福山凹陷白莲地区流沙港组AVO异常响应特征分析

陈思路，潘仁芳，周 洋,彭 鹏，曹 阳(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北 荆州 434023)

冯金燕 (长江大学计算机科学学院，湖北 荆州 434023)

陈 玲 (长江大学地球科学学院，湖北 荆州 434023)

福山凹陷白莲地区流沙港组AVO异常响应特征分析

陈思路，潘仁芳，周 洋,彭 鹏，曹 阳(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北 荆州 434023)

冯金燕 (长江大学计算机科学学院，湖北 荆州 434023)

陈 玲 (长江大学地球科学学院，湖北 荆州 434023)

AVO正、反演方法结合可以进行AVO异常响应特征分析，进而预测油气平面分布。将AVO技术应用于福山凹陷白莲地区流沙港组储层，在综合分析流沙港组地质、测井和地震资料特点的基础上，基于Zoeppritz方程和Shuey简化式分别对福山凹陷白莲地区某井进行正演和反演。基于Zoeppritz方程的正演结果表明，该区油气层零炮检距地震反射系数为负，振幅随炮检距的增大而增大；基于Shuey简化式的反演结果表明，油气层处AVO属性截距P、斜率G和泊松比(P+G)均呈负异常；正反演结论一致。

福山凹陷；流沙港组；AVO正演；AVO反演；AVO异常响应

福山凹陷位于海南岛北部地区，涵盖海口、琼山、澄迈、临高等市县，属北部湾盆地南部斜坡带东缘的新生代断陷凹陷。福山凹陷地质条件复杂，地震反射受火成岩屏蔽和干扰影响严重，勘探难度较大[1]。

常规的叠后地震资料损失了隐含在每一个CDP点或CMP点中的原始振幅、频率和相位等丰富信息，而未经水平叠加处理的叠前地震道集保留了这些信息，理论和实践证明，从振幅异常中可以识别出“烃类异常”[2]。通过分析振幅随炮检距的变化特点，即AVO(Amplitude Versus Offset)[3]分析，可以将这种与岩性及含油气有关的“振幅异常”提取出来，进行油气分布预测。所以，将AVO技术应用于福山凹陷，对认清福山凹陷地层岩性及含油气性具有重要意义。为此，笔者对福山凹陷白莲地区流沙港组AVO异常响应特征进行了分析。

1 AVO分析方法

AVO的分析方法包括2个方面，即正演和反演。正演是指基于地质和测井数据，设计不同参数组合模拟地震响应，分析振幅系数随炮检距的变化规律及其与岩性、含油气性的关系；反演指利用地震资料基于算法反演岩石的密度、纵波速度、横波速度、泊松比等弹性参数，分析与岩性及含油气相关的岩石弹性参数的异常。AVO正演的理论基础是Zoeppritz完整表达式，AVO反演的理论基础是Shuey简化式[2]。正、反演应当结合使用，只有两者结论一致才能得出正确的推断。

即当入射角θlt;30°时[4]：

R(θ)=P+Gsin2θ

2 油气层测井曲线特征

福山凹陷主力产层为流沙港组三段，其次是流一段，储层岩性为砂岩、含砾砂岩、砂砾岩。流三段孔隙度一般为13%～18%，渗透率为(1～1600)×10-3μm2，属中孔中低渗，盖层为上覆流二段泥岩[1]。

流三段(未钻穿)含油气层多而薄，垂直深度集中在2850～2860m段。以福山凹陷白莲地区f井为例，该井油气层处测井响应特征如图1所示。从图1可以看出，油气层的伽马值明显低于泥岩，自然电位为负异常，曲线呈低幅齿状；砂岩含油气后，纵波速度和密度下降明显，纵波速度由3909.52m/s下降到3570.80m/s，密度由2.55g/cm3下降到2.33g/cm3；横波速度下降不明显，由2348.05m/s降至2242.83m/s；而泊松比和波阻抗下降非常明显，泊松比由0.22降至0.12，发射系数为负。这说明研究区油气层具有如下特征：低速度低密度，波阻抗降低；储盖组合为上覆高速度高密度泥岩盖层、下伏低速度低密度砂岩。对储层而言，因为其孔隙度和饱和度相对较大，所以造成速度和密度变化非常明显。

