精細層序格架下砂體雕刻方法
——以B地區為應用實例

羅 明,楊 飛 油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)長江大學地球物理與石油資源學院,湖北荊州434023

易雪斐 (油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學),湖北荊州434023)

丁 琳 油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 (長江大學),湖北荊州434023 中海石油(中國)有限公司深圳分公司,廣東深圳510240

隨著地震勘探技術的不斷發展,地震儲層預測已經逐漸趨于精細化,尤其是巖性油氣藏勘探研究,精細等時層序地層格架已經成為儲層預測的前提條件,它不但可以提高儲層預測的精度,而且可以減少預測結果的多解性。精細層序格架下的儲層預測方法把儲層預測作為一個系統工程,將地質理論和地震方法結合起來,從整體上把握儲層發育特征,劃分儲層發育有利區域,然后針對有利區域的儲層地質特征和地震資料特點,精細刻畫有利區域儲層的展布特征,從而最大限度地避免了地質解釋不夠精細和地震方法多解性的問題。為此,筆者對精細層序格架下砂體雕刻方法進行了研究。

1 研究區概況

B地區位于南海被動大陸邊緣陸架坡折附近,三級層序SQ2具有經典層序地層學I型層序特征,屬于陸架邊緣三角洲沉積,陸坡區發育規模較大的低位體系域沉積體系,其精細層序地層格架連井地震剖面如圖1所示。由圖1可以看出,層序底界面具有明顯的侵蝕不整合現象,初始海泛面為低位前積體的頂部包絡面,最大海泛面與上覆地層呈下超式接觸。初始海泛面之下為低位體系域前積楔狀體,具有明顯的斜交前積反射特征,頂部具有強振幅特征,多為砂巖。初始海泛面之上為海侵體系域退積地層,具有明顯上超特征,并且同相軸與最大海泛面呈視削截接觸,地層厚度隨著向南推移逐漸減薄,海侵多為泥巖可覆蓋于低位楔狀體之上作為蓋層。最大海泛面之上的地層為高位體系域部分,而陸坡地區多發育泥巖,這些泥巖可以再次作為低位砂體的蓋層。

圖1 精細層序地層格架連井地震剖面

2 目標砂體雕刻方法

2.1 地質體頂底面追蹤

為了雕刻砂體的展布特征,精確的地質體發育邊界必不可少。追蹤地質體發育邊界便于建立較為精細的反演模型[1],這樣可以提高儲層預測的精度及可信度,以減少多解性。此外,地質體發育邊界將作為定量計算砂體的厚度及孔隙度的約束條件。

在精細層序格架的約束下,根據低位體系域中前積楔狀體或扇體特殊的內部特征及其外部形態將其頂、底面追蹤出來。比如低位前積楔狀體通常可以追蹤識別至單個砂體[2],筆者按10×10的網格密度追蹤出目標地質體的頂、底面作為約束條件。

2.2 巖石物理參數分析及巖性反演

圖2 不同巖性波阻抗與深度交匯圖

巖石物理參數分析主要目的在于尋找巖性與參數之間的相關關系,進而選擇反演方法。筆者對該區7口井SQ2層段的不同巖性的波阻抗與深度進行交匯(見圖2)。由圖2可知,不同深度含氣砂巖波阻抗9.5×106～1.1×107kg/(m2s),不同深度泥巖波阻抗 (1.15～1.4)×107kg/(m2s),不同深度致密砂巖波阻抗 (1.1～1.3)×107kg/(m2s)。含氣砂巖由于其孔隙大且含流體,具有低波阻抗特點,加之砂巖骨架受壓實作用影響較小,波阻抗變化范圍不大。而泥巖骨架疏松,常因受到壓實作用而具有高波阻抗特征,當深度達到3600m后,壓實作用對其波阻抗的影響減少。致密砂巖孔隙度很小,因而具有較高的波阻抗,加之砂巖骨架受壓實作用影響較小,波阻抗變化范圍不大。上述分析可知,當波阻抗小于1.1×107kg/(m2s)時可以作為區分含氣砂巖的門檻值,故采取常規稀疏脈沖反演就能達到識別含氣砂體的目的,使用JASON軟件將地震振幅數據體反演成為波阻抗數據體。反演時需要注意以下3點:①在建立模型時必須考慮典型地質體的特殊外形,將追蹤得到的地質體頂、底面參與模型建立,通過EarthModel模塊產生包含小層的地層模型框架,這樣就利于計算儲層的孔隙度及砂體厚度等參數[3]。②在制作合成記錄過程中,必須利用歸一處理之后的聲波時差曲線、密度曲線和VSP資料,其中VSP資料的引入對于提高原始地震道與合成記錄的相關系數非常關鍵。③為了使殘差數據的信噪比最大,在反演中應選擇曲線值收斂的Lambda值,這樣可拓寬反演剖面頻譜,從而提高分辨率[4]。

