三維地震資料在松遼盆地北部西部斜坡的應用

紀賢偉.

(大慶油田有限責任公司勘探開發研究院，黑龍江大慶 163712)

松遼盆地北部西部斜坡區經過多年的勘探，在泰康隆起帶和西部超覆帶陸續發現了白音諾勒、二站、阿拉新、江橋、富拉爾基和平洋等油氣藏。2010年以前，西部斜坡區多為二維地震(僅在J37區塊開展過小面積的三維地震試驗)，資料品質差，且不同地震工區的地震資料在采集年度、采集參數、資料質量上都存在較大差別[1](表1)，造成了構造解釋及儲層預測精度低、效果差。前人在應用二維地震資料的基礎上，研究認為西部斜坡區構造圈閉不發育，圈閉類型主要為巖性圈閉，西部斜坡區應以尋找巖性油氣藏為主[2-8]。近年來，國內外地震技術在油氣勘探中的應用取得了顯著的效果。四川盆地龍門山褶皺沖斷帶是公認的復雜斷裂帶，對深部構造的認識集中在定性分析方面，劉樹根等人應用地震平衡剖面構造恢復技術，準確描述了龍門山褶皺沖斷帶的構造發育及其演化過程[9]。鄭連弟等人應用“兩寬一高”(寬方位、寬頻帶、高密度)地震資料采集處理解釋一體化技術，準確預測了乍得邦戈盆地花崗巖潛山的儲層特征[10]。陳勝紅等人應用海上一體化地震勘探技術，明確了珠江口盆地恩平凹陷有利構造區帶[11]。楊濤濤等人應用相干技術在珠江口盆地西沙周緣深水區準確識別出斷層、深水水道和生物礁[12]。遼河灘海葵南—龍王廟地區構造復雜、斷裂發育，斷層解釋難度大，鄒文海應用層位精細標定、相干體分析、三維可視化顯示等技術，探索出適合葵南—龍王廟地區構造精細解釋的技術方法，為遼河灘海及其他類似地區油氣藏勘探提供可借鑒的經驗[13]。賀曉等應用古地貌分析、地震振幅屬性分析、頻譜分解、地震相分類和吸收系數等疊后分析技術，形成了一套適合鄂爾多斯盆地的河道識別技術系列[14]。徐淑娟等利用地震剖面反射特征、水平時間切片和相干體等技術落實徐家圍子、長嶺、英臺等重點斷陷的火山巖分布，同時利用地震相分析、瞬時頻率屬性和振幅反射強度屬性識別出近火山口爆發相和溢流相等有利相帶，為火山巖勘探部署提供了依據[15]。李永義應用地震沉積學技術在松遼盆地三肇地區準確識別出窄小河道砂體[16]，樊曉伊等人應用地震沉積學技術在準噶爾盆地車排子凸起多物源沉積環境下準確識別出6種沉積體系類型[17]。地震紋理分析技術的應用較晚，在油氣勘探的應用主要表現在構造解釋、地震相分類和儲層預測三個方面，該技術在碎屑巖儲層預測方面理論較為成熟，但對于碳酸鹽巖的應用有待發展[18]。近年來在西部斜坡區開展了5個區塊、滿覆蓋面積超過1×103km2的三維地震勘探，與二維地震相比，資料品質有較大的提高，對構造、儲層的認識更加準確。應用三維地震資料后，提交了超過6×107t的石油地質儲量，油氣勘探取得了重大突破。通過分析三維地震資料應用前后構造特征認識的變化及三維地震屬性在儲層預測中應用，對三維地震勘探技術在西部斜坡的應用效果進行評價。

表1 松遼盆地北部西部斜坡區部分二維地震資料統計

1 西部斜坡區地質概況

西部斜坡區為松遼盆地的一級構造單元，構造上自西向東由西部超覆帶、泰康隆起帶和富裕構造帶三個二級構造單元組成。西部斜坡區自白堊紀以來一直是東傾的單斜構造[19]，整體構造較為簡單，斷裂不發育[20]，斜坡上主要發育江橋、阿拉新、二站、他拉紅—白音諾勒等一系列北東向展布的鼻狀構造[21]。西部斜坡區主要目的層為薩爾圖油層，即姚家組二、三段至嫩江組一段地層[22]，薩爾圖油層沉積時期發育三角洲和湖泊沉積體系，主要發育三角洲前緣亞相和濱淺湖亞相[23-29]。通過油源對比研究認為，西部斜坡區油氣主要來自齊家—古龍凹陷[30-33]，油氣通過斷層、不整合面和砂體經過長距離的側向運移至西部斜坡區的圈閉中聚集成藏(圖1)[32-35]。從已發現的油氣藏來看，不同的油氣藏含油氣層位不同，從西到東含油層呈逐漸增加趨勢[36]。

圖1 松遼盆地北部西部斜坡區油氣成藏模式(蒙啟安等，2014)

