三維地震資料在松遼盆地北部西部斜坡的應(yīng)用

紀(jì)賢偉.

(大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶 163712)

松遼盆地北部西部斜坡區(qū)經(jīng)過多年的勘探，在泰康隆起帶和西部超覆帶陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了白音諾勒、二站、阿拉新、江橋、富拉爾基和平洋等油氣藏。2010年以前，西部斜坡區(qū)多為二維地震(僅在J37區(qū)塊開展過小面積的三維地震試驗(yàn))，資料品質(zhì)差，且不同地震工區(qū)的地震資料在采集年度、采集參數(shù)、資料質(zhì)量上都存在較大差別[1](表1)，造成了構(gòu)造解釋及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度低、效果差。前人在應(yīng)用二維地震資料的基礎(chǔ)上，研究認(rèn)為西部斜坡區(qū)構(gòu)造圈閉不發(fā)育，圈閉類型主要為巖性圈閉，西部斜坡區(qū)應(yīng)以尋找?guī)r性油氣藏為主[2-8]。近年來，國(guó)內(nèi)外地震技術(shù)在油氣勘探中的應(yīng)用取得了顯著的效果。四川盆地龍門山褶皺沖斷帶是公認(rèn)的復(fù)雜斷裂帶，對(duì)深部構(gòu)造的認(rèn)識(shí)集中在定性分析方面，劉樹根等人應(yīng)用地震平衡剖面構(gòu)造恢復(fù)技術(shù)，準(zhǔn)確描述了龍門山褶皺沖斷帶的構(gòu)造發(fā)育及其演化過程[9]。鄭連弟等人應(yīng)用“兩寬一高”(寬方位、寬頻帶、高密度)地震資料采集處理解釋一體化技術(shù)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了乍得邦戈盆地花崗巖潛山的儲(chǔ)層特征[10]。陳勝紅等人應(yīng)用海上一體化地震勘探技術(shù)，明確了珠江口盆地恩平凹陷有利構(gòu)造區(qū)帶[11]。楊濤濤等人應(yīng)用相干技術(shù)在珠江口盆地西沙周緣深水區(qū)準(zhǔn)確識(shí)別出斷層、深水水道和生物礁[12]。遼河灘?？稀埻鯊R地區(qū)構(gòu)造復(fù)雜、斷裂發(fā)育，斷層解釋難度大，鄒文海應(yīng)用層位精細(xì)標(biāo)定、相干體分析、三維可視化顯示等技術(shù)，探索出適合葵南—龍王廟地區(qū)構(gòu)造精細(xì)解釋的技術(shù)方法，為遼河灘海及其他類似地區(qū)油氣藏勘探提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)[13]。賀曉等應(yīng)用古地貌分析、地震振幅屬性分析、頻譜分解、地震相分類和吸收系數(shù)等疊后分析技術(shù)，形成了一套適合鄂爾多斯盆地的河道識(shí)別技術(shù)系列[14]。徐淑娟等利用地震剖面反射特征、水平時(shí)間切片和相干體等技術(shù)落實(shí)徐家圍子、長(zhǎng)嶺、英臺(tái)等重點(diǎn)斷陷的火山巖分布，同時(shí)利用地震相分析、瞬時(shí)頻率屬性和振幅反射強(qiáng)度屬性識(shí)別出近火山口爆發(fā)相和溢流相等有利相帶，為火山巖勘探部署提供了依據(jù)[15]。李永義應(yīng)用地震沉積學(xué)技術(shù)在松遼盆地三肇地區(qū)準(zhǔn)確識(shí)別出窄小河道砂體[16]，樊曉伊等人應(yīng)用地震沉積學(xué)技術(shù)在準(zhǔn)噶爾盆地車排子凸起多物源沉積環(huán)境下準(zhǔn)確識(shí)別出6種沉積體系類型[17]。地震紋理分析技術(shù)的應(yīng)用較晚，在油氣勘探的應(yīng)用主要表現(xiàn)在構(gòu)造解釋、地震相分類和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)三個(gè)方面，該技術(shù)在碎屑巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方面理論較為成熟，但對(duì)于碳酸鹽巖的應(yīng)用有待發(fā)展[18]。近年來在西部斜坡區(qū)開展了5個(gè)區(qū)塊、滿覆蓋面積超過1×103km2的三維地震勘探，與二維地震相比，資料品質(zhì)有較大的提高，對(duì)構(gòu)造、儲(chǔ)層的認(rèn)識(shí)更加準(zhǔn)確。應(yīng)用三維地震資料后，提交了超過6×107t的石油地質(zhì)儲(chǔ)量，油氣勘探取得了重大突破。通過分析三維地震資料應(yīng)用前后構(gòu)造特征認(rèn)識(shí)的變化及三維地震屬性在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中應(yīng)用，對(duì)三維地震勘探技術(shù)在西部斜坡的應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 松遼盆地北部西部斜坡區(qū)部分二維地震資料統(tǒng)計(jì)

