相对等时面在东胜气田盒2+3段河道识别中的应用

2020-08-24归平军范玲玲

石油地质与工程 2020年4期

归平军，范玲玲，李灿

（中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南郑州 450006）

东胜气田位于鄂尔多斯盆地北部，横跨伊盟隆起、伊陕斜坡和天环坳陷3个构造单元。二叠系下石盒子期可分为3个演化阶段，分别对应于盒1段、盒2段、盒3段3个沉积时期。下石盒子组沉积时期地形平缓，河道摆动频繁，洪泛泥石流发育，总体呈现由辫状河逐渐向曲流河演化的特征。其中，盒1段沉积时期，发育辫状河相河道和洪泛平原沉积；盒2段沉积时期，在继承盒1段沉积晚期砂体分布的基础上，河道发育具有再次加强，然后逐渐减弱的发育演变趋势，河道具有向曲流化演化的特征，河道分叉、汇聚性相对更强。盒3段沉积时期，河道砂体孤立性强，宽度相对较窄，分叉汇聚性更加明显，河道间洪泛平原细粒沉积广泛发育，砾质河道减少，砂质河道增多，泥岩增厚，由箱形向齿化箱形–钟形过渡[1–5]。本文以东胜气田杭锦旗北部什股壕区带为例，在认识地震反射特征的基础上应用基于相对等时面地层切片技术，刻画不同期次河道平面分布及其规模，落实沉积类型。

1 地震–地质特征

在前人研究的基础上，针对盒2+3段地震反射波组特征进行分析和研究，从井点合成记录标定得知（图1），形成盒2段和盒3段波形反射的机制主要是河道砂泥岩互层叠置。砂泥岩层速度和密度的差异会产生波阻抗差，从而形成反射波。当盒2+3段砂体发育时，与下伏低速地层形成波谷，结合已知井沉积相特征，当地震分辨率较低或者同一个同相轴为多套砂泥岩（尤其是砂泥岩薄互层）的综合响应特征时，识别分辨率及精度较低。实际钻井揭示盒2+3段为多套砂体叠置发育，沉积类型多样[6–8]（图2），地震绝对分辨率很难刻画真实的河道发育状况。

图1 典型井合成记录

从过井地震剖面（图3）来看，砂体纵向组合形式不同可引起地震波形的变化，盒2+3段砂体发育程度与 T9f和 T9e反射层间的强振幅反射特征具有一定关系；砂体厚薄与地震波形有一定变化，横切河道在地震剖面上表征为透镜状。单套砂体连续且较厚，在地震剖面 T9e反射层之上强波谷特征更明显，分析认为大多数盒2段和盒3段内的T9e反射层之上亮点反射为有利反射，并且各种地震响应特征应具有相应的地质模式。明确地震反射特征的地质含义，可指导河道空间展布识别和储层预测等工作。

2 相对等时面选取及其意义

地震相对等时面是在某一地区，沉积期相对稳定，且地震反射同相轴连续的地层[9–14]。杭锦旗地区盒1段沉积早期已填平补齐，整个下石盒子组沉积厚度相对稳定，其内部存在一到两个地震波组；纵向砂体组合模式不同，内部的波组只能表征为上下的岩性界面，且连续性较差，不能作为一个稳定等时面。反射波与单砂层不能一一对应，不能完全把盒2+3段砂体区分开来，形成一个综合地震响应模式（图4）。下石盒子组顶底界面地震波组T9f、T9d较为连续，地质含义明确，可以作为地震相对等时面，反映重大地质界面。

如果使用单一时窗进行属性分析，无论是从盒3段顶 T9f反射层之下还是 T9e反射层之上开固定时窗提取属性，都容易造成不同河道砂体的横向“串层”，平面特征不明显。造成这种问题的原因是地震波组T9e反射层全区不稳定，不同区域的地质含义不同。从地震剖面上可以看出，盒2+3段分布着不同期次、不同规模河道（图5）。因此，充分挖掘地震资料信息，提高地震纵向分辨率，依据其横向分辨率优势，从地震沉积学入手，确定地震层位相对等时面来刻画河道空间展布。借助相对等时界面下的地层切片技术，识别不同规模河道。

图2 锦68井盒2+3段单井沉积剖面

图3 盒2+3段储层有利地震反射模式（亮点短轴强反射）

图4 不同砂体组合地震正演模拟

3 地层切片技术应用

盒2+3段河道窄，地震资料主频为25 Hz，按地层速度4 000 m/s，纵向可识别地层厚度40.0 m；依据菲涅尔带半径，按埋深3 000 m，横向绝对分辨率约335.0 m。纵向岩性复杂、物性特征不明显，岩性界面与速度界面不一致、横向非均质性强，因此，依据横向分辨率更容易识别河道分布。

为了解决纵向不同砂体接触、横向“串时”问题，引入等时切片概念。通过地层切片与开发地质解释成果数据计算相关性，实现响应小层地层切片预测结果优选。结合研究区沉积环境特征及测井解释结果，分析识别地震属性切片预测的地质体。切片类型分为时间切片、沿层切片和地层切片三类[15–17]（图 6）。

图5 盒2+3河道地震剖面结构特征

图6 地震切片示意图

时间切片可以辅助地层岩性解释和沉积相的解释。沿层切片在某些情况下是贴近于真实的属性提取方式，但是，对于横向沉积相带变化引起的变化，不能真实反映。地层切片的优势在于根据三级或四级层序边界对目的层段进行精细的沉积研究，生成地层切片体，而生成地层切片体的关键是如何建立年代地层的框架模型。

制作地层切片最关键是选出具有地质时间界面意义的参照同相轴，在理论指导下，以精细层位解释为依据。杭锦旗地区地层发育相对稳定，以下石盒子组地层为格架，选择地层切片方法，且时间间隔合适。东胜气田下石盒子组沉积相对稳定，大致有10～15个中期旋回（图7a）；依据小波变换时频分析，最多可识别4套中长期旋回。实际资料的地震频率更低（图7b，红色能量团）。

地震波组T9f、T9d为下石盒子组顶底界面，地震反射特征稳定，且离盒2+3段比较近，能够真实地反映该层段沉积类型。整个下石盒子组地层厚度约120.0 m，分为15个地层切片体。根据地层速度4 000 m/s，单个地层切片体大约4 ms，即地层厚度约8.0 m，与测井识别的中短期旋回数相当，能提高河道砂体识别精度。

4 效果分析

对一些厚度较薄、物性较差的砂体，隐藏有“条带型”河道砂体，通过地质模式控制下的属性地层切片技术可以进一步明确隐藏的盒2+3段Ⅰ–Ⅱ类储集体（具有条带状振幅属性的储集体）。进一步刻画不同期次河道展布特征，还能够识别一些厚度较薄的河道（图8）。锦34井盒3段底部发育一套4.9 m砂体，单纯依靠纵向分辨率无法识别，地震振幅较弱，且选取一定时窗大小的地震属性特征也不明显。该方法在相对等时面确定的基础上，应用地层切片技术弥补了纵向分辨率的不足，河道的平面展布更清晰，为识别薄储层提供了依据[18–25]。