低品质地震资料下的海外新项目勘探潜力快速评价方法

胡滨，张世鑫，黄饶 (中海油研究总院有限责任公司，北京 100028)

开展海外石油天然气上游合作是保证我国经济可持续发展和能源安全的重要途径，也是石油企业自身发展的需要[1]。海外新项目评价的核心任务就是对其涉及的区块或油气田的资产价值或潜在资产价值进行评价，供公司投资决策。多年的海外油气勘探实践表明，如果区块选择不当[2]，易造成勘探效果差和公司亏损[2～5]。因此，新项目评价与优选是海外油气勘探成功的关键[6，7]。

随着全球油气勘探活动的深入开展，新发现的油气藏规模越来越小，勘探难度越来越大[8]。优质项目的竞争非常激烈，机会稍纵即逝。因此，对新项目评价工作的时效性要求很高[9]。但是，受评价资料的丰富程度限制，新项目评价工作无法按照常规的勘探规范要求系统地展开[10]。以往学者们探讨了油气田储量或开发资产的快速评价方法[11～13]，但目前在国内尚未见到针对低品质地震资料条件下的新项目勘探潜力快速评价方法的相关报道。如何在地震资料受限的条件下高质、高效、快速地完成新项目评价任务，是开拓海外业务的重要课题[14，15]。

1 低品质地震资料

1.1 低品质地震资料的评判标准

地震资料是海外新项目评价中最重要的第一手资料。地震资料品质的高低通常结合定性和定量评估来判断[16]。定性评估主要依靠解释人员的经验进行人为判断，主要评估因素包括波组特征是否明显、地层反射结构是否清晰、断层归位是否准确、断点是否清晰等[17]。定量评估参数主要包括振幅能量、信噪比、主频和分辨率等[17，18]。

低品质地震资料主要表现为：①信噪比和保真度低，有效反射弱，多次波或其他干扰波严重[19]；②主频低、频带窄，同相轴呆板，层次不清晰，分辨率低[20，21]；③断层归位不准确，断点不清晰[20]；④同相轴连续性较差，地层反射结构不清[19]。

1.2 低品质地震资料出现的原因

地震资料品质低是海外新项目评价中的常见现象，主要原因为：①新项目常处于低勘探程度区，一般以二维地震资料为主，且品质较差；②新项目常处于山地、黄土塬等地表条件较恶劣的地区，地震资料采集和处理难度大[22]；③国外公司的地震资料处理技术水平良莠不齐；④资源国或第三方提供的可能不是最终处理的地震资料(如现场快速处理或中间处理结果等)。

2 勘探潜力快速评价的原则和方法

勘探潜力评价一般包括对烃源岩、储盖、圈闭、运移和保存等石油地质条件的综合评价。但受时间与资料条件所限，海外新项目评价无法按照常规的思路与方法来开展。勘探潜力快速评价的原则应包括：①抓大放小，突出重点，抓住成藏主控因素开展工作；②尽量简化评价流程，做到合理有度；③辨证地分析勘探潜力和各类风险。

多年的勘探实践表明，对于低品质地震资料地区，勘探潜力快速评价的重点为烃源岩评价[23]、圈闭落实、目标油气预测、资源量估算和风险分析[9]。

2.1 烃源岩评价

重点分析盆地主力烃源岩的地化指标及地层埋深等方面的数据[24]，结合已发现的油气田规模或勘探成效，对盆地的资源前景作初步的判断，不开展系统的盆地模拟研究。

2.2 圈闭落实

①选择简单快捷的叠后处理模块，应优先考虑成像与提高信噪比的效果[25，26]，满足构造解释的需要，不考虑保幅等问题；②只作主要勘探目的层的解释，如果勘探目的层不明，则选择几个控制构造面貌、波组特征清晰、易于识别的同相轴开展层位解释；③尽量利用软件自动化解释功能，减少人工解释工作量，可适当牺牲研究的精度，以达到研究精度与效率的最佳平衡；④灵活利用各类地震属性[27～30]，重点解决复杂断层等圈闭落实中的常见问题[31，32]，剖面的断层闭合解释可放低要求，重点放在断裂的平面组合，以大断层解释为主，小断层解释可简化。

