90°相移技术在川东W地区茅口组储层预测中的应用

2016-02-05张黎明

天然气勘探与开发 2016年4期

关键词：茅口同相轴波峰

徐姣罗晶张黎明龚立

中国石油川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司

90°相移技术在川东W地区茅口组储层预测中的应用

徐姣罗晶张黎明龚立

中国石油川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司

川东W地区多口井在二叠系茅口组具有不同程度的油气显示，测试产能较高。前人的研究成果认为茅口组属于裂缝型储层，未对白云岩发育层段的特征进行详细研究。根据大量的钻井地质资料，分析总结了茅二a亚段白云岩储层的地质特征，利用90°相移技术在薄地层和岩性解释上的优势，采用川东W地区近年采集的三维地震资料进行不同角度的相移尝试，使地震反射同相轴与岩层相对应，大大提高了储层预测成果的精确度。通过对比实际钻井成果，讨论了不同角度相移对储层预测的影响，并分析了90°相移技术与道积分技术的差异，最终认为90°相移技术适用于川东地区的薄储层解释。

川东地区海相地层薄层三维地震90°相移技术道积分储层预测

川东W地区共有110余口完钻井，钻达和钻穿二叠系下统的井60余口，其中，茅口组有显示的井40余口，获气井12口。钻进过程中，茅口—栖霞组多次出现气侵、井涌、井漏等显示，预示该区二叠系下统具有较好的油气资源潜力。但该区以往的储层预测主要针对裂缝型和孔隙-裂缝型储层，忽略了受岩溶作用影响和白云化作用较强烈的层段，对茅二a亚段发育的白云岩储层的特征和展布情况研究较少[1-4]。

一般认为，90°相移技术作为地震沉积学的核心技术之一，适用于砂、泥岩薄互层的储层成像，它在薄地层和岩性解释方面具有明显的优势[5-8]。近年来，川东高陡复杂构造海相地层的薄储层精细预测是一个亟待解决的难题，在充分分析本区的三维地震资料后，认为90°相移技术适用于本区储层的解释，能提高预测结果的准确性，为茅口组气藏后续勘探开发提供技术支撑。

1 茅口组储层特征

1.1 岩性特征和储集空间

茅口组自下而上可分为4段，川东地区仅残留3段。茅一段为石灰岩、泥质灰岩夹黑色页岩；茅二段主要为灰色厚层块状灰岩，往下颜色变深，有时含少量泥质、含硅质结核及方解石晶体，生物有珊瑚、腕足类、有孔虫等；茅三段的岩性特征较单一，为石灰岩，质纯，局部可见重结晶现象。茅口组一般厚200～300 m（图1）。

图1 W地区茅口组厚度直方图

前人研究认为，茅口组的储层类型主要为裂缝型及少量受裂缝和岩溶作用控制、分布极不均质的孔隙（洞）-裂缝型。但是综合测井解释成果显示，该区茅口组存在多套气层及含气层，并且主要发育在灰岩受白云化作用影响较强烈的层段，可见白云岩化作用对储集空间的增大或者减小都会产生影响，其产生的孔隙和裂缝会形成良好的储集空间和渗滤通道，进而影响储层的发育状况[8]。

川东地区茅口组储层厚度普遍在10 m左右。

1.2 地球物理响应特征

从W77井和W93井测井曲线（图2）上可以看出，茅二a亚段底部的白云岩储层段主要表现为低速降、低伽马的特征，速度范围约5 200～6 300 m/s，伽马范围约15～30 API。

在过W77井的时间偏移剖面上（图3-a），上二叠统底界下方紧邻的同相轴出现了一个明显的中强波峰，且该波峰连续性不强，储层发育的位置在该波峰至前一个波谷之间。

图2 W77井（a）和W93井（b）的测井解释图

图3 过W77井（a）和W88井（b）的时间偏移剖面图

在过W88井的时间偏移剖面上（图3-b），上二叠统底界下方紧邻的同相轴表现为明显的强波峰，并且连续性好。通过对测井资料的分析发现，W88井的测井声波速度在茅二a亚段底部降低，而伽马值明显增大，说明岩性中泥质含量加重，其厚度约为33 m，其上发育一套很薄的约4 m的白云岩，故认为该强波峰为泥岩响应。通过对该区域所有钻井资料的统计，发现由中部到北部，茅二a亚段底部泥质沉积稳定且含量较高。

290 °相移技术原理

2.1 技术原理

对于单一界面或者厚地层的解释，零相位地震数据具有优势，但对于小于1个波长的薄层而言，它不是最优的。因为多数储层垂向上很薄，甚至小于1/ 4个波长，不易准确地分辨其顶、底界面，从而更加难以恢复薄层的几何形态。因此，整个薄层的地震响应为一个复合同相轴，可通过不同的子波来改造地震数据，将地震反射波最大振幅提到薄层中心，使地震反射的主要同相轴与地质上的薄层中心对应，地震相位就具有了岩性地层的意义。Sicking（1982）、zeng等人（1996、2003）、zeng（2003），zeng和Hentz（2004）的研究认为：对于地震薄层解释来说，90°相位子波是一个更好的选择[9]。

