西非復雜深水沉積體精細刻畫技術與應用

胡濱

摘 要：富含油氣的西非深水區，沉積體主要為多期發育的水道-朵葉復合體，空間上相互切割與疊置，沉積規律復雜，儲層研究難以開展。采用傾角、地層切片、頻譜分解、多屬性多信息融合和三維可視化等地球物理技術及其有效組合，對復雜深水沉積體的平面展布和沉積期次進行了精細刻畫。對比傳統方法，新技術組合可有效提高刻畫復雜深水沉積體的空間分辨率，沉積體的厚度變化、切割關系及沉積期次更加清晰，有效支撐了A油田的儲層評價研究，指導了3口評價井的鉆探均獲成功，取得了良好的應用成效與巨大的經濟效益。

關鍵詞：西非；深水沉積；頻譜分解；多屬性多信息融合；三維可視化

中圖分類號：P6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）09-0173-02

海外深水勘探項目具有投資高（每口探井超過1億美元）、儲量大、風險高的特點。深水沉積儲層研究深刻影響著油氣田的勘探與開發，因此逐漸為人們所重視。

研究區A油田位于西非深水區，目的層段沉積儲層為第三系深水濁積砂巖，沉積模式是海底扇水道-朵葉復合體。多期沉積體相互切割與疊置，精細雕刻異常困難，以往傳統的依靠單一技術無法滿足研究區實際勘探開發生產的需求。本文創新提出了復雜深水沉積體精細刻畫技術組合流程，解決了多期相互切割與疊置的復雜深水沉積體精細解釋與刻畫的難題，指導了油田3口評價井的鉆探獲得成功。

1 復雜深水沉積體精細刻畫技術組合

技術組合的流程分五個步驟實現：第一步應用傾角體的等時切片對沉積體進行初步觀察與識別，迅速鎖定目標沉積體的大體位置及時窗范圍；第二步利用手工與自動追蹤交互解釋，快速生成幾個等時界面作為地層結構框架；第三步依據框架下地層的接觸關系，利用地層切片技術快速生成多個小層；第四步應用適當的計算時窗沿層進行頻譜分解，生成振幅調諧體及單頻的分頻振幅切片；第五步選取適當的低頻、中頻及高頻單頻切片，進行多屬性融合生成融合切片，確定出該時窗內沉積體平面形態、疊合關系及分布范圍，生成平面控制邊界；第六步在三維可視化模塊中，將數據沿目的層拉平，在時窗及平面邊界約束下利用地震屬性種子點自動追蹤技術，在三維空間雕刻復雜深水沉積體。

1.1 傾角技術

傾角是一種幾何地震屬性，可以反映地震反射構形、地震相單元邊界反射結構及同相軸反射強度與橫向連續性等。本區沉積體在地震剖面上往往表現為深切谷的形態，因此利用傾角技術具有較好的應用效果，迅速鎖定目標沉積體。

1.2 地層切片技術

深水沉積在地震剖面縱向上時間跨度大，多期沉積體疊置現象多，進行屬性提取時，常規方法是利用解釋層位的時間平移。對于非等厚地層來說，解釋層位的時間平移并不能反映目標沉積體的層位特征，造成地震屬性提取中的一些假象[1]。地層切片是利用兩個等時層序界面為頂、底，在層序內按照地層接觸關系等比例內插一系列的層面，根據地層接觸關系生成內插模型，接觸關系包括平行頂底、削截、超覆等。這種切片比等時切片或沿層切片更加合理而且更接近于等時沉積界面，在一定程度上克服了上述假象的產生。

1.3 頻譜分解技術

頻譜分解技術通過時頻轉換計算將時間域的地震信號轉換到頻率域，然后從頻率域屬性上挖掘有用的信息，擺脫僅依賴振幅類以及振幅衍生類地震屬性信息進行儲集層厚度、物性預測以及烴類檢測的束縛，能夠有效地識別薄層單元地質體及刻畫復雜地質體內部地層反射特征，有利于研究者對于地層沉積和儲層的正確認識和評價[2，3]。

頻譜分解的算法很多，主要包括傅立葉變換（FT）、短時傅立葉變換（STFT）、最大熵法（MEM）、連續小波變換（CWT）、S變換（ST）、匹配追蹤法（MPD）等。這些方法各具特色和優點，但又都存在一定的局限或缺陷。小波變換在高時間分辨率具有較低頻率分辨率，低時間分辨率具有較高頻率分辨率，對信號的動態瞬時分析十分有利，因此本文采用小波變換。

1.4 多屬性多信息融合技術

多屬性多信息融合技術是一項利用多種信息進行綜合與組合的技術手段，在地震解釋應用中常以RGB混色方式顯示[4，5]。原理是通過定義映射函數T，對3個輸入體的每個值A1、A2、A3進行比例變換，輸出數據體中每個點對應某一顏色值。在RGB三元色中，1、2、3分別對應于R、G、B。這種色彩的融合，實際是一個典型特征提取的過程，紅、綠、藍顏色的變化反映了地下介質反射信號的低、中、高頻率特征的分布。

