春光區塊薄儲層地震響應特征的模型正演分析

王鵬飛，劉桂林，李嵩陽，郭歡歡，戴世燈，曹 鵬

（1.中國石化河南油田分公司石油物探技術研究院，河南南陽 473132；2.北京郵電大學；3.中國石化河南石油勘探局地球物理測井公司）

春光區塊薄儲層地震響應特征的模型正演分析

王鵬飛1，劉桂林1，李嵩陽2，郭歡歡3，戴世燈3，曹 鵬3

（1.中國石化河南油田分公司石油物探技術研究院，河南南陽 473132；2.北京郵電大學；3.中國石化河南石油勘探局地球物理測井公司）

使用春光區塊砂泥巖的速度、密度參數，建立了調諧楔形儲層模型并進行了正演分析，明確了春光區塊沙灣組儲層的地震響應特征。理論計算與模型正演證明，沙灣組薄儲層的調諧厚度約為8.7 m，當儲層厚度大于8.7 m時，儲層的頂界、底界基本可以標定在最大波谷、最大波峰，視厚度與真厚度基本相當或相等；當儲層厚度小于8.7 m時，薄儲層的頂界、底界的標定位置向零相位發生漂移，視厚度顯著大于真厚度，振幅強度與真厚度為正相關的關系。這些結論對儲層精細標定、儲層追蹤、儲層厚度預測、振幅屬性解釋等具有參考價值。

春光區塊；模型正演；楔形模型；調諧效應

河南油田春光區塊構造上隸屬于準噶爾盆地西部隆起車排子凸起，其西面和北面鄰近扎伊爾山，南面為四棵樹凹陷，東面與昌吉凹陷以及中拐凸起相接。春光區塊沉積基底為石炭系凝灰巖，上覆沉積以新近系塔西河組、沙灣組為主，局部發育古近系、白堊系、侏羅系地層，缺失二疊系、三疊系地層。春光區塊整體為一單斜構造，斷裂不發育，背斜類型或者斷塊類型的構造圈閉較為缺乏。新近系沙灣組灘壩砂體發育，可形成巖性油藏，砂體與斷層配合可形成斷層-巖性類油藏，因此沙灣組是春光區塊重要的勘探目的層系［1-3］。

春光區塊沙灣組砂巖儲層的速度一般小于上下泥巖的速度，因此在正相位子波的地震資料中，砂巖頂界面應為波谷反射，底界面應為波峰反射，但在實際的合成記錄標定中，發現許多薄砂巖儲層的頂、底界面并不能準確地標定在波谷、波峰的中心位置。在前期的勘探中，使用類亮點技術尋找油氣取得了較好的效果，然而隨著勘探的深入，已鉆井證實具有類亮點特征的圈閉不一定含有油氣。面對這些問題，有必要對春光區塊儲層的地震響應特征做深入的分析，為下一步的油氣勘探工作提供參考。

1 方法原理

由Widess（1973年）建立的楔形模型得出的結論是，地震分辨的極限是1／4波長。在地層視厚度小于1／4波長后，其頂底界面在地震上是不可識別的，所以在定義上把厚度小于1／4波長的儲層稱為薄層［4］。在地震分辨的極限厚度處，出現信號的調諧效應，地震振幅變得最強，該厚度也即調諧厚度。而在調諧厚度之內，視振幅與儲層厚度會呈單調上升關系，而波峰及波谷間的時差變化不大。

Zoeppritz矩陣方程描述了入射角、反射角、透射角、反射波振幅、透射波振幅之間的關系，使用該方程可以進行正演分析［5］。

2 儲層地震響應特征分析

在春光區塊做合成記錄標定時，常常發現薄儲層的頂面標定在波谷偏下的位置，而不是標定在波谷的中心位置（圖1）。為了證實合成記錄標定的正確性，有必要通過模型正演來明確儲層的地震響應特征。

為了定量分析薄儲層的地震響應特征，根據春光區塊的砂泥巖的速度、密度參數，建立了楔形漸變儲層模型（圖2）。春光區塊地震資料的主頻約為60～70 Hz，按照較高的主頻70 Hz來計算，在儲層速度2 439.5 m／s的情況下，理論計算得到的調諧厚度的下限約為2 439.5／70／4＝8.7 m。根據云美厚等人的研究［6］，70 Hz主頻對應的雷克子波的峰值頻率為70／1.3＝54 Hz，因此可以使用雷克54 Hz正相位子波對楔形漸變儲層模型進行正演模擬，所得到的正演剖面如圖3所示。

從正演剖面上可以直觀地看到：①在儲層較厚時，儲層的頂界對應于最大波谷，底界對應于最大波峰。②當儲層很薄時，儲層的真實位置在零相位附近，薄儲層的頂界位于波谷的靠下部位，底界位于波峰的靠上部位；儲層頂界面所在的波谷、底界面所在的波峰都是儲層的真實地震響應。③在中間一段厚度，反射波的振幅能量最強。④波谷和波峰同時變弱消失的位置，是儲層的終止點。

圖1 排2-88井油層頂面標定在波谷的偏下部位

圖2 正演模型

圖3 正演剖面

在圖4中，可以定量分析視厚度與真厚度之間的關系。圖中紫色線是沿著波峰波谷的極值追蹤的兩個層位相減得到的厚度，稱之為視厚度；綠色線是楔形模型的真實的頂底界面相減得到的厚度，稱之為真厚度。從圖中可以看到，根據視厚度與真厚度的不同對比關系，我們可以用兩個分界點將真厚度分為三段，分界點位置的真厚度的雙程時間分別為7.1、16.8 ms，用儲層的速度2 439.5 m／s來換算，單程深度域厚度分別為8.7、20.5 m。視厚度與真厚度曲線的關系為：①在真厚度小于8.7 m的情況下，視厚度大于真厚度，視厚度的最小值不為0；②在真厚度為8.7～20.5 m時，視厚度與真厚度在數值上基本相當，視厚度略小于真厚度；③在真厚度大 于20.5 m時，視厚度與真厚度一致。

