白云岩储层地震相分析技术研究与应用

高　改，雒文杰，张盟勃，蔡克汉，黄黎刚

白云岩储层地震相分析技术研究与应用

高改，雒文杰，张盟勃，蔡克汉，黄黎刚

（中国石油长庆油田勘探开发研究院，西安 710021）

地震相分析是确定沉积环境的重要手段之一。通过对研究区分析研究，确定白云岩储层相同岩性不同物性之间在地震波形、振幅、频率上均存在差异，以此特征为依据，建立地震响应与有效储层之间的对应关系，应用地震相分析技术划分地震相，进一步转化成沉积相，划分有利区，对下步大规模开发具有重要意义。

白云岩；地震响应；地震相；沉积相

地震相是在一定区域内，由特定的地震反射参数所限定的三维反射单元，其地震参数（几何参数、物理参数、定量参数、对比参数）反映了沉积岩一定的岩性组合、层理及沉积特征，但两者之间并没有一一对应的关系。地震相分析则是借助现有的地震数据处理和计算手段，分析地震资料中隐含的信息来确定地震相特征与沉积相单元的关系，并利用剖面上地震地层参数的相似性与差异性及相互间的关系划分地震相，最后结合区域地质研究，确定沉积岩相特征，解释沉积盆地的古地理环境，预测有利的储气相带。通过统计苏X井区完钻井资料以及实际过井剖面，并以模型正演为印证，分析确立白云岩储层地震响应与岩相的对应关系，同时运用地震相分析技术，对研究区地震属性进行总体变化规律认识，最后通过钻井相分析结果标定，将地震相转化成沉积相，划分有利区，为下步大规模开发提供依据。

图1　苏X井区已知井过井剖面

1　概况

苏X井区是目前储气库建设的重点区块，该区奥陶系马家沟组上部的马五5气藏是典型的岩性圈闭气藏。马五5地层与上覆上古生界石炭系泥岩近距接触，石炭系本溪组铝土质泥岩可作为盖层，底板为马五6灰岩和致密白云岩，气藏顶底封隔条件良好；侧向上，区块周围完钻井马五5地层普遍发育致密灰岩，局部云化形成的白云岩，储层致密，侧向地层具备良好的圈闭条件，含气富集区相对独立，圈闭密封性好［1-2］。对于储气库建设来说，能够确定气藏的边界是目前最主要的问题。从近年完钻探井及开发井的产量资料来看，马五5气层产气量与有效厚度有较好的相关性，有效厚度大于2m时试气产量一般大于2×104m3/d，表明储层物性为控制气井产能的主要参数。

图2　中组合马五5储层波形特征模型正演

2　地震反射分析

通过对苏X井区13口完钻井马五5段的声波测井资料进行各岩性段层速度统计分析，发现马五5白云岩储层发育段层速度为6 038～6 327m/s，非储层段层速度为6 443～6 667m/s；盖层本溪组碎屑岩地层平均速度4 800m/s，底板马五6灰岩平均速度6 094m/s。利用分式γ≈（v2-v1）/（v2+v1）求取反射系数γ，碎屑岩与白云岩储层段的反射系数为0.16～0.18，与白云岩非储层段的反射系数为0.19～0.21，均属强能量反射；马五5白云岩储层段至马五6灰岩地层反射系数为0.004～0.018，为弱能量反射，非储层段至马五6反射系数为0.03～0.04，属中-强能量反射。

从井震标定结果来看，上古生界碎屑岩与下古生界碳酸盐岩界面可作为明显标志层，马五5地层由于上覆盖层从东向西逐渐减薄，马五5地层出现穿层现象，即马五5标定从波峰下零值、波峰再过度到波峰上零值。然而在完钻井实际过井剖面上发现，马五5地层储层发育段纵向上往往表现为复波反射特征（图1），即高产井（S1-S4）波形特征为双反射同相轴，表现为中弱反射特征，储层欠发育段（L1）则只表现为强的反射特征。

针对有利储层发育区出现的地震反射特征，结合已知储层发育的典型井声波测井速度，建立岩石物理模型进行模型正演（图2）。图中背景碎屑岩段地震速度设为4 800m/s，密度为2.58g/cm3；深紫色为太原组发育的灰岩，平均厚度20m，地震速度6 200m/s，密度2.75g/cm3；黑色为该地区普遍发育的煤层，是主要的标志层之一，平均厚6.0m，密度2.0g/cm3，地震速度2 500m/s；本溪组主要为铝土质泥岩，厚度变化大，由几米只几十米，模型主要根据该区的地层分布状况来设定；下古生界马五5地层主要发育白云岩，其中非储层段地震速度平均6 500m/s，密度2.8g/cm3，储层段地震速度为6 000m/s，密度2.73g/cm3，并采用主频为40HZ的雷克子波进行模型正演。地震正演结果表明，白云岩储层发育则纵波阻抗降低，波形特征表现为振幅减弱、频率降低，出现明显的复波现象，而白云岩储层欠发育区，纵波阻抗和波形特征均无明显变化。

这些资料都表明，波形和振幅是对该地区白云岩储层分布相对敏感的地震相特征，也就是该地区的“地震异常体”，这一特征对白云岩地区应用地震相分析技术预测储层分布提供了重要的指导意义。

