哈得遜地區奧陶系碳酸鹽巖儲層地震相研究

路鵬程，彭傳平，但光箭，閆順來，張亮亮，李相文

(1.西安石油大學，陜西西安 710000；2.中國石油東方地球物理勘探有限責任公司)

哈得遜地區奧陶系碳酸鹽巖儲層地震相研究

路鵬程1，2，彭傳平2，但光箭2，閆順來2，張亮亮2，李相文2

(1.西安石油大學，陜西西安 710000；2.中國石油東方地球物理勘探有限責任公司)

哈得遜地區碳酸鹽巖縫洞型儲集類型非常復雜，而且儲集體規模變化大，儲層在地震剖面上呈現出多樣性。為了弄清本區塊儲層的地震響應特征，以及各類儲層對應的地震相分布的范圍，通過對已鉆井儲層進行精細標定，總結出碳酸鹽巖儲層在地震剖面上所對應的三種地震相，即串珠相、片狀相和雜亂相，應用敏感屬性對三類地震相，儲層進行了識別和區分，預測各類儲層發育的規律及規模，對下一步井位部署和儲量標定有很好的指導作用。

哈得遜地區；碳酸鹽巖；地震相；振幅變化率

1 問題的提出

哈得遜區塊奧陶系一間房組～鷹山組碳酸鹽巖巖石密度大(大于2.7 g/cm3)，地震波傳播速度高(縱波傳播速度一般大于5 500 m/s)，波阻抗值大；同時碳酸鹽巖埋藏深、厚度大，巖石組分變化小，各類巖石速度差異小，地層界面波阻抗差異小，奧陶系內幕主要為不連續弱振幅反射或雜亂狀弱振幅反射。當碳酸鹽巖發育縫洞體時，地層密度和地震波傳播速度變低、波阻抗降低，特別是在溶洞被油氣水充填后，變得更低，與周圍巖石的波阻抗差異增大。由于地震波的繞射和反射形成振幅相對較強的反射軸，地震波的能量隨儲層孔隙度的增大而增強。對于地震波高頻成分來說，單位時間內振動的次數越多，能量衰減的次數也就越多，能量損失總量也就越大。高頻成分通過縫洞體時能量很快衰減，甚至消失。碳酸鹽巖縫洞儲層具有明顯的中強振幅、低頻、高吸收的地震響應特征，因此研究儲層的地震響應特征對油田井位部署和儲量研究有很大的指導作用。

2 儲層地震響應特征研究[1-4]

2.1 地震串珠相儲層

奧陶系一間房組～鷹山組碳酸鹽巖由于曾經大面積遭受強烈剝蝕和風化、淋濾，以及受后期構造活動等因素影響，發育了規模大、分布廣、儲層非均質性極強的縫洞型儲集層。通過對已鉆井地震特征分析發現，當碳酸鹽巖儲集體發育達到一定規模時，在地震疊后數據體上常表現為以波谷-波峰或波谷-波峰-波谷組成的低頻率、較強振幅反射，即所謂的串珠狀反射；鉆井結果和地震標定表明，當鉆遇具有這種地震反射特征的地層時會出現氣測升高、溢流、井漏、鉆具放空等現象。串珠狀反射是碳酸鹽巖縫洞型儲層的地震綜合響應，是油氣儲滲的主要空間，是目前哈得遜區塊鉆探的主要反射類型。串珠狀反射反映的是大型洞穴、縫洞集合體、裂縫密集帶的整體地震特征，而不是某個單一地質特征的地震響應，所以單從串珠形態上很難判識地質體的組成(單個大型洞穴、縫洞集合體、裂縫密集帶)和內部結構。該反射類型是哈得遜區塊目前鉆探的主要目標。

2.2 地震片狀相儲層

當碳酸鹽巖儲集體規模較大且平面分布遠大于縱向時，在地震疊后數據體上常表現為低頻率、強波谷/峰反射，即所謂的片狀強反射。哈得遜區塊片狀反射比較發育，下步將是重點開發的類型。

2.3 地震雜亂相儲層

當碳酸鹽巖單個儲集體規模較小且多個小規?？p洞體不連續發育時，在地震疊后數據體上表現為雜亂狀反射特征。well3井鉆遇雜亂反射類型儲層且已經獲得高產油氣流。今后哈得遜區塊針對該反射類型的深入探索將大有可為。

由此可見，本區塊奧陶系碳酸鹽巖儲層在地震上的表現主要有三種地震相：串珠相、片狀相、雜亂相，這三種地震相在碳酸鹽巖中都獲得了油氣突破。弄清儲層的地震響應特征對井位部署以及儲量研究有很大的現實意義。

3 儲層地震相識別技術[5-12]

3.1敏感屬性選擇

根據地震反射原理，對各種地震屬性進行提取分析，最終得到能區分和識別三類地震相儲層的敏感屬性，分別是振幅變化率和相干屬性。地震串珠相反射是洞穴型儲層在地震剖面上的一種響應特征，常規地震剖面上串珠相反射清楚，但串珠相邊界難以識別。經過對比發現，最有效、最直接、最敏感的振幅類屬性是振幅變化率屬性，該屬性可以有效地檢測串珠相反射在三維空間的能量包絡面，但相干能量屬性對串珠相儲層識別效果不明顯。

