地震正演模擬技術在金湖凹陷SH油田的應用

2017-03-02 08:51:03王韻致吳艷梅廖光明

石油地質與工程 2017年1期

王韻致,吳艷梅,廖光明

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發研究院，江蘇揚州 225012)

王韻致,吳艷梅,廖光明

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發研究院，江蘇揚州 225012)

SH油田戴南組勘探程度較低，地下地質體地震響應特征不明確，地震正演技術能模擬出各種地質情況的地震響應，識別隱蔽油藏，降低構造解釋的多解性，精細刻畫斷裂，并且能夠進行速度異常分析、小斷裂精度分析。利用地震正演模擬研究SH油田戴一段超覆點或尖滅點位置，并發現了不同頻率下、不同夾角與砂組尖滅點識別誤差的函數關系，確定了均方根振幅屬性、平均絕對值振幅屬性為該區的敏感屬性，為儲層參數預測提供依據。

金湖凹陷；SH油田；正演模擬；敏感屬性

1 油田概況

SH油田位于金湖凹陷北東向SH次凹中，東南為石港斷裂帶，西北為西部斜坡帶，具有東南陡西北緩的箕狀凹陷結構。其主要含油層系戴一段(E2d1)沉積類型主要為西北部的三角洲沉積、西斜坡的中內坡帶及石港斷裂上升盤的三角洲前緣沉積及靠近石港斷裂下降盤一側的重力流水道沉積。從地層發育特征來看，戴一段厚度在深凹向斜坡變化較快，易于形成地層超覆等類型隱蔽圈閉。SH油田戴南組勘探程度較低，地下地質體地震響應特征不明確，利用地震正演技術能模擬出各種地質情況的地震響應，指導隱蔽油藏的識別。

地震正演技術發展至今已被廣泛應用于構造、儲層等多方面的研究[1-4]。

2 地震正演模擬基本原理

二維正演模擬就是通過對工區鉆井、測井及地質資料分析，建立符合該地區實際地質情況的理論模型和砂體格架模型，通過巖石物理分析確定正演模擬過程中具體的儲層參數，進而對地質模型進行二維地震正演模擬，對其結果進行研究和分析，指導儲層預測的可行性研究及驗證后期解釋圈閉的合理性[5]。具體流程見圖1。

圖1 地震二維正演模擬流程圖

目前，二維地震正演模擬方法主要采用地震數值模擬法，該方法分為射線追蹤法和波動方程法。射線追蹤法適合于較簡單的地質模型，波動方程法適于較復雜的地質模型。本次正演研究的目標是地層超覆點反射特征，可采用較簡單的二維地質模型，因此采用垂直入射的射線追蹤法進行模擬計算。

3 地震二維正演模擬實際應用研究

3.1 利用正演模擬研究超覆點或尖滅點位置

在地震剖面上，地層超覆線附近砂層的厚度明顯減薄，受地震資料分辨率的限制，地震反射提前變弱或消失，圖2中砂層頂面反射同相軸消失的點與超覆線位置尚相隔一段距離，因而不能根據反射同相軸的特征來準確判斷砂組超覆線的位置。但油氣主要位于各砂組地層超覆線附近，準確識別地層超覆線的位置對指導勘探開發具有重要的意義。

圖3(a)所示地層超覆模型，巖石物理參數是根據金湖地區E2d1實際巖石物理參數統計得到。由圖3(b)的正演模擬剖面可以看出，由于在超覆點附近地層殘存太薄，采用常規解釋手段不能做到準確識別超覆點，在模擬記錄中識別出的反射尖滅點與地層實際尖滅點不一致，存在誤差；需要從剖面識別超覆點外推一定距離來確定實際超覆點，以較準確地預測砂巖的分布范圍。在圖2的實際地震剖面中，根據地層產狀特征將超覆點外推，實際位置位于圖中“實際尖滅點”處。

圖2 實際地震剖面反射尖滅點

圖3 超覆地質模型(a)及正演模擬記錄(b)

