基于去砂实验的河道砂体地震识别方法

王金伟

(中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712)

基于去砂实验的河道砂体地震识别方法

王金伟

(中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712)

松辽盆地北部扶余油层发育典型的致密砂岩油储层，需要通过水平井提产增效，提高动用率。多层叠置砂体储层预测的准确性，是决定水平井部署和钻探成败的最主要因素。为此，利用去砂实验简化地震响应特征，明确各单砂层对振幅的影响。在此基础上，设计地质模型，进行正演模拟，建立振幅恢复方法，在平面上刻画河道砂体的分布，对不同组合砂体进行储层预测。经实际应用证实，钻探结果与地震预测吻合度较高。

河道砂体 储层预测 振幅恢复 去砂实验 叠置砂体 正演模拟

松辽盆地北部扶余油层储层以三角洲分流平原河道砂及三角洲前缘水下分流河道砂为主，分流河道相互交织呈网状，使砂体在平面上错叠连片[1]，单独发育一套砂岩的情况较少，大多是两套或多套砂岩叠置。目前油田已进入开发后期，需要水平井大幅增加泄流面积、提高单井产量、提升经济效益，与传统直井相比，水平井部署需要准确刻画每套或者每组砂岩的形态，而叠置砂岩和泥岩夹层厚薄不等，造成地震波场响应特征异常复杂，受地震采集和处理本身的噪声和分辨率因素的限制，给河道砂体的准确解释带来很多困难。

在以往的勘探实践中，利用地震资料识别河道已有许多成功应用的实例，应用主要技术包括地震属性分析[2-3]、地震相技术[4]、相干体技术[5-6]、频谱分析技术[7-8]和属性融合显示技术[9-10]等，这些技术对较厚或者单一砂体的预测有较明显的效果，对松辽盆地扶杨油层叠置砂体的刻画能力欠佳。因此在地震储层预测时，需要针对研究区实际的砂体叠置关系进行分析，优选与之对应的地震储层预测方法，从而提高储层预测精度[11]。

本文根据水平井部署的参考井钻遇的砂岩，开展去砂实验，明确各单砂层对振幅的影响，设计地质模型，进行正演模拟，建立振幅恢复方法，在平面上刻画河道砂体的分布，为水平井部署提供依据。

1 储层基本特征

F62井区位于松辽盆地北部三肇凹陷，西邻大庆长垣，东侧为绥棱背斜和朝阳沟背斜环绕，是松辽盆地北部重要的生烃凹陷之一，油气资源丰富，勘探重点目标为扶余油层。地震资料为保幅高分辨率处理的叠前时间偏移成果，主频30 Hz，频宽8～70 Hz，地震分辨率大约15 m。该井区实钻3口井，在F13层段沉积时期，均发育河道砂岩。南部的F3井发育9和10号2套砂岩，中部的F62井发育11～15号5套砂岩，北部的F54井发育19～22号4套砂岩，油层对比关系如图1所示。F62井14和15号砂岩在井区中、北部发育相对稳定，而11号砂岩在整个井区都比较发育，厚度3.2 m且含油性较好，适宜作为参考井部署水平井。

图1 F3、F62和F54井油层对比

图2 过F62井地震剖面

图3 11和12号砂层对应最大波峰属性

地震振幅类属性能反应储层岩性及物性参数等变化，是目前对各类砂体研究运用最为广泛的一种研究技术手段[12-13]。对于松辽盆地扶余油层，最大波峰振幅属性对河道砂体的岩性变化有较为敏感的反应，F62井的11和12号砂层组在叠前时间偏移地震剖面上形成弱反射同相轴(图2)。基于地震沉积学原理，应用三维自动追踪的方法解释层位，选取最佳时窗，提取能够反应11和12号砂层的波峰最大值，如图3所示，图中蓝色表示砂岩不发育，红色表示砂岩发育。北部的F54井在属性图上显示为蓝色，中部F62井属性图上显示为浅蓝色，只有F3井显示红色，属性图揭示的河道平面特征与钻井不符，并且识别的河道连续性较差。

2 去砂实验和地震响应特征分析

当多套砂体叠置发育时，地震波场响应特征异常复杂。去砂实验就是从测井曲线上去除砂层组中一套或者几套砂岩，利用井旁道提取的地震子波产生新的合成记录，对比保留不同砂岩的地震波形，明确目的砂层的地震响应特征。

扶余油层砂体整体表现为薄互层，砂体厚度在1～4 m的占砂体总数的70%，单层厚度相对较小，储层厚度小于1/4波长，不同反射界面的地震反射相互干涉而形成复合波，对于这种窄小河道的识别，需要开展去砂实验，建立具有针对性的河道砂体地震识别方法。

F62井砂岩厚度分别为：3.2 m、1.2 m、0.6 m、1.8 m和1.4 m，11和12号砂岩距离2 m，14和15号砂岩0.8 m，13号砂岩距离12和14号分别为7 m和4 m，5层叠置砂岩总地层厚度22 m，大于地震资料分辨率。13号砂岩厚度薄，只在局部发育，其对反射系数的贡献率很小；11号和12号、14号和15号砂岩间泥岩夹层厚度较小，所以在去砂实验时，不考虑13号层的影响，并且分别把11号和12号、14号和15号砂岩分别看作组合砂岩。根据移除不同的组合砂层，获得了3张合成记录图。对比分析砂层组与合成地震记录之间的变化，可以得出如下认识:

