南图尔盖盆地260D 区块上侏罗统河道砂体识别

苏 超

（天津市地球物理勘探中心，天津 300170）

河流相沉积环境中的河道砂体是陆相盆地中常见的储层类型及油气聚集的有利场所，近年来已成为油气勘探领域的研究热点。目前，利用地震资料进行河道砂体识别已经得到广泛的应用，主要技术包括地震属性分析技术[1]、地震相技术[2]、频谱分析技术[3]等，与传统的岩心和测井曲线分析相比，这些技术的应用极大地提高了河道砂体识别的效率和准确性。本文综合应用测井曲线和地震属性，对河道砂体的剖面和平面展布特征进行识别和详细描述。

1 研究区概况

南图尔盖盆地位于乌拉尔山以东的哈萨克斯坦国中部，处于乌拉尔-天山缝合线转折端剪切带，为西西伯利亚盆地与中亚地块的连接部位，总面积约8×104km2，呈南北向长轴状分布[4]。该盆地是海西运动期褶皱基底之上发育的中生代裂谷型盆地，经历了断陷期、断坳转换期及坳陷期三个演化阶段，形成了垒堑相间的构造格局，进而控制了该盆地油 气的形成和分布[5]。南图尔盖盆地油气勘探始于20世纪60 年代，现已发现大小油气田17个，在浅层较简单的构造圈闭中已发现油气37 亿桶，上侏罗统-下白垩统河流和三角洲相砂泥岩沉积是目前南图尔盖盆地主要的油气储层，盆地90%以上的油气藏均与该储层有关[6]。目前盆地已进入高成熟勘探阶段，进一步发现大型构造油气藏的难度较大，2005 年勘探重点逐渐转向地层-岩性圈闭[7]。

260D区块位于阿克萨布拉克地堑北端（图1），在区域构造背景下形成了东断西超的箕状断陷，北东方向为断裂发育区，南西方向为平缓斜坡。该区块在上侏罗统阿克萨布拉克组（J3ak）处于盆地断坳转换末期-坳陷发育早期，是盆地构造运动减弱、坳陷充填向准平原化沉积的过渡阶段，大套泥岩地层中广泛发育曲流河河道砂体，并形成岩性油气藏，岩性以灰色粉砂岩、砂岩为主，夹薄层泥岩，表现出“砂泥间互”的沉积特征[8]。

图1 南图尔盖盆地260D 区块位置

2 地震及测井响应特征

曲流河又称蛇曲河，平面上呈条带状分布，河道比较稳定，宽深比较小，主要分布于流域较大河流沉积体系中下游地区[9]。曲流河沉积物以砂岩、粉砂岩和泥岩为主，河道底部可能有底砾岩，南图尔盖盆地260D 区块上侏罗统J3ak 地层为曲流河沉积，曲流河道广泛发育。

从南图尔盖盆地260D 区块地震剖面上可以看出，该剖面上J3ak 地层中共发育七条不同期次、不同规模的河道，河道砂体的地震响应特征均表现为地震同相轴清晰、振幅能量强、横向延伸短、连续性差的特点，河道两端具有明显的反射中断及下拉现象，与周围泥岩杂乱、强度较弱的地震反射特征差别非常明显（图2）。综合分析，该区块J3ak 地层中曲流河道在地震上的反射特征有以下两种形态：

槽形、峡谷形。如图2 中河道③、河道⑤、河道⑥所示，这种类型河道具有明显的下切现象，地震同相轴表现出底凹顶平的特征。

透镜状。图2 中河道①、河道②、河道④、河道⑦所示，这种类型河道地震同相轴表现为底平顶凸或底凹顶凸的特征，表现出点状、丘状、透镜状。

该区块J3ak 地层河道在地震剖面上特征明显，不同河道的宽度、厚度特征清晰，易于识别，能够直观地反映出河道纵向上的特征。

图2 南图尔盖盆地260D 区块地震剖面

河道中砂体相对发育，与周围泥岩地层在岩性和物性上差别较大，因此，河道不仅在地震剖面上反射特征比较显著，在测井曲线上其特征也比较明显（图3）。Kar-7 井钻穿河道中心部位，河道地震反射特征呈透镜状，河道砂体的自然电位和电阻率曲线表现为柱状，曲线特征明显，与上下泥岩存在较大差别。Kar-20 井钻穿河道中心偏边部位置，河道地震反射特征呈透镜状，河道砂体的自然电位和电阻率曲线表现为钟状，曲线特征明显。Ekar-1 井钻穿河道的边部，河道地震反射特征呈透镜状，河道砂体的自然电位和电阻率曲线表现为尖峰状，曲线特征较为明显。

Kar-7、Kar-20、Ekar-1 三口井均钻穿J3ak地层中发育的河道，地震反射和测井响应特征均较明显，但由于井与河道相对位置不同，测井曲线上表现出的特征也存在一定的差别，实际应用中可以利用地震反射特征和测井曲线特征对河道进行识别和描述。

3 地震属性的河道砂体识别

图3 河道砂体地震及测井响应特征

地震属性是指地震数据体中能够反映地震波几何学、运动学、动力学和统计特性的特征参数[10]，是地震数据体中各种地球物理信息的综合反映，当地下地层内部的岩性、物性、流体性质发生变化时，其地震响应就会改变，所求取的地震属性也随之产生变化。通过各种数学变换对地震属性的计算、解释和分析，可以获得许多有关地层、断层、裂缝、岩性和流体的重要特征信息，使地震资料能够反映更多的地层信息，从而提高地震资料的使用价值。