1 西部斜坡區(qū)地質(zhì)概況

西部斜坡區(qū)為松遼盆地的一級(jí)構(gòu)造單元，構(gòu)造上自西向東由西部超覆帶、泰康隆起帶和富裕構(gòu)造帶三個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元組成。西部斜坡區(qū)自白堊紀(jì)以來一直是東傾的單斜構(gòu)造[19]，整體構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，斷裂不發(fā)育[20]，斜坡上主要發(fā)育江橋、阿拉新、二站、他拉紅—白音諾勒等一系列北東向展布的鼻狀構(gòu)造[21]。西部斜坡區(qū)主要目的層為薩爾圖油層，即姚家組二、三段至嫩江組一段地層[22]，薩爾圖油層沉積時(shí)期發(fā)育三角洲和湖泊沉積體系，主要發(fā)育三角洲前緣亞相和濱淺湖亞相[23-29]。通過油源對(duì)比研究認(rèn)為，西部斜坡區(qū)油氣主要來自齊家—古龍凹陷[30-33]，油氣通過斷層、不整合面和砂體經(jīng)過長(zhǎng)距離的側(cè)向運(yùn)移至西部斜坡區(qū)的圈閉中聚集成藏(圖1)[32-35]。從已發(fā)現(xiàn)的油氣藏來看，不同的油氣藏含油氣層位不同，從西到東含油層呈逐漸增加趨勢(shì)[36]。

圖1 松遼盆地北部西部斜坡區(qū)油氣成藏模式(蒙啟安等，2014)

2 三維與二維構(gòu)造解釋對(duì)比

由于二維偏移是沿著測(cè)線的視傾角方向進(jìn)行的，偏移結(jié)果不完全，也不準(zhǔn)確。尤其是對(duì)于地下復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行二維地震勘探，二維偏移歸位處理就不能反映地下界面的真實(shí)產(chǎn)狀。而三維采集的數(shù)據(jù)按三維空間成像處理，可以真實(shí)地確定反射界面的空間位置，適應(yīng)并滿足日趨復(fù)雜的油氣勘探目標(biāo)的需要[37]。分別選取J55三維、J37-J75三維與JQ二維對(duì)比、PY三維與DTM二維對(duì)比，在地震層位對(duì)比、斷層變化和構(gòu)造圈閉變化三個(gè)方面分析三維與二維構(gòu)造解釋的變化。

2.1 二、三維地震層位對(duì)比

目前常用的地震層位標(biāo)定方法是合成地震記錄擬合標(biāo)定法，測(cè)井曲線質(zhì)量、子波提取、極性判斷、測(cè)井資料與地震資料的匹配對(duì)地震層位標(biāo)定有較大影響。由于子波的相位譜較難求準(zhǔn)，需要不斷調(diào)整子波使井資料得到的合成記錄與實(shí)際井旁道地震記錄相匹配。而聲波測(cè)井與地震方法在屬性上存在差異，使得實(shí)際的合成地震記錄與地震資料往往匹配的并不好[38-39]。由于三維地震資料在信噪比、保真度、波組特征等方面明顯改善，因此三維地震解釋成果更加精確。對(duì)比表明，西部斜坡區(qū)三維地震層位與二維地震層位基本一致，只有個(gè)別層位有所差異，具體差異為：(1)J55、J37-J75三維地震資料均與JQ二維地震資料存在20 ms～30 ms的時(shí)差；(2)地震層位的地質(zhì)意義有所差別，DTM二維地震的T1標(biāo)準(zhǔn)層相當(dāng)于薩一油層組頂面，而PY三維地震的T1標(biāo)準(zhǔn)層相當(dāng)于姚家組頂面(圖2)；JQ二維地震的T07反射層相當(dāng)于嫩一段頂面，而J37-J75三維地震的T07反射層相當(dāng)于薩零油層組頂面。

