金湖凹陷三河地區戴南組巖性解釋及AVO正演模擬分析

荊鑫，毛寧波　(長江大學地球物理與石油資源學院，湖北 武漢 430100)

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金湖凹陷三河地區戴南組巖性解釋及AVO正演模擬分析

荊鑫，毛寧波(長江大學地球物理與石油資源學院，湖北 武漢 430100)

[摘要]隨著金湖凹陷油氣勘探難度的不斷加大，如何提高勘探的精度成為一個亟待解決的問題。金湖凹陷三河地區古近系戴南組(E2d)勘探程度較低，卻是金湖凹陷最具勘探潛力的目的層，但缺乏成熟理論作為指導，地震波傳播規律不清楚，地下地質體地震響應特征不明確，成為金湖凹陷E2d隱蔽型圈閉識別的制約因素。地震正演模擬技術可以用來研究地震波傳播規律和明確地下地質體的地震響應特征，是提高勘探精度的有效途徑。同時，砂泥巖的劃分對油氣的找尋也十分關鍵，明確砂泥巖區分的敏感參數可為正演研究提供參數依據，而測井資料巖性解釋與巖石物理分析可以很好地進行地層砂泥巖分析。基于金湖凹陷三河地區的測井、鉆井及地質資料，通過上述方法評價了該區的巖性及地震響應特征，為后續勘探工作提供了可靠資料。

[關鍵詞]巖性解釋；巖石物理；正演模擬；金湖凹陷

金湖凹陷三河地區經過多年的油氣勘探實踐和研究，取得了顯著的成果，但是，隨著研究工作不斷深入，勘探挖潛難度不斷加大，進入了高速發展后的攻堅階段。金湖凹陷三河地區油氣勘探實踐及已有研究成果和認識表明，古近系戴南組(E2d)具有特殊的構造、沉積地層特征及油氣地質條件，是該區新類型油氣藏勘探最具潛力的層位之一。為了更好地為下一步勘探做準備，有必要對該區進行測井資料巖性解釋、巖石物理分析及明確地震響應特征的正演模擬研究。

測井資料巖性解釋和巖石物理分析是油氣勘探過程中一個非常重要的組成部分。測井資料巖性解釋可以劃分井孔地層剖面，確定地層巖性及埋藏深度，預測儲層并識別油氣層等；而巖石物理分析是建立在測井解釋的基礎之上，可以有效地將地震勘探與巖石物理研究緊密結合，定量描述巖石與含油氣性之間的關系，指導后期儲層反演和圈閉識別等工作。在上述基礎上，正演可以明確地下地質體的AVO(振幅隨炮檢距變化)響應特征，建立地下地質體AVO響應特征模式，指導后期AVO屬性反演的解釋工作，達到儲層預測的目的(見圖1)。

圖1　 研究思路流程圖

1測井資料巖性解釋及巖石物理分析

測井資料在地震勘探中的應用十分廣泛，可以分析得到地層動態信息評價。目前，測井與其他資料的綜合應用成為發展的重點[1]。測井資料巖性解釋和巖石物理分析相輔相成，利用測井資料進行巖石物理分析，可以定量描述砂泥巖的關系，為后續地震勘探解釋做好基礎工作。

原始測井數據由于環境和儀器刻度不精確等因素存在一定的誤差。因此，需要對測井原始數據進行環境影響校正和標準化處理，以減小或消除上述因素所造成的影響。研究區下伏地層有大套穩定的泥巖，在已解釋好的測井數據中選擇10m厚的泥巖層作為標準層進行測井曲線的標準化。通過對三河地區試油資料的分析，選擇石X13井作為標準井，對各井所選的泥巖標準層做頻數分布圖，通過標準井的特征峰值和需要標準化的井的特征峰值來確定校正量，得到標準化前、后的頻數分布圖。由標準化前的頻數分布圖可以看出，在穩定的泥巖段，各井原始曲線中的聲波時差(Δt)和密度(ρ)存在一定的誤差(見圖2)，標準化后的測井曲線能夠更精確地反映砂泥巖波阻抗的差異。