图3　苏X井区过S1井测线叠加剖面

3　地震相分析

大量的理论和实践表明，源于地下岩石物理特性的各种地震属性隐含了地层岩性、岩相、储层物性和流体成分等有关信息，虽然这些信息可能受到不同因素的影响，但它们确实隐含在地震数据中［3-10］。地震相分析方法就是试图从大量的数据中提取地震属性来识别这些信息，并利用井资料来确定地震属性与储层沉积相之间的关系，最终揭示储层的地质特征。

图4　目标层段各属性体平面图

3.1属性运算

通过对工区内地震及井资料的分析，以本溪组顶部煤层为标志层位，参考目标层段地震波形特征，以2ms为间距切取一系列沿层切片，结合地震反射能量建立了标志层向下36ms的等厚时窗，该时窗基本涵盖了主要产层的发育层段（图3）。

对研究时窗分别提取振幅、频率、相位等特征参数开展地震属性运算。从属性运算结果来看，该层段在振幅、频率及相位方面均有响应，且在瞬时类计算时响应特征表现更明显（图4），这些异常分布的范围大体相似，但在细节上还存在明显差异。

3.2波形分类

该分类主要是应用神经网络技术对目标时窗内的地震数据进行波形分类。首先选择参与分类的敏感属性，其中属性体参与分析的目的主要是为了突出地震信号中的有利信息，消弱干扰信息，结合属性分析结果，选择瞬时相位、瞬时频率及最大绝对振幅属性做为敏感属性参与划分；然后应用主组分分析模式（PCA）对参与划分的属性及地震叠加数据体进行数据简化处理，优选贡献组分较大者参与划相；最后根据类比相似原理对全区地震道进行分类，利用该技术可以得到地震信号的平面分布规律。图5是在对苏X井区利用波形分类技术得到的地震波形分布图，该分类结果不仅对沟槽的刻画更为细致，而且与完钻井揭示的储层发育分布情况相吻合。

图5　苏X井区白云岩储层段地震相图

4　地质综合解释及应用

将地震相和完钻井地质资料综合在一起分析，分析结果显示各类地震相之间的差异与实际井点产量分布吻合较好，表明地震相较好的反应了研究区的物性分布。

结合已知井资料，分类结果表明在图5中：

3、4类（黄色、桔黄色）区域主要为高能带的藻屑滩沉积微相，该区储层物性好，是储集层分布的有利相带；

2、5类黄绿色至绿色分布区，储层物性差，主要为低产井分布区；

6类蓝色分布区一般储层欠发育，岩性上主要为泥质白云岩；

1类、7类为剥蚀区，结合属性联合分析及完钻井判断，工区北部及中部的西南向发育有2条大型古沟槽，地质综合分析为古河道长期冲刷侵蚀所致，而在工区西南部，由于古构造处于高部位，地层遭受风化剥蚀，导致马五5地层区域性缺失。

根据地震相划分结果以及该工区内完钻所有井地质分析资料，编制苏X井区马五亚期沉积微相平面图（图6）。沉积微相研究表明苏X井区马五亚期总体处于潮上和潮间交替发育带，岩性主要为粉晶白云岩。因古地形相对较高，水体较浅，在局部的高能带可形成台内藻屑滩微相沉积，藻屑滩经后期混合水云化形成粉晶结构的白云岩，多发育为有效的晶间孔储层，具有优良的储集性能。加里东风化期，地层整体抬升接受剥蚀，期间形成的古沟槽为沟通上古生界石炭系气源起到了一定的辅助作用，有利于天然气的富集成藏。工区的西部靠近中央古隆起环带，主要处于潮上带，沉积物以含泥白云岩为主，且处于古构造较高部位，在加里东期多被剥蚀。

图6　苏X井区马五亚期岩相古地理

5　结论

对地震地质资料的分析研究是开展地震相分析的基础，建立地震响应与岩相的对应关系是成功应用地震相分类技术的关键。此次分类充分利用了地震属性数据中包含的地质信息，提高了地震相划分的精度，通过结合完钻井及区域地质研究成果，将地震相转化为相应的沉积相，有效的区分了井孔之间以及无井区沉积相边界展布的问题，进一步明确了气藏边界，为研究区下步实施大规模开发提供依据。

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The Application o f Seismic Facies Analysis Technique to Dolomitite Reservoir

GAO Gai LUO Wen-jie ZHANG Meng-bo CAI Ke-han HUANG Li-gang
（Research Institute of Exploration and Development， Changqing Oilfield Company， PetroChina， Xi'an 710021）

Seismic facies analysis is one of the most important ways to determine sedimentary environment. Various dolomitite reservoirs differ in seismic wave， amplitude and frequency. Accordingly， seismic facies echnology may be applied to the classification of seismic facies based on relations between seismic response nd effective reservoir， obtaining reservoir facies zone of interest.

dolomitite； seismic response； seismic facies； sedimentary facies

P631.4

A

1006-0995（2015）04-0618-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.04.033

2014-11-21

高改（1985-），女，陕西大荔人，工程师，现主要从事地震解释与地质综合研究工作