春光区块薄储层地震响应特征的模型正演分析

王鹏飞，刘桂林，李嵩阳，郭欢欢，戴世灯，曹 鹏

（1.中国石化河南油田分公司石油物探技术研究院，河南南阳 473132；2.北京邮电大学；3.中国石化河南石油勘探局地球物理测井公司）

春光区块薄储层地震响应特征的模型正演分析

王鹏飞1，刘桂林1，李嵩阳2，郭欢欢3，戴世灯3，曹 鹏3

（1.中国石化河南油田分公司石油物探技术研究院，河南南阳 473132；2.北京邮电大学；3.中国石化河南石油勘探局地球物理测井公司）

使用春光区块砂泥岩的速度、密度参数，建立了调谐楔形储层模型并进行了正演分析，明确了春光区块沙湾组储层的地震响应特征。理论计算与模型正演证明，沙湾组薄储层的调谐厚度约为8.7 m，当储层厚度大于8.7 m时，储层的顶界、底界基本可以标定在最大波谷、最大波峰，视厚度与真厚度基本相当或相等；当储层厚度小于8.7 m时，薄储层的顶界、底界的标定位置向零相位发生漂移，视厚度显著大于真厚度，振幅强度与真厚度为正相关的关系。这些结论对储层精细标定、储层追踪、储层厚度预测、振幅属性解释等具有参考价值。

春光区块；模型正演；楔形模型；调谐效应

河南油田春光区块构造上隶属于准噶尔盆地西部隆起车排子凸起，其西面和北面邻近扎伊尔山，南面为四棵树凹陷，东面与昌吉凹陷以及中拐凸起相接。春光区块沉积基底为石炭系凝灰岩，上覆沉积以新近系塔西河组、沙湾组为主，局部发育古近系、白垩系、侏罗系地层，缺失二叠系、三叠系地层。春光区块整体为一单斜构造，断裂不发育，背斜类型或者断块类型的构造圈闭较为缺乏。新近系沙湾组滩坝砂体发育，可形成岩性油藏，砂体与断层配合可形成断层-岩性类油藏，因此沙湾组是春光区块重要的勘探目的层系［1-3］。

春光区块沙湾组砂岩储层的速度一般小于上下泥岩的速度，因此在正相位子波的地震资料中，砂岩顶界面应为波谷反射，底界面应为波峰反射，但在实际的合成记录标定中，发现许多薄砂岩储层的顶、底界面并不能准确地标定在波谷、波峰的中心位置。在前期的勘探中，使用类亮点技术寻找油气取得了较好的效果，然而随着勘探的深入，已钻井证实具有类亮点特征的圈闭不一定含有油气。面对这些问题，有必要对春光区块储层的地震响应特征做深入的分析，为下一步的油气勘探工作提供参考。

1 方法原理

由Widess（1973年）建立的楔形模型得出的结论是，地震分辨的极限是1／4波长。在地层视厚度小于1／4波长后，其顶底界面在地震上是不可识别的，所以在定义上把厚度小于1／4波长的储层称为薄层［4］。在地震分辨的极限厚度处，出现信号的调谐效应，地震振幅变得最强，该厚度也即调谐厚度。而在调谐厚度之内，视振幅与储层厚度会呈单调上升关系，而波峰及波谷间的时差变化不大。

Zoeppritz矩阵方程描述了入射角、反射角、透射角、反射波振幅、透射波振幅之间的关系，使用该方程可以进行正演分析［5］。

2 储层地震响应特征分析

在春光区块做合成记录标定时，常常发现薄储层的顶面标定在波谷偏下的位置，而不是标定在波谷的中心位置（图1）。为了证实合成记录标定的正确性，有必要通过模型正演来明确储层的地震响应特征。

为了定量分析薄储层的地震响应特征，根据春光区块的砂泥岩的速度、密度参数，建立了楔形渐变储层模型（图2）。春光区块地震资料的主频约为60～70 Hz，按照较高的主频70 Hz来计算，在储层速度2 439.5 m／s的情况下，理论计算得到的调谐厚度的下限约为2 439.5／70／4＝8.7 m。根据云美厚等人的研究［6］，70 Hz主频对应的雷克子波的峰值频率为70／1.3＝54 Hz，因此可以使用雷克54 Hz正相位子波对楔形渐变储层模型进行正演模拟，所得到的正演剖面如图3所示。

从正演剖面上可以直观地看到：①在储层较厚时，储层的顶界对应于最大波谷，底界对应于最大波峰。②当储层很薄时，储层的真实位置在零相位附近，薄储层的顶界位于波谷的靠下部位，底界位于波峰的靠上部位；储层顶界面所在的波谷、底界面所在的波峰都是储层的真实地震响应。③在中间一段厚度，反射波的振幅能量最强。④波谷和波峰同时变弱消失的位置，是储层的终止点。

图1 排2-88井油层顶面标定在波谷的偏下部位

图2 正演模型

图3 正演剖面

在图4中，可以定量分析视厚度与真厚度之间的关系。图中紫色线是沿着波峰波谷的极值追踪的两个层位相减得到的厚度，称之为视厚度；绿色线是楔形模型的真实的顶底界面相减得到的厚度，称之为真厚度。从图中可以看到，根据视厚度与真厚度的不同对比关系，我们可以用两个分界点将真厚度分为三段，分界点位置的真厚度的双程时间分别为7.1、16.8 ms，用储层的速度2 439.5 m／s来换算，单程深度域厚度分别为8.7、20.5 m。视厚度与真厚度曲线的关系为：①在真厚度小于8.7 m的情况下，视厚度大于真厚度，视厚度的最小值不为0；②在真厚度为8.7～20.5 m时，视厚度与真厚度在数值上基本相当，视厚度略小于真厚度；③在真厚度大 于20.5 m时，视厚度与真厚度一致。

