地震沉积学在牛庄洼陷沙三中浊积砂体储层预测中的应用

发表时间:2021/1/28   来源:《科学与技术》2020年28期   作者:赵海燕
[导读] 研究区沙三中地层为三角洲前缘浊积砂体沉积,岩性复杂、储层相变快、发育特征不明确,制约着油藏挖潜。

        赵海燕
        中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司现河采油厂  山东东营  257000

        摘要:研究区沙三中地层为三角洲前缘浊积砂体沉积,岩性复杂、储层相变快、发育特征不明确,制约着油藏挖潜。以井点资料为基础,以地震反射特征为基础,优选敏感性属性,应用地震沉积学等时切片、分频属性等技术,结合地震地质统计、有色反演、测井特征分析等地质统计手段,进行储层描述预测,精细刻画不同砂体边界和厚度,完成储层展布规律研究,分析了储层的空间展布特征,为下步油藏开发地质研究奠定了良好的基础。
关键词:沙三中;浊积;地震沉积学;有色反演; 储层预测

0 引言
        牛庄洼陷属于渤海湾盆地东营凹陷南部的次级洼陷,其东、北部及西部与一近弧形的东营中央背斜带相临,南部与东营凹陷南斜坡的王家岗-陈官庄断裂带相邻,形成一个南北界受东西向断裂所控制的似菱形沉积单元。牛庄洼陷总体构造面貌比较简单,以向斜为主,北陡南缓,又细分为南部缓坡带、中央向斜带、北部伴生构造带三大部分。除北部与中央断裂带分界,南部与南斜坡分界处断层发育外,洼陷中部断层较少。
        沙三中是本块的主要含油层系,物源来自于东部的东营大型复合三角洲[1-3],平面呈分散的薄层状南北向或东西向展布。纵向上每个砂层组内又可划分出多个小层,层多且厚度在1m-40m均有分布,多期砂体纵向叠置,成层性不明显,边部砂体减薄。本研究区分为6个砂组[2-3],受沉积环境的影响,不同砂岩储集体在平面上和纵向上的展布也有所不同。导致储层展布认识不清,严重制约后续的油藏开发地质研究和进步开发。本文利用地震沉积学和有色反演技术对该类储层进行了综合描述,取得了明显效果。
        
1 地震沉积学原理
        地震沉积学作为一门新兴学科,是建立在地球物理学、沉积学、地震地层学及层序地层学的基础之上[4-6],主要是根据地质规律(尤其是沉积环境及沉积相模式)利用三维地震资料研究地层岩石的宏观特征、沉积结构、沉积体系、沉积相平面展布以及沉积发育史。它以90°相位转换技术、地层切片技术和分频解释技术为主要研究手段,结合其他地球物理技术进行等时地层格架下的沉积规律研究,在油气勘探与开发中展示出了良好的效果[5-8]。

        图1  研究区沙三中亚段层序体模型建立(T4—Es3z6)
        1.1 地层切片技术
地层切片技术就是以追踪的两个等时沉积界面为顶、底,在顶、底间等比例地内插出一系列的层位,再沿这些内插出的层位逐一生成切片。地层切片技术考虑了沉积速率随平面位置的变化,比时间切片和沿层切片更加合理而且更接近于等时沉积界面。地层切片提取的关键参数有三,一是等时界面,作为地层切片提取过程中的约束层位。二是层序模型,根据目的层段厚度情况选择不同模型,包括顶底等比例内插及沿层开时窗提取等。三是属性类型,不同的属性类型反映不同的地质含义,选择对岩性敏感的属性如振幅类,能量类、时频、曲率等进行地层切片的提取。
根据沙三中亚段平均地层砂厚约700m,垂向时间跨度240-570ms,选择T4-Es3z6之间地层100等分均衡内插形成虚拟层位,同时控制层位包括沙三中1砂组、2砂组、3砂组、4砂组以及5砂组,垂向深度间隔最小大约7m,建立研究区沙三中亚段层序体模型(图1)。
        通过对沙三中亚段地层切片的提取,明确了研究区沙三种亚段沉积时期的沉积规律。根据测井相在切片上的投影,可以看出,砂岩段分布在属性高值区,泥岩段分布于低值区,与均方根振幅属性切片对应效果较好。最大振幅属性切片与井上储层及非储层对应关系良好。振幅及能量类属性与砂岩厚度有较好的对应关系,相关系数可达70%。
        针对牛25西井区沙三中亚段6砂组主力含油层段,在提高分辨率处理的基础上,目的层段主频可达50Hz,统计目的层段砂岩速度按2690m/s计算,调谐厚度可达13.5m。以6砂组1+2+3小层底向上15ms作为时窗起点,6砂组5小层向下20ms作为时窗终点,20等分,时间厚度3ms,垂向分辨率7m,建立牛25西井区沙三中亚段6砂组层序体模型(图2)。

        图2 牛25西井区沙三中亚段6砂组层序体模型
1.2 分频解释技术
地震沉积学与地震地层学的最大不同在于:地震同向轴既不简单地反映等时界面,也不单纯反映岩性界面,而是受地震资料频率的控制,不同频段的地震数据反映的地质信息是不同的。低频资料中反射同向轴更多地反映岩性界面信息,而高频资料中反射同向轴更多地反映等时沉积界面信息[4-6]。
地震沉积学中使用的分频解释技术实际上是一种分频段解释的方法,它是基于“地震资料的频率成分控制了地震反射同向轴的倾角和内部反射结构”这一观点的,地震资料中的高频成分与测井高频层序划分吻合得更好。因此,须对地震资料进行分频处理,针对不同的需要选用相应频段的地震数据体。不同频率的分频属性体现了储层横向变化规律,使细节清晰可见,提高解释效率及储层分辨能力,从过井地震剖面上可看出,6砂组主力层段1+2+3和6+7小层同向轴由东向西反射强度减弱,对应砂体厚度也逐渐减薄,认为地震反射轴的强弱可以反映储层的横向变化(图3)。




