分频技术在北部湾盆地储层预测中的应用

李海鹏，隋波，陈奎，彭军　(中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东 湛江 524057)

分频技术在北部湾盆地储层预测中的应用

李海鹏，隋波，陈奎，彭军(中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东 湛江 524057)

[摘要]对于地震资料分辨率低、储层较深、非均质性强的地区，采用常规的波阻抗反演效果不好。基于时频分析的分频技术，能够细致研究时变地震信号，进而对储层进行预测。首先利用时频分析结合地震相研究沉积旋回变化，然后在研究频率振幅域与岩性的敏感性、频率能量与岩性交会性的基础上，提出使用分频技术进行储层预测。研究结果表明，基于匹配追踪算法的时频分析与地质沉积中的层序旋回符合较好，中频时振幅谱与砂岩相关性好，分频结果显示振幅能量分布与单井时频分析结果、地质沉积相认识符合度较高，说明利用分频技术进行储层预测是合理可靠的。

[关键词]分频技术；时频分析；匹配追踪；沉积旋回；储层预测

北部湾盆地涠西南凹陷古近系流沙港组三段(El3)由于地震资料分辨率低，储层埋深较深，并且受多期应力的反复作用，断层复杂；由于流沙港组二段(El2)上覆泥岩影响，速度研究较为困难，储层非均质性强。受到上述因素影响，采用声波阻抗反演未能获得较好的储层预测效果。

分频技术基于时频分析，是一种研究频率域和地震数据的有效手段。许多在时间域中不明显的地震信号，在频率域中能够清晰显示。因此利用分频技术，通过细致研究时变地震信号，进而对储层展布、薄互层或不连续砂体进行描述和刻画，从而达到储层预测的目的。

1时频分析与分频技术原理

时频分析技术利用设计时间和频率的联合函数来描述信号在不同时频的能量密度。地震波频谱中含有地下流体、岩性、构造等多种信息，通过找寻二者的关联性及规律，便可利用频谱资料进行储层预测[1～3]。

2时频分析应用

2.1　扇三角洲沉积时频旋回分析

研究区El3的上部为典型的扇三角洲沉积，从北向南，在地形较陡、近物源的背景下，快速沉积粗碎屑岩，分选性和磨圆度差，结构成熟度和成分成熟度均较低。顺物源方向，地震上往往为一楔状体(图1中A井处虚线框所示)，根部杂乱发射。由于扇三角洲一般发育在地形较陡的地区，因此扇三角洲平原一般较短。

图1　研究区扇三角洲沉积相带剖面

扇三角洲前缘是扇三角洲的主体部分，其纵向厚度大，岩性变化快，粒度略细，分选和磨圆相对较好，牵引流和重力流成因的沉积构造均很发育。顺物源方向，由北向南，在地震剖面上层序界面较稳定，反射特征较明显(图1中B井处虚线框所示)。

A井的柱状图(图2)所示，El3的上部岩性主要以砂砾岩、含砾粉砂岩、泥岩等细粒沉积物组成，沉积层序以正韵律为主，有少量不明显的反韵律，自然伽马曲线由箱形、钟形的组合形态向上逐渐变为低幅的箱形，表现出分流河道沉积、漫沼沉积及水上非水道化砂(泥)质碎屑流沉积等特征。由A井的时频谱进行分析可以看出，A井整个El3长期层序旋回与时频旋回对应较好(图2中A井箭头所示)，中期旋回由于扇三角洲平原沉积的特点，地震反射上表现得较为杂乱，因此难以与时频旋回准确对应[4，5]。

B井的柱状图(图2)所示，El3的上部岩性以砂岩为主，沉积层序以正韵律为主，有部分较短期的反韵律，自然伽马曲线由低中幅微齿化箱形、钟形向上渐变为微齿化泥岩基线，主要表现为水下分流河道间沉积、水下非水道化砂质碎屑流沉积等特征。分析B井的时频谱得出，B井整个El3长期、中期旋回与时频旋回的对应关系均较好(图2中B井箭头所示)，无论是正韵律还是短期的反韵律在时频谱上都能得到反映。

