地震沉積學在D區的初步應用

陳雪菲,王緒本,劉力輝

(1.成都理工大學 信息工程學院,四川成都 610059;2.北京諾克斯達石油科技有限公司,北京 100081)

1 地震沉積學的概念及關鍵技術

地震沉積學是應用地震信息研究沉積巖及其形成過程的學科,它是繼地震地層學、層序地層學之后的又一門新的邊緣交叉學科。其研究內容、方法和技術,與地震地層學、層序地層學和沉積學等其它學科都有所不同。地震沉積學最大的理論突破在于對地震同相軸(穿時性)的重新認識,但它是沉積學的發展而不是替代。地震沉積學研究主要以地質研究為基礎,在沉積學規律的指導下進行。地震沉積學能夠解決局部區帶高頻層序的平面沉積分析及目標砂體預測,并且能將井震有機結合,克服常規地震儲層預測技術缺乏等時對比的特點,將地震屬性和反演的整體,應用到巖性圈閉的識別和預測中,顯示了地震沉積學技術體系在油氣儲層預測分析中具有明顯的作用,尤其是針對地層巖性油氣藏的分析預測有突出優勢。

實用地震沉積學的技術體系,包括精細等時地層格架,最小等時研究單元,巖相物理分析和定量地震相分析等。其中,定量地震相分析包括年代地層切片技術,地震屬性和波形分析技術等。相對于地震地層學和層序地層學,實用地震沉積學解決了層序地層學不能對高級別層序沉積相展布規律進行研究的問題,以地震資料為主研究沉積微相,從定性到定量,以定量屬性參數刻畫地震相,與單井沉積相結合,能夠進行層序、準層序組、砂層組(儲層)逐級控制下的巖性圈閉預測。

目前,地震沉積學采用的關鍵技術,主要包括90°相位轉換技術,地層切片技術和分頻解釋技術等,通過定量地震相分析及阻抗資料,進行相控儲層預測。

2 D區勘探背景和勘探難點

潿西南凹陷D區古近系地層為多物源湖相沉積,儲層縱向、橫向變化較大。多年來的鉆探實踐表明,D區是一個富生烴凹陷,凹陷中油氣的富集程度和生產能力受儲集條件的影響很大。D區存在眾多的區塊構造圈閉,目前的研究和鉆探程度已較高,整個凹陷已覆蓋三維地震資料和鉆探多口井,但發現的地質儲量與所占資源量的比例仍比較小,仍有大量的油氣資源有待發現。目前,對潿洲組地層的勘探發現,儲蓋組合存在,但流體性質難以判斷,而流沙港組流一段儲層薄,橫向變化大,儲層預測仍存在較大困難,缺乏一套有效的儲層預測和烴類檢測的技術方法。

3 最小等時地層單元的建立

無論是層序地層學、沉積學,還是地震沉積學,都是在等時的地層格架內對沉積相進行研究。在地震沉積學研究里,對等時格架內地震信息的客觀反映,不再依賴于研究者利用“地震相”特征對沉積格架內沉積相的“肉眼觀察和判斷”,而強調的是在小時窗的等時地層內,應用地震技術定量化計算屬性參數,客觀反映地層沉積相。

潿西南凹陷D區在流一段沉積時期,屬于斷陷盆地的沉積階段,邊界斷層控制著盆地內沉積物的沉積厚度,以及地層的沉積樣式和接觸關系。從二維譜與測井曲線的旋回特征上都可以看到,流一段地層一共可以劃分出四個地層單元。其中:

第①個單元下部為砂礫巖,向上粒度變細,為特征明顯的正旋回。

第②個底部發育一套全區穩定的泥巖或者泥質含量較高的砂巖,為向上變粗的反旋回特征。

第③個單元砂巖不發育,在測井曲線上正旋回特征不是很明顯,在二維譜上反旋回特征比較典型。

第④個單元在測井曲線和二維譜上,都可以看到明顯的反旋回特征(見圖1)。

從層序劃分結果看,下部層序(T83-T82)是主要砂體的發育層序,尤其是第①期地層單元,儲層十分發育,以大套砂礫巖沉積為主,而第②期儲層相對不發育。上部層序(T82-T80)以大套泥質沉積為主,頂部有明顯進積準層序組粉細砂巖沉積。

根據地震剖面上的反射特征以及二維譜上的旋回規律(見下頁圖2),確定流一段四個地層單元的分布范圍。

在流一段的四個地層單元中,①、③套地層頂部可見削蝕現象,地震反射同相軸分別中止于T82、T83層序邊界;②、④地層上超于①、③之上。在二維譜上地層單元的分界處,一般存在一個旋回的終止或者能量團的突變,可以判斷界面上、下的地層屬于不同的沉積體系,或者是不同時期形成。

4 巖石～巖相物理學研究

巖石～巖相物理學技術就是通過地震巖石學的研究,總結出一套或多套砂泥巖組合大多對應的巖石物理響應,篩選砂泥巖組合所對應的地球物理響應,觀察有利地震屬性,來刻畫該套砂泥巖組合的空間展布。