圖2 二、三維地震層位解釋對(duì)比圖

2.2 斷層變化

由于三維地震資料品質(zhì)好于二維地震資料，造成二、三維斷層解釋成果存在差異。西部斜坡二、三維地震斷層解釋變化表現(xiàn)為三個(gè)方面。(1)三維地震取消了50多個(gè)虛假斷層，延伸長(zhǎng)度為0.5 km～10 km，這些斷層主要分布于J55和PY工區(qū)，如圖3中所示，DTM二維地震剖面上的斷層在PY三維地震剖面上不存在。(2)三維地震增加了130多個(gè)小斷層，這些斷層主要分布于J55工區(qū)，延伸長(zhǎng)度為0.1 km～1.75 km。(3)三維地震保留了一些斷層，但數(shù)量較少，例如J37-J75三維保留了1個(gè)主要斷層JQ5號(hào)斷層，在T1標(biāo)準(zhǔn)層構(gòu)造圖上斷層走向與二維地震保持一致，但形態(tài)差別較大，表現(xiàn)為JQ二維地震解釋為三段，J75三維地震解釋為兩段。PY三維斷層解釋保留了3個(gè)斷層，其中1個(gè)斷層延伸長(zhǎng)度變化較大，二維斷層解釋17.2 km，三維斷層解釋10.7 km，其余2個(gè)斷層延伸長(zhǎng)度變化不大。PY二、三維地震解釋的斷層在搭接關(guān)系上也存在較大差異。

圖3 二、三維地震斷層解釋對(duì)比圖

2.3 構(gòu)造圈閉變化

二、三維地震解釋的斷層組合、延伸方向、長(zhǎng)度明顯改變，導(dǎo)致圈閉大小、形態(tài)發(fā)生較大變化。對(duì)比結(jié)果表明，西部斜坡區(qū)三維地震與二維地震解釋的構(gòu)造形態(tài)基本一致，但局部構(gòu)造差別較大。這些差異主要表現(xiàn)在：(1)PY三維地震解釋的T2層A構(gòu)造圈閉與DTM二維地震解釋的平面位置發(fā)生變化(圖4)；(2)J55三維地震T1構(gòu)造圖增加了9個(gè)、取消了3個(gè)微幅度構(gòu)造；(3)JQ二維地震T1構(gòu)造圖上主要的四級(jí)構(gòu)造T-3號(hào)構(gòu)造圈閉面積4.9 km2，圈閉幅度27 m，在J37-J75三維地震T1構(gòu)造圖上T-3號(hào)構(gòu)造圈閉面積14.26 km2，圈閉幅度60 m，圈閉面積和幅度均有大幅度的增加。

通過以上對(duì)比分析認(rèn)為西部斜坡區(qū)三維地震構(gòu)造解釋與二維地震構(gòu)造解釋相比，區(qū)域構(gòu)造形態(tài)基本一致，層位解釋存在一定差異，斷層解釋和構(gòu)造圈閉解釋差異較大。由于三維地震資料品質(zhì)好于二維地震資料，因此三維地震構(gòu)造解釋結(jié)果更加精確。由于西部斜坡區(qū)多發(fā)育巖性油氣藏，局部構(gòu)造相對(duì)較少，微幅度構(gòu)造對(duì)油氣聚集和成藏的作用顯著，因此微幅度構(gòu)造的識(shí)別非常重要。以PY三維工區(qū)為例，大慶物探公司吳玉金等人在構(gòu)造成圖的基礎(chǔ)上，應(yīng)用構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波技術(shù)，編制了PY工區(qū)T1標(biāo)準(zhǔn)層微幅度構(gòu)造圖(圖5)，共識(shí)別出微幅度構(gòu)造56個(gè)，面積約10.62 km2。

圖4 二、三維地震構(gòu)造圈閉解釋對(duì)比圖

圖5 PY三維地震T1標(biāo)準(zhǔn)層微幅度構(gòu)造圖(吳玉金等)

