东海陆架盆地西湖凹陷平北地区含煤地层岩性圈闭识别

牛华伟，刘 苗，蒋 涔，朱立新，陈茂根

中国石化 上海海洋油气分公司，上海 200120

平北地区是东海陆架盆地西湖凹陷主要油气富集区带，近年来勘探实践证实，该地区始新统平湖组下段具有发育大型岩性油气藏群的潜力[1-2]。平下段主要为边缘海半封闭海湾相沉积环境，发育受潮汐作用影响的潮坪、三角洲沉积体系，岩性以砂泥煤互层为主。砂岩厚度多小于15 m，煤层具有单层厚度小(1～3 m)、纵向累计厚度大(30～70 m)、横向变化快、发育不稳定的特点，目的层埋深普遍超过3 500 m，储层物性相对较差。从地震资料品质来看，深层地震信噪比低，能量弱，波组特征不明显；地震资料频带窄，分辨率不足；同时深层压实效应明显，砂泥岩阻抗差异小，从而导致岩性圈闭的刻画难度很大。以往的储层识别方法以确定性反演为主。该方法充分利用地震资料的预测性进行优质储层的识别，在简单岩性层段能取得较好的效果。但本区主要目的层储层薄(厚度小于15 m)，薄煤层频繁分布，仅用确定性反演方法无法有效刻画优质储层展布。

针对深层岩性油气藏的地震识别与预测方法研究，国内外学者做了大量的工作。李庆忠[3-4]对岩性油气藏纵向分辨率以及砂岩的波阻抗解释等若干问题进行了探讨；王威[5]用层序地层分析技术、地震属性及反演技术、流体势分析、油气检测技术等多参数综合评价方法对岩性油气藏进行描述；吕公河等[6]运用波形分类技术对河流相储层进行预测；陈永波等[7]用多属性融合技术预测沉积微相，并结合含油气检测技术预测油气区，取得了很好的效果。针对含煤地层储层研究，前人也进行了许多探索。刘爱群等[8-9]基于匹配追踪对煤层引起的强反射进行去除；王香文等[10-11]采用地震多属性分析技术以及测井约束反演技术，预测煤层中砂体分布范围；王宝江等[12]利用广义S变换技术，刻画含煤地层内薄砂体的分布及形态；刘占族等[13]利用地质统计学反演预测煤层气薄储层，在实验地区取得了较好的成果。总结当前主要的含煤地层岩性圈闭识别方法来看，大多数方法针对的是区域相对稳定发育的厚煤层下岩性圈闭识别及刻画。而本区平下段1～2 m左右的薄煤层普遍发育且横向砂体变化快，主要目的层埋深较大，不同岩性地震反射特征规律不明显，进一步加剧了储层预测难度。

针对研究区深层岩性圈闭刻画难点，结合前人研究成果及认识，本次研究通过三个方面展开：首先加强基础地震资料针对性处理及优化研究，对深层三维地震资料进行保幅宽频处理，提高资料品质，得到高保真高分辨率的地震资料；以优化后资料为核心，根据古地貌、坡折带刻画，研究控砂机制，运用“源—渠—汇”理论系统分析、明确砂体分布模式及潜在圈闭类型；在这一格架的约束下，结合测井资料的精细分析，通过叠前确定性反演预测砂体、叠后统计学反演识别煤层相结合的手段开展精细砂体描述工作[14-30]，提高深层岩性圈闭预测精度。

1 岩性圈闭识别技术方案

1.1 基于组合多次波衰减及鬼波压制的深层保幅宽频处理技术

对原有资料分析认为主要存在以下几点问题：(1)信噪比低，各种干扰波特别是多次波较为发育、断裂复杂，速度建模不精细；(2)主要目的层埋深较大，地震信号能量衰减严重，波组特征不明显；(3)深层地震资料受鬼波影响，有效频带窄，制约了岩性圈闭刻画精度。

利用最新的海洋拖缆宽频保幅处理技术，通过浅水去多次波、3DSRME、反褶积优化、Radon、LIFT等组合方法去除近道多次波、水层多次波及层间多次波，提高资料中深层信噪比；通过宽频保幅的叠前去噪、子波处理、鬼波处理、反褶积、低频及高频补偿技术，恢复目的层反射振幅特征，优化道集质量，有效提高基础数据质量；通过层位及倾角约束的非线性网格层析成像及百分比扫描，建立最有利于成像的速度模型，最终实现叠前深度偏移成像效果的改善，获得针对岩性圈闭研究的高信噪比、高保真性、低频充分的地震数据及地震速度的时空变化规律。

从图1可以看到，宽频处理后能够充分挖掘原始资料潜力，深层地震资料能量得到有效增强。其低频端的有效处理保证15 Hz以下低频成分的成像效果是获得基底清晰成像的关键；高频端的有效处理获得40 Hz以上频率成分的准确成像，能够改善平湖组内幕成像细节，提高中深层信噪比，为地质及储层研究提供高质量的地震数据。

图1 新、老处理资料频谱参数、信噪比对比

1.2 以微古地貌精细刻画为基础研究控砂模式及潜在岩性圈闭类型

在保幅宽频地震资料精细解释的基础上，通过对重点区域、重点层位微古地貌的精细刻画，同时结合断层活动演化评价微古地貌及断层、微坡折等对沉积作用的控制程度，综合分析地震反射结构、单井相并在此基础上确定保俶斜坡带平北构造带平湖组主要三级层序的沉积相展布特征和发育演化规律，建立沉积微相发育模式，探索主要目的层系岩性圈闭发育模式。

