強屏蔽層下弱反射儲層特征分析及識別方法

張軍華，劉 振，劉炳楊，朱博華，馮德永

(1.中國石油大學(華東)，山東 青島 266555;2.中石化勝利油田分公司，山東 東營 257022)

強屏蔽層下弱反射儲層特征分析及識別方法

張軍華1，劉 振1，劉炳楊1，朱博華1，馮德永2*

(1.中國石油大學(華東)，山東 青島 266555;2.中石化勝利油田分公司，山東 東營 257022)

在地震資料解釋中，傳統描述強屏蔽層之下薄儲層的方法是開一時窗提取屬性，直接進行儲層描述和預測。但由于強屏蔽層的覆蓋作用，傳統方法的解釋結果不能突出下伏弱反射信息，儲層預測效果受到較大影響。以五號樁油田沙二段隱蔽油氣藏為例，分析T2強屏蔽層的地質成因，即沙一段底部存在1個致密的生物灰巖地層，構造上又是1個不整合，再根據聲波測井和錄井資料，制作正演模型，從地球物理機制上認證該結論。在強屏蔽層機理分析的基礎上，提出了基于多子波分解重構理論的強屏蔽層剝離技術，并進行了模型試驗和實際資料應用。研究結果表明，T2強屏蔽層剝離后提取的地震屬性，能較好地反映儲層的含油氣分布，提高下伏目標層的預測精度，為此類隱蔽油氣藏的勘探找到了1種新的途徑。

儲層特征;強屏蔽層;隱蔽油氣藏;沙二段;五號樁油田

引 言

五號樁油田位于濟陽坳陷沾化凹陷的東北部，屬于典型的“西斷東超”、“北斷南超”的箕狀洼陷構造。以往勘探實踐表明，五號樁洼陷沙二段隱蔽油氣藏非常發育。儲層在T2標準層以下，厚度較薄(100 m左右)，但產量較高。由于T2反射層的強屏蔽作用，在常規地震剖面上無法直接識別出儲層或非儲層，給油氣勘探帶來了較大困難。

本文通過錄井數據統計、地震正演模擬檢驗，分析了該區強屏蔽層下儲層弱反射的地質成因和地球物理機制［1－7］，根據多子波分解和重構的基本原理，提出了基于多子波的強屏蔽層剝離與弱反射信息的提取技術。以五號樁沙二段儲層為例進行了實際應用，取得了較好的效果［8－9］。

1 強屏蔽層下儲層解釋中遇到的實際問題

五號樁油田構造上屬于五號樁洼陷。洼陷主要包括東次洼、西次洼和中央低突起，面積約為300 km2。區內沙二段、沙三段砂礫巖儲層是主要目的層。其中，沙二段頂部是1個標準反射層，能量較強、反射較連續(圖1)。

圖1 五號樁油田沙二段連井剖面

根據標定可知，沙二段埋深為3 100 m，儲層厚度在200 m以下，對應T2下的1～2個相位，從圖1可以看出T2下反射同相軸明顯，儲層連續性較好。但實際鉆井表明，連井剖面中井與井之間存在較大差異。其中，Z62儲層厚度為35 m，Z72儲層厚度為60 m，Z63儲層厚度為13 m，而Z23以泥巖為主，地層不含砂巖，儲層厚度為0(圖2)。

圖2 五號樁油田沙二段連井剖面儲層厚度對比

從圖1、2可以看出，地震和鉆井資料存在較大分歧，地震上儲層具有較好的連續性，而實際鉆井儲層又具有較強的非均質性。對于井震解釋不一致，本文從研究區的地質成因和地球物理機制進行分析。

2 強屏蔽層下弱反射儲層地質成因和地球物理機制分析

根據已有的完鉆資料分析，研究區沙一段底部存在明顯的標志層，即0.9～3.5 m的生物灰巖。構造上，沙一、沙二段的分界面為不整合面，造成地震強反射進一步屏蔽下伏地層的有效反射信號，使下伏儲層更難識別，給地震資料的處理及解釋帶來極大困難。

為了驗證以上地震剖面的特征，根據實際井的測井資料，制作合成地震記錄，來闡明其屏蔽的地球物理機制。根據Z72井正演模擬結果(圖3)，該井3 050～3 220 m的模型道劃分為18套地層，總厚度為170 m。根據標定結果，子波取為18Hz Ricker子波，各層速度由聲波時差測井獲取。

可以看出，沙二段頂部為一強相位，而下伏儲層由于屏蔽作用，振幅很弱，用常規方法難以識別。因此，通過研究多子波分解和重構理論，開發相應程序，進行理論記錄檢驗和實際資料應用。

圖3 Z72井正演模擬結果

3 基于多子波分解與重構的儲層弱反射識別技術研究及應用

3.1 多子波分解與重構的基本原理

多子波變換法［10－14］的發展與多錐形譜估算法有關，對于地震信號s(t)，利用窗口傅立葉變換，可得:

