金湖凹陷三河地区戴南组岩性解释及AVO正演模拟分析

荆鑫，毛宁波　(长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉 430100)



金湖凹陷三河地区戴南组岩性解释及AVO正演模拟分析

荆鑫，毛宁波(长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉 430100)

[摘要]随着金湖凹陷油气勘探难度的不断加大，如何提高勘探的精度成为一个亟待解决的问题。金湖凹陷三河地区古近系戴南组(E2d)勘探程度较低，却是金湖凹陷最具勘探潜力的目的层，但缺乏成熟理论作为指导，地震波传播规律不清楚，地下地质体地震响应特征不明确，成为金湖凹陷E2d隐蔽型圈闭识别的制约因素。地震正演模拟技术可以用来研究地震波传播规律和明确地下地质体的地震响应特征，是提高勘探精度的有效途径。同时，砂泥岩的划分对油气的找寻也十分关键，明确砂泥岩区分的敏感参数可为正演研究提供参数依据，而测井资料岩性解释与岩石物理分析可以很好地进行地层砂泥岩分析。基于金湖凹陷三河地区的测井、钻井及地质资料，通过上述方法评价了该区的岩性及地震响应特征，为后续勘探工作提供了可靠资料。

[关键词]岩性解释；岩石物理；正演模拟；金湖凹陷

金湖凹陷三河地区经过多年的油气勘探实践和研究，取得了显著的成果，但是，随着研究工作不断深入，勘探挖潜难度不断加大，进入了高速发展后的攻坚阶段。金湖凹陷三河地区油气勘探实践及已有研究成果和认识表明，古近系戴南组(E2d)具有特殊的构造、沉积地层特征及油气地质条件，是该区新类型油气藏勘探最具潜力的层位之一。为了更好地为下一步勘探做准备，有必要对该区进行测井资料岩性解释、岩石物理分析及明确地震响应特征的正演模拟研究。

测井资料岩性解释和岩石物理分析是油气勘探过程中一个非常重要的组成部分。测井资料岩性解释可以划分井孔地层剖面，确定地层岩性及埋藏深度，预测储层并识别油气层等；而岩石物理分析是建立在测井解释的基础之上，可以有效地将地震勘探与岩石物理研究紧密结合，定量描述岩石与含油气性之间的关系，指导后期储层反演和圈闭识别等工作。在上述基础上，正演可以明确地下地质体的AVO(振幅随炮检距变化)响应特征，建立地下地质体AVO响应特征模式，指导后期AVO属性反演的解释工作，达到储层预测的目的(见图1)。

图1　 研究思路流程图

1测井资料岩性解释及岩石物理分析

测井资料在地震勘探中的应用十分广泛，可以分析得到地层动态信息评价。目前，测井与其他资料的综合应用成为发展的重点[1]。测井资料岩性解释和岩石物理分析相辅相成，利用测井资料进行岩石物理分析，可以定量描述砂泥岩的关系，为后续地震勘探解释做好基础工作。

原始测井数据由于环境和仪器刻度不精确等因素存在一定的误差。因此，需要对测井原始数据进行环境影响校正和标准化处理，以减小或消除上述因素所造成的影响。研究区下伏地层有大套稳定的泥岩，在已解释好的测井数据中选择10m厚的泥岩层作为标准层进行测井曲线的标准化。通过对三河地区试油资料的分析，选择石X13井作为标准井，对各井所选的泥岩标准层做频数分布图，通过标准井的特征峰值和需要标准化的井的特征峰值来确定校正量，得到标准化前、后的频数分布图。由标准化前的频数分布图可以看出，在稳定的泥岩段，各井原始曲线中的声波时差(Δt)和密度(ρ)存在一定的误差(见图2)，标准化后的测井曲线能够更精确地反映砂泥岩波阻抗的差异。

图2　三河地区标准化前后的密度、声波时差频数分布图

在测井曲线标准化的基础上，研究区加载了Δt、ρ、自然电位(Usp)、自然伽马(qAPI)、井径(dh)、电阻率(ρt)等6条测井曲线，主要根据qAPI、Usp来解释岩性，其他测井曲线辅助解释。

一般情况下，用曲线半幅点确定岩层界面，岩层较薄时则用曲线拐点划分界面。区分砂泥岩的一般性规律为：砂岩表现为低qAPI、Usp异常幅度大、小dh、中-较低声速、中-低ρt；泥岩表现为高qAPI、Usp异常幅度小、大dh、高声速、高ρt[3]。根据上述规律和方法，调整数据范围，解释每口井的井数据，计算纵波速度(vp)和纵波阻抗(Zp)，并通过其他测井曲线辅助Usp和qAPI分层段对井进行砂泥岩的初步划分。利用测井解释软件Forward完成了工区内重点井的岩性解释工作，划分出重点井的岩性，得到砂岩厚度及砂地比。三河地区E2d各亚段的岩石物理分析结果如表1所示。

表1　三河地区重点井E2d各亚段岩石物理分析结果汇总表

2叠前AVO正演模拟分析

随着油气勘探开发技术的不断深入，利用地震叠后资料已不能满足油田勘探工作的需要，而地震叠前数据中包含的许多地层相关的信息，成为人们日益关注的热点。AVO技术是以弹性波理论为基础，在叠前道集上对地震反射振幅随炮检距(入射角)的变化特征进行研究，并对地下反射界面两侧的岩性特征和物性参数做出分析，从而达到利用地震反射振幅信息检测油气的目的[10]。AVO正演是AVO属性反演解释的基础。AVO正演可以明确地下地质体的AVO响应特征，建立地下地质体AVO响应特征模式，指导后期AVO属性反演的解释工作，达到储层预测的目的。还可以利用反射振幅对岩性和油气的敏感性进行研究，达到分辨岩性、检测烃类的目的。

