利用正演模拟优选春光区块地震同相轴预测储层

2016-06-27王鹏飞杨春峰赵乾辰刘媛媛

石油地质与工程 2016年3期

关键词：同相轴波谷波阻抗

王鹏飞，肖　学，杨春峰，黎　腾，赵乾辰，刘媛媛

(中国石化河南油田分公司物探研究院，河南南阳 473132)

利用正演模拟优选春光区块地震同相轴预测储层

王鹏飞，肖学，杨春峰，黎腾，赵乾辰，刘媛媛

(中国石化河南油田分公司物探研究院，河南南阳 473132)

摘要：以准噶尔盆地春光区块的具体地质条件为例，针对不同的岩性结构建立波阻抗模型进行正演模拟分析，优选出特定岩性结构条件下最能反映储层信息的地震同相轴，据此提取地震振幅属性，可有效预测储层的展布。研究结果表明，春光区块厚层泥岩夹薄层砂岩的地震响应表现为三个地震反射同相轴，可以追踪此三个地震同相轴并提取沿层的振幅地震属性，预测储层的展布。当储层位置临近强反射界面时，由于强反射界面会对邻近储层的地震响应特征形成较强干扰，可以考虑通过正演模拟研究，在远离强反射界面干涉范围的位置寻找储层的地震响应特征。厚层板砂顶部分异油藏的地震响应特征，以油藏顶面所在的强波谷同相轴为最明显的标志，且该强波谷段与两侧的波峰之间往往具有清晰的波形边界。

关键词：春光区块；正演模拟；地震同相轴；振幅属性；储层预测

春光区块以岩性油气藏为主，岩性结构复杂多样，多个重点区域存在纵向上距离较近的多个波阻抗界面，多界面反射波相互干涉，造成目标储层的地震响应特征复杂，前人应用层切片的方法在该区开展过储层预测研究[1]，但对各个层切片所蕴含的地质意义认识不够清晰，不易准确地选出最能反映储层信息的属性切片。针对这种问题，需要建立特定岩性结构条件下的波阻抗模型进行正演模拟，找出最能反映储层信息的地震同相轴，据此提取地震属性，对储层进行有效预测。

1地质背景

春光区块位于车排子凸起之上，该凸起为准噶尔盆地西部隆起的次一级正向构造单元，其西北以扎伊尔山为界，东以红车断裂带与昌吉凹陷相接，南面为四棵树凹陷及伊林黑比尔根山。春光区块地层自上而下依次为新近系、古近系、白垩系、侏罗系、石炭系，其中，石炭系为基底，岩性为致密的凝灰岩，上覆层系的地层均为砂泥岩地层沉积。春光区块构造总体上为西北高、东南低的单斜背景，整体沉积环境为滨湖-浅湖背景，主要发育辫状河三角洲、滩坝沉积，近岸部位发育扇三角洲及冲积扇[2]。春光区块在新近系、古近系、白垩系均发育有油藏，油藏类型以岩性油藏为主，此外还有一些断鼻、断块、断层-岩性等类型的油藏。春光区块的储层埋深一般为1 000～2 000 m，压实作用较弱，砂岩一般表现为低密度、低速度特征，泥岩一般表现为高密度、高速度特征[3]，基底石炭系岩性为致密凝灰岩，其速度、密度远高于上覆的砂泥岩地层。

2不同岩性结构下地震同相轴的优选

2.1厚层泥岩夹薄层砂岩[4-6]

春光区块某些井区的岩性结构复杂，为了更好地分析和理解复杂岩性结构的地震响应特征，需要从最简单的厚层泥岩夹薄层砂岩的简单岩性结构出发，充分揭示这种岩性结构的地震响应特征。春光区块沙湾组已发现典型岩性油藏的储层厚度范围约为2.3～5.3 m，平均厚度约4.3 m，且这些油藏多分布在各砂组的尖灭带附近。使用统计得到的平均储层厚度和砂泥岩平均速度、密度等数据，建立了波阻抗模型，使用提取到的确定性子波进行正演，其正演结果如图1所示。可以看出，低波阻抗储层的顶界面位于波谷反射的中偏下位置，该波谷的振幅在上下数个反射同相轴中是最强的，该波谷上方存在一个振幅不弱的波峰；储层底界面位于振幅较强波峰反射的中偏上位置，该波峰振幅强度仅次于储层顶界面所在的强波谷，该波峰的下方存在一个振幅极其微弱的波谷。从振幅较强的三个反射同相轴的位置关系来看，该储层的地震响应大体上为“两个振幅较强的波峰夹持一个振幅最强的波谷”的地震反射波组特征。从过钻井的地震剖面上来看(图2)，这种波组特征与实际地震资料是一致的。