地震属性的研究和应用开始于20 世纪70 年代，目前已研究和使用的属性种类多达上百种，其分类有振幅、频率、相位、能量、波形、吸收衰减等[11]。随着地球物理学理论研究的不断深入以及各种地震解释软件的不断推出，越来越多的地震属性被提取出来，已被广泛应用于地震构造解释、储层预测、油藏特征描述以及油藏动态检测等各个领域，地震属性分析技术也成为油气勘探开发领域中一项重要技术手段。

基于南图尔盖盆地260D 区块J3ak 地层河道在地震上表现出地震同相轴清晰、振幅能量强、横向延伸短、连续性差的特点，且与周围泥岩杂乱、强度较弱的地震反射特征差别非常明显，有利于基于振幅类地震属性进行河道识别研究，分析河道的平面展布特征。本文选择均方根振幅和总能量两种地震属性进行河道砂体预测，其计算公式如下：

以J3ak 地层的顶面和底面为时窗范围进行层属性提取和分析，在均方根振幅和总能量属性上（图4、图5），J3ak 地层中河道特征非常显著，曲流河广泛发育，分布密集，平面上纵横交错、相互交织，河流大多呈现北西-南东向的展布特征。

图4 南图尔盖盆地260D 区块J3ak 地层均方根振幅属性

图5 南图尔盖盆地260D 区块J3ak 地层总能量属性

对比均方根振幅属性和总能量属性，在均方根振幅属性上，西北部河道特征明显，东南部河道特征相对较弱、模糊，在总能量属性上则正好相反，东南部河道特征明显，西北部河道特征相对较弱、模糊，出现这种现象的原因有两个：①地层厚度差别，该区J3ak 地层在西北厚度约80 m，而东南部最厚处厚度可达400 m，厚度相差较大；②计算方法的差别，均方根振幅是振幅平方和平均值的平方根，具有平均效应，相同大小规模的河道在地层薄的地区特征相对明显，厚度大的地方特征相对较弱，而总能量属性是振幅的平方和，具有累加效应，相同大小规模的河道砂体在地层薄的地区特征相对较弱，厚度大的地方特征明显。

综上所述，采用均方根振幅或总能量单一属性无法满足对河道砂体平面特征进行全面、准确描述的需求，本文针对性地采用比例融合的方法，将均方根振幅和总能量两种属性以一定比例进行融合。属性比例融合技术是指利用一定的数学比例运算关系将两种或多种地震属性进行融合，得到新的“融合”属性，该属性集合了多种属性的特征，能够更精确地刻画地层[12]。本文采用线性叠加的方法，将均方根振幅和总能量两种属性进行比例融合，其表达式如下：

式中：R 为“融合”属性，RMS 为归一化的均方根振幅，A 为均方根振幅权重系数，TE 为归一化的总能量，B 为总能量权重系数。其中，A 与B 的取值均为0～1，A+B=1。

该方法的实现主要有两个步骤：①将均方根振幅和总能量两种属性进行归一化处理；②分别给均方根振幅和总能量分配一定的权重系数，然后将这两种属性值进行线性叠加，得到“融合”属性。

本文研究中，权重系数的选取采用枚举法，即将A 在0.1～0.9 每间隔0.1 进行取值，并计算出相对应的B 值，得到9个权重系数的组合，由此计算得到9个“融合”属性，并将其与均方根振幅和总能量进行对比筛选，优选出效果最佳的权重系数组合，最终确定A=0.7，B=0.3。结果显示，相比于均方根振幅或总能量单一属性，“融合”属性上河道砂体特征更加清晰，同一条河道砂体在西北部和东南部特征更加一致，一些在单一属性上显示模糊或没有显示的细小河道砂体，在“融合”属性上也有很好的反映（图6），由此表明，这种方法在本次研究中的效果非常显著，有利于利用振幅类属性对该地区J3ak地层中河道砂体进行识别和描述，提高河道砂体识别结果的准确性，为该区的有利目标筛选和井位部署提供更可靠的依据。此外，该方法还具有易于实现、速度快、效率高的特点，对于缩短项目研究周期、提高研究质量具有很好的帮助。

4 结论

图6 J3ak 地层均方根振幅与总能量“融合”属性

（1）南图尔盖盆地260D 区块J3ak 地层广泛发育曲流河道，纵向上特征明显，在地震剖面上河道 砂体表现出槽形、峡谷形和透镜状的形态，测井上河道砂体表现为电阻率和自然电位的柱状、钟状和尖峰状的曲线特征。

（2）河道砂体在均方根振幅和总能量等振幅类属性上具有明显特征，平面上表现出河道砂体相互交织的网状展布特征，不同河道砂体的宽度、展布长度在属性上反映清晰。

（3）由于地层厚度变化和计算方法的差异，单一属性无法全面准确地刻画河道砂体的平面展布特征，而利用比例融合的方法，将均方根振幅和总能量按照一定权重系数进行叠加，得到“融合”属性，取得了显著的效果，能够综合应用这两种属性的优势，准确和全面地对河道砂体进行识别。