2.3 目标油气预测

注重寻找与邻区或一般油气田烃类指示相似的特征(如亮点、平点等DHI(direct hydrocarbon indicator)现象)，不开展系统的储层反演和油气检测[33～36]。

2.4 资源量估算

使用国际上通用的概率法[37～39]，不使用国内常用的确定性方法[37]。

2.5 风险分析

新项目评价区往往经过多个公司的多年勘探，如仍未取得突破，必定存在某些特定的原因，研究中应注意分析是石油地质条件问题还是其他非地质因素[40]。

3 实例应用

某海外新项目针对A区块开展评价，勘探潜力评价时间为2周，时效性要求很高，因此各项工作并行或交叉开展。该区块位于非洲某裂谷盆地，周边已经发现大量油气。区块内有500km2三维地震资料，品质差。区块内有1口钻井(A-1井)，测井显示有2套气层，合计净厚度51m。该井揭示A区块储层发育，存在多套有效储盖组合。

3.1 烃源岩条件快速评价

A区块周边钻井揭示的泥岩总有机碳质量分数(w(TOC))为0.5%～22.4%，平均约4%；氢指数为50～800mg/g，平均300mg/g。研究区的A-1井揭示了烃源岩为Ⅱ1-Ⅱ2型，w(TOC)为2%～8%，氢指数为100～500mg/g。在部分井段的泥岩中发现了大量的藻类物质，干酪根显微荧光显示为盘星藻和无定型藻类，具备优质的生烃潜力。油气源对比分析表明，A-1井揭示的气层与周边原油来源于同一套烃源岩，未遭生物降解，主要是热解成因气，表明烃源岩成熟度较高，因此推断A区块具备较好的烃源岩条件。

3.2 圈闭条件快速评价

3.2.1 地震资料改善

A区块只收集到叠后地震资料，采集脚印重、能量不均衡、信噪比低、同相轴连续性较差、波组特征不清晰、相干切片的信噪比和分辨率低，无法有效显示断层展布，因此必须先改善地震资料品质。具体处理技术流程为：①进行10～30Hz的低通滤波，提取的低频大尺度数据在去除高频随机噪声的同时，增强了同相轴的连续性；②对大尺度地震数据进行道均衡处理，通过能量补偿提高能量均衡性；③进行构造导向滤波[41，42]，增强断层的刻画效果。

相较于处理前的地震资料，处理后的地震资料品质有了显著改善(见图1)，其能量均衡性、信噪比均得到提高，相干切片上断层的清晰度有了明显增强，断裂展布规律清晰(见图2)。

图1 处理前后地震剖面对比图

图2 处理前后相干时间切片对比图

3.2.2 层位快速解释

通过观察发现，研究区地层的继承性较好，因此针对A-1井实钻的气层开展层位标定与解释。处理后的地震资料同相轴连续性较好，因此应用强反射层种子点追踪方式可以在简单构造区中快速生成层位，减少人工解释工作量。在复杂构造区，为保证层位解释的准确性，以处理后的地震数据为主，以未处理的地震数据为辅，综合2套数据进行层位解释，通过两者的交互比较，有效提高了层位解释的可靠性。

