川東南涪陵地區(qū)長興組礁灘儲層三維地震識別

曾 臻 陳祖慶 彭嫦姿

（中國石化勘探南方分公司研究院，四川 成都 610041）

0 引言

涪陵地區(qū)位于梁平縣、忠縣和萬州市間，構(gòu)造上處于南門場構(gòu)造—大天池構(gòu)造以東，大池干井構(gòu)造—寨溝灣構(gòu)造以西，屬于萬縣復(fù)向斜焦石壩—茍家場—黃泥堂斜列背斜帶中拔山寺向斜，構(gòu)造呈北東向延伸。通過地質(zhì)綜合分析，興隆場地區(qū)處于梁平—開江陸棚長興組臺地邊緣礁灘相向南延伸的有利區(qū)，2009年中石化通過二維、三維地震勘探，落實了興隆場長興組—飛仙關(guān)組礁灘構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉，在此基礎(chǔ)上部署實施了興隆1井，興隆1井在長興組鉆遇良好儲層和油氣顯示，試獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，展示了涪陵地區(qū)良好的勘探前景。充分運用三維地震資料，與鉆、測井資料結(jié)合，加強對長興組生物礁灘儲層的識別，對下一步油氣勘探部署具有重要的現(xiàn)實意義。

1 礁灘儲層預(yù)測思路

以沉積相研究為指導(dǎo)，建立地質(zhì)模型，通過地震正演建立起地震響應(yīng)模式。在高精度地震成像資料的精細(xì)構(gòu)造解釋的基礎(chǔ)上，利用層拉平、三維可視化等技術(shù)恢復(fù)古地貌，研究原始沉積格局。采用地震相分析技術(shù)、地震多屬性分析確定有利礁灘儲層分布規(guī)律[1-3，5]。

2 礁灘儲層預(yù)測方法

2.1 礁灘儲層地球物理響應(yīng)模式

興隆1井長興組位于臺緣礁灘相帶，利用測井曲線對興隆1井長興組生物礁灘頂部儲層進行標(biāo)定，儲層地震響應(yīng)特征為雜亂空白反射，中強振幅，有較連續(xù)的波峰。

根據(jù)三維地震資料與鄰區(qū)對比情況分析，涪陵地區(qū)長興組生物礁灘分為礁后淺灘、礁灘復(fù)合體與斜坡3種類型（圖1）。礁灘復(fù)合體表現(xiàn)為弱振幅、丘狀、雜亂地震相，兩翼同相軸中斷、上超、丘狀外形、內(nèi)部弱振幅或空白雜亂反射；礁后淺灘表現(xiàn)為中強變振幅、微幅蚯蚓狀、較連續(xù)、亞平行反射結(jié)構(gòu)地震相；斜坡表現(xiàn)為中高頻、強振幅、連續(xù)性較好，向陸棚方向前積減薄，其上地層具向臺地方向上超現(xiàn)象。

圖1 涪陵地區(qū)長興組生物礁灘地震響應(yīng)特征圖

2.2 層拉平手工追蹤生物礁的丘狀形態(tài)

生物礁主體一般呈丘狀形態(tài)，但由于后期構(gòu)造作用的影響，扭曲了生物礁的丘狀形態(tài)，把沉積時期穩(wěn)定層位拉平后可消除后期構(gòu)造的影響，便于觀察生物礁的外部形態(tài)。圖2B為沿Tp2拉平后的剖面，從圖2B中可以看出生物礁位置地層厚度明顯厚于兩側(cè)地層，生物礁丘狀形態(tài)明顯。用上述方法進行了10×10的手動追蹤，見圖2A，涪陵地區(qū)生物礁呈兩條帶狀展布。

圖2 長興組生物礁宏觀平面展布特征圖

2.3 古地貌恢復(fù)及礁灘復(fù)合體空間分布預(yù)測

古地貌恢復(fù)常用的方法有殘余厚度法和標(biāo)準(zhǔn)層法。殘余厚度法是運用不整合面上覆層地層厚度與侵蝕面起伏的鏡像關(guān)系反映古地貌的大致形態(tài)；標(biāo)準(zhǔn)層法是運用兩個標(biāo)準(zhǔn)層之間的厚度差反映古地貌的形態(tài)[4]。本研究采取后一種方法，圖3A為TP2－TP2chT0厚度圖，代表長興組沉積早期古地貌圖，具有南高北低的特征，推測南部為開闊臺地相沉積，局部發(fā)育生屑灘，北部為斜坡相沉積；圖3B為TP2ch－TT1f1T0厚度圖，代表長興組沉積晚期古地貌圖，存在北東向與南東向兩個較高條帶，與前面手工追蹤的生物礁丘狀形態(tài)展布較為相似，推測為生物礁快速生長所形成。

2.4 礁灘儲層的地震屬性檢測

2.4.1 地震相特征

通過地震層序內(nèi)部地震反射特征進行長興組地震相分析，目的在于結(jié)合地震相分析和區(qū)域地質(zhì)資料進行沉積相帶的精細(xì)劃分，以指導(dǎo)精細(xì)儲層預(yù)測。地震相分析采用了Stratimagic的波形分類技術(shù)，根據(jù)層段內(nèi)地震的振幅、頻率、相位等屬性對地震波進行分類，長興組波形特征變化較大，通過比較劃分了7類波形（圖4B）。