        图3   20、40、50、60Hz分频剖面对比图
2 有色反演
地震资料中包含着丰富的岩性,物性信息,经过地震反演,可以把界面型的地震资料转换成岩层型的测井资料,使其能与钻井,测井直接对比,以岩层为单元进行地质解释,充分发挥地震在横向上资料密集的优势,研究储层特征的空间变化。
地震反演是利用地表观测地震资料[5-6],以已知地质规律和钻井,测井资料为约束,对地下岩层空间结构和物理性质进行成像(求解)的过程,广义的地震反演包含了地震处理解释的整个内容。波阻抗反演是指利用地震资料反演地层阻抗(或速度)的地震特殊处理解释技术。波阻抗与地震资料是因果关系,具有明确的物理意义,是储层岩性预测,油藏特征描述的确定性方法,在实际应用中取得了显著的地质效果,因此地震反演通常特指波阻抗反演。
有色反演技术能最大限度地保留原始的地震分辨率,适合与用地层切片来表征地震相。它通过井上阻抗的频谱和地震频谱的匹配完成反演。有色反演技术横向上没有井约束,在频率定义反演的算子,井只起到反演算子估算中希望输出的定义作用,反演结果横向分辨率保持较好。
由于有色反演在横向上没有井的约束,井只起到了约束褶积算子提取的作用,其结果和井曲线可对比和标定,相对阻抗的横向关系保持,是用振幅信息刻画地震相的理想参数,而且有色反演不破坏地震的横向分辨率,能突出对地质体边界的刻画能力(图4)。

        图4   原始地震剖面(上)和过井有色反演剖面(下)
3 储层预测
        东营凹陷三角洲成因的浊积岩主要形成于盆地强烈裂陷的沙三段沉积时期[1-3]。三角洲前方的深洼陷坡度陡、规模大,有利于浊积体的集中发育、加积堆积。牛庄西部沙三段储层为三角洲前缘砂体受重力作用在其推进前方形成的浊积砂体,物源方向以东部为主。为了精确进行砂体的预测,本次在利用地层切片技术和分频解释技术进行了数据处理的基础上,运用地震属性定量解释技术结合井资料地震地质统计的方法。
实际操作中,选择利用厚度、振幅相关性好的资料进行统计拟合,得到相应线性公式,从而把振幅属性转换为储层厚度,同时随机抽取部分未参与统计单井厚度资料作为验证点,验证其相关规律可靠程度,最终得到相应储层厚度分布图,为下一步钻探提供参考依据。
利用振幅属性预测描述储层分布分为两步:第一步,通过井点厚度与地震属性交汇图选择,以厚度与振幅属性相关性75%为门槛优选井点,拟合地震属性与储层厚度经验公式,把振幅属性值(图5)转换成储层厚度;第二步,把所有井点的厚度值参与计算,主要计算井点出预测储层厚度与实钻储层厚度的误差,以普通高斯克里金算法寻求局部区域内优势延展方向,做出全区储层厚度预测误差,把该误差反加回储层厚度预测图,即得到储层厚度分布图。

        图5   牛25井区沙三中6砂组1+2+3小层平均振幅属性分布图
        砂体预测厚度与真实厚度在砂体分布主体区域吻合较好,厚度大于5米井砂体厚度预测吻合率达到78%。

4 结论
1)针对研究区储层的沉积特点,利用地震沉积学技术,包括90°相位转换技术、地层切片技术和分频解释技术为主要研究手段,对目的层进行了数据处理,从而满足储层预测的要求;
2)通过有色反演处理,反演资料分辨率稍高于地震资料,由于相位旋转90,与测井曲线有更好的相似性,作为属性分析主要数据。
3)井震结合开展储层预测,获取的储层预测结果同实际井点数据吻合度高,能够满足油藏开发地质研究的需要。


参考文献
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[2]    侯明才,田景春,陈洪德,陈学华,肖焕钦,邱桂强,贾光华.东营凹陷牛庄洼陷沙三中段浊积扇特征研究.成都理工学院学报,2002, (29): 506-510.
[3]    王居峰,郑和荣,苏法卿. 东营凹陷中带沙河街组三段浊积体储层特征类型与成因.石油与天然气地质,2004, (25): 528-532.
[4]    伊万顺,陈绪清,徐海等.叠前道集地层约束反演技术在砂砾岩储层预测中的应用[J].大庆石油学院学报, 33(2):27-30
[5]    夏连军,吴向阳,毛树礼等.高邮凹陷邵伯地区近岸水下扇的地震预测[J]. 勘探地球物理进展,31(3):212-215
[6]    刘淑华,张宗和. 储层特征曲线重构反演技术——以冀东油田南堡凹陷为例[J].勘探地球物理进展,31(1):53-55
[7.    陈钢花,张孝珍,吴素英等. 特低渗砂砾岩储层的测井评价[J].石油物探,48(4):412-415
[8]    叶泰然,苏锦义,刘兴艳.分频解释技术在川西砂岩储层预测中的应用[J].石油物探, 47(1):71-73
作者简介:赵海燕( 1973--),女,山东省德州人,高级工程师,从事油气勘探工作。
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