地震沉积学在D区的初步应用

陈雪菲,王绪本,刘力辉

(1.成都理工大学 信息工程学院,四川成都 610059;2.北京诺克斯达石油科技有限公司,北京 100081)

1 地震沉积学的概念及关键技术

地震沉积学是应用地震信息研究沉积岩及其形成过程的学科,它是继地震地层学、层序地层学之后的又一门新的边缘交叉学科。其研究内容、方法和技术,与地震地层学、层序地层学和沉积学等其它学科都有所不同。地震沉积学最大的理论突破在于对地震同相轴(穿时性)的重新认识,但它是沉积学的发展而不是替代。地震沉积学研究主要以地质研究为基础,在沉积学规律的指导下进行。地震沉积学能够解决局部区带高频层序的平面沉积分析及目标砂体预测,并且能将井震有机结合,克服常规地震储层预测技术缺乏等时对比的特点,将地震属性和反演的整体,应用到岩性圈闭的识别和预测中,显示了地震沉积学技术体系在油气储层预测分析中具有明显的作用,尤其是针对地层岩性油气藏的分析预测有突出优势。

实用地震沉积学的技术体系,包括精细等时地层格架,最小等时研究单元,岩相物理分析和定量地震相分析等。其中,定量地震相分析包括年代地层切片技术,地震属性和波形分析技术等。相对于地震地层学和层序地层学,实用地震沉积学解决了层序地层学不能对高级别层序沉积相展布规律进行研究的问题,以地震资料为主研究沉积微相,从定性到定量,以定量属性参数刻画地震相,与单井沉积相结合,能够进行层序、准层序组、砂层组(储层)逐级控制下的岩性圈闭预测。

目前,地震沉积学采用的关键技术,主要包括90°相位转换技术,地层切片技术和分频解释技术等,通过定量地震相分析及阻抗资料,进行相控储层预测。

2 D区勘探背景和勘探难点

涠西南凹陷D区古近系地层为多物源湖相沉积,储层纵向、横向变化较大。多年来的钻探实践表明,D区是一个富生烃凹陷,凹陷中油气的富集程度和生产能力受储集条件的影响很大。D区存在众多的区块构造圈闭,目前的研究和钻探程度已较高,整个凹陷已覆盖三维地震资料和钻探多口井,但发现的地质储量与所占资源量的比例仍比较小,仍有大量的油气资源有待发现。目前,对涠洲组地层的勘探发现,储盖组合存在,但流体性质难以判断,而流沙港组流一段储层薄,横向变化大,储层预测仍存在较大困难,缺乏一套有效的储层预测和烃类检测的技术方法。

3 最小等时地层单元的建立

无论是层序地层学、沉积学,还是地震沉积学,都是在等时的地层格架内对沉积相进行研究。在地震沉积学研究里,对等时格架内地震信息的客观反映,不再依赖于研究者利用“地震相”特征对沉积格架内沉积相的“肉眼观察和判断”,而强调的是在小时窗的等时地层内,应用地震技术定量化计算属性参数,客观反映地层沉积相。

涠西南凹陷D区在流一段沉积时期,属于断陷盆地的沉积阶段,边界断层控制着盆地内沉积物的沉积厚度,以及地层的沉积样式和接触关系。从二维谱与测井曲线的旋回特征上都可以看到,流一段地层一共可以划分出四个地层单元。其中:

第①个单元下部为砂砾岩,向上粒度变细,为特征明显的正旋回。

第②个底部发育一套全区稳定的泥岩或者泥质含量较高的砂岩,为向上变粗的反旋回特征。

第③个单元砂岩不发育,在测井曲线上正旋回特征不是很明显,在二维谱上反旋回特征比较典型。

第④个单元在测井曲线和二维谱上,都可以看到明显的反旋回特征(见图1)。

从层序划分结果看,下部层序(T83-T82)是主要砂体的发育层序,尤其是第①期地层单元,储层十分发育,以大套砂砾岩沉积为主,而第②期储层相对不发育。上部层序(T82-T80)以大套泥质沉积为主,顶部有明显进积准层序组粉细砂岩沉积。

根据地震剖面上的反射特征以及二维谱上的旋回规律(见下页图2),确定流一段四个地层单元的分布范围。

在流一段的四个地层单元中,①、③套地层顶部可见削蚀现象,地震反射同相轴分别中止于T82、T83层序边界;②、④地层上超于①、③之上。在二维谱上地层单元的分界处,一般存在一个旋回的终止或者能量团的突变,可以判断界面上、下的地层属于不同的沉积体系,或者是不同时期形成。

4 岩石～岩相物理学研究

岩石～岩相物理学技术就是通过地震岩石学的研究,总结出一套或多套砂泥岩组合大多对应的岩石物理响应,筛选砂泥岩组合所对应的地球物理响应,观察有利地震属性,来刻画该套砂泥岩组合的空间展布。

