靖邊氣田東部奧陶系古地貌精細刻畫

2012-11-08 04:45:28潘仁芳

長江大學學報(自科版) 2012年1期

潘仁芳，沈謙

胡中奎 (長江大學地球化學系，湖北荊州 434023)

何振鐸 (大港油田灘海開發公司，天津 300280)

靖邊氣田東部奧陶系古地貌精細刻畫

胡中奎 (長江大學地球化學系，湖北荊州 434023)

何振鐸 (大港油田灘海開發公司，天津 300280)

精細準確地解釋侵蝕溝谷、高精度有效地識別頂面起伏形態和分布特征是進行碳酸鹽巖儲層古地貌恢復的基礎。針對靖邊氣田東部古地形起伏不大、鉆井數較少的特點，采用疊后與疊前信息相結合的聯合解釋技術對奧陶系古地貌進行精細刻畫。通過建立實際地質模型，區分出不同的地震反射波形特征，可清晰地進行常規層位解釋；利用地震“三瞬”屬性和疊前同步反演屬性進行層位解釋分析，可準確地識別出奧陶系風化殼頂面的起伏形態，確定出侵蝕潛溝的分布范圍，有助于古地貌的恢復和精細刻畫。

奧陶系；古地貌；侵蝕溝；“三瞬”屬性；同步反演

靖邊氣田位于鄂爾多斯盆地東部斜坡的中段，區域構造東高西低，坡度平緩，每公里坡降不到1°，斷裂和圈閉構造均不發育。受加里東等多期構造運動的影響，奧陶系碳酸鹽巖儲層遭受長期風化剝蝕，強烈的熔巖作用形成了孔洞縫發育、孔喉配置較好的儲層特征，古臺地上殘留地層保留較全且厚度大，侵蝕作用強烈而形成的潛溝厚度偏小，甚至大面積缺失[1]。因此，精細準確地解釋侵蝕溝谷、高精度有效識別頂面起伏形態分布特征是進行奧陶系儲層厚度、物性和古地貌恢復的基礎。前人有關侵蝕溝谷解釋的方法多樣，如“印模”法[2]、基于沉積模型的約束稀疏脈沖反演(CSSI)技術[3]等。“印模”法適用于侵蝕下切較深的區域，而約束稀疏脈沖反演從井點出發，通過內插與外推建立初始模型，對井數目要求較多。筆者針對靖邊氣田東部古地形起伏不大、鉆井數較少的特點，采用疊后與疊前信息相結合的聯合解釋技術對奧陶系古地貌進行精細刻畫。

1 地震層位常規解釋

1.1地震反射結構特征

在進行地震層位解釋前，首先對由地質溝槽控制所反映的地震反射結構特征進行研究。剖面上，本溪組(TC)、馬五1+2(TO14)反射同相軸的下凹現象基本上都是侵蝕潛溝地震響應的共性。其形成機制是奧陶系頂部風化殼為高速致密塊狀白云巖、石灰巖，頂板為低速的石炭系煤系地層，兩者間存在明顯的波阻抗界面，而溝槽部位奧陶系頂部層段的缺失使得本溪組(TC)和馬五1+2(TO14)在這些部位的反射時間出現滯后，導致太原組(TC2)與本溪組(TC)、馬五1+2(TO14)之間地震旅行時差的局部加大，從而形成了地震反射同相軸的“下凹”和“不連續”現象(見圖1)。隨著奧陶系頂部層段遭受侵蝕程度的加大，相應地形成不同的地震反射結構特征。

1.2侵蝕溝槽的確定

從奧陶系頂部侵蝕面附近波形異常特征出發，依據周圍“本溪組+太原組”厚度及分布趨勢確定所處古地貌界面位置，結合周圍完鉆井資料揭示的馬五1+2(TO14)厚度和層位保留情況，剖面上異常點段處地震反射波有無異常現象以及異常點段的平面組合形態等因素來考慮潛溝存在與否，進而完成層位解釋工作。圖2為馬五1+2頂面層位解釋的等T0圖，圖中黑色箭頭所指區域為侵蝕溝谷發育區。

2 地震層位精細刻畫

2.1地震“三瞬”屬性分析

圖1 侵蝕溝地震波形特征

“三瞬”屬性包括瞬時振幅、瞬時頻率和瞬時相位。瞬時振幅是反射強度的量度，主要反映能量上的變化，可以突出特殊巖層的變化；瞬時頻率是相位的時間變化率，能夠反映組成地層的巖性變化，有助于識別地層；瞬時相位是地震剖面上同相軸連續性的量度，無論能量的強弱，其相位都能顯示，而瞬時相位又與地震波主頻相位相關[4]。當地震波穿越不同巖性地層時會引起地震波的相位變化，利用瞬時相位能夠較好地辨別地下分層和巖性異常。

圖2 馬五1+2頂面層位解釋等T0圖

圖3 馬五1+2頂面瞬時振幅切片

對于馬五1+2頂面，“三瞬”屬性信息在工區中部和南部相同區域處有相對明顯的變化，反映出馬五1+2地層在上述區域處存在巖性變化，這些區域即為侵蝕溝谷發育的位置。在瞬時振幅切片上，工區北部虛線框所圈定的區域為明顯的振幅高值區，而中部和南部則不明顯(見圖3)。在瞬時頻率切片上，工區中部和南部虛線框所圈定的區域相對鄰近區域來說，其頻率值為高值，但區分顯示不夠明顯(見圖4)。在瞬時相位切片上，虛線所圈定區域的相位變化非常明顯，可準確地確定出侵蝕潛溝的分布范圍(見圖5)。相對于瞬時振幅和瞬時頻率來說，瞬時相位的分辨率最高，可用來確定侵蝕潛溝的分布邊界。

2.2同步反演屬性分析

疊前反演的參數考慮了入射角因素，與縱波速度、橫波速度和密度等參數有關，包含大量的地震信息，使反演獲得的巖性、物性信息更加豐富可靠[5]。其中，同步聯合反演方法同時利用多個角疊加道集，在反演處理過程中通過迭代算法，最終能產生6種物性數據體[6]，即縱波阻抗體(Zp)、橫波阻抗體(Zs)、縱波速度體(vp)、橫波速度體(vs)、縱橫波速比體(vp/vs)和密度體(ρ)。對這些物性數據體進行相應的數學變換可以建立對地下巖性反應更靈敏的指示因子，其中λρ和μρ就是最常見的變換之一，其變換公式為：

式中，λ是拉梅模量；μ是剪切模量。實際應用中，用同步反演最終生成的縱波阻抗體、橫波阻抗體就可直接計算出和數據體[7]，進而沿目的層提取λρ和μρ屬性切片來精細解釋奧陶系侵蝕面的展布情況，從而提高解釋精度(見圖6)。從圖6可以看出，在侵蝕溝處λρ和μρ均呈低值，與馬五1+2殘留碳酸鹽巖地層的λρ和μρ值顯著不同，說明該方法有極高的敏感性和準確性。