基于拓頻的地質(zhì)統(tǒng)計反演技術(shù)在馬東東地區(qū)的應(yīng)用

張會卿，聶國振，燕 云

（中國石油大港油田公司勘探開發(fā)研究院，天津300280）

現(xiàn)代地球物理研究認為地震資料的分辨率同時受兩個因素影響，即子波主頻和有效頻帶寬度。隨著地層深度的加深，地震波主頻不斷降低，從而導(dǎo)致地震資料分辨能力逐漸變差。針對研究區(qū)儲層縱向分布薄、橫向變化快的特點，本次應(yīng)用高頻拓展處理、地質(zhì)統(tǒng)計反演、地震屬性分析等技術(shù)，刻畫出深層儲集層砂體展布形態(tài)，提高了地震資料分辨薄砂層的能力。

1 研究區(qū)概況

馬東東地區(qū)位于北大港構(gòu)造帶東部、港東主斷層末端下降盤，是一個被斷層切割的較完整的逆牽引背斜構(gòu)造。該區(qū)油藏埋深3 800～4 500 m，油藏總體特征為正常溫度、異常高壓、埋藏深、低滲透。

研究區(qū)儲層為深水重力流沉積，砂體類型以灰褐色中細砂巖、含礫砂巖為主。儲層特點表現(xiàn)為砂體變化快，井間對應(yīng)性差，單純依靠井間對比無法摸清砂體展布規(guī)律，亟待利用地震資料進行儲層預(yù)測。而深層地震資料分辨率較低，如何有效應(yīng)用低頻地震資料開展儲層預(yù)測，成為需要解決的關(guān)鍵問題。

2 精細儲層預(yù)測技術(shù)

地震資料頻譜分析顯示，目的層主頻15 Hz左右，頻帶寬度5～45 Hz，理論上只能分辨40 m左右的厚砂層，而鉆井資料揭示研究區(qū)儲層砂體厚度為5～10 m。顯然現(xiàn)有資料無法滿足儲層預(yù)測要求。

2．1 高頻拓展處理［1－3］

拓頻的原理在于加強地震信號中有效反射波的高頻成分，拓展地震波有效頻帶寬度，從而提高分辨率。常規(guī)反褶積拓頻方法能夠拓寬信號的頻帶寬度，但受噪聲影響嚴重，數(shù)據(jù)信噪比降低；而高頻拓展處理技術(shù)基于對地震子波進行壓縮，在大幅度提高地震資料分辨率的同時，能夠保持原始數(shù)據(jù)的信噪比，并使參數(shù)相對關(guān)系基本不發(fā)生改變。

圖1為地震資料拓頻處理前后的時頻分析，處理前有效頻帶寬度為10～45 Hz，處理后變?yōu)?0～75 Hz，目的層段頻率平均拓寬了30 Hz左右。從處理結(jié)果來看，信噪比基本未發(fā)生變化，相對振幅關(guān)系及波組特征很好保持，分辨率明顯提高。

圖2為拓頻處理前后聯(lián)井剖面對比。鉆井資料顯示，GS18－18井板2油組發(fā)育兩套4～5 m的薄砂層，在原始剖面上表現(xiàn)為一大套弱的復(fù)波反射。高頻拓展處理后，層間細節(jié)反射出現(xiàn)，一大套復(fù)波反射被分離成兩套正相位強反射，并且能量有所增強，顯示出更為豐富的信息。從測井解釋結(jié)果看，砂體的鉆井對應(yīng)效果更好。經(jīng)過拓頻處理后，地震資料已經(jīng)能夠分辨5 m左右的砂層。

2．2 地質(zhì)統(tǒng)計反演［4－7］

2．2．1 應(yīng)用原理

圖1 拓頻前后時頻分析

圖2 拓頻前后聯(lián)井剖面對比

地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)的基本原理是應(yīng)用線性加權(quán)的方法對地質(zhì)變量進行局部的最優(yōu)化估計。從已知點通過變差函數(shù)控制的線性內(nèi)插、外推方式，對未知點的值進行求取。本次采用克里金算法。同時變差函數(shù)的多個變量與地質(zhì)體的大小關(guān)系較為緊密：躍遷值大說明地質(zhì)體平面分布的隨機性強、規(guī)律性弱；躍遷值小說明地質(zhì)體平面的規(guī)律性較強，隨機性較小。X、Y、Z變程大小與地質(zhì)體的三維大小成正比，一般根據(jù)地質(zhì)體的平面分布大小來確定X方向及Y方向變程的大小，Z方向變程影響縱向上砂體的分辨率。研究區(qū)地層發(fā)育較為平穩(wěn)，使用2 km×1 km的變程參數(shù)；變差函數(shù)的躍遷值為0，基臺值為0．78，縱向變程為1．6。