图1　厚层泥岩夹薄层砂岩的地震响应正演模拟

图2　厚层泥岩夹薄层砂岩的过井地震剖面

根据厚层泥岩夹薄层砂岩的正演模拟结果可知，通过追踪反映储层信息的三个地震反射同相轴并提取沿层的振幅属性平面图，可以有效地预测储层的平面展布特征(图3)；以上三个同相轴之一的强波谷，是储层顶底界面反射波的综合叠加结果，由于它的振幅最强，且纵向上距离储层中心较近，因此，一般情况下受上下围岩的干涉影响程度相对较小，常常是用来进行储层预测的优先考虑对象。

2.2基底强波阻抗界面上方紧邻的储层

春光区块C45井区的基底石炭系为岩性致密的凝灰岩，波阻抗约为12 882 g/cm3·m/s；该井区石炭系上方的沉积岩均为砂岩和泥岩，波阻抗为4 120～6 748 g/cm3·m/s。目标储层到石炭系凝灰岩的时间域厚度约5 ms，储层的时间域厚度约5 ms，储层下方泥岩由于混有凝灰质成分，速度、密度、波阻抗呈向石炭系过渡的斜坡形态。石炭系凝灰岩与上方砂泥岩地层的接触面是一个反射系数非常大的波阻抗界面，形成振幅很强的地震反射波(表现为一个强波峰及上方的一个强波谷)，掩盖了石炭系上方时间域厚度约15 ms范围内的其它界面反射波的形态，造成储层的地震响应特征难以识别(图4)。

图4　强反射界面附近的地层结构及地震剖面

根据已钻井的岩性厚度结构和测井速度、密度数据，建立了含油储层、含水储层、无储层的三种波阻抗模型进行正演模拟(图5)。定量分析发现，当储层条件不同时，位于石炭系顶面及上方附近的三个同相轴振幅值均有变化，其中，最上方的一个波峰的振幅绝对值虽然不是很强，但是振幅相对变化率是最大的(表1，变化率的计算是以油层条件下的振幅值为基准值)。通过提取该波峰的振幅属性平面图预测储层的展布特征(图6a)，部署并钻探了多口井，其中，C45-1、C45、C45-4、C45-3、C45-5、C45-6、C77等多口井位于该波峰振幅值较强的区域，均钻遇油藏；C45-2井处的波峰振幅值中等，为厚度约2 m的水层，未成藏的原因是构造位置偏低(构造线为近东西走向)；C45-2C钻探位置的波峰振幅值明显偏弱，该位置的储层物性变差；C74井钻探位置位于波峰振幅值几乎为0的区域，该位置没有钻遇储层。这些井的钻探结果说明，使用该波峰的振幅属性图可以较为准确地预测储层的展布情况。

图5　强反射界面附近储层的地震响应特征

本例中振幅较弱的波峰比位于其下方的振幅更强的波谷、波峰更能清晰地反映储层的信息，是因为该波峰到石炭系顶面的距离相对较远，受到石炭系顶面形成的强反射波的干涉相对较小，因此，反映储层的信息更加清晰(图6a)；而储层所形成的其它反射波同相轴到石炭系顶面强反射界面的距离较近，淹没在石炭系顶面形成的强波峰、强波谷同相轴中，储层变化所引起的振幅变化量在强波峰、强波谷中占据的比例很小，反而是石炭系基值较大的波阻抗变化量所引起的振幅改变量在强波峰、强波谷中占据着主导地位，因此该强波峰、强波谷反映储层的信息较为模糊(图6b、图6c)。

表1　不同储层条件下振幅的变化情况

图6　C45井区振幅属性储层预测

2.3厚层板砂顶部的分异储层

在春光区块在沙湾组一砂组厚层板砂顶部发现了砂体分异形成的油藏，此类油藏下方与厚层板砂之间一般有较高波阻抗的泥岩及高波阻抗的致密砂岩相封隔(图7a)。根据典型井的岩性结构特征及速度、密度测井数据，建立厚层板砂顶部分异储层结构的理论波阻抗模型进行正演模拟，如图7所示。从正演模拟结果可以看出，厚层板砂顶部存在高波阻抗致密砂岩，可以形成一个波峰和其下方的一个波谷反射；在发育低波阻抗油藏的区域，低波阻抗油藏下方表现为波阻抗由低向高变化的趋势，使得板砂顶部的波峰振幅变得较强，且由于低波阻抗油藏的薄层振幅调谐效应，在波峰上方多出了一个振幅很强的波谷；在油藏的两端，油藏下方的波峰反射与两侧板砂顶部的波峰反射连续分布，将油藏段形成的强波谷清晰地隔离开来。根据以上特征，可以在板砂顶部追踪同相轴(如图7a的虚线所示)，通过提取振幅平面图来发现和刻画此类油藏(图8)。