圖2　三河地區標準化前后的密度、聲波時差頻數分布圖

在測井曲線標準化的基礎上，研究區加載了Δt、ρ、自然電位(Usp)、自然伽馬(qAPI)、井徑(dh)、電阻率(ρt)等6條測井曲線，主要根據qAPI、Usp來解釋巖性，其他測井曲線輔助解釋。

一般情況下，用曲線半幅點確定巖層界面，巖層較薄時則用曲線拐點劃分界面。區分砂泥巖的一般性規律為：砂巖表現為低qAPI、Usp異常幅度大、小dh、中-較低聲速、中-低ρt；泥巖表現為高qAPI、Usp異常幅度小、大dh、高聲速、高ρt[3]。根據上述規律和方法，調整數據范圍，解釋每口井的井數據，計算縱波速度(vp)和縱波阻抗(Zp)，并通過其他測井曲線輔助Usp和qAPI分層段對井進行砂泥巖的初步劃分。利用測井解釋軟件Forward完成了工區內重點井的巖性解釋工作，劃分出重點井的巖性，得到砂巖厚度及砂地比。三河地區E2d各亞段的巖石物理分析結果如表1所示。

表1　三河地區重點井E2d各亞段巖石物理分析結果匯總表

2疊前AVO正演模擬分析

隨著油氣勘探開發技術的不斷深入，利用地震疊后資料已不能滿足油田勘探工作的需要，而地震疊前數據中包含的許多地層相關的信息，成為人們日益關注的熱點。AVO技術是以彈性波理論為基礎，在疊前道集上對地震反射振幅隨炮檢距(入射角)的變化特征進行研究，并對地下反射界面兩側的巖性特征和物性參數做出分析，從而達到利用地震反射振幅信息檢測油氣的目的[10]。AVO正演是AVO屬性反演解釋的基礎。AVO正演可以明確地下地質體的AVO響應特征，建立地下地質體AVO響應特征模式，指導后期AVO屬性反演的解釋工作，達到儲層預測的目的。還可以利用反射振幅對巖性和油氣的敏感性進行研究，達到分辨巖性、檢測烴類的目的。

筆者研究了該區重點井的AVO正演特征，分別選用25、45、60Hz的零相位和最小相位雷克子波，利用重點井的vp、ρ及預測的橫波速度(vs)來合成地震記錄，并對標準井石X13井的含油、含水層段進行了重點研究。

圖3為石X13井的正演合成記錄及AVO特征，所選子波為45Hz的零相位雷克子波，采樣率為2ms，可以看出，含水砂巖層頂界面反射振幅隨入射角增大而先減小后增大，在40°附近極性反轉，截距(P)為正，梯度(G)為負；干砂層頂界面反射振幅隨入射角增大而先減小后增大，在27°附近達到最小，P為正，G先負后正；油水同層頂界面反射振幅隨入射角增大而減小，P為正，G為負；含油砂巖層頂界面反射振幅隨入射角增大而先減小后增大，在33°附近達到最大，P為負，G先正后負。

圖3　石X13井的正演合成記錄(a)及AVO特征(b)

針對金湖凹陷砂泥巖薄互層的特點，在不考慮分辨率的情況下，對研究的重點井抽象出目的層的地質模型進行正演模擬。地質模型的參數設置為：①含水砂巖層的上覆泥巖vp為4321m/s，ρ為2.57g/cm3，含水砂巖的vp為3956m/s，ρ為2.46g/cm3；②干砂層的上覆泥巖vp為4042m/s，ρ為2.33g/cm3，干砂層的vp為4265m/s，ρ為2.56g/cm3；③油水同層的上覆泥巖vp為4338m/s，ρ為2.61g/cm3，油水同層的vp為4083m/s，ρ為2.48g/cm3；④含油砂巖的上覆泥巖vp為4059m/s，ρ為2.63g/cm3，含水砂巖的vp為4223m/s，ρ為2.51g/cm3；⑤子波為45Hz零相位雷克子波，采樣率2ms。

