalScientificResearchInstituteofShengliOilfieldCompany,SINOPEC,Dongying257015,China)

Hydrocarbon detection is based on the seismic response characteristics of the oil and gas to predict the oil and gas of reservoir qualitatively and quantitatively.Different seismic data and lithologic combinations have different effects on the oil and gas detection.In Minghuazhen Formation of Chengdao district,in view of the mud pack sand lithology combination of channel sandbody ,the amplitude to spectrum ratio and time window spectral energy difference technology was adopted for oil and gas detection experiments.The comparison with the real drilling data proved the applicability of the technology for oil and gas detection under the special lithology combination conditions.

channel sand；oil and gas detection；amplitude to spectrum ratio；spectral energy difference

P631.4

A

10.16181/j.cnki.fzyqc.2015.03.006

2015-01-08；改回日期2015-07-21。

劉靜(1980—)，工程師，主要從事油氣勘探工作,電話:13963386405, E-mail: jing1980one@163.com。