圖4 視厚度與真厚度

在圖4中，藍色線代表沿波谷（或波峰）的極值追蹤的振幅強度，從圖中可以分析振幅強度與真厚度之間的關系。為了描述它們之間的關系，根據振幅強度曲線的變化趨勢，選擇了三個分界點，對應的雙程時間分別為3.7、7.1、16.8 ms，用儲層的速度2 439.5 m／s來換算，單程深度域厚度分別為4.1、8.7、20.5 m。從圖中觀察得知，振幅強度與真厚度之間存在以下關系：①在真厚度小于8.7 m時，振幅強度與真厚度為正相關的關系，因此，在假定儲層厚度小于8.7 m的情況下，可以根據振幅強度來推測儲層的厚度；②在真厚度為8.7～20.5 m時，振幅強度與真厚度為負相關的關系；③在真厚度為4.1～20.5 m時，對于同一個振幅值而言，以8.7 m為分界線，左右兩邊各有一個真厚度值與這個振幅值相對應；④在真厚度大于20.5 m的情況下，振幅強度為恒定值，與真厚度沒有聯系。

地震頻率對薄儲層的標定位置有較大的影響。在圖5中，針對上面的楔形儲層模型，對比了分別采用雷克54 Hz正相位子波和雷克85 Hz正相位子波所正演出來的地震剖面。從圖中粉色線所在的位置來看，在儲層厚度相同的情況下，在雷克54 Hz子波的正演剖面中，儲層的頂底界面在同相軸中的位置均向零相位發生了明顯的偏移；而在雷克85 Hz子波的正演剖面上，儲層的頂、底界面基本上位于波谷、波峰的中心，沒有發生明顯的偏移。由此可知，較高頻率的地震資料有助于追蹤更薄儲層的真實厚度。

3 結論

（1）理論計算與正演模擬表明，在沙灣組儲層速度2 439.5 m／s的情況下，主頻70 Hz對應的調諧厚度為8.7 m。當儲層厚度大于8.7 m時，儲層的頂界、底界基本上可以標定在最大波谷、最大波峰，因此可以通過地震層位追蹤、相減來了解儲層的真厚度。頻率對薄儲層的標定位置有較大的影響，高頻地震資料有助于追蹤更薄儲層的真實厚度。

（2）當儲層厚度小于8.7 m時，薄儲層的頂界、底界的標定位置均向零相位發生漂移，此時的視厚度顯著大于真厚度，因此不能通過地震層位追蹤、相減來了解儲層的真厚度；但此時的振幅強度與真厚度為正相關的關系，因此可以根據地震振幅強度來推測儲層的厚度。春光區塊沙灣組儲層厚度一般小于調諧厚度，油氣藏一般具有類亮點的振幅屬性特征，然而在分析振幅屬性圖時，需要對“調諧厚度以下的儲層厚度與振幅強度呈正相關”這一調諧效應加以考慮。

圖5 地震分辨率對層位標定的影響

［1］ 于群達，賈艷霞，李秋菊，等.準噶爾盆地西緣春光區塊沙灣組沉積相及含油規律分析［J］.石油地質與工程，2010，24（5）：23-27.

［2］ 李海濤，王立歆，董月昌，等.準噶爾盆地車排子地區沙灣組油藏描述研究［J］.石油地質與工程，2010，24（1）：37-39.

［3］ 邵偉民，李小剛，花彩霞，等.車排子地區地震砂體識別解釋在巖性油氣藏勘探中的應用［J］.石油地質與工程，2011，25（6）：46-48，51.

［4］ M.B.Widess.How thin is a thin bed［J］.Geophysics，1973，38（6）：1176-1180.

［5］ 葛瑞·馬沃可（Mavko，G.）等著.巖石物理手冊［M］.徐海斌等譯.安徽合肥：中國科學技術大學出版社，2008：51-53.

［6］ 云美厚，丁偉.地震子波頻率淺析［J］.石油物探，2005，44（6）：578-581.

In the Chunguang block，by using the velocity and density of the sand and shale to construct the tuning wedge model，then perform the forward simulation，indicate the character of seismic response of the thin reservoir bed.Theoretic calculation and forward modeling prove that the tuning thickness of the thin reservoir bed in Shawan formation is about 8.7 m.When the thickness of reservoir bed is greater than 8.7 m，the top and base of the reservoir bed are generally calibrated at max trough and max peak，apparent thickness and true thickness are roughly or exactly equal.When the thickness of reservoir bed is less than 8.7 m，the calibrating location of the top and base of the reservoir bed will drift towards the Zero Phase，apparent thickness is markedly greater than the true thickness.There is a positive correlation between apparent thickness and true thickness.The conclusions are valuable for horizon calibration，tracing reservoir bed，predicting thickness of reservoir bed，and interpreting the amplitude attributes.

64 Forward modeling analysis of seismic response of thin reservoir bed in Chunguang block

Wang Pengfei et al（Petroleum Geophysical and Technology Research Institute of Henan Oilfield Branch Company，Sinopec，Nanyang，Henan 473132）

Chunguang block；forward modeling；wedge model；tuning effect

P631.445

A

1673-8217（2012）06-0064-04

2012-03-16；改回日期：2012-05-23

王鵬飛，1983年生，2006年畢業于長江大學勘查技術與工程專業，現從事石油物探研究工作。

吳官生