圖1 流一段地層體系域邊界在測井曲線和二維譜上的特征Fig.1 Characteristics of the well log and frequency spectrum in Liu 1 formation system track

D塊流一段儲層劃分為四期三角洲砂體,①期、②期三角洲砂體呈現為砂巖高波阻抗、泥巖低波阻抗的特征,但是第③期、④期三角洲砂體的波阻抗與泥巖的差異很小。總地來說,第③期砂巖高阻抗,泥巖低阻抗;第④期砂巖低阻抗,泥巖高阻抗(見圖3)。

流一段地層巖性組合以砂泥巖互層為主,①期、②期和③期沉積體,在地震剖面上表現為砂巖高阻抗,泥巖低阻抗特征,而且砂泥巖的阻抗差異較大,在地震剖面上砂巖標定在波峰反射(見下頁圖4中(1)號圓圈內),泥巖標定在波谷反射(圖4中(2)號圓圈內)。第④期沉積體在地震剖面上表現為砂巖低阻抗特征,泥巖高阻抗特征,砂巖在地震剖面上標定為波谷反射(圖4中(3)號圓圈內),泥巖標定在波峰反射(圖4中(4)號圓圈內)。

圖2 流一段四個地層單元在Trace2571地震剖面和二維譜剖面上反射特征Fig.2 Characteristics of the seismic section and frequency spectrum in Trace2571 of four formation units ofLiu 1

圖3 四期沉積單元在W1井上的巖石物理特征Fig.3 Rock physical characteristics of 4 depositional elements in wellW1

5 地震屬性表征砂巖富集區域

在地震沉積學中,地震屬性的選擇和提取顯得尤為重要。目前,疊前和疊后地震屬性參數有四百多種,能夠反映沉積相的地震屬性種類很多,但有可能在某個研究區內特定的某個研究層位只有一種地震屬性參數是有效的,或者可能是某幾種地震屬性參數的組合是有效的。因此應以地震屬性參數的篩選和優化,在地震沉積學的分析和預測中為核心,其目的是找到反映沉積相最準確的地震屬性參數,為地震沉積解釋提供解釋方向和量板。

以L1～3砂組為例,由于本研究區為扇三角洲沉積,且以南部物源為主。從沉積學來說,這種扇體沉積是快速沉積的結果,應以總體扇狀或朵狀分布為主,其主要沉積微相為辮狀水道。從地震平均瞬時頻率與相位分布上也見到了這種特征,這樣即可大致確定相帶分布范圍。同時,由于本區波峰振幅屬性對砂體比較敏感,這樣可用這種屬性來確定主要水道砂體分布位置(見下頁圖5)。

6 相控下砂體雕刻

砂體的分布受沉積相帶的控制,但在地震上表現出來的砂體特征,由于地震屬性以及地震資料的多解性,在地震剖面上的砂體解釋可能存在一定的誤差。因此,如果在沉積相帶的控制下,在砂體比較容易的部位解釋砂體,就可以最大限度減少砂體解釋的多解性。

相控砂體雕刻的具體做法是以有利相帶劃分為前提,在多種地震屬性相互參考所劃定的有利相帶范圍之內,對反演剖面上的砂體進行單砂體雕刻,以期在有利相帶控制下,找到最有利的下一步鉆探目標。

根據前面的砂體非均質性和相帶的接觸關系,預測L1-3砂組的十二個砂體的非均質發育情況。第①期三角洲內部的L1-3砂組,在反演剖面上解釋出十二個單砂體,分別位于不同的沉積微相位置(見下頁圖6)。從前面總結的砂體內部非均質性與相帶的關系可以知道2號、3號、4號、7號、9號砂體位于三角洲外帶水道和前三角洲的交匯區,砂體內部的非均質性很強,內部不連通的可能性非常大。而1號、5號、6號、8號砂體整個位于外帶水道的發育區內,砂巖內部的非均質性應該非常強。10號、11號、12號砂體,位于內帶水道發育區,砂體內部相對較均一。

圖4 砂泥巖巖性組合的地震反射響應特征Fig.4 Seismic reflection characteristics of sand-shale lithological association

圖5 L1-3砂組地震屬性以及沉積微相平面分布分析Fig.5 seismic attributes of L1-3 sand and microfacies analysis

圖6 L1-3砂組沉積微相與單砂體疊置關系Fig.6 Microfacies of L1-3 sand group and overlay relationship of single sand body

7 結論及認識

(1)作者在本文結合實例,探討了實用地震沉積學若干關鍵技術,如最小等時研究單元,巖相物理分析,相控下的沉積微相分析等。為相控儲層預測提供了理論和技術保證,可以直接為井位部署提供依據。

(2)地震沉積學技術體系在油氣儲層預測分析中具有明顯作用,尤其是針對巖性油氣藏的分析預測有突出優勢,值得深入探索并完善其理論和實踐體系。

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