图2　扇三角洲平原、前缘A井、B井垂直时频扫描

综上分析可以得出，地质上的沉积旋回性会使地震波的谱频沿时间出现差别，这种差别可以通过时频旋回分析得以体现；反之，时频旋回分析也能反推沉积旋回特征、在纵向上的变化等，对于少井或井资料缺乏地区的地质认识提供了重要分析手段。

2.2　时频剖面分析

对研究区处于扇三角洲前缘沉积亚相的不同区域标志井进行井旁地震道的全频段扫描，以0Hz和60Hz作为起始和结束频率，以1Hz为频率增量，得到60个频率连续变化的调谐振幅数据。

选取目标区的C井、D井、E井，通过扇三角洲前缘的时频分析图可以看出，砂砾岩在目的层段(图3中虚线框所指)的频率、振幅响应特征表现出中频(15～30Hz)、强振的特点，砂岩较为发育。综合时频分析的结果，在振幅谱剖面上表现出的差异说明频率振幅域对岩性发育状态的差异性更为敏感。

图3　扇三角洲前缘C井、D井、E井井旁道时频剖面(25Hz)

3分频技术应用

3.1　频率域振幅能量与岩性交会分析

确定储层的频率、振幅响应特征是进行分频技术的基础，首先通过对井旁道地震数据进行时频分析，同时结合钻井资料确定储层的频率和振幅响应参数，再结合地震、钻井资料确定分频结果，从而预测储层的砂体展布(图4)。

图4　地震分频预测砂体展布流程图

对研究区各井在低(15Hz)、中(25Hz)、高(35Hz)3个频率下的振幅与其砂砾岩体积分数进行交会(图5)，结果表明，砂岩发育程度与中频25Hz下的振幅能量相关性最好。

图5　研究区各井在低、中、高频率下的振幅与砂砾岩体积分数交会图

3.2　砂体展布预测

对15、25、35Hz的分频结果提取均方根振幅谱(图6)。分析表明：低频15Hz下的振幅能量多集中在南北物源之间的中间地带以及西北部，结合单井时频分析结果以及沉积相认识，振幅异常值并非储层的反映；高频35Hz下的振幅能量与中频25Hz有些相似，但内部变化特征与各井砂体厚度变化特征符合度不高，受断面杂乱信息影响严重；中频25Hz时的振幅能量强弱特征差异较大，能量分布具有规律性，在研究区北块有明显的东西2个能量异常体，结合钻井、地质认识，判断其为2个受北方物源控制的扇三角洲相沉积体，在研究区南块，也有2个能量异常体，为受南方物源控制的砂体，中部能量较弱地带为滨浅湖泥相沉积体[6～9]。通过分析得知，研究区频率响应以中频为主，且25Hz时频域振幅能量与砂砾岩体响应相关性最好。

图6　研究区分频后15(a)、25(b)、35Hz(c)的均方根振幅谱图

4结论

1)论述了一种时频分析结合地震相研究沉积相垂向旋回变化，以及频率振幅域与岩性的敏感性分析的方法。基于匹配追踪算法的时频分析与地质沉积旋回符合度较好，研究区的砂砾岩在振幅谱剖面上表现为中频、强振的特点。

2)在地震资料分辨率受限、储层非均质性强的条件下，分频技术提供了一种预测砂体的重要途径。研究区在中频时振幅谱与砂岩相关性好，分频结果显示振幅能量分布与单井时频分析结果、地质沉积相认识符合度较高，储层预测结果合理可靠。

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[编辑]龚丹

[引著格式]李海鹏，隋波，陈奎，等.分频技术在北部湾盆地储层预测中的应用[J].长江大学学报(自科版) ,2015,12(29):28~31.

[中图分类号]P631.44

[文献标志码]A

[文章编号]1673-1409(2015)29-0028-04

[作者简介]李海鹏(1982-)，男，硕士，工程师，从事地球物理解释及反演方面的研究工作，89357805@qq.com。

[基金项目]中海石油(中国)有限公司自有综合课题基金项目(ZYKY-2012-ZJ-02)。

[收稿日期]2015-01-06