式中:g(t)是長度為T的錐形窗口，gf(t)=g(t)cos(2πft)+ig(t)sin(2πft)。

由測不準原理可知，有限時間函數在頻率域是無限的。因此，只能在其優勢頻帶范圍內進行研究。由Lilly和 Park(1995)的研究結果可知［10］，子波是個數為M、采樣率為Δt的不連續有限時間序列Wm，其能量集中在中心頻率為fc、帶寬為2fw(fw≤fc)的頻帶內，總能量可表示為:

式中:P是大于等于M/2的整數;R是小于等于M/2的整數。

3.2 實際資料應用與效果分析

圖4 用多子波分解重構技術剝離強屏蔽層

選取研究區的一個實際剖面(圖4a)，圖中紅色解釋線對應強屏蔽層T2，藍色線是T2下延40 ms的位置，大致對應儲層的位置。通過T2標準層的多子波頻帶，可以確定中心頻率為19 Hz、帶寬為12 Hz的子波為最佳子波，再調整幅值以匹配T2標準層的振幅，可以得到采用多子波分解重構技術提取的模擬強屏蔽層(圖4b)，再將提取出的T2層進行剝離(圖4c)。從圖4c可以看出，處理后目的層的弱反射信息得到加強，有利于后續屬性研究和儲層預測。

根據上述方法，對三維工區所有線進行處理，并提取沿層振幅切片和屬性切片進行分析比較(圖5)。經過多子波方法處理后，消除了強屏蔽層提取后的能量屬性，使切片特征與目的層含油氣性對應較好，范圍也可以清楚地確定。由此可見，利用多子波分解與重構技術將強屏蔽層剝除后，再進行屬性分析時所提取的下部目標層的屬性受上覆地層的干擾大大減弱，使儲層的預測能力得到明顯提高。

圖5 多子波處理前后沿層切片及屬性比較

4 結論

(1)強屏蔽層下的下伏薄儲層是較特殊的儲層。一方面，由于蓋層含生物灰巖、油頁巖或煤層等特殊巖性，致使上覆地層反射同相軸呈現強振幅;另一方面，由于儲層緊挨著蓋層，加上儲層較薄，地震波復合、耦合作用后使儲層信息屏蔽起來，呈現出不易識別的弱反射特征，勘探難度較大。

(2)五號樁油田沙二段隱蔽油氣藏發育，T2反射層起強屏蔽作用，其主要成因是沙一段底部存在一標志層，該標志層巖性為生物灰巖，厚度為0.9～3.5 m，構造上又是一不整合面。井點的正演模擬也認證了這一結論。

(3)多子波分解重構是1種基于特征值分解的非線性濾波。通過選取某一中心頻率和一定帶寬的最佳子波，進行振幅的匹配處理，可以提取強屏蔽層的波場信息并消除其對下伏弱儲層的影響。將該技術應用到研究區沙二段儲層，T2強屏蔽層剝離后的地震屬性能較好地反映儲層的含油氣分布，提高下伏目標層的解釋精度，為此類隱蔽油氣藏的勘探找到1種新的途徑。

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Analysis and identification of reservoir characteristics of weak reflectors under strong shielding layer

ZHANG Jun － hua1，LIU Zhen1，LIU Bing － yang1，ZHU Bo– hua1，FENG De － yong2
(1．China University of Petroleum，Qingdao，Shandong266555，China;
2．Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Dongying，Shandong257022，China)

Traditional description and prediction of a thin reservoir under a strong shielding layer are directly carried out by extracting seismic attributes from a time window in seismic interpretation．However due to the coverage of the strong shielding layer，the interpreted result with the traditional method could not highlight the weak reflecting signals from the underlying layer，thus greatly affected the prediction result．In this paper，a subtle reservoir in Es2of WHZ oilfield was taken as an example to analyze the geologic genesis of the T2strong shielding layer and it was concluded that there was a consolidated biogenic limestone formation at the bottom of Es1and the structure was unconformable．Then a forward model was established based on acoustic logging and mud logging data to confirm this conclusion in terms of geophysics．Finally，the technology of removing the strong shielding layer based on the theory of multi－wavelet decomposition and reconstruction was proposed and used in both simulation test and practice．The study results indicated that the seismic attributes extracted after removing the T2strong shielding layer could better reflect hydrocarbon distribution in the reservoir，improve the prediction accuracy of the underlying target stratum and provide a new way to find such subtle reservoirs．

reservoir characteristics;strong shielding layer;subtle reservoir;Es2;WHZ oilfield

TE122.2

A

1006－6535(2012)01－0023－04

20110613;改回日期20110704

張軍華(1965－)，男，教授，1987年畢業于華東石油學院物探專業，2002年畢業于中國石油大學地球探測與信息技術專業，獲博士學位，現從事地震資料處理和解釋方法研究工作

* 參加該研究工作的還有張明振、張學芳

編輯 黃華彪