莱州湾凹陷KL16 构造地震相约束下复杂岩相储层预测

王保全，王志萍，李晓辉，付 鑫，刘军钊

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

随着渤海海域浅层勘探程度越来越高，有利圈闭越来越少，中深层逐步成为有利勘探层系。近年来勘探实践证实，储层展布是制约中深层油气勘探成效的主要控制因素之一[1]。中深层构造复杂、岩相带变化快，储层分布具有差异性，储层难以精细预测，给油气勘探带来极大难度。前人对莱州湾凹陷进行了系统地研究，但主要集中在构造演化、油气成藏、郯庐走滑构造带对油气成藏的控制等方面[2]，沉积研究也多集中在莱州湾凹陷北部[3-4]，而针对南部斜坡带KL16 构造沙三下亚段沉积储层的研究则较少。钻井证实该区沙三下亚段岩相复杂，有碳酸盐岩相、火山碎屑岩相、碎屑岩相，而且相同岩相厚度也存在较大差异，不同岩相的储集性能存在明显差异，可见岩相是控制储层发育的关键因素，厚层碳酸盐岩相通常情况下储层更为发育。关达等在大牛地气田D 井区上古生界盒3 段和山1 段研究中采用地震正演确定储层地震响应特征，以有利地震相带约束属性和反演；李斌等在塔河油田卡拉沙依组采用地震属性定相，再在此基础上确定有利砂岩分布范围；李金磊等[5]在低勘探区生屑滩相中采用沉积微相控制建模进行储层预测及孔隙度预测；曾萱等在黄河口凹陷渤中35 区建立已钻井辫状河三角洲前缘砂体地质-地球物理的响应关系，在此基础上利用属性分析、沿层切片、频谱分解及地震反演等技术进行储层预测；这些都应用了地震相控制储层预测，均取得了较好的应用效果，但针对复杂岩相的地震相控制储层预测技术还应用较少。为此，本文在这些方法的基础上，综合利用研究区的地震及钻井资料，在地震沉积学理论指导下，以最小等时研究单元为格架，分析了不同岩相的地震相剖面特征，优选地震属性，通过双域双面实时交互的融合解释技术对沙三下亚段不同岩相进行预测，对指导该区的下一步勘探具有重要意义。

1 研究区概况

KL16 构造位于渤海湾盆地莱州湾凹陷南部缓坡带，北侧紧邻莱州湾凹陷北洼，东侧紧邻莱州湾凹陷南次洼，是北洼和南次洼油气运聚的有利区带，区域成藏位置非常有利。KL16 构造整体为受控洼断裂和走滑断裂共同控制的大型复杂断鼻群构造，成藏条件优越，是莱州湾凹陷南斜坡带的有利目标。据已钻井揭示，油田为复式成藏，主要含油层位为馆陶组和沙三下亚段，本文主要研究层位为沙三下亚段。

2 最小等时研究单元建立

沙三下亚段岩性垂向上和平面上变化较大。如KL16-A 井碳酸盐岩主要发育在上部，而KL16-C井的主要发育在下部。在平面上，不同井区碳酸盐岩发育厚度也存在差异，这说明研究区相变较快。基于这些差异，如果全层段研究，将难以有效精细地刻画岩相边界，因此，有必要确定最小等时研究单元。

最小等时研究单元是在地震剖面上定义的井震统一的纵、横向研究单元，纵向上体现为地震层位、测井旋回与地质分层的对应关系，横向上体现为具有等时意义的地震反射分析时窗[6]。钻井上的沉积旋回体与地震资料的时频特征有良好的对应关系，即薄层对应高的峰值频率，厚层对应低的峰值频率，故可以用时频特征判断旋回体的变化方向。通过单井和时频分析联合进行层序格架划分（图1），单井层序划分和时频分析均可以划分为两部分，二者有较好的一致性，因此，可将其分为上部和下部，由此可确定最小等时研究单元。

图1 单井和时频技术联合层序格架划分

3 地震属性优选

每一种地震属性只是储层的一个或几个特征参数的地球物理响应，地震属性预测具有一定的局限性。为了较好地解决单一属性的局限性问题，本文通过井震对比建立不同岩相的地震响应特征，据此优选出有效的地震属性及属性组合，通过属性叠合刻画储层的平面展布，从而有效提高储层预测精度[7]。

3.1 地震响应特征分类

不同类型的岩相在地震剖面上具有不同的反射特征，在地震属性平面图上也具有各自的特点。研究区内岩相复杂，有碳酸盐岩相、火山碎屑岩相、碎屑岩相，相同岩相厚度也存在较大差异。不同岩相在地震响应上的横向成层性、纵向反射结构、振幅、频率等属性方面存在着较明显的差异，采用地震响应特征分类能够展示沉积体与反射特征间的成因关系，是属性优选、标定、岩性、沉积相解释的依据（表1）。

