基于地震-复合微相分析砂体描述技术研究及应用

2013-09-20邓吉锋周东红杜晓峰陈国童吴奎

断块油气田 2013年1期

关键词：层序砂体岩性

邓吉锋，周东红，杜晓峰，陈国童，吴奎

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院，天津 300452）

秦皇岛A油田开发井完钻后，储量成倍增长。钻后分析认为，明下段曲流河沉积储层横向变化大，石臼坨凸起中段构造背景较好，二者相匹配形成了众多构造-岩性复合圈闭。

该油田新发现的Ⅰ-1120砂体，单井控制石油地质储量占油田新增储量的87%，这表明本区构造-岩性复合油气藏勘探具有较好的勘探前景。河流相沉积储层的预测也面临着一系列问题，如砂层厚度薄、横向变化快等。

针对影响储层预测中的难点，本文探讨了如何降低储层预测风险，同时形成了一套基于地震-复合微相分析的河流—浅水三角洲相砂体描述体系［1-6］，对所描述的砂体作了定量解释。

1 高精度地层层序格架

体系域格架内区域沉积相研究，对于储层预测具有一定意义，但无法满足精细储层预测的要求。在岩性地层圈闭勘探中，迫切需要地层、沉积相研究精细化，但地震资料上的沉积微相一般无法识别。因此，利用地震微相［1］识别技术，使储层预测结果更精确。

地震-复合微相建立在高精度层序地层格架下，利用密集开发井网开展高频层序框架下沉积微相的研究，建立不同沉积微相的垂向序列和平面展布［2］。在区域层序地层、沉积相研究的基础上，结合A油田的勘探开发成果，选择明下段地层为研究重点。

遵循井震结合、由大至小的原则，划分了8个准层序组（见图 1）。

高精度层序划分结果表明，准层序组旋回受控于层序发育位置，水进期以向上水体逐渐变深的退积准层序组为主，反映了在平缓古地貌背景下的区域水进；高位域沉积时期以向上变粗准层序为主，体现了水体变浅，进积作用变强。准层序组厚度主要表现为中期（水进—高位早期）“沟道”化明显，晚期分割性差［3-8］。

2 砂体地球物理响应特征

2.1 岩性类型及砂岩厚度分布

岩性资料统计分析表明，明下段主要岩性为砂岩、细砂岩、含砾砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩等。

根据钻遇砂岩厚度统计结果，准层序组单层砂岩最大厚度为26 m，高位域中下部的最大砂体厚度小于10 m，大于10 m的厚层砂岩多出现在低位+水进域底部和高位体系域的顶部，岩性较粗。

宏观上，岩性组合类型主要有：1）泥岩夹中等厚度砂岩，上下围岩为厚层泥岩，中间为砂岩，砂岩厚度为3～15 m，泥岩厚度为 7～40 m，属于典型的“泥包砂”现象，在本区较常见；2）复合厚互层，几段砂岩被泥岩分割，砂岩厚度为7～16 m，泥岩为2～15 m，上下泥岩的厚度大于砂岩或与砂岩厚度相当；3）泥岩夹薄层砂岩，上下围岩为厚层泥岩，厚度为15～50 m，砂岩厚度为2～5 m，厚度远小于上下围岩，这类岩性组合在本区也比较常见（见图 2）。

图2 QHDA1井钻遇砂体厚度

2.2 河流相地震资料反射特征

钻井资料分析表明，明下段河道砂体不连续，不以完整河道形态出现，而是以孤立、分散的砂体出现。砂岩体积分数在30%左右，单层砂岩最大厚度为26 m；单层泥岩最大厚度为49 m（见图2），宽度在100～2 000 m。砂体的地震资料特征表现为强振幅、弱横向连续性，具有“亮点”特征（见图3）。其同相轴比邻近反射波的同相轴粗、能量强，横向上有变化，即中间强两端弱，这是由于砂体厚度变化形成的。

图3 砂体地震响应特征

2.3 砂体正演模拟分析

钻井资料表明，主力含油砂体最大厚度为26 m，在地震资料可分辨范围内，砂泥岩的反射界面可靠。

岩石物理分析得知，储层地震波速主要在2 500～3 000 m/s，1/4波长约为26 m。考虑调谐效应，地震模拟设计砂体厚度为26 m，主频35 Hz，砂岩速度3 000 m/s，泥岩速度2 800 m/s。模型主要为湖扩域早期或高位域晚期准层序组内部的岩性组合，模拟结果见图4，其中红色代表泥岩，黄色代表砂岩。通常，大于10 m的厚砂岩，单井沉积微相分析多为厚分流河道，该类沉积微相砂岩的地震反射以强振幅为主。

图4 正演模型分析

2.4 地震属性技术

地震属性分析的目的，是把地震资料中隐藏的、丰富的地震信息以地震属性为载体提取出来，并把这些信息转化为与岩性、物性有关的能为地质解释服务的信息［6-14］。

2.4.1 地震属性的确定及优选

每种地震属性可以从不同角度反映地下岩石物理特征，与岩性、物性及油气水的关系很复杂，存在多解性和重复性；因此，必须结合不同地震属性的物理意义及其代表的地质意义［10］，在属性提取前进行属性筛选，初步确定反映研究目标的地震属性。秦皇岛A油田新近系以“泥包砂”沉积类型为主，砂、泥岩的界面往往可以形成较强的地震反射界面，所以可应用均方根振幅追踪地震异常体，根据均方根属性的变化特征，可以定性判断砂岩的分布情况。