圖4為三河地區石X13井4個砂巖層的地質模型AVO特征，可以看出，含水砂巖與油水同層的反射特征為負反射，隨著入射角的增大，反射振幅逐漸減小，P為負，G為正；干砂層的反射特征為正反射，隨著入射角的增大，反射振幅逐漸減小，P為正，G為負；含油砂巖的反射特征為負反射，隨著入射角的增大，反射振幅先減小后增大，在35°附近出現極性反轉，P為負，G為正。

圖4　三河地區石X13井4個砂巖層地質模型AVO特征

通過上述對比分析發現，薄層的AVO響應與非薄層的單界面AVO響應特征可能會有明顯不同，表明地層厚度直接影響地層的吸收。由于實際地層的砂巖層太薄，分辨率不夠，調諧作用明顯，不能有效建立砂巖層AVO響應特征模式，利用AVO屬性識別砂體比較困難，而根據各井的巖石物理參數抽象出來的地質模型則能很好地反映工區內的AVO特征，地質模型AVO正演顯示三河地區的砂巖層主要表現為第一類AVO異常(P為負，G為正)。

3結論與建議

2)三河地區實際地層的砂巖層太薄，分辨率不夠，利用AVO屬性識別砂體比較困難。但根據各井的巖石物理參數抽象出來的地質模型則能很好地反映工區內的AVO特征，研究區內的砂巖層主要表現為第一類AVO異常，為后期地震反演指明了方向。建議下一步可以提高地震資料分辨率及資料品質，進一步做地層精細化描述，適當提高激發地震子波的主頻，滿足研究區薄儲層研究的需要。

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[編輯]龔丹

41 Lithology Interpretation and AVO Forward Modeling Analysis of Dainan Formation in Sanhe Area of Jinhu Sag

Jing Xin，Mao Ningbo

(FirstAuthor’sAddress：SchoolofGeophysicsandOilResources,YangtzeUniversity，Wuhan430100，Hubei，China)

Abstract:With the continuous increasing of difficulty in hydrocarbon exploration in Jinhu Sag，it was an urgent problem how to improve the accuracy of exploration.The prospecting degree was low in Paleogene Danan Formation(E2d)of Sanhu Area in Jinhu Sag,but it was the target zone with the most potentiality of oil exploration.Subtle trap identification of Dainan Formation was restricted as lacking of mature theory as a guide, and having no clear understanding of seismic wave propagation as well as seismic response characteristics of geological body.Nevertheless, seismic wave forward modeling technique could be used to clarify the rules of seismic wave propagation and the seismic response characteristics, it was an effective way of improving the accuracy of seismic exploration.At the same time the identification of sandstone and mudstone was critical for looking for oils, clarifying the sensitive parameters between sandstone and mudstone provided a basis for forward simulation.The lithological interpretation and petrophysical analysis of logging data could analyzing the sand shale better.Based on the data of logging, drilling and geological data in Sanhu Area, the lithological property and seismic response characters in the area are evaluated, it provides reliable data for subsequent exploration.

Key words:lithology interpreteration；petrophysics；forward modeling；Jinhu Sag

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)11-0041-05

[中圖分類號]P631.44

[作者簡介]荊鑫(1990-)，男，碩士生，現主要從事地震解釋方面的學習與研究工作；通信作者：毛寧波，maonb@126.com。

[收稿日期]2015-11-27

[引著格式]荊鑫，毛寧波.金湖凹陷三河地區戴南組巖性解釋及AVO正演模擬分析[J].長江大學學報(自科版),2016,13(11):41～45.