2.2 計算砂巖相關數據體

1)波阻抗數據體轉化為砂-泥巖數據體 雖然波阻抗數據體能反映不同巖性的分布特點,但不夠直觀,為改變該現象,可以通過門檻值將波阻抗數據體轉化為砂-泥巖數據體。在計算前通常將致密砂巖當做泥巖處理,而泥巖數據可在后續步驟中被剔除。因而在制作轉換數據表時,將波阻抗在9.5×106～1.1×107kg/(m2s)的定義為砂巖,將波阻抗在 (1.11～1.4)×107kg/(m2s)的定義泥巖,然后利用StatMod Analysis模塊按轉換表將波阻抗數據體轉換成砂-泥巖數據體。為便于下一步數據體之間的幾何計算,將砂巖、泥巖分別定義為數值變量1和0,從而使砂-泥巖數據體變換為新型巖性體。

2)波阻抗數據體轉化為砂巖孔隙度數據體 砂體物性的好壞在很大程度上取決于孔隙度的大小,因此估算孔隙度顯得非常重要。筆者利用該區7口井SQ2層段巖芯采樣得到真孔隙度資料和聲波時差測井曲線來建立孔隙度與波阻抗之間的相關關系。首先,將巖芯采樣得到真孔隙度與之對應的聲波時差數值做交匯圖,由此得到擬合直線方程,并將SQ2層段的聲波時差曲線數據代入擬合直線方程,可以得到SQ2層段的孔隙度曲線[5]。然后,將計算得到的孔隙度數據與波阻抗數據做交匯圖 (見圖3)。從圖3可以看出,波阻抗與孔隙度具有較好的反比關系,說明計算得到的孔隙度數據比較可靠。在擬合曲線上選取8～10個樣點建立波阻抗到孔隙度的轉換表,并利用Function Mod模塊對波阻抗數據體做孔隙度轉換,得到包含所有巖性的孔隙度數據體。將新型巖性體與包含所有巖性的孔隙度數據體進行乘積運算可以達到剔除泥巖的目的,最終得到僅包含砂巖孔隙度的數據體。

圖3 波阻抗與孔隙度交匯圖

2.3 預測砂巖厚度及平均孔隙度

儲層的厚度平面展布數據和平均孔隙度數據均可通過 Jason軟件的屬性提取工具實現。根據下列公式可得到砂巖厚度:

式中,H為砂巖厚度,m;Δt為地震資料的采樣間隔,s;V為目的層段砂巖速度,m/s;N為砂巖采樣點個數(該參數可以在地質體a的頂、底面的約束下對新型巖性體求和得出)。

圖4為砂體厚度平面圖。由圖4可知,該砂體呈3個朵狀展布,在砂體中部厚度達到最大,且砂體向北部上傾方向減薄至尖滅。圖5為砂體平均孔隙度平面圖。由圖5可知,在砂體中部區域具有最大孔隙度。該砂體發育于海平面下降的低水位時期,根據砂體的朵狀展布特征可判斷該砂體為水下分流河道砂,是非常好的油氣儲集砂體,且有上覆海侵體系域泥巖和高位體系域泥巖作為遮蓋,因而該砂體具備形成巖性油氣藏的條件。

圖4 砂體厚度平面圖

圖5 砂體平均孔隙度平面圖

3 結 語

精細層序格架不僅從宏觀上把握了層序發育的特點及模式,更重要的是可以分辨出各體系域的發育特點及典型地質體的類型與特點。從精細層序約束的角度出發,在宏觀上控制儲層的空間分布及其發育模式,在微觀上剖析單砂體發育規模及儲集物性。在精細層序格架的約束下進行砂體雕刻,不但可以提高砂體預測的精度,而且利于定量計算砂體厚度及相關物性參數,在目前巖性油氣藏勘探技術中具有重要作用。

[1]胡明卿,劉少鋒.層序約束地震儲層預測技術在高柳地區東營組巖性地層油氣藏勘探中的應用 [J].石油天然氣學報,2010,32(2):170-173.

[2]凌云,孫德勝,高軍,等.基于三維地震數據的準層序組內沉積體的解釋研究 [J].石油物探,2005,44(6):568-578.

[3]陳祖安,伍向陽.砂巖孔隙度和含泥量與波速關系的模型 [J].地球物理學進展,2000,15(1):78-82.

[4]楊敏芳,楊瑞召.隨機巖性反演在茂興地區薄儲層預測中的應用 [J].石油天然氣學報,2009,31(3):222-225.

[5]郝銀全,潘懋,李忠權.Jason多井約束反演技術在油氣儲層預測中的應用[J].成都理工大學學報(自然科學版),2004,31(3)297-300.