笔者研究了该区重点井的AVO正演特征，分别选用25、45、60Hz的零相位和最小相位雷克子波，利用重点井的vp、ρ及预测的横波速度(vs)来合成地震记录，并对标准井石X13井的含油、含水层段进行了重点研究。

图3为石X13井的正演合成记录及AVO特征，所选子波为45Hz的零相位雷克子波，采样率为2ms，可以看出，含水砂岩层顶界面反射振幅随入射角增大而先减小后增大，在40°附近极性反转，截距(P)为正，梯度(G)为负；干砂层顶界面反射振幅随入射角增大而先减小后增大，在27°附近达到最小，P为正，G先负后正；油水同层顶界面反射振幅随入射角增大而减小，P为正，G为负；含油砂岩层顶界面反射振幅随入射角增大而先减小后增大，在33°附近达到最大，P为负，G先正后负。

图3　石X13井的正演合成记录(a)及AVO特征(b)

针对金湖凹陷砂泥岩薄互层的特点，在不考虑分辨率的情况下，对研究的重点井抽象出目的层的地质模型进行正演模拟。地质模型的参数设置为：①含水砂岩层的上覆泥岩vp为4321m/s，ρ为2.57g/cm3，含水砂岩的vp为3956m/s，ρ为2.46g/cm3；②干砂层的上覆泥岩vp为4042m/s，ρ为2.33g/cm3，干砂层的vp为4265m/s，ρ为2.56g/cm3；③油水同层的上覆泥岩vp为4338m/s，ρ为2.61g/cm3，油水同层的vp为4083m/s，ρ为2.48g/cm3；④含油砂岩的上覆泥岩vp为4059m/s，ρ为2.63g/cm3，含水砂岩的vp为4223m/s，ρ为2.51g/cm3；⑤子波为45Hz零相位雷克子波，采样率2ms。

图4为三河地区石X13井4个砂岩层的地质模型AVO特征，可以看出，含水砂岩与油水同层的反射特征为负反射，随着入射角的增大，反射振幅逐渐减小，P为负，G为正；干砂层的反射特征为正反射，随着入射角的增大，反射振幅逐渐减小，P为正，G为负；含油砂岩的反射特征为负反射，随着入射角的增大，反射振幅先减小后增大，在35°附近出现极性反转，P为负，G为正。

图4　三河地区石X13井4个砂岩层地质模型AVO特征

通过上述对比分析发现，薄层的AVO响应与非薄层的单界面AVO响应特征可能会有明显不同，表明地层厚度直接影响地层的吸收。由于实际地层的砂岩层太薄，分辨率不够，调谐作用明显，不能有效建立砂岩层AVO响应特征模式，利用AVO属性识别砂体比较困难，而根据各井的岩石物理参数抽象出来的地质模型则能很好地反映工区内的AVO特征，地质模型AVO正演显示三河地区的砂岩层主要表现为第一类AVO异常(P为负，G为正)。

3结论与建议

2)三河地区实际地层的砂岩层太薄，分辨率不够，利用AVO属性识别砂体比较困难。但根据各井的岩石物理参数抽象出来的地质模型则能很好地反映工区内的AVO特征，研究区内的砂岩层主要表现为第一类AVO异常，为后期地震反演指明了方向。建议下一步可以提高地震资料分辨率及资料品质，进一步做地层精细化描述，适当提高激发地震子波的主频，满足研究区薄储层研究的需要。

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[编辑]龚丹

41 Lithology Interpretation and AVO Forward Modeling Analysis of Dainan Formation in Sanhe Area of Jinhu Sag

Jing Xin，Mao Ningbo

(FirstAuthor’sAddress：SchoolofGeophysicsandOilResources,YangtzeUniversity，Wuhan430100，Hubei，China)

Abstract:With the continuous increasing of difficulty in hydrocarbon exploration in Jinhu Sag，it was an urgent problem how to improve the accuracy of exploration.The prospecting degree was low in Paleogene Danan Formation(E2d)of Sanhu Area in Jinhu Sag,but it was the target zone with the most potentiality of oil exploration.Subtle trap identification of Dainan Formation was restricted as lacking of mature theory as a guide, and having no clear understanding of seismic wave propagation as well as seismic response characteristics of geological body.Nevertheless, seismic wave forward modeling technique could be used to clarify the rules of seismic wave propagation and the seismic response characteristics, it was an effective way of improving the accuracy of seismic exploration.At the same time the identification of sandstone and mudstone was critical for looking for oils, clarifying the sensitive parameters between sandstone and mudstone provided a basis for forward simulation.The lithological interpretation and petrophysical analysis of logging data could analyzing the sand shale better.Based on the data of logging, drilling and geological data in Sanhu Area, the lithological property and seismic response characters in the area are evaluated, it provides reliable data for subsequent exploration.

Key words:lithology interpreteration；petrophysics；forward modeling；Jinhu Sag

[文献标志码]A

[文章编号]1673-1409(2016)11-0041-05

[中图分类号]P631.44

[作者简介]荆鑫(1990-)，男，硕士生，现主要从事地震解释方面的学习与研究工作；通信作者：毛宁波，maonb@126.com。

[收稿日期]2015-11-27

[引著格式]荆鑫，毛宁波.金湖凹陷三河地区戴南组岩性解释及AVO正演模拟分析[J].长江大学学报(自科版),2016,13(11):41～45.