2.2 可行性分析

川东地区的中部和南部在茅二a亚段下部发育一套比较稳定的白云岩储层，对应的地震响应为二叠统底界向下紧邻同相轴的半波峰。以工区内W95井为例，采用主频为35 Hz的雷克子波制作合成地震记录，依次按照相移30°、70°、90°、150°、180°进行试验（图4）。在原始合成记录上，储层的地震响应位于波峰至波谷间，当储层薄到小于1/4波长时，反射界面与最大地震能量（波谷或者波峰）之间存在时间偏差，即储层顶界与波谷对应不好，储层底界位置与波峰也存在偏移，如果再出现其他地质单元的薄层干涉，单独使用波谷或者波峰振幅就可能导致错误；只有在相移90°的合成地震记录中，储层的地震响应才是一个单独的主波峰，并且储层的中心与最大正振幅值一致，从图4可以看出，其他角度的相移均不能很好地满足此要求。

相移90°把界面地震响应信号转换为层地震响应信号，大大减少了地震同相轴与层顶底关系的不确定性，简化了地震解释方案。

对于相移30°、70°这类非90°的转换，一般不建议使用，因为转换后的地震子波会发生畸变（不具备共轭对称的特点），使原有的地震振幅也发生变化，导致地震振幅反映的地层岩性情况不准确。但是值得一提的是，相移180°后与原始地震剖面极性相反，这也是地震解释工作中经常使用的一种手段。

在连井地震剖面上能直观地看到，90°相移技术运用于地震数据后，同相轴能同白云岩储层对应起来。图5为过S19井、W118井等15口井的连井地震剖面（上二叠统底界层拉平），红色框中的井主要位于工区南部，90°相移后储层中心（图中标注为浅蓝色块状）与同相轴波峰一致，且振幅呈现中强断续的特征。工区往北，同相轴的连续性变好，且振幅能量明显更强，这是泥岩的地震响应特征。可见，90°相移地震数据对于储层有更准确的解释性，将它运用于储层的定性预测是合适的。

图5 90°相移后的连井地震剖面图

3 应用效果分析

W67井是川东地区产能较高的一口井，以过W67井的Line900为例，从原始剖面（图6上）上看到W67井的储层段位于上二叠统底界向下的波谷至波峰之间，储层段底界与正峰值有一定的偏差，且该波峰的振幅很弱，故将零相位地震数据用于识别储层是不准确的。相移90°后的地震剖面则大大提高了储层的辨识度，储层发育段（图中标注为蓝色块状）中心与正峰值相对应，呈现波形分叉、明显复波的特征，同相轴连续性不强（图6下），分析认为T370— T480段属于储层有利区。

依据上述分析，分别将原始地震数据和相移90°地震数据沿上二叠统底界至上二叠统底界向下30 ms提取最大波峰振幅属性（图7），明显可见图7b的色彩刻画较图7a更清晰直观，W93、W83等井的储层厚度大于20 m，处于黄色区域，W94、W122、W77等井储层厚度10～20 m，处于浅黄色区域，而W48等井的储层厚度0～10 m，处于更淡的黄色乃至蓝色区域。位于北部的W88、W102等井泥质含量加重，厚度大于30 m，位于红色区域，预测出该区储层发育区域为淡黄色至黄色的虚线范围。

图6 过W67井的Line900时间偏移剖面和相移90°时间偏移剖面（沿上二叠统底界层拉平）图

图7 川东W地区上二叠统底界最大波峰振幅属性平面图

道积分也是常用于地震数据转换的一种手段，它作为一种地震属性，在地震解释工作中起着较好的辅助作用。地震道积分无需假设各种地质条件，就可以把原始地震数据进行积分，其结果与波阻抗值有一定的对应关系——地层速度比的对数与地震子波的褶积，是地震信息的直接反演结果[10]。

图8-a为Line900的时间偏移剖面,图8-b为L900的道积分剖面，可以明显看出，图8-a标注的A和B处的地震道主频和高频成分较图8-b对应位置A’和B’处更小，说明其地震分辨率更低。图8-a中标注的C处为上二叠统底界(黑色同相轴)向下的隐约的淡黑色同相轴，正是储层位置，图8-b对应的的位置C处为红黑交界处向下的明显的黑色同相轴，说明经过道积分变换后，地震上的反射同相轴与地质储层对应起来了。但是道积分更接近于无井波阻抗反演，包含的地震信息量较小，易产生多解性，不适用于解释和描述储层。