(1)当4套砂体同时存在时，合成地震记录形成两个独立的波峰，11、12号组合砂岩形成一个上部波峰，14、15号组合砂岩形成一个下部波峰(图4a)；

(2)当去除14和15号组合砂岩时，上面波峰增强，下面波峰减弱(图4b)；

(3)当去除11和12号组合砂岩时，下面波峰增强，上面波峰减弱(图4c)；

(4)无论是上部波峰还是下部波峰，二者单独存在时，振幅强度明显强于同时存在。当二者都存在时，受地震反射系数叠加影响，上部波峰对应的波谷和下部波峰叠合，从而使振幅都减弱。

a.未去砂b.去14、15号砂岩 c.去11、12号砂岩

图4 F62井合成记录

此时提取的最大波峰振幅不是该组合砂层本身的地震响应特征，应用最大振幅属性预测的河道砂体也不是其真实形态，因此需要恢复由地震反射系数叠加而减弱的那部分振幅值，使其达到该组合砂层单独发育时的振幅大小。

3 正演模拟恢复振幅

根据F62井区砂岩发育情况，设计地质模型(图5a)，河道砂岩速度4 500 m/s，砂层间泥岩速度3 200 m/s。和去砂实验一样，简化设计地质模型，不考虑13号层影响，11号和12号、14号和15号砂岩分别看作组合砂岩。根据地震波在地下介质中的传播原理，通过射线追踪方法，正演模拟计算出对应于地质模型的地震记录(图5b)。当只有11和12号的组合砂岩发育时，正演形成较强的波峰A，当只有14和15号的组合砂岩发育时，正演形成较强的波峰D，当4层砂岩都发育时，A和D两个波峰振幅能量减小，变成波峰B和C(前文研究已经得出结论，波峰能量变弱是由于反射系数的互相抵消引起)。

从正演的地震数据提取波峰A、B和C的最大振幅属性Z1、Z2和Z3，从叠前时间偏移地震数据提取11和12号组合砂岩对应波峰的最大振幅为Z上(图2中的波峰E)，提取14和15号组合砂岩对应波峰的最大振幅为Z下(图2中的波峰F)。研究组合砂岩相互之间的振幅关系，建立振幅恢复公式Z=Z上+Z下(Z1-Z2)/Z3，其中Z下(Z1-Z2)/Z3为波峰E和F互相抵消部分的振幅值，Z为恢复后的波峰E的振幅值。

图5 振幅恢复正演模型图

4 应用效果

应用上述正演得到的振幅恢复公式，对F62井区11和12号组合砂岩对应的最大波峰属性恢复原始能量，恢复后振幅能量变强，提高了地震资料对砂岩的刻画能力，平面上河道特征更加清晰，局部细节更加突出，井区内3口井都为河道发育区，特别是F54井，由非河道发育区变为发育区，和井上实钻结果一致。基于恢复后的平面地震属性，结合成藏条件和构造特征，在F62井东部部署了水平井W1(图6)， 属性显示河道砂岩比较发育，水平井轨迹顺着河道方向，砂体稳定可靠。本井实钻水平段926 m，钻遇砂岩830 m，钻遇油层788 m，砂岩钻遇率89.63%，油层钻遇率85.10%，钻探结果与地震预测吻合度较高(图7)，说明在去砂实验和正演模拟基础上的振幅恢复方法适合此类叠置砂体的储层预测。

图6 恢复后的11和12号组合砂层最大波峰属性

图7 W1井实钻测井曲线

5 结论

(1)通过去砂实验减去多套叠置砂体中一套或者多套单砂层，剩余砂体产生的波峰位置和强度会随着砂岩的变化而变化，能够明确每套单砂层地震响应特征的影响，优选适当的储层预测方法。

(2)正演模拟恢复后的平面振幅可以真实地反应河道砂岩的展布特征，取得了理想的钻探效果，为三肇凹陷叠置河道砂岩的勘探开发提供了一定的指导意义。

(3)松辽盆地扶余油层沉积时期，河道横向迁移摆动频繁，河道砂体在一定区域内相对发育稳定；由于探井距离较远，且钻遇河道的位置也各不相同，各井点的单砂层厚度不一，在做去砂实验和正演模拟时，选择能够代表本区河道特征的典型井。

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(编辑 韩 枫)

Seismic identifying method of channel sand body based on sand removing experiment

Wang Jinwei

(DaqingOilfieldExplorationandDevelopmentInstitute，PetroChina,Daqing163712，China)

Because of the typical tight oil reservoir developing in Fuyu reservoir in northern Songliao Basin，horizontal well can be used for increasing production,and improving the efficiency and the rate of using.However，the accuracy of prediction for multilayer superimposed sand body is the most important factor of determining the success or failure of the horizontal well development and drilling.So the seismic response characteristics can be simplified,and the amplitude influence of each single sand layer was also cleared by the sand removal test.Then it was implemented the geological model designing,forward modeling,amplitude recovering,the channel sand body identification and the reservoir prediction for the different sand combination.By the practical application，it showed that there was a high alignment between the drilling result and the seismic predicton.

channel sand body;reservoir prediction;amplitude restoration;experiment of removing sand;superimposed sand body;forward modeling

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.01.003

2016-08-11；改回日期：2016-10-27。

王金伟(1982—)，工程师，现从事地震资料解释和储层预测工作。电话：0459-5508308， E-mail:wangjinwei@petrochina.com.cn。

中国石油天然气股份公司重大科技专项“大庆探区非常规油气勘探开发关键技术研究与现场试验”(2012E-2603-08)。

TE121

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