AVO叠前反演技术在珠江口盆地白云深水区烃类检测中的应用＊

张卫卫 何 敏 颜承志 庞 雄 连世勇 胡 琏

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司)

AVO叠前反演技术在珠江口盆地白云深水区烃类检测中的应用＊

张卫卫 何 敏 颜承志 庞 雄 连世勇 胡 琏

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司)

根据珠江口盆地白云深水区储层沉积特点及目标区三维地震资料条件,利用AVO叠前反演技术对目标区进行了烃类检测,钻前预测结果得到了钻井结果的证实。

AVO叠前反演 白云深水区 烃类检测

珠江口盆地白云深水区在纵向上发育珠海组浅海陆架三角洲沉积体系和珠江组—韩江组深水扇沉积体系叠置的深—浅水储层[1]。近年来,区内采集了大范围的三维地震资料,这为白云深水区地球物理特征分析奠定了很好的基础。由于叠后反演是建立在地震资料为自激自收的假设基础之上,而实际地震资料是不同偏移距叠加平均的结果,所以叠后反演结果与实际情况有较大的误差。研究认为,叠前反演保留了振幅随炮检距变化的信息,更加符合实际情况[2]。基于以上原因,笔者利用经过高保真高保幅处理的叠前CRP道集资料对白云深水区M井区进行了AVO叠前反演,并在反演的基础上进行了烃类检测,其预测结果得到了实际钻探结果的证实,说明了本文所用方法的正确性和有效性。

1 AVO叠前反演原理

AVO叠前反演是一项利用反射波振幅随偏移距的变化进行岩性预测和烃类检测的技术。根据地震波反射和透射理论,反射波振幅随偏移距的变化与分界面两侧介质的岩石弹性参数有关,利用AVO叠前反演可以直接得到如密度(ρ)、纵波阻抗(Zp)、横波阻抗(Zs)等属性。

在含水砂岩或泥岩中,岩石的纵波速度(vp)与横波速度(vs)有对应的线性关系,如 Castagna于1985年提出的关系式:vp=1.16vs+1.36(速度单位为 km/s)[3];ρ与 vp也有对应的线性关系,如 Gardner于 1974年提出的关系式:ρ=0.23v0.25p(单位分别是g/cm3和ft/s)[4]。AVO叠前反演基于以下2点假设:①作为入射角函数的反射纵波和反射横波可以由近似的 Zoeppritz方程求出;②对于背景岩性(含水砂岩和泥岩),vp、vs、ρ三者之间有线性的关系。根据这2点假设,可以由初始的纵波阻抗模型经过反演得到纵横波阻抗和密度,由此得到其它的岩性参数并进行储层预测和烃类检测[5]。

2 AVO叠前反演技术在珠江口盆地白云深水区的应用

2.1 流体替换

以白云深水区天然气井M井为例,含气层表现出明显的第三类AVO异常,对该套含气层利用Gassmann方程进行流体替换,分析在相同的地质条件下储层由含气替换为含水后的AVO响应变化。

本次研究中,含气饱和度为81%的气层被分别替换为含水100%、含气5%、含气100%,并得到相应的vp、vs、ρ(图1)。

图1 白云深水区M井gas1气层流体替换前后测井曲线

由图1可以看到,对于同样的储层:

(1)气砂的纵波速度明显低于水砂,而气砂的横波速度稍高于水砂;

(2)当砂岩由含水100%变化为含气5%时,其纵波速度急剧降低,而密度却变化很小。虽然含气5%和含气100%在叠后地震剖面上都表现为明显的亮点特征,但两者在密度上的差别则让我们可以在密度体上去寻找密度更小(也就是含气饱和度更大)的砂体。

对比流体替换得到的各种含气饱和度情况下的AVO响应(图2)后发现:

(1)含水100%时,其AVO特征不明显;而含气后表现为明显的第三类AVO异常;

(2)含气5%和含气100%时,其AVO类型是一样的;

(3)含气饱和度越大,截距、梯度也越大。

上述分析结果表明,白云深水区第三类AVO异常即代表含气。

图2 白云深水区M井gas1气层流体替换前后AVO响应

2.2 岩石物理分析

岩石物理分析的目的是在众多地震属性中找到最能指示气层的属性或属性组合。在对白云深水区M井多种属性进行岩石物理分析的基础上,确定纵横波速度比最能区分研究区岩性和含气性。从M井纵横波速度比对含气性的响应特征(图3)可以看到,纵横波速度比可以较好地判别气层,中浅层(珠江组及其以上地层)含气砂岩的纵横波速度比几乎都小于1.8,而深层(珠江组及其以下地层)含气砂岩的纵横波速度比明显小于含水砂岩。这样,对气层的识别由定性上升到了半定量的程度。所以,纵横波速度比是白云深水区较好的岩性及含气性判别因子。

图3 白云深水区M井纵横波速度比对含气性的响应

纵波阻抗是叠前反演成果中最稳定的属性。从M井纵波阻抗对含气性的响应特征(图4)可以看到,白云深水区中浅层气砂的纵波阻抗普遍小于8 000[(m/s)·(g/cm3)]。根据研究区相似的沉积环境和物源条件造成岩石物理特性相似的特点,可以得到研究区中浅层含气砂岩的岩石物理模版,即中浅层含气砂岩纵横波速度比小于1.8,纵波阻抗小于8 000[(m/s)·(g/cm3)],如图5所示。利用这套中浅层含气砂岩岩石物理模版可以对白云深水区中浅层进行烃类检测。