RGB三元色地震屬性融合技術使用的關鍵是找到合適的R、G、B單色屬性。單色屬性一般有三類：（1）遠、中、近炮檢距振幅屬性切片，來描述地震數據的AVO特征；（2）優選出三種不同類別的地震屬性（一般為振幅、頻率、相位）切片；（3）頻譜分解生成的低、中、高單頻振幅切片。實踐表明，對于刻畫多期次、相互切割與疊置、橫向厚度變化大的深水水道復合體，使用倍頻的低、中（一般使用主頻）、高三個單頻振幅切片進行融合，效果最佳。

1.5 三維可視化技術

三維可視化技術是利用三維地震數據體顯示、描述和理解地下諸多地質現象和特征的一種圖像顯示工作，應用顏色、透視、動畫和觀察視點的實時改變等視覺表現形式，幫助人們對地質問題進行空間思維，使人們能夠觀察到不可見的對象，洞察事物內部結構。在進行可視化時，通過色彩值和透明度的改變來突出感興趣的部分，發現并圈定目標體的范圍。三維可視化模塊提供了邊界約束條件下的種子點追蹤功能，可以用來對目標沉積體進行三維追蹤雕刻。

2 實際應用

西非深水某A油田目的層段發育有大量水道復合體和朵葉體，這些深水沉積體是油田的主力產層。此類儲層具有高孔高滲特征，平均孔隙度23%，平均滲透率可達1000mD，含油氣后呈現強振幅異常特征。研究任務是評價油田儲量規模，并提出評價井的井位部署。

依據上述技術組合流程，共分六個步驟實現沉積體的精細刻畫：（1）利用傾角體時間切片快速瀏覽，鎖定目標沉積體的平面及縱向范圍。（2）尋找目的層附近相對易于解釋的、具有等時意義的同相軸，開展手工與自動追蹤交互解釋，生成層位1和層位2。（3）鑒于目的層基本為等厚的連續沉積地層，采用內插的方式生成若干小層。（4）選擇將目標沉積體圈定的兩個小層，利用連續小波變換進行頻譜分解，計算振幅調諧體，生成單頻振幅切片。（5）選取15Hz（沉積體底部同相軸頻率約15Hz）、30Hz（地震資料的主頻）、60Hz（30Hz的倍頻）單頻振幅切片，分別賦予紅色、綠色和藍色，生成分頻三元色切片。通過調整三元色切片能量權重，融合生成RGB三元色切片（圖1b）。與傳統的均方根振幅屬性圖相比（圖1a），沉積期次與沉積體邊界更加清晰（圖1b中標注為A、B、C的區域）。水道主體及其擺動、遷移與切割的痕跡均很清晰，比常規均方根振幅切片更加精細地刻畫了深水濁積水道的分布形態，從而也更加準確地確定了每個沉積體邊界。（6）在三維可視化模塊中將地震數據體沿層拉平，按時窗切割出子數據體，設定閾值進行自動和交互式種子點追蹤刻畫，形成沉積體的追蹤點集。利用上述第（5）步中獲得的沉積體邊界將邊界外的部分剔除，將編輯后的沉積體點集生成構造頂面并進行反拉平，可以看出沉積體頂面的構造形態。并且沉積體點集與構造層面進行疊合，結合油水邊界圈定出含油儲層范圍，應用模塊提供的體積計算功能直接計算出沉積體的有效體積和地質儲量。該技術組合進行沉積體的三維雕刻清晰、準確、快捷。該項新技術組合有效支撐了A油田區的沉積儲層研究。并在此基礎上，形成了以沉積體為單元進行評價，實現少井多探的提高經濟效益的井位部署思路與原則，指導了A油田的3口評價井的鉆探。3口井均獲得成果，單井油氣層凈厚度65～81m，油田儲量大幅提高，取得了巨大的經濟效益。

3 結語

（1）針對西非深水區面臨的多期相互切割與疊置的復雜深水沉積體精細解釋與刻畫的難題，提出了復雜深水沉積體精細刻畫技術組合流程，具有高分辨能力、高抗噪能力的特點，取得了很好的應用效果。

（2）指導3口評價井的鉆探獲得成功，取得了巨大的經濟效益，證明了該項新技術組合具有很高的實用價值，對指導其他類似地區復雜沉積體的識別和精細刻畫具有重要的借鑒意義。

（3）目前尚未見到國內學者提出相同或相似的深水沉積體精細刻畫技術組合，具有原創性，填補了相關技術空白。

參考文獻

[1]陳兆明，袁立忠，周江.地層切片技術在水下分流河道砂體解釋中的應用[J].石油天然氣學報，2012，34（10）：55-58.

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[3]張延章，尹壽鵬，張巧玲，等.地震分頻技術的地質內涵及其效果分析[J].石油勘探與開發，2006，33（1），64-66.

[4]姜秀娣，翁斌，劉亞茹，等.分頻混色技術在高精度地震解釋中的應用[J].地球物理學進展，2013，28（2）：882-888.

[5]王楠，杜鵬，趙悅伊，等.地震RGB分頻屬性融合技術在J工區河道砂體空間展布中的應用[J].海洋石油，2016，36（3）：8-12.