利用叠前反演技术规避地震振幅异常陷阱

2013-05-13张卫卫中海石油中国有限公司深圳分公司研究院广东广州510240

石油天然气学报 2013年1期

张卫卫（中海石油（中国）有限公司深圳分公司研究院，广东广州510240）

1 问题的提出

近30年的研究认为，珠江口盆地白云深水区发育古近系珠海组浅海陆架三角洲沉积体系和新近系珠江组／韩江组深水扇沉积体系2套纵向叠置的深－浅水储层［1］。由于其独特的沉积环境，白云深水区主要目的层MFS18．5～SB23．8之间的含气砂岩波阻抗远低于围岩，导致在地震剖面上表现为很强的地震振幅异常，即通常所说的 “亮点”特征。但是在同一个圈闭的同一套砂岩层的较高部位，其地震振幅变弱，是否说明高部位的砂体不含气或砂体变薄呢？地震振幅异常是否与岩性或含气性成正比关系呢？这两个问题如果不能较好地回答，就会陷入地震振幅异常的陷阱，难以打开岩性圈闭的勘探局面。针对这两个问题，通过珠江口盆地白云深水区H构造气田的发现，得到了对地震振幅异常更加完整的认识，避免了地震振幅异常陷阱。

H构造是发育在白云深水区古隆起上的断背斜构造，位于陆架坡折带上陆坡位置，发育深水重力流水道化砂体。珠海组、珠江组各层构造形态相似，高点位置一致，主要目的层为珠江组SB21．0的低位楔沉积、斜坡水道砂岩以及SB23．8之下的珠海组三角洲砂岩［2～4］。2010年首钻H1井获得发现，在珠江组下段发现3层近70m的气砂（sand1、sand2、sand3），其中sand1为气田的主要储层段。紧接着又在H1井东南方向钻探了H2井，在sand2钻遇气层，sand1砂体在H2井处已经尖灭。根据H1井、H2井钻后分析认为，该气田的储层主要为深水重力流水道化砂体，并从该构造sand1地震振幅异常与构造深度叠合图（图1）及H1井、H2井、H3井（设计）连井地震剖面（图2）上看到，H3井（设计）处的sand1地震反射振幅明显弱于H1井，所以部分研究人员认为在构造顶部，由于水道的切割能力有限，可能不发育储层。也有研究人员认为毕竟H3井设计在构造的高部位，虽然地震振幅比较弱，但如果一旦成功，H构造的储层将不会是目前所认识的几条水道所控制，可能是整个构造控制的大气田，是否钻探H3井存在很大的争论。为了不放过可能的大气田，也为了降低勘探风险，研究人员利用地震正演、叠前反演对H3井进行钻前评价，研究是否有含气的可能。

图1 H构造sand1振幅异常与构造深度叠和图

图2 过H1井、H2井、H3井连井地震剖面

2 地球物理正演模拟

地震剖面上显示H3井处sand1地震振幅变弱，为了分析H1井处sand1到H3井处的厚度变化，应用地球物理技术进行了研究。从地震剖面上看，从H1井到H3井位处，sand1的地震反射振幅变弱，根据地震反射理论，砂体有可能变薄也有可能变厚。

为了验证地震振幅的变弱到底是由于砂体变厚还是变薄引起，根据H构造的实际数据，取零相位30Hz的雷克子波，制作多种正演模型。考虑到H1井的sand1之上覆盖着一层近15m厚的高阻抗灰岩，由于不清楚这套灰岩在H3井处如何发育，设计了这套灰岩在H3井处可能厚度不变、尖灭、变厚3种情况，加上sand1从H1井到H3井的厚度变薄或变厚两种情况共得到6种模型的地球物理正演结果（图3、4）。从正演结果来看，砂体由26m变薄或变厚，地震反射振幅都会变弱，但是地震波形不同。当砂体变薄时，不管上覆灰岩厚度如何变化，地震反射波形变化不大，频率稍微变高，地震反射波峰和波谷逐渐靠拢；而当砂体变厚时，不管上覆灰岩厚度如何变化，随砂体厚度的增加，地震反射波形逐渐多出一个反射轴，且地震波的频率逐渐变低，波峰和波谷之间的距离逐渐拉大。根据正演结果，对H1井、H3井处的sand1地震波形进行了分析，H3井处的sand1地震振幅弱于H1井，且可以明显看到，H3井处的sand1地震波频率明显低于H1井，且H3井处sand1地震反射波形明显多出了一个反射轴（图5）。根据以上分析认为，H3井的sand1地震振幅变弱是由于厚度变大造成，砂体不仅没有尖灭，反而变得更厚，但砂体是否含气有待分析。