图1 流一段地层体系域边界在测井曲线和二维谱上的特征Fig.1 Characteristics of the well log and frequency spectrum in Liu 1 formation system track

D块流一段储层划分为四期三角洲砂体,①期、②期三角洲砂体呈现为砂岩高波阻抗、泥岩低波阻抗的特征,但是第③期、④期三角洲砂体的波阻抗与泥岩的差异很小。总地来说,第③期砂岩高阻抗,泥岩低阻抗;第④期砂岩低阻抗,泥岩高阻抗(见图3)。

流一段地层岩性组合以砂泥岩互层为主,①期、②期和③期沉积体,在地震剖面上表现为砂岩高阻抗,泥岩低阻抗特征,而且砂泥岩的阻抗差异较大,在地震剖面上砂岩标定在波峰反射(见下页图4中(1)号圆圈内),泥岩标定在波谷反射(图4中(2)号圆圈内)。第④期沉积体在地震剖面上表现为砂岩低阻抗特征,泥岩高阻抗特征,砂岩在地震剖面上标定为波谷反射(图4中(3)号圆圈内),泥岩标定在波峰反射(图4中(4)号圆圈内)。

图2 流一段四个地层单元在Trace2571地震剖面和二维谱剖面上反射特征Fig.2 Characteristics of the seismic section and frequency spectrum in Trace2571 of four formation units ofLiu 1

图3 四期沉积单元在W1井上的岩石物理特征Fig.3 Rock physical characteristics of 4 depositional elements in wellW1

5 地震属性表征砂岩富集区域

在地震沉积学中,地震属性的选择和提取显得尤为重要。目前,叠前和叠后地震属性参数有四百多种,能够反映沉积相的地震属性种类很多,但有可能在某个研究区内特定的某个研究层位只有一种地震属性参数是有效的,或者可能是某几种地震属性参数的组合是有效的。因此应以地震属性参数的筛选和优化,在地震沉积学的分析和预测中为核心,其目的是找到反映沉积相最准确的地震属性参数,为地震沉积解释提供解释方向和量板。

以L1～3砂组为例,由于本研究区为扇三角洲沉积,且以南部物源为主。从沉积学来说,这种扇体沉积是快速沉积的结果,应以总体扇状或朵状分布为主,其主要沉积微相为辫状水道。从地震平均瞬时频率与相位分布上也见到了这种特征,这样即可大致确定相带分布范围。同时,由于本区波峰振幅属性对砂体比较敏感,这样可用这种属性来确定主要水道砂体分布位置(见下页图5)。

6 相控下砂体雕刻

砂体的分布受沉积相带的控制,但在地震上表现出来的砂体特征,由于地震属性以及地震资料的多解性,在地震剖面上的砂体解释可能存在一定的误差。因此,如果在沉积相带的控制下,在砂体比较容易的部位解释砂体,就可以最大限度减少砂体解释的多解性。

相控砂体雕刻的具体做法是以有利相带划分为前提,在多种地震属性相互参考所划定的有利相带范围之内,对反演剖面上的砂体进行单砂体雕刻,以期在有利相带控制下,找到最有利的下一步钻探目标。

根据前面的砂体非均质性和相带的接触关系,预测L1-3砂组的十二个砂体的非均质发育情况。第①期三角洲内部的L1-3砂组,在反演剖面上解释出十二个单砂体,分别位于不同的沉积微相位置(见下页图6)。从前面总结的砂体内部非均质性与相带的关系可以知道2号、3号、4号、7号、9号砂体位于三角洲外带水道和前三角洲的交汇区,砂体内部的非均质性很强,内部不连通的可能性非常大。而1号、5号、6号、8号砂体整个位于外带水道的发育区内,砂岩内部的非均质性应该非常强。10号、11号、12号砂体,位于内带水道发育区,砂体内部相对较均一。

图4 砂泥岩岩性组合的地震反射响应特征Fig.4 Seismic reflection characteristics of sand-shale lithological association

图5 L1-3砂组地震属性以及沉积微相平面分布分析Fig.5 seismic attributes of L1-3 sand and microfacies analysis

图6 L1-3砂组沉积微相与单砂体叠置关系Fig.6 Microfacies of L1-3 sand group and overlay relationship of single sand body

7 结论及认识

(1)作者在本文结合实例,探讨了实用地震沉积学若干关键技术,如最小等时研究单元,岩相物理分析,相控下的沉积微相分析等。为相控储层预测提供了理论和技术保证,可以直接为井位部署提供依据。

(2)地震沉积学技术体系在油气储层预测分析中具有明显作用,尤其是针对岩性油气藏的分析预测有突出优势,值得深入探索并完善其理论和实践体系。

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