3 三維地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

西部斜坡區(qū)薩爾圖油層沉積時(shí)期為三角洲和湖泊沉積體系，主要發(fā)育三角洲前緣亞相和濱淺湖亞相，沉積微相類型包括水下分流河道、河口壩、席狀砂、濱淺湖砂壩和濱淺湖泥(圖6)。地震屬性與儲(chǔ)層的沉積特征、巖性、物性和含油氣性等有比較密切的關(guān)系，因此地震屬性分析技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。地震屬性分析是優(yōu)選適合本工區(qū)沉積特征的地震屬性。優(yōu)選出的地震屬性既要與砂巖相關(guān)性高，又要符合井點(diǎn)處的沉積微相，同時(shí)還要能夠識(shí)別一定寬度的河道，地震屬性平面特征與區(qū)域沉積環(huán)境要基本一致。分析認(rèn)為振幅類地震屬性能夠很好地反映西部斜坡區(qū)的沉積特征，因此優(yōu)選振幅屬性開展西部斜坡區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。以PY三維地震為例，薩爾圖油層振幅屬性品質(zhì)好，薩零、薩一和薩二、三油層組32口井振幅屬性對(duì)井符合率分別為68.8%、71.9%和62.5%，符合率較高，能夠很好地用于儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。同時(shí)由于振幅屬性所展示的河道及砂壩特征清晰(圖7)，因此應(yīng)用振幅屬性，采用地質(zhì)、測(cè)井、地震相結(jié)合分析了PY三維工區(qū)的沉積微相特征(圖8)。

圖6 西部斜坡薩爾圖油層沉積微相模式

圖7 PY三維地震薩零底-4ms振幅屬性

4 有利區(qū)預(yù)測(cè)

前人研究認(rèn)為，西部斜坡區(qū)油氣主要來自齊家—古龍凹陷，油氣通過斷層、不整合面和砂體經(jīng)過長(zhǎng)距離的側(cè)向運(yùn)移至西部斜坡區(qū)的圈閉中聚集成藏。西部斜坡區(qū)油氣聚集受北東向鼻狀構(gòu)造帶控制，分流河道、河口壩等砂體與構(gòu)造帶有機(jī)配置形成多種類型的復(fù)合巖性油藏[21]。因此西部斜坡的成藏有利區(qū)應(yīng)為構(gòu)造有利區(qū)和砂體富集區(qū)的疊合部位。以PY三維地震工區(qū)為例，首先通過三維地震構(gòu)造解釋，明確了斷裂特征和構(gòu)造圈閉特征，通過分析確定了構(gòu)造有利區(qū)。然后應(yīng)用地震屬性優(yōu)選出砂體發(fā)育區(qū)，最后綜合分析構(gòu)造有利區(qū)和砂體發(fā)育區(qū)優(yōu)選出成藏的有利區(qū)，并在有利區(qū)內(nèi)給出了10口建議丼位(圖9)。

圖9 PY地區(qū)有利區(qū)預(yù)測(cè)圖

5 三維地震應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

應(yīng)用三維地震資料共在J55、J37-J75、J62-J67和PY四個(gè)工區(qū)內(nèi)部署31口探評(píng)井，統(tǒng)計(jì)這31口后驗(yàn)井薩爾圖油層振幅屬性符合率為60%～84%(表2)，符合率較高，表明應(yīng)用振幅屬性開展儲(chǔ)層預(yù)測(cè)能夠提高西部斜坡區(qū)的鉆井成功率。

表2 三維地震工區(qū)地震屬性后驗(yàn)井符合率統(tǒng)計(jì)

以J37-J75工區(qū)為例，該區(qū)主要發(fā)育JQ5號(hào)斷層，為逆沖走滑斷層，是該區(qū)主要的控藏?cái)鄬?，主要四?jí)構(gòu)造T-3號(hào)構(gòu)造為受逆沖走滑斷層控制的鼻狀構(gòu)造[40-41]。分析認(rèn)為，由于T-3號(hào)構(gòu)造位于西部斜坡區(qū)油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)路徑上，使齊家—古龍凹陷生成的油氣經(jīng)過長(zhǎng)距離的運(yùn)移，能夠在該構(gòu)造上聚集成藏。2011年應(yīng)用三維地震資料在T-3號(hào)構(gòu)造部署了3口探評(píng)井，均獲得工業(yè)油流。2012年應(yīng)用三維地震資料在西部斜坡區(qū)提交了超過6×107t的石油地質(zhì)儲(chǔ)量，其中J37-J75工區(qū)T-3號(hào)構(gòu)造石油地質(zhì)儲(chǔ)量超過8×106t，油氣勘探取得了突破。2013年應(yīng)用三維地震資料在T-3號(hào)構(gòu)造部署了開發(fā)試驗(yàn)井，從目前完鉆的7口井來看，目的層薩二、三油層組上部鉆遇砂巖厚度平均6.9 m、鉆遇有效厚度平均4.2 m，凈總比平均0.61，砂巖及有效鉆遇率均為100%，取得較好的效果。西部斜坡區(qū)應(yīng)加大三維地震勘探的力度。