2.3 叠前反演结果分析

对研究区经过高保真高保幅处理的叠前CRP道集资料和M井的测井资料进行了叠前反演,在此基础上对M井西北部的M1井的储层质量及含气性进行了预测。从过M1井纵横波速度比剖面(图6)可以看到,砂岩层能被清楚地刻画出来,并且可以判断第一层砂岩层(sand1)物性最好。本次研究采用2种方法判断 M1井这几层砂岩是否含气。

图6 白云深水区过M1井纵横波速度比剖面

(1)利用AVO常规属性判断含气性。根据流体替换得到的结论,本地区第三类AVO异常即为含气。因此,直接由道集资料得到过M1井的P×G因子剖面和流体因子剖面(图7),经过与M井对比,可以判断M1井中只有中浅层sand1层有较高的含气性。

图7 白云深水区M1井P×G因子和流体因子剖面

(2)利用岩石物理分析得到含气砂岩模版判断含气性。图8为叠前反演得到的过M1井的纵波阻抗与纵横波速度比交会分析图。从图8中可以明显看出,只有M1井的中浅层sand1层有较高的含气性,这与AVO常规属性的判断结果相一致。

综合上述2种方法判断的结果,预测M1井只有sand1层含气,而实际钻井测井资料也证实M1井只有sand1层含气,含气砂岩厚度为37.2m。

图8 白云深水区M1井烃类检测剖面

利用AVO叠前反演技术准确地预测了白云深水区M1井中中浅层sand1层的含气性,尤其是通过反演技术提高了资料的分辨能力,不仅证实了白云深水区深水扇存在多期朵叶体叠置,进而导致储层物性在空间上变化较大这一地质认识,而且使得识别深水扇储层的内幕结构成为可能。图9为纵

3 应用效果及意义

图9 白云深水区过M、M1井叠前反演纵波阻抗剖面与地震剖面的对比

波阻抗反演剖面和地震剖面对比图,可以明显看到,M1井位置处是2套叠置的砂体,且根据阻抗差异可以预测M1井位置处的砂体的物性没有M井好,这一预测结果也被实钻结果所证实(图9)。

但同时要看到,AVO叠前反演技术在白云深水区的应用是以M井来预测其西北部4.5km处的M1井,且这2口井都是钻探在同一个构造上(由于是同一个构造,沉积环境相似,2口井所钻探的岩石的岩性差别不大),如果预测井离已知井的距离加大,由于沉积环境的改变导致岩石物理特征的变化,已知井的储层预测和烃类检测的模版及含气性与AVO类型的关系可能就不适合预测井,这样极可能令预测结果误差较大。所以,在大的范围内必须要用多口井进行岩石物理分析,找到本地区综合的岩性、物性、含气性参数,才能更加准确地进行预测。

4 结束语

应用AVO叠前反演技术对白云深水区M井区进行了烃类检测,其预测结果和实钻结果非常吻合,证明了该技术的正确性和有效性。但是也应注意到,AVO叠前反演技术受到诸如地震资料保幅处理、测井数据编辑、叠前反演精度等因素的制约,从而导致各属性体对岩性及含气性判别的定量化程度还有待进一步提高。另外,由于深层地球物理特性的复杂性,该技术对深层的烃类检测能力也有待进一步加强,下一步应重点研究如何提高对深层储层质量及含气饱和度的预测能力。但总体而言,AVO叠前反演技术对深水区油气勘探开发具有实用价值。

[1] 庞雄,陈长民,彭大钧,等.南海珠江深水扇系统及油气[M].北京:科学出版社,2007:142-144,243-248.

[2] 朱伟林,等.南海北部大陆边缘盆地天然气地质[M].北京:石油工业出版社,2007:249-252.

[3] CASTAGNA J P,BATZLE,M L,EASTWOOD R L.Relationships between compressional-wave and shear-wave velocities in clastic silicate rocks[J].Geophysics,1985,50:571-581.

[4] GARDNER G H F,GARDNER L W,GREGORY A R.Formation velocity and density-the diagnostic basics for stratigraphic traps[J].Geophysics,1974,39:770-780.

[5] FRED J H.Seismic amplitude interpretation[M].北京:石油工业出版社,2006:18-24.

(编辑:周雯雯)

Abstract:Based on reservoir sedimentology and3D seismic data in Baiyun deep-water area,Pearl River Mouth basin,AVO pre-stack inversion technique has been used to DirectHydrocarbon Indication (DHI)in this area,with the results validated by drilling.

Key words:AVO pre-stack inversion;Baiyun deepwater area;DHI

An application of AVO pre-stack inversion technique to DHI in Baiyun deep-w ater area, Pearl River Mouth basin

Zhang Weiwei He Min Yan Chengzhi
Pang Xiong Lian Shiyong Hu Lian
(S henzhen B ranch of CNOOC L td.,Guangzhou,510240)

2009-07-10 改回日期:2010-02-25

＊国家重大专项课题“南海北部深水区富烃凹陷识别、储层预测、烃类检测技术(2008ZX05025-003)”、国家重大专项子课题“南海北部深水区东部有利区带预测与目标评价(2008ZX05025-006-01)”和国家重大专项子课题“深水区地震综合解释及有利圈闭优选(2008ZX05025-001-04)”联合资助。

张卫卫,男,工程师,2005年毕业于长江大学地球物理与石油资源学院,获硕士学位,现主要从事珠江口盆地油气勘探研究工作。地址:广东省广州市江南大道中168号海洋石油大厦1619室(邮编:510240)。电话:020-84262340。E-mail:zhangww@cnooc.com.cn。