3 叠前反演

通过地震正演分析，认识到H3井sand1可能比H1井sand1更厚，为了确定H3井砂体是否含气，进一步利用叠前反演技术进行烃类检测。传统的叠后波阻抗反演的地震资料属于全倾角叠加资料［5］，损失了很多地震反射中与储层和油气相关的信息。叠前反演是利用叠前道集数据的AVO信息进行反演得到岩石的弹性参数的一种新方法，与常规叠后反演不同，该方法不仅可以得到纵波阻抗，还可以得到密度、横波阻抗、纵横波速度比、体积模量等弹性参数，而且这些弹性参数往往对储层甚至气层能进行更好地描述［6～12］。叠前反演在白云深水区的勘探实践中获得了较大的成功［13，14］，为了进一步降低勘探风险，更好地对H3井进行钻前烃类检测，笔者运用叠前反演技术对H构造进行了分析。

图3 砂体变厚正演模型及正演结果

图4 砂体变薄正演模型及其正演结果图

图5 过H1井、H3井连井地震剖面图

首先利用区域已钻井测井数据进行岩石物理分析，寻找对岩性、含气性敏感属性［15，16］。在该区利用ρ和λρ（λ为拉梅常数，ρ为密度）交会图能较好地识别该区的气层，得到了该区气层识别模版：ρ＜2．32g／cm3、λρ＜18GPa·（g／cm3）（图6）。

图6 H构造ρ－λρ交会图与测井曲线图

利用该区高质量的三维叠前共反射点道集资料对该区域进行了叠前反演，得到了ρ、λρ等属性体。根据岩石物理分析得到的该区域气层识别模版，对叠前反演得到的ρ、λρ属性体进行交会分析，得到该区烃类检测结果（图7）。从图7上看，H1井的sand1、sand2、sand3、H2井的sand2都能识别；H3井的sand1、sand2虽然地震反射振幅较弱，但是其ρ、λρ都比较小，与区域上含气砂岩属性一致。综合地球物理正演和叠前反演结果，认为H3井可能钻遇比H1井更厚的气层，地震反射振幅变弱可能是由于气层变厚、大于1／4波长的原因。钻后测井解释H3井在sand1、sand2钻遇2套近65m的气层，验证了钻前预测完全正确。

4 结论和建议

通过白云深水区H构造H3井的钻前储层预测与烃类检测，得到了关于地震振幅异常分析比较完整的结论。

图7 过H1井、H2井、H3井叠前反演ρ与λρ交会解释剖面

1）地震反射振幅的强弱取决于地下岩层之间的波阻抗差，波阻抗差越大，地震反射振幅相对越大。砂岩气层之上的灰岩盖层与泥岩盖层的差别导致气层的地震反射振幅强弱的变化。地震反射振幅不与储层厚度、含气性成正比关系，即使同一圈闭的同一地层，地震振幅强，并代表砂体变厚或含气性变好。

2）地球物理正演结合高质量的三维地震数据能对储层甚至气层厚度进行准确地预测。

3）由于地层埋深的不同、岩层之间组合关系的不同导致纵波阻抗不能有效识别气层。但是，叠前反演得到ρ、λρ等岩石物理弹性参数能准确地识别气层，是烃类检测的好方法。

4）地球物理正演、叠前反演技术在白云深水区的目标钻前烃类检测上取得极大的成功，但是也注意到该方法受到如地震资料保幅处理、测井数据的编辑、叠前反演的精度等因素的制约，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；并且由于深层地球物理特性的复杂性，该方法对深层的烃类检测能力也有待加强。目前叠前反演还只能对含气性进行判断，对含气饱和度的判别还无法做到，这将是今后进一步的研究方向。

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