地震正演模拟技术在金湖凹陷SH油田的应用

2017-03-02王韵致吴艳梅廖光明

石油地质与工程 2017年1期

关键词：夹角振幅剖面

王韵致,吴艳梅,廖光明

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏扬州 225012)

地震正演模拟技术在金湖凹陷SH油田的应用

王韵致,吴艳梅,廖光明

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏扬州 225012)

SH油田戴南组勘探程度较低，地下地质体地震响应特征不明确，地震正演技术能模拟出各种地质情况的地震响应，识别隐蔽油藏，降低构造解释的多解性，精细刻画断裂，并且能够进行速度异常分析、小断裂精度分析。利用地震正演模拟研究SH油田戴一段超覆点或尖灭点位置，并发现了不同频率下、不同夹角与砂组尖灭点识别误差的函数关系，确定了均方根振幅属性、平均绝对值振幅属性为该区的敏感属性，为储层参数预测提供依据。

金湖凹陷；SH油田；正演模拟；敏感属性

1 油田概况

SH油田位于金湖凹陷北东向SH次凹中，东南为石港断裂带，西北为西部斜坡带，具有东南陡西北缓的箕状凹陷结构。其主要含油层系戴一段(E2d1)沉积类型主要为西北部的三角洲沉积、西斜坡的中内坡带及石港断裂上升盘的三角洲前缘沉积及靠近石港断裂下降盘一侧的重力流水道沉积。从地层发育特征来看，戴一段厚度在深凹向斜坡变化较快，易于形成地层超覆等类型隐蔽圈闭。SH油田戴南组勘探程度较低，地下地质体地震响应特征不明确，利用地震正演技术能模拟出各种地质情况的地震响应，指导隐蔽油藏的识别。

地震正演技术发展至今已被广泛应用于构造、储层等多方面的研究[1-4]。

2 地震正演模拟基本原理

二维正演模拟就是通过对工区钻井、测井及地质资料分析，建立符合该地区实际地质情况的理论模型和砂体格架模型，通过岩石物理分析确定正演模拟过程中具体的储层参数，进而对地质模型进行二维地震正演模拟，对其结果进行研究和分析，指导储层预测的可行性研究及验证后期解释圈闭的合理性[5]。具体流程见图1。

图1 地震二维正演模拟流程图

目前，二维地震正演模拟方法主要采用地震数值模拟法，该方法分为射线追踪法和波动方程法。射线追踪法适合于较简单的地质模型，波动方程法适于较复杂的地质模型。本次正演研究的目标是地层超覆点反射特征，可采用较简单的二维地质模型，因此采用垂直入射的射线追踪法进行模拟计算。

3 地震二维正演模拟实际应用研究

3.1 利用正演模拟研究超覆点或尖灭点位置

在地震剖面上，地层超覆线附近砂层的厚度明显减薄，受地震资料分辨率的限制，地震反射提前变弱或消失，图2中砂层顶面反射同相轴消失的点与超覆线位置尚相隔一段距离，因而不能根据反射同相轴的特征来准确判断砂组超覆线的位置。但油气主要位于各砂组地层超覆线附近，准确识别地层超覆线的位置对指导勘探开发具有重要的意义。

图3(a)所示地层超覆模型，岩石物理参数是根据金湖地区E2d1实际岩石物理参数统计得到。由图3(b)的正演模拟剖面可以看出，由于在超覆点附近地层残存太薄，采用常规解释手段不能做到准确识别超覆点，在模拟记录中识别出的反射尖灭点与地层实际尖灭点不一致，存在误差；需要从剖面识别超覆点外推一定距离来确定实际超覆点，以较准确地预测砂岩的分布范围。在图2的实际地震剖面中，根据地层产状特征将超覆点外推，实际位置位于图中“实际尖灭点”处。

图2 实际地震剖面反射尖灭点

图3 超覆地质模型(a)及正演模拟记录(b)

对于一个固定区域的特定层系，其地质结构是固定的，速度和厚度等特征参数往往是不变的，因此尖灭点误差的大小主要取决于地震资料的频率和夹角(不整合面与上覆地层夹角)的大小。根据实际地震资料特点，设计了不整合面和地层夹角分别为5°，10°，15°，20°，25°，30°的模型，用主频为25 Hz零相位雷克子波正演，得到正演剖面所识别的地震反射尖灭点与实际尖灭点误差的变化规律(图4)。

图4 不整合面和地层的夹角与地层超覆点拾取误差关系

由模拟结果可以看出，随着地层超覆油藏不整合面和地层之间夹角逐渐变大，地震反射尖灭点与砂组实际尖灭点位置之间误差越来越小。不整合面与地层之间夹角与砂组尖灭点识别误差存在着明显的降幂函数关系。

然后，用不同主频子波对不同夹角(不整合面与地层夹角)超覆模型进行正演模拟，得到了不同频率、不同夹角的尖灭点识别误差统计表数据。

进一步拟合分析发现，不同频率时，不同夹角与砂组尖灭点识别误差存在着明显的降幂函数关系(图5)，并且频率越高误差越小。

利用图5中的超覆尖灭模型，来验证拟合的不整合面和地层夹角与地层超覆尖灭点误差关系式，在图3的模型与模拟地震记录中，不整合与地层的夹角为13.5°，实际地层超覆点误差为215 m，而根据25 Hz时拟合关系式计算出误差为219.23 m，二者差异非常小，验证了该方法可靠性。

图5 不同频率下，不整合面和地层夹角与地层超覆点拾取误差关系对比

3.2 利用正演模拟研究区地震敏感属性

地震属性中蕴藏着丰富的地震地质信息。对于储层来说，能对其特征进行研究的地震属性种类繁多，将这些丰富的地震属性与特定的物理和地质现象建立起较好的定量关系，进行有效的储层预测[6-8]。

因此，利用属性进行储层预测时，关键是对砂体敏感属性的优选。

为优选剖面敏感属性，设计楔状理论模型(图6a)对所得模拟剖面(图6b)进行各种属性提取并优选，最终得到瞬时相位属性剖面(图6c)、相位余弦属性剖面(图6d)及叠后地震振幅剖面，能很好识别楔状体外形与形态，因此认为瞬时相位属性、相位余弦属性为该地区敏感剖面属性。

为优选该区不同含砂量对应敏感属性，根据该区发育的砂泥组合特征建立了不同含砂量地质模型，模型包括3套地层：顶部泥岩段、中间目的层段、下伏地层段，其中中间目的层的含砂量从左到右分别为48%,35%,28%,18%,8%。利用25 Hz雷克子波自激自收模拟，得到地震正演剖面，见图7。

通过对剖面提取属性分析，振幅类属性区别能力较强，不同砂、泥岩组合特征对应的均方根振幅、平均绝对振幅存在明显的差异，且与含砂量存在对应关系：含砂愈多，对应属性值越大。通过分析地震属性特征与砂、泥岩组合特征的关系，最后确定均方根振幅属性、平均绝对振幅属性等振幅类属性为该区的敏感平面属性[7-8]。

图6 理论模型剖面敏感属性对比

图7 不同含砂量地震正演模拟

对实际地震资料提取了戴一段一砂组(E2d11)的均方根振幅属性(图8)，将其与井点处的砂岩含量交会分析，建立了砂岩含量与地震属性间的预测公式：Vsand=0.003 8RI_rms-16.907，其中RI_rms代表相对声阻抗均方根振幅，Vsand代表砂岩含量。通过计算得到E2d11的砂岩含量图(图9)。将实际值与预测值进行误差对比分析，90%以上的井点预测值与实际值误差小于10%。