2．2．2 敏感參數(shù)分析

敏感參數(shù)分析是利用各種測井曲線，對完鉆井的電性、物性及油氣情況進行交匯，從而獲知地下儲層與測井、地震的敏感參數(shù)。

研究區(qū)儲層厚度較薄，砂體平均厚度為7．2m。從目的層段測井曲線交匯情況來看，儲層的自然伽馬值總體小于90API，密度值總體小于2．5 g／cm3；通過自然伽馬和密度能夠有效區(qū)分大部分儲層的砂泥巖界面；而儲層與非儲層的聲波時差重疊范圍較大，故根據(jù)聲波時差和波阻抗值很難對儲層進行有效區(qū)分。因此選自然伽馬曲線對研究區(qū)儲層進行反演。

2．2．3 反演效果分析

圖3所示為聯(lián)井自然伽馬反演剖面。剖面顯示分辨率較高，砂體遷移、疊置現(xiàn)象反映清晰，空間展布呈現(xiàn)規(guī)律性變化。前期鉆井資料及地層對比研究表明，該區(qū)板2油組儲層發(fā)育，分上、下兩套砂組，砂地比為31．3；板3次之，砂地比為22．2；板4油組以泥巖為主，砂體發(fā)育于油組上部，砂地比僅為15．6。從縱向來看，砂體主要發(fā)育在板2、板3油組和板4油組頂部，濱I油組主要為砂泥巖薄互層；從橫向來看，BS24井為構(gòu)造低點，向北和BS16X1，GS24－26井形成連片砂體，而BS24井和GS33井之間存在明顯的巖性尖滅帶，從而將其分割成兩套油水系統(tǒng)，這一結(jié)論解決了井間油水關(guān)系矛盾。

圖3 聯(lián)井自然伽馬反演剖面

為了能夠在平面上對各個層系的含油儲層的分布規(guī)律進行描述，需要按照不同層系的地層厚度，采用頂?shù)讓游豢刂频姆绞教崛∶恳粋€砂層組單元的多種屬性的平面分布圖。從均方根屬性圖上可以看出，不同層段屬性特征相差較大，分析屬性圖變化趨勢，有助于分析區(qū)域沉積背景。鉆井已揭露的巖性資料顯示，砂巖特征表現(xiàn)為灰色、褐色厚度不等的中細砂巖、含礫砂巖，夾于深灰色、黑色砂質(zhì)泥巖中，具有典型深水沉積特點；所含礫石大小不等、產(chǎn)狀各異，系重力流整體搬運、快速沉積結(jié)果。結(jié)合區(qū)域沉積背景及巖性分析，認為馬東東地區(qū)在板2－濱I時期整體受北部物源影響，發(fā)育重力流水下扇，其中東部物源不充足，導(dǎo)致儲層變化快；西部物源充足，BS24井一線發(fā)育南北向重力流水道，其中尤以板2油組規(guī)模最大，扇體寬度200～500 m。

3 成果應(yīng)用

在儲層預(yù)測基礎(chǔ)上，將地震屬性圖與區(qū)域構(gòu)造圖進行疊合顯示；優(yōu)選儲層發(fā)育區(qū)尋找構(gòu)造高點，同時結(jié)合單井動態(tài)數(shù)據(jù)，進行有利目標(biāo)潛力分析，預(yù)測有利砂體面積35．72 km2。在現(xiàn)有鉆井平臺的前提下，優(yōu)選有利區(qū)域部署評價井1口，產(chǎn)能建設(shè)井6口，從而在該區(qū)形成增儲上產(chǎn)的新戰(zhàn)場。

目前設(shè)計井GS25－38井已經(jīng)完鉆，共鉆遇油層5層18．8 m，氣層9層23．2 m，其中在板2鉆遇油層3層12．5 m，油層鉆遇率90%。

4 結(jié)論

（1）高頻拓展技術(shù)的應(yīng)用，有效拓寬了三維地震數(shù)據(jù)的頻帶寬度，深層地震子波的主頻提高了20 Hz左右，地震資料分辨能力得到加強。

（2）應(yīng)用地質(zhì)統(tǒng)計反演方法開展儲層預(yù)測，井間砂泥巖信息更加豐富，砂泥巖薄互層中砂體識別的準(zhǔn)確度明顯提高；以預(yù)測結(jié)果為依據(jù)，結(jié)合生產(chǎn)動態(tài)資料，進行井位部署，收到良好效果。

（3）GS25－38井的成功完鉆，充分驗證了儲層預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而證明研究方法在該區(qū)是可行的，對同類油田也具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。

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