通过古地貌恢复以及断裂坡折带的刻画认为，整个平北地区在平下段断陷期呈现深洼高隆的结构特征。西部的海礁凸起是长期物源提供区，沿北东向的地震剖面能够清晰地识别出V型谷(图2)，目标区W构造平下段主物源方向正是2号凹槽口。

图2 东海陆架盆地西湖凹陷平北地区西部平下段拉平地震剖面

物源从西南方向顺2号凹槽口向东北方向逐级推进，在低隆起(W断裂边界断层)与反向断阶形成的限定型空间内沉积，顺物源方向的各级坡折均起到控砂作用，易于形成西南方向上倾尖灭、侧向大断裂整体封堵的岩性圈闭类型(图3)。

图3 东海陆架盆地西湖凹陷平北地区平下段控砂模式

1.3 岩石物理优选弹性参数、反演结合波形特征精细描述砂体

结合已钻井进行岩石物理弹性属性分析及正演研究可以发现，纵横波速比(Vp/Vs)属性相比纵波阻抗对砂—泥岩区分更为敏感，优质砂岩储层具有明显的低纵横波速比特征，而煤层则表现为明显的低纵波阻抗特征，在岩石物理模板上具有很好的分异性。基于岩石物理敏感属性开展叠前同时反演，同时依据地震波形结构特征，针对岩性—地层目标区进行多期次、多尺度的砂体内幕刻画，拾取沉积体叠置期次，能够准确描述沉积体平面分布及空间叠置关系(图4)。可以看到，反演属性清晰地刻画出砂体厚度的变化以及上倾尖灭特征，而波形结构特征也能够准确表现多期砂体叠置关系和岩性尖灭波形变化，两种属性相结合可以有效描述深部储层展布特征。

图4 东海陆架盆地西湖凹陷平北地区过W1-W3-W2井反演、波形剖面对比

1.4 利用地质统计学高分辨率优势开展薄煤层识别研究

由于本区多发育薄煤层且对岩性圈闭刻画的影响较大，需要在砂体预测的基础上，通过去煤层研究更进一步准确描述深层岩性圈闭。从已钻井统计来看，本区煤系地层发育，各井均钻遇多套煤层，平湖组煤层累积厚度能达到30 m(图5)。

图5 东海陆架盆地西湖凹陷平北地区平湖组各层段煤层累积厚度统计

由于煤层有极低阻抗的特点，其与上、下界面容易形成较大的反射系数差异，同时煤系地层分布相对较广，在空间上具有一定的延展性，在地震剖面上表现为高频连续强振幅反射。利用叠后统计学反演在已钻井控制下，结合地震反射特征能够在有井区对煤层进行预测。从叠后地质统计学反演结果可以看到(图6)，煤系地层在目的层段广泛分布，横向变化快，与实钻井对比认为该方法能够较好地识别煤层。

图6 东海陆架盆地西湖凹陷平北地区过W1-W3-W2井煤层识别剖面

2 应用效果

在明确沉积模式的基础上，通过开展叠前同时反演、波形特征变化、地震反射结构特征研究进行储层预测，并结合井约束叠后地质统计学煤层预测技术，对含煤地层优质储层进行描述，最终落实储层变化特征及尖灭点位置，并对岩性圈闭进行精细刻画。

运用地质统计学煤层刻画成果与叠前反演预测剖面叠合可以看到(图7)，W5井钻前认为P7层为高概率煤层发育区，已钻井证实该层发育多套薄煤层；P11b层钻前认为薄煤层发育概率高，且砂体有一定厚度及规模，钻后发现在该层砂体主体部位厚度超过20 m，其下部发育薄煤层，钻后认识与钻前预测吻合度较高，结合岩石物理正演分析及统计学煤层识别成果能够对深层含煤储层有更准确的认识。

图7 东海陆架盆地西湖凹陷平北地区过W3-W5-W2井储层预测与煤层识别剖面

针对目标区平下段的反射特征分析认为，顺凹槽方向为短轴较连续前积充填型地震相，而顺斜坡方向为长轴连续丘形充填型地震相(图8)。

图8 东海陆架盆地西湖凹陷平北地区顺凹槽(a)、顺斜坡(b)地震反射结构特征

根据这一特征在地震剖面上进行砂体追踪并刻画其厚度(图9a)，对比反演雕刻砂体厚度(图9b)，二者清晰地表现出洼槽内砂体厚度增厚、上倾变薄的特征，与古地貌特征及区域控砂模式吻合。通过砂体地震反射结构特征刻画与波形变化特征，能够进一步夯实砂体预测的可靠性，与反演弹性属性描出的砂体平面具有很好的对应关系。

图9 东海陆架盆地西湖凹陷平北地区沉积体反射特征追踪砂体厚度(a)及P11b砂体预测厚度(b)

通过将该方法应用于W区，钻探的两口探井均实现油气发现，方法可靠性得到有效证实。

3 结论

研究区主要目的层平湖组沉积环境较为复杂，薄砂体多层叠置、煤层发育，储层预测及刻画难度极大。在前期认识的基础上，本次研究通过针对目标的深层保幅宽频处理，进一步提高基础资料的品质，通过构造背景、层序沉积类型、砂体控制因素及岩性圈闭发育模式的指导，充分考虑叠后、叠前反射特征在不同维度对岩性体刻画的敏感差异，运用砂体的叠前纵横波速比低值异常和煤泥互层的叠后低阻抗异常特征，优选合适的反演方法联合预测优质储层，并最终形成了地质—物探相结合的深层含煤地层岩性圈闭综合预测技术系列。在该技术系列应用基础上部署的新钻井取得了重大突破，进一步证实了该方法的可靠性及适用性。

致谢：对所有为平北地区含煤地层岩性圈闭识别做出贡献的单位及个人致以衷心感谢！