图4 视厚度与真厚度

在图4中，蓝色线代表沿波谷（或波峰）的极值追踪的振幅强度，从图中可以分析振幅强度与真厚度之间的关系。为了描述它们之间的关系，根据振幅强度曲线的变化趋势，选择了三个分界点，对应的双程时间分别为3.7、7.1、16.8 ms，用储层的速度2 439.5 m／s来换算，单程深度域厚度分别为4.1、8.7、20.5 m。从图中观察得知，振幅强度与真厚度之间存在以下关系：①在真厚度小于8.7 m时，振幅强度与真厚度为正相关的关系，因此，在假定储层厚度小于8.7 m的情况下，可以根据振幅强度来推测储层的厚度；②在真厚度为8.7～20.5 m时，振幅强度与真厚度为负相关的关系；③在真厚度为4.1～20.5 m时，对于同一个振幅值而言，以8.7 m为分界线，左右两边各有一个真厚度值与这个振幅值相对应；④在真厚度大于20.5 m的情况下，振幅强度为恒定值，与真厚度没有联系。

地震频率对薄储层的标定位置有较大的影响。在图5中，针对上面的楔形储层模型，对比了分别采用雷克54 Hz正相位子波和雷克85 Hz正相位子波所正演出来的地震剖面。从图中粉色线所在的位置来看，在储层厚度相同的情况下，在雷克54 Hz子波的正演剖面中，储层的顶底界面在同相轴中的位置均向零相位发生了明显的偏移；而在雷克85 Hz子波的正演剖面上，储层的顶、底界面基本上位于波谷、波峰的中心，没有发生明显的偏移。由此可知，较高频率的地震资料有助于追踪更薄储层的真实厚度。

3 结论

（1）理论计算与正演模拟表明，在沙湾组储层速度2 439.5 m／s的情况下，主频70 Hz对应的调谐厚度为8.7 m。当储层厚度大于8.7 m时，储层的顶界、底界基本上可以标定在最大波谷、最大波峰，因此可以通过地震层位追踪、相减来了解储层的真厚度。频率对薄储层的标定位置有较大的影响，高频地震资料有助于追踪更薄储层的真实厚度。

（2）当储层厚度小于8.7 m时，薄储层的顶界、底界的标定位置均向零相位发生漂移，此时的视厚度显著大于真厚度，因此不能通过地震层位追踪、相减来了解储层的真厚度；但此时的振幅强度与真厚度为正相关的关系，因此可以根据地震振幅强度来推测储层的厚度。春光区块沙湾组储层厚度一般小于调谐厚度，油气藏一般具有类亮点的振幅属性特征，然而在分析振幅属性图时，需要对“调谐厚度以下的储层厚度与振幅强度呈正相关”这一调谐效应加以考虑。

图5 地震分辨率对层位标定的影响

［1］ 于群达，贾艳霞，李秋菊，等.准噶尔盆地西缘春光区块沙湾组沉积相及含油规律分析［J］.石油地质与工程，2010，24（5）：23-27.

［2］ 李海涛，王立歆，董月昌，等.准噶尔盆地车排子地区沙湾组油藏描述研究［J］.石油地质与工程，2010，24（1）：37-39.

［3］ 邵伟民，李小刚，花彩霞，等.车排子地区地震砂体识别解释在岩性油气藏勘探中的应用［J］.石油地质与工程，2011，25（6）：46-48，51.

［4］ M.B.Widess.How thin is a thin bed［J］.Geophysics，1973，38（6）：1176-1180.

［5］ 葛瑞·马沃可（Mavko，G.）等著.岩石物理手册［M］.徐海斌等译.安徽合肥：中国科学技术大学出版社，2008：51-53.

［6］ 云美厚，丁伟.地震子波频率浅析［J］.石油物探，2005，44（6）：578-581.

In the Chunguang block，by using the velocity and density of the sand and shale to construct the tuning wedge model，then perform the forward simulation，indicate the character of seismic response of the thin reservoir bed.Theoretic calculation and forward modeling prove that the tuning thickness of the thin reservoir bed in Shawan formation is about 8.7 m.When the thickness of reservoir bed is greater than 8.7 m，the top and base of the reservoir bed are generally calibrated at max trough and max peak，apparent thickness and true thickness are roughly or exactly equal.When the thickness of reservoir bed is less than 8.7 m，the calibrating location of the top and base of the reservoir bed will drift towards the Zero Phase，apparent thickness is markedly greater than the true thickness.There is a positive correlation between apparent thickness and true thickness.The conclusions are valuable for horizon calibration，tracing reservoir bed，predicting thickness of reservoir bed，and interpreting the amplitude attributes.

64 Forward modeling analysis of seismic response of thin reservoir bed in Chunguang block

Wang Pengfei et al（Petroleum Geophysical and Technology Research Institute of Henan Oilfield Branch Company，Sinopec，Nanyang，Henan 473132）

Chunguang block；forward modeling；wedge model；tuning effect

P631.445

A

1673-8217（2012）06-0064-04

2012-03-16；改回日期：2012-05-23

王鹏飞，1983年生，2006年毕业于长江大学勘查技术与工程专业，现从事石油物探研究工作。

吴官生