片狀相反射是指具有片狀特征的中等能量地震反射，這種反射特征常見于斷裂附近，是巖溶大片連片發育的表現。片狀反射以連續性反射為特征，同相軸振幅強，連片發育，在相干剖面上表現為高相干特征；在振幅變化率屬性上表現為中等能量特征。兩種屬性對片狀相儲層都能較好地刻畫。

當碳酸鹽巖單個儲集體規模較小并不連續分布時，在地震疊后數據體上表現為雜亂狀反射特征。地震雜亂反射會使地震反射的振幅和反射結構變化較快，因此描述雜亂反射的地震屬性需要能夠反映地震反射振幅的變化，同時還能描述局部地層產狀的變化。對地震屬性的分析研究表明，與不規則雜亂反射相關的幾何屬性包括地震非連續屬性和相干能量屬性。雜亂反射程度越高、非連續性越強，相干能量屬性值越小。圖1是過well2井三維地震剖面、振幅變化率剖面和相干能量剖面，常規剖面雜亂，在振幅變化率剖面上表現為中等值(圖中紅色分布區域)，同時在相干能量屬性剖面上表現為大值(圖中黑色分布區域)。振幅變化率和相干這兩種屬性均能很好地識別雜亂反射和連續性反射。

圖1 過well2井三維地震剖面與振幅變化率剖面、相干能量剖面

3.2 反射地震相分析

用相干能量和振幅變化率屬性進行地震相交會分析(圖2)，可以提取出與裂縫發育相關的串珠相反射，從而達到檢測和識別儲層的洞穴系統的目的。圖版中紅色對應著較大的相干能量值和振幅變化率值，代表串珠相反射特征，黃色和綠色對應著較小的振幅變化率值，代表非串珠相反射特征?？偟膩碚f串珠相反射是振幅變化率強、相干能量強。哈得遜區塊完鉆井17口，13口為串珠相反射鉆探，其中11口井發生放空漏失，如well1鉆至井深6 419.35 m放空0.3m，且發生強烈漏失，累計漏失鉆井液為1 194 m3；well8井在目的層放空8.9 m。綜合分析認為，這兩口井均鉆遇洞穴型儲層，鉆井過程中出現強烈放空漏失現象代表洞穴規模大、串珠狀反射振幅變化率也大，目前鉆探串珠狀反射的井對應振幅變化率值最小為4 530。此外，通過振幅變化率與相干能量交會表明，代表洞穴型儲層的串珠狀反射的振幅變化率門檻值絕大部分大于2 000，門檻值為2 000～4 530段的串珠相反射則代表部分小規模的洞穴型儲層。

圖2 哈得遜地區奧陶系碳酸鹽巖振幅變化率與相干屬性交會圖版

片狀相反射在交會圖中主要位于黃色部位，振幅變化率值處于520～2 000之間，相干能量值大于110。 由于地震噪聲的影響，單一地震幾何屬性不能完全描述地震不規則雜亂反射特征。地震相分析提供了綜合應用多種地震屬性的有效方法，包括聚類分析和判別分析。通過聚類分析可以把反映同一地質特征和地球物理特征的地震屬性分成不同的類，使同一個類中的對象有很大的相似性，而不同類之間的對象有大的差異性。判別分析可以通過在兩個或更多的數據特征的基礎上，判別一個單獨類型的歸屬問題，是一種多變量統計分析方法。這樣，具有同一片狀反射地震特征的數據就可以通過地震相分析提取出來，在相干和振幅變化率屬性交會圖中，綠色部分反映雜亂狀反射，其振幅變化率值處于520～2 000之間，相干能量值小于110。

3.3 地震相預測

利用以上技術對哈得遜地區三類儲層進行預測，見圖3。可以看出，哈得遜地區串珠相儲層非常發育，在該區共識別串珠相儲層252個，面積大約14.84 km2。通過片狀反射地震相的識別，在哈得遜地區共識別出片狀相反射儲層30個，面積17.7 km2，主要分布在研究區西部和中部。 雜亂相儲層主要沿斷裂、裂縫及構造褶皺區，共識別出雜亂相儲層面積69.9 km2。

圖3 哈得遜地區奧陶系碳酸鹽巖串珠、片狀、雜亂地震相平面圖

4 認識及結論

哈得遜地區奧陶系碳酸鹽巖儲層類型多樣，表現在地震上主要有三種地震相：串珠相、片狀相、雜亂相，三種地震相儲層所反映的儲集體類型是不同的。針對不同類型的儲層對地震的響應有差異的特點，應用地震敏感屬性對三類地震相進行區分和識別，相干屬性和振幅變化率屬性交會能很好地區別三類地震相儲層，弄清了各類地震相儲層的分布規律和發育規模，對油田下一步井位部署和儲量研究有很好的指導作用。

(1)針對目前研究成果，串珠相、雜亂相儲層主要發育在斷裂附近，尤其是串珠相儲層儲集類型主要為洞穴型儲層，井位部署應主要針對這類地震相儲層，其它兩類地震相儲層可以探索性開發；

(2)通過對三類地震相儲層進行識別并刻畫，該區共發育儲層體282個，面積102.44 km2，為儲量研究工作奠定了一定的基礎。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)03-0052-04

2015-01-06

路鵬程，工程師，1980年生，2004年畢業于長安大學地球物理學專業，西安石油大學在職研究生，主要從事地震資料解釋與儲層預測。

P631

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