對于一個固定區域的特定層系，其地質結構是固定的，速度和厚度等特征參數往往是不變的，因此尖滅點誤差的大小主要取決于地震資料的頻率和夾角(不整合面與上覆地層夾角)的大小。根據實際地震資料特點，設計了不整合面和地層夾角分別為5°，10°，15°，20°，25°，30°的模型，用主頻為25 Hz零相位雷克子波正演，得到正演剖面所識別的地震反射尖滅點與實際尖滅點誤差的變化規律(圖4)。

圖4 不整合面和地層的夾角與地層超覆點拾取誤差關系

由模擬結果可以看出，隨著地層超覆油藏不整合面和地層之間夾角逐漸變大，地震反射尖滅點與砂組實際尖滅點位置之間誤差越來越小。不整合面與地層之間夾角與砂組尖滅點識別誤差存在著明顯的降冪函數關系。

然后，用不同主頻子波對不同夾角(不整合面與地層夾角)超覆模型進行正演模擬，得到了不同頻率、不同夾角的尖滅點識別誤差統計表數據。

進一步擬合分析發現，不同頻率時，不同夾角與砂組尖滅點識別誤差存在著明顯的降冪函數關系(圖5)，并且頻率越高誤差越小。

利用圖5中的超覆尖滅模型，來驗證擬合的不整合面和地層夾角與地層超覆尖滅點誤差關系式，在圖3的模型與模擬地震記錄中，不整合與地層的夾角為13.5°，實際地層超覆點誤差為215 m，而根據25 Hz時擬合關系式計算出誤差為219.23 m，二者差異非常小，驗證了該方法可靠性。

圖5 不同頻率下，不整合面和地層夾角與地層超覆點拾取誤差關系對比

3.2 利用正演模擬研究區地震敏感屬性

地震屬性中蘊藏著豐富的地震地質信息。對于儲層來說，能對其特征進行研究的地震屬性種類繁多，將這些豐富的地震屬性與特定的物理和地質現象建立起較好的定量關系，進行有效的儲層預測[6-8]。

因此，利用屬性進行儲層預測時，關鍵是對砂體敏感屬性的優選。

為優選剖面敏感屬性，設計楔狀理論模型(圖6a)對所得模擬剖面(圖6b)進行各種屬性提取并優選，最終得到瞬時相位屬性剖面(圖6c)、相位余弦屬性剖面(圖6d)及疊后地震振幅剖面，能很好識別楔狀體外形與形態，因此認為瞬時相位屬性、相位余弦屬性為該地區敏感剖面屬性。

為優選該區不同含砂量對應敏感屬性，根據該區發育的砂泥組合特征建立了不同含砂量地質模型，模型包括3套地層：頂部泥巖段、中間目的層段、下伏地層段，其中中間目的層的含砂量從左到右分別為48%,35%,28%,18%,8%。利用25 Hz雷克子波自激自收模擬，得到地震正演剖面，見圖7。

通過對剖面提取屬性分析，振幅類屬性區別能力較強，不同砂、泥巖組合特征對應的均方根振幅、平均絕對振幅存在明顯的差異，且與含砂量存在對應關系：含砂愈多，對應屬性值越大。通過分析地震屬性特征與砂、泥巖組合特征的關系，最后確定均方根振幅屬性、平均絕對振幅屬性等振幅類屬性為該區的敏感平面屬性[7-8]。

圖6 理論模型剖面敏感屬性對比

圖7 不同含砂量地震正演模擬

對實際地震資料提取了戴一段一砂組(E2d11)的均方根振幅屬性(圖8)，將其與井點處的砂巖含量交會分析，建立了砂巖含量與地震屬性間的預測公式：Vsand=0.003 8RI_rms-16.907，其中RI_rms代表相對聲阻抗均方根振幅，Vsand代表砂巖含量。通過計算得到E2d11的砂巖含量圖(圖9)。將實際值與預測值進行誤差對比分析，90%以上的井點預測值與實際值誤差小于10%。