2.4.2 地震属性标定

地震属性标定利用测井资料解释砂体物性参数，建立与井旁道地震属性之间的相关性，构建测井参数与地震属性间的函数关系，将地震属性转换成砂体物性信息，并推算到无井区［11］。

2.4.3 地震属性定性分析

利用属性标定建立地震属性与砂体岩石物性参数之间的关系，进行属性定性分析，用以描述砂体的物性参数［15-19］。

该区具有明显低的砂地比，使得在井点位置开展岩石组合与地震振幅强弱统计分析十分有利。利用此种统计方法对准层序组进行了详细统计，得到以下结论：1）复合厚互层的岩性组合对应强振幅；2）泥岩夹中等厚度砂岩的岩性组合对应中强振幅；3）大套泥岩夹薄层砂岩的岩性组合对应弱振幅。

分析结果表明，振幅与岩性之间的对应关系良好，所有测井岩性组合与振幅属性的吻合率较高，为后期利用强振幅、中强振幅预测砂岩提供了依据。

利用沿层地震属性信息研究储层的沉积相和沉积演化过程。钻井标定，含油砂层在地震剖面上特征为高频强反射，以此为依据提取了明化镇组的均方根地震属性，研究其在平面上的分布规律。由此初步确定了主力油层段明化镇组Ⅰ-1120砂体的分布范围。

2.5 地层切片技术

地层切片技术是以解释的2个等时沉积界面为顶底，在地层的顶底界面间按照厚度等比例内插出一系列层面，沿这些层面逐一生成地震属性切片的方法。这项技术简单实用，基本反映了真实的等时沉积界面。此技术虽不能精细刻画砂体的平面形态，但能快速扫描出潜力砂体形态及位置［13-19］。

以解释层位为参考，将明化镇组划分成若干等分，逐层扫描出明化镇组Ⅰ-1120砂体。

2.6 测井约束反演技术

测井约束地震反演是在测井资料基础上，经过构造解释，建立初始波阻抗模型，通过相关计算，反复迭代，最终得到地质模型的技术。测井约束反演充分利用了测井资料丰富的高频信息和完整的低频成分，弥补了地震有限带宽的不足。该方法可获得高分辨率地层波阻抗资料，提高预测精度。利用反演结果精细描述了明化镇Ⅰ-1120 砂体［10-17］。

3 应用效果

为确保砂体追踪与描述的准确性，在砂体描述过程中采取了严格的质量控制：严格的井震标定，做到砂体顶底阻抗区分明显；手工拾取，以砂体的尖灭点、能量减弱点、极性反转点和断层为砂体的边界。

砂体的追踪与描述：首先，利用地层切片扫描潜力砂体，确定潜力砂体的大概位置；然后，设置合理的时窗，针对潜力砂体提取均方根地震属性，进一步明确砂体横向变化；最后，利用井约束波阻抗反演结果，详细刻画砂体形态以及空间展布。

多种地球物理技术互相印证，得到最终的砂体形态顶面图；结合钻井资料，利用自然电位曲线、伽马曲线分别对构造区明下段主要砂体的顶底面进行精细标定。根据标定结果，进行精细刻画和描述，最终在秦皇岛A油田精细描述了8个砂体（见图5）。

图5 砂体叠合精细描述结果

4 结束语

利用高精度地层层序格架，基于地震-复合微相分析，运用测井约束地震反演、地震属性分析、地层切片等技术研究砂体分布，对砂体作出更符合沉积学理论的解释，解释成果更加符合地质规律。该技术在渤海油田滚动勘探开发中取得了丰硕成果，根据其预测结果，部署钻探了A3井，总共钻遇了102.3 m油气层。另外，体系域格架内区域沉积相的研究，对于储层预测有一定的指导意义，但无法满足精细砂体雕刻要求。

［1］徐怀大.地震地层学解释基础［M］.武汉：中国地质大学出版社，1980：3-20.

［2］宋维琪.应用地震属性与测井数据反演储层参数［J］.勘探地球物理进展，2003，26（3）：216-219.

［3］王琦，李红梅.开发地震在大庆长垣喇嘛甸油田储层预测中的应用［J］.石油与天然气地质，2012，33（3）：490-496.

［4］陈裕明.综合多种地震信息预测预测油气富集区的一种最优化方法［J］.石油勘探与开发，1994，21（4）：10-14.

［5］崔永谦，秦凤启.河流相沉积储层地震精细预测方法研究与应用［J］.石油与天然气地质，2009，30（5）：668-672.

［6］李淑恩，张延章，温艳军，等.北大港构造浅层地震亮点与天然气勘探［J］.天然气地球科学，2003，14（4）：291-294.

［7］江青春，王海，李丹，等.地震波形分类技术应用条件及其在葡北地区沉积微相研究中的应用［J］.石油与天然气地质，2012，33（1）：135-140.

［8］王西文，刘全新，苏明军，等.滚动勘探开发阶段精细储集层预测技术［J］.石油勘探与开发，2002，29（6）：138-141.

［9］田鸿照，彭彩珍，于雪琳，等.水驱油田开发指标的综合预测法［J］.断块油气田，2011，18（2）：238-240.

［10］朱广生.地震资料储层预测方法［M］.北京：石油工业出版社，1995：1-239.

［11］胡再元，陈恭洋，胡圆圆.堡子湾地区长6油层组储层沉积相研究［J］.断块油气田，2008，15（6）：32-36.

［12］刘钰铭，李园园，张友，等.喇嘛甸油田密井网砂质辫状河厚砂层单砂体识别［J］.断块油气田，2011，18（5）：556-559.