图1 油气层测井响应特征

3 AVO正演分析

图2 不同孔隙流体状态下油气层顶面振幅随入射角变化趋势图

以AVO正演指导AVO反演，检测出井点附近区域的异常，再延伸至剖面或平面是AVO技术必不可缺的分析手段。纵、横波速度和密度受孔隙流体影响很大，不同流体状况的地震响应特征必然不同。通过AVO正演可以将测井信息转换为地震信息，即利用测井解释数据基于Zoeppritz方程得到原始流体状态下的角度道集；同时利用Gassmann方程进行流体替换[5]，分别得到饱含水和饱含气曲线，模拟出饱含气和饱含水2种极端状态下的地震道集。

该研究区f井3种孔隙流体状态下油气层顶面反射振幅随入射角的变化趋势图如图2所示。从图2可以看出，孔隙饱含气情况下，零炮检距时呈负极性反射(P值为负)，振幅随入射角增大而增大(G值为负)；原始流体情况下，振幅随入射角变化规律与饱含气时相同；孔隙饱含水情况下，零炮检距时虽然也呈负极性反射(P值为负)，但振幅随入射角增大而减小(G值为正)：实际角度道集的振幅规律也与饱含气和原始模型振幅规律相似，上述情形属于典型的含油气地震响应特征，而实际地震响应与AVO正演模拟结果也相同，说明测井和地震解释的结论一致，由此可确定该井含油气。

4 AVO反演分析

图3 井点附近截距异常显示图

从各种反演数据体中选择最基本的AVO属性(截距P、斜率G和泊松比)来表征该研究区的AVO异常响应特征，从而预测油气分布。根据岩石含油气后的降速、降密度和低泊松比效应，结合Shuey简化式可知，P呈负异常指示可能含油气。当P为负值时，G的正异常代表振幅随炮检距增大而减小，其负异常代表振幅随炮检距增大而增大。截距和斜率的数学组合(P+G)可作为泊松比的反映参数[4]，其负异常显示含油气。该研究区f井井点附近截距、斜率和泊松比异常显示图分别如图3、4和5所示。从图3～图5可以看出，该井测井解释油气层处AVO截距、斜率和泊松比均表现为负异常(深色部分表示AVO属性呈负异常，虚线框所示为该井井点附近AVO属性呈负异常)，其延伸分布具有一定规模，从而指示出很好的含油气性。上述反演结论与正演结论一致，而且负异常明显，指示出很好的含油气性。实际生产中该井试油气结果为自喷井；日产油35.29m3；日产气130148m3。

图4 井点附近斜率异常显示图

图5 井点附近泊松比异常显示图

需要指出的是，福山凹陷火成岩极其发育，受流二段大面积分布的高密度高速度的侵入岩与流二段低密度低速度泥岩形成的强反射的屏蔽和干涉，流三段的地震反射品质极差[1]，同相轴非常不连续，强、弱反射杂乱，这从一定程度上影响了反演数据的精确度。

5 结 论

1)AVO正演显示实际振幅异常响应与饱含气时相似，即零炮检距时呈负极性反射，振幅随炮检距的增大而增大，属于典型的含油气地震响应特征。

2)AVO反演显示井点附近截距、斜率和泊松比都呈负异常，其延伸分布具有一定规模，指示其具有良好的含油气性。

[1]石彦民,刘菊,张梅珠,等.海南福山凹陷油气勘探实践与认识[J].华南地震,2007,27(3):57-68.

[2]印兴耀,韩文功,李振春，等.地震技术新进展(下)[M].北京：中国石油大学出版社，2006.

[3]潘仁芳. AVO的内涵与外延[J]. 石油天然气学报(江汉石油学院学报)，2006,28(2): 50-55.

[4]Castagna J P. Framework for AVO gradient and intercept interpretation [J]. Geophysics, 1998,63 (3):948-956.

[5]史燕红.基于Gassmann方程的流体替换[D].成都：成都理工大学，2009.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.04.017

P631.4

A

1673-1409(2012)04-N052-03

2012-02-13

陈思路(1987-)，女，2009年大学毕业，硕士生，现主要从事储层地球物理表征和储层预测方面的研究工作。