6 結(jié)論

(1)由于三維地震資料在信噪比、保真度、波組特征等方面明顯改善，因此三維地震解釋成果更加精確。西部斜坡區(qū)三維地震層位解釋與二維地震基本一致，個(gè)別層位有所差異，其中J55和J37-J75三維地震與二維地震存在20 ms～30 ms的時(shí)差，PY三維地震的T1標(biāo)準(zhǔn)層和J37-J75三維地震的T07反射層的地質(zhì)意義與二維地震有所差別。由于三維地震資料品質(zhì)好于二維地震資料，造成二、三維斷層解釋成果存在差異。西部斜坡區(qū)三維地震取消了50多個(gè)虛假斷層，主要分布于J55和PY工區(qū)；三維地震增加了130多個(gè)小斷層，主要分布于J55工區(qū)；三維地震保留了少量斷層，與二維地震相比J37-J75三維保留的斷層形態(tài)差別較大，PY三維保留的斷層在延伸長(zhǎng)度和搭接關(guān)系上差異較大。西部斜坡區(qū)三維地震與二維地震解釋的構(gòu)造形態(tài)基本一致，由于二、三維地震解釋的斷層組合、延伸方向、長(zhǎng)度明顯改變，導(dǎo)致局部構(gòu)造差別較大，具體表現(xiàn)為PY三維地震構(gòu)造圈閉的平面位置發(fā)生變化；J55三維地震增加了9個(gè)、取消了3個(gè)微幅度構(gòu)造；J37-J75工區(qū)主要四級(jí)構(gòu)造的圈閉面積由二維的4.9 km2增加到三維的14.26 km2，圈閉幅度由二維的27 m增加到三維的60 m。

(2)分析認(rèn)為振幅類地震屬性能夠很好地反映西部斜坡區(qū)的沉積特征。以PY三維地震為例，薩零、薩一和薩二、三油層組32口井振幅屬性對(duì)井符合率分別為68.8%、71.9%和62.5%，符合率較高，能夠很好地用于儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。由于振幅屬性所展示的河道及砂壩特征清晰，應(yīng)用振幅屬性分析了PY三維工區(qū)的沉積微相特征。

(3)西部斜坡區(qū)的成藏有利區(qū)應(yīng)為構(gòu)造有利區(qū)和砂體富集區(qū)的疊合部位。以PY三維工區(qū)為例，首先分析構(gòu)造解釋結(jié)果確定構(gòu)造有利區(qū)，然后應(yīng)用地震屬性優(yōu)選出砂體發(fā)育區(qū)，最后綜合分析優(yōu)選出成藏的有利區(qū)，并在有利區(qū)內(nèi)給出了10口建議丼位。

(4)應(yīng)用三維地震資料在西部斜坡區(qū)四個(gè)工區(qū)部署31口探評(píng)井，統(tǒng)計(jì)振幅屬性后驗(yàn)井符合率為60%～84%，表明應(yīng)用振幅屬性能夠提高鉆井成功率。應(yīng)用三維地震資料在西部斜坡區(qū)提交了超過6×107t的石油地質(zhì)儲(chǔ)量，應(yīng)用三維地震資料部署了開發(fā)試驗(yàn)井，7口已完鉆井成功率100%。綜合分析認(rèn)為西部斜坡應(yīng)加大三維地震勘探的力度。

感謝大慶油田勘探開發(fā)研究院陳可洋和呂金龍?jiān)谡撐膶懽髦薪o予的指導(dǎo)，部分資料來源于大慶油田勘探開發(fā)研究院勘探研究一室和物探公司研究院，在此一并表示感謝！