從涪陵地區(qū)平面地震相圖（圖4A）來看，全區(qū)基本分為5大類，從南至北依次為第一類臺緣淺灘相—中強變振幅、微幅蚯蚓狀、較連續(xù)、亞平行反射結(jié)構(gòu)地震相；第二類臺緣礁灘相—弱振幅、丘狀、雜亂地震相；第三類上斜坡—中弱振幅、斜交或亞平行地震相；第四類臺緣礁灘相—弱振幅、丘狀、雜亂地震相；第五類下斜坡—強振幅、平行或亞平行地震相。根據(jù)已鉆井長興組所處沉積相對應(yīng)的地震反射特征以及鉆井資料把地震相轉(zhuǎn)化為沉積相。

2.4.2 礁灘儲層的地震屬性分析

圖3 長興組古地貌圖

圖4 涪陵地區(qū)長興組波形分類圖

地震屬性分析是目前最常用的儲層預(yù)測和流體識別方法，根據(jù)研究區(qū)的實際情況，主要分析了地震波的速度、振幅、相位、頻率等參數(shù)的變化幅度、范圍。在準(zhǔn)確的儲層標(biāo)定基礎(chǔ)上選取代表目標(biāo)儲層的時窗段，依據(jù)儲層的地震響應(yīng)特征采用了振幅類、頻率類等屬性對長興組礁灘儲層進行了預(yù)測。

振幅類屬性是地震波在給定視窗平滑后，能量大小變化的量度，能很好地反應(yīng)出地層的橫向變化率（圖5A、C），在這里可以把礁灘相和斜坡相很好地刻畫出來；瞬時頻率是復(fù)能量密度函數(shù)初始瞬間中心頻率的一種能量（圖5B），在涪陵地區(qū)都能有效地反應(yīng)出巖性、含油氣性的變化。

地震屬性集的空間維數(shù)一般較高，而多數(shù)情況下，地震屬性參數(shù)之間存在著相關(guān)關(guān)系，這些彼此相關(guān)的地震屬性之間也必然存在著起支配作用的共同因素，因此有必要對地震屬性空間進行壓縮。在這里采用了K-L（Karhumem-Loeve）變換的方法進行降維處理。K-L變換的目的就是要從一定數(shù)量的屬性參數(shù)中找出數(shù)目較少、彼此獨立的綜合變量，并將原來的屬性參數(shù)用這些綜合變量表示出來。K-L變換引進一組新的變量，它們是原來變量的線性函數(shù)，而且彼此不相關(guān)，這組新變量稱為主成分。這些新變量的方差按照遞減的次序排列：第一主成分是原來變量的線性函數(shù)中具有最大的方差者；第二主成分是與第一主成分不相關(guān)的線性函數(shù)中具有最大的方差者；第三主成分是與第一、第二個主成分都不相關(guān)的線性函數(shù)中具有最大的方差者。具體實現(xiàn)時可以將多個地震屬性的對應(yīng)元素看成一個多維隨機向量，進行離散的K-L變換。若對應(yīng)的協(xié)方差矩陣的特征值按大小順序排列，則據(jù)此順序得到的多個新屬性中，其主要特征均集中在特征值最大的那個新屬性上，即第一主成分，其次集中在第二主成分上，并依次減小。涪陵地區(qū)是以振幅、吸收、相位等屬性進行降維，以振幅屬性為主，其中振幅屬性給的權(quán)重為40%，通過降維處理的第一主因子可以很好地識別出長興組礁灘儲層的展布特征（圖5D），與鉆井揭示情況以及手工追蹤的生物礁的丘狀形態(tài)比較吻合，兩者相互印證修訂，臺緣礁灘復(fù)合體面積為164.06 km2。

3 結(jié)論

1）通過礁灘儲層響應(yīng)模式和地震相分析建立了5種沉積相地震識別模式：第一類臺緣淺灘相—中強變振幅、微幅蚯蚓狀、較連續(xù)、亞平行反射結(jié)構(gòu)地震相；第二類臺緣礁灘相—弱振幅、丘狀、雜亂地震相；第三類上斜坡—中弱振幅、斜交或亞平行地震相；第四類臺緣礁灘相—弱振幅、丘狀、雜亂地震相；第五類下斜坡—強振幅、平行或亞平行地震相。

圖5 長興組地震屬性圖

2） 通過多種屬性分析、篩選，振幅類、頻率類屬性對礁灘相儲層比較敏感，能夠清晰地刻畫出儲層的展布特征。

3）利用這些敏感屬性進行降維處理，效果比較好，較為清楚地刻畫出臺緣礁灘相、礁后淺灘相與斜坡相，與手工追蹤的生物礁的丘狀形態(tài)兩者相互印證修訂，臺緣礁灘復(fù)合體面積為164.06 km2。

4）涪陵地區(qū)勘探程度相對較低，生物礁灘儲層非均質(zhì)性較強，地震資料存在多解性等客觀條件的制約，還有待在補充新資料的基礎(chǔ)上不斷加強儲層精細(xì)化預(yù)測；同時鉆井揭示涪陵地區(qū)氣水關(guān)系復(fù)雜，疊前與疊后地震資料結(jié)合開展流體檢測也是下步工作的重點。

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