3.2.3 断裂快速解释

A区块所在区域应力场环境非常复杂，构造活动强烈，发育了复杂的断裂系统。利用“两步一控”法实现了复杂断裂的快速解释。“两步”具体为：第1步，处理后的三维地震资料计算可用于表征断裂的属性体，如相干体、结构体、曲率体等，通过系统浏览上述属性的时间切片[43]，综合比较分析各类属性对断层的刻画效果，优选了结构体和最大正曲率属性作为表征断裂的敏感属性；第2步，结合层位解释成果，提取沿层敏感属性切片，通过RGB属性融合技术实现多属性的交叉验证(见图3)，相互补充，进一步提高断层平面展布规律的刻画，提高断层平面组合的可靠性。“一控”即在断层的解释过程中，充分利用三维可视化模块的功能，对断层解释质量进行实时控制，主要表现在2个方面：①在三维可视化模块中，通过结构体属性及最大正曲率属性沿时间轴的快速浏览，可以即时有效地检查地震剖面中解释断面的位置是否可靠；②在三维可视化模块中检查沿层属性平面图与解释断层的关系，可以有效指导断层的平面组合。

3.2.4 圈闭落实

A区块内只有1口钻井，利用该井拟合完成时深转换和构造成图。对2个气层进行构造圈闭搜索，圈闭类型为断块、半背斜或断鼻。从A区块圈闭平面分布图(见图4)上可以看到，主要有3个圈闭群，即东块圈闭群(E-1，60km2)、中块圈闭群(M-1、M-2、M-3、M-4、M-5、M-6、M-7)和西块圈闭群(W-1)，圈闭面积约3～30km2。

图3 沿层RGB属性融合图 图4 A区块圈闭平面分布图

3.3 油气快速预测

A区块的油气预测主要难点是：①储层含气后呈现伴随极性反转的第1类、第2类AVO异常，并不是常规储层含气呈现“亮点”特征的第3类AVO异常，利用常规振幅类属性无法有效检测油气；②结合测井解释结果，对测井资料进行岩石物理统计分析，发现工区内含气储层和含水储层的声波阻抗参数存在非常严重的混叠区间，在仅有叠后地震资料的情况下，利用叠后波阻抗反演得到的声阻抗无法实现油气预测。

结合测井解释结果，对井旁地震道进行时频分析发现，气层具有明显的低频能量增强、高频能量衰减特征。为了进一步验证A区块含气层所体现的上述瞬时谱异常特征，对地震资料进行分频处理[44]，获得15、25、35、45Hz单频体的过井剖面。随着频率的增加，表征含气储层的能量迅速降低，而表征上覆含水储层的能量在高频端仍有较为明显的体现，含气储层与含水储层的瞬时频谱特征存在较大差异，验证了该区气层具有低频能量增强、高频能量衰减的特征。

利用上述频谱吸收衰减特征预测油气平面分布[45]，提取沿层均方根振幅切片图(见图5)。从图5中可以看出，由于地震采集脚印重，研究区西部整体振幅能量强，掩盖了井点处气层与水层频谱变化规律。

图5 沿层均方根振幅切片图

为了有效去除采集脚印的影响，采用简单易行的分频能量比(或能量差)属性作为研究区油气检测的敏感属性参数。选择对气层敏感的15Hz和对水层敏感的35Hz，通过2个单频体能量之比来凸显频率间的相对差异，以此表征储层的含气异常。在分频能量比(A15Hz/A35Hz)和分频能量差(A15Hz-A35Hz)切片图(见图6)中，构造高部位均有异常显示，气层特征被突显；A区块内面积最大的圈闭E-1，仅在分频能量比图中存在弱显示，分频能量差图中则无显示。

图6 分频能量比和分频能量差切片图

3.4 勘探潜力与风险

A区块的烃源岩品质好，成熟度较高，构造圈闭较多但面积整体较小，圈闭面积最大的断块含气特征弱。综合判断该区块勘探潜力有限，不建议投标。揭标结果显示该区块无大型石油公司竞标。

4 结语

低品质地震资料条件下的新项目勘探潜力快速评价方法，填补了国内相关领域研究的空白。该快速评价方法应用于实践，在2周内高效、高质量地完成A区块评价任务，结果可靠。该方法对类似项目具有推广应用价值。