表1 不同岩相地震相特征

3.2 属性优选

根据地震响应分类特征，可见不同岩相在结构、振幅以及频率等反射特征上存在明显差异。针对这些差异，对结构、振幅以及频率类属性进行了属性提取，然后通过地震属性与地震岩相认识进行对比，最后优选出以下属性进行岩相展布预测[7]。

3.2.1 频率属性

频率属性可以反映局部的岩性和流体变化，用于刻画储层岩性和储层厚度的变化，但是对岩相边界区分较差（图2）。

图2 频率属性

3.2.2 伪熵属性

地震伪熵[8]属性可用于刻画地震波形的复杂程度，具有明确的地质指示意义，因此，利用地震资料的伪熵变化规律可以预测沉积相的分布。不同沉积相带内部结构复杂性的变化决定了地震信号复杂程度的变化，伪熵属性随着沉积方向发生有规律的变化。

通过伪熵属性与已钻井及地质认识进行对比，可以看出伪熵属性能够明显地区分出不同岩相（图3），火山碎屑沉积岩伪熵值明显高于碳酸盐岩，碎屑岩值最低，另外，伪熵值在不同岩相中地质意义不同，在碳酸盐岩中，伪熵值与储地比变化成正比，而火山碎屑岩则不同。

图3 伪熵属性

3.2.3 属性叠合

根据某单一地震属性对沉积相平面展布进行分析的方法所体现的地质信息较少，多解性较强。但叠合两种不同地质意义的地震属性[9]，丰富了地震解释的综合信息，降低了多解性。将能反映储层厚度变化的频率属性和岩相区分明显的伪熵属性进行叠合，可以有效地反映不同岩相的分布。图4 中红黄色代表低频高伪熵值区，为厚层火山碎屑沉积岩分布区；黄绿色为低频中伪熵值区，代表了厚层碳酸盐岩发育区；绿色代表中高频低伪熵值区，为薄层碳酸盐岩发育区；棕色区域为高频低伪熵值区，代表了辫状河三角洲前缘砂岩发育区。

图4 属性叠合刻画沉积相分布

4 相控储层预测

将双域双面实时交互的融合解释技术用于相控储层预测，双域是指沉积体的时间域和相对地质年代域，双面指沉积体的平面属性解释和反演剖面解释。该方法在时间域和年代域中将属性和反演对地质体刻画的优势相结合，打破了以传统的剖面解释为主的工作方式，表现为以平面解释控制剖面解释的模式[10-11]。该技术的流程是先在地震属性上（相对地质年代域，平面）大致圈定各类岩相的边界范围，再将解释结果实时投影回剖面（时间域），根据地震反射结构特征，直接在剖面上解释不同岩相，修改平面解释，精细化岩相边界，得到准确的储层边界。

在属性优选和叠合中已经刻画出了平面岩相展布，在此基础上，通过双面双域交互解释技术，将平面和剖面实时结合对储层进行预测刻画。

通过对平面属性与有色反演剖面双域双面联合解释，最终预测出岩相平面展布。预测结果与钻井对应较好，可以看出碳酸盐岩储层呈团块状分布于台地上，结合构造演化分析认为，东部部分地层沙三下亚段早期被风化剥蚀，形成一套风化残积岩相（图5a），沙三下亚段后期被水淹没，形成宽缓台地相，在较高位置碳酸盐岩发育，但分布范围较局限（图5b）；而靠近潍北凸起区域，粗碎屑物质供应较多，不利于湖相碳酸盐岩发育，主要在凸起边缘发育多个近源扇三角洲沉积。西部井区如KL16-D 井受垦东凸起物源影响，且在沙三下亚段沉积时期，相对湖平面上升，较深水环境下不利于湖相碳酸盐岩的发育，而远离物源的古地貌较高位置，受垦东凸起陆源碎屑供给干扰较小，如KL16-A，KL16-B，KL16-C，KL16-D 井则发育厚层湖相碳酸盐岩，并且碳酸盐岩发育具有继承性。结合已钻井认为，碳酸盐岩储层较发育，由此可以预测沙三下亚段储层主要发育于该构造西部碳酸盐岩发育区，该区将是下步勘探有利区域。

图5 沙三下亚段岩相平面展布

5 结论

（1）在最小等时格架建立的基础上，采用井震结合以及属性优选进行平面地震相研究，然后进行双域双面联合解释进行相控储层精细预测是进行复杂岩相带预测的一套行之有效的方法。

（2）沙三下沉积时期，西部形成局部高地，受物源影响较小，发育湖相碳酸盐岩，东部后期局部高地发育湖相碳酸盐岩。预测沙三下亚段储层主要发育于该构造西部地区，西部碳酸盐岩发育区将是下步勘探有利区域。