2 三維與二維構造解釋對比

由于二維偏移是沿著測線的視傾角方向進行的，偏移結果不完全，也不準確。尤其是對于地下復雜的地質構造進行二維地震勘探，二維偏移歸位處理就不能反映地下界面的真實產狀。而三維采集的數據按三維空間成像處理，可以真實地確定反射界面的空間位置，適應并滿足日趨復雜的油氣勘探目標的需要[37]。分別選取J55三維、J37-J75三維與JQ二維對比、PY三維與DTM二維對比，在地震層位對比、斷層變化和構造圈閉變化三個方面分析三維與二維構造解釋的變化。

2.1 二、三維地震層位對比

目前常用的地震層位標定方法是合成地震記錄擬合標定法，測井曲線質量、子波提取、極性判斷、測井資料與地震資料的匹配對地震層位標定有較大影響。由于子波的相位譜較難求準，需要不斷調整子波使井資料得到的合成記錄與實際井旁道地震記錄相匹配。而聲波測井與地震方法在屬性上存在差異，使得實際的合成地震記錄與地震資料往往匹配的并不好[38-39]。由于三維地震資料在信噪比、保真度、波組特征等方面明顯改善，因此三維地震解釋成果更加精確。對比表明，西部斜坡區三維地震層位與二維地震層位基本一致，只有個別層位有所差異，具體差異為：(1)J55、J37-J75三維地震資料均與JQ二維地震資料存在20 ms～30 ms的時差；(2)地震層位的地質意義有所差別，DTM二維地震的T1標準層相當于薩一油層組頂面，而PY三維地震的T1標準層相當于姚家組頂面(圖2)；JQ二維地震的T07反射層相當于嫩一段頂面，而J37-J75三維地震的T07反射層相當于薩零油層組頂面。

圖2 二、三維地震層位解釋對比圖

2.2 斷層變化

由于三維地震資料品質好于二維地震資料，造成二、三維斷層解釋成果存在差異。西部斜坡二、三維地震斷層解釋變化表現為三個方面。(1)三維地震取消了50多個虛假斷層，延伸長度為0.5 km～10 km，這些斷層主要分布于J55和PY工區，如圖3中所示，DTM二維地震剖面上的斷層在PY三維地震剖面上不存在。(2)三維地震增加了130多個小斷層，這些斷層主要分布于J55工區，延伸長度為0.1 km～1.75 km。(3)三維地震保留了一些斷層，但數量較少，例如J37-J75三維保留了1個主要斷層JQ5號斷層，在T1標準層構造圖上斷層走向與二維地震保持一致，但形態差別較大，表現為JQ二維地震解釋為三段，J75三維地震解釋為兩段。PY三維斷層解釋保留了3個斷層，其中1個斷層延伸長度變化較大，二維斷層解釋17.2 km，三維斷層解釋10.7 km，其余2個斷層延伸長度變化不大。PY二、三維地震解釋的斷層在搭接關系上也存在較大差異。

圖3 二、三維地震斷層解釋對比圖

2.3 構造圈閉變化

二、三維地震解釋的斷層組合、延伸方向、長度明顯改變，導致圈閉大小、形態發生較大變化。對比結果表明，西部斜坡區三維地震與二維地震解釋的構造形態基本一致，但局部構造差別較大。這些差異主要表現在：(1)PY三維地震解釋的T2層A構造圈閉與DTM二維地震解釋的平面位置發生變化(圖4)；(2)J55三維地震T1構造圖增加了9個、取消了3個微幅度構造；(3)JQ二維地震T1構造圖上主要的四級構造T-3號構造圈閉面積4.9 km2，圈閉幅度27 m，在J37-J75三維地震T1構造圖上T-3號構造圈閉面積14.26 km2，圈閉幅度60 m，圈閉面積和幅度均有大幅度的增加。

通過以上對比分析認為西部斜坡區三維地震構造解釋與二維地震構造解釋相比，區域構造形態基本一致，層位解釋存在一定差異，斷層解釋和構造圈閉解釋差異較大。由于三維地震資料品質好于二維地震資料，因此三維地震構造解釋結果更加精確。由于西部斜坡區多發育巖性油氣藏，局部構造相對較少，微幅度構造對油氣聚集和成藏的作用顯著，因此微幅度構造的識別非常重要。以PY三維工區為例，大慶物探公司吳玉金等人在構造成圖的基礎上，應用構造導向濾波技術，編制了PY工區T1標準層微幅度構造圖(圖5)，共識別出微幅度構造56個，面積約10.62 km2。

圖4 二、三維地震構造圈閉解釋對比圖

圖5 PY三維地震T1標準層微幅度構造圖(吳玉金等)

3 三維地震儲層預測

西部斜坡區薩爾圖油層沉積時期為三角洲和湖泊沉積體系，主要發育三角洲前緣亞相和濱淺湖亞相，沉積微相類型包括水下分流河道、河口壩、席狀砂、濱淺湖砂壩和濱淺湖泥(圖6)。地震屬性與儲層的沉積特征、巖性、物性和含油氣性等有比較密切的關系，因此地震屬性分析技術被廣泛地應用于儲層預測。地震屬性分析是優選適合本工區沉積特征的地震屬性。優選出的地震屬性既要與砂巖相關性高，又要符合井點處的沉積微相，同時還要能夠識別一定寬度的河道，地震屬性平面特征與區域沉積環境要基本一致。分析認為振幅類地震屬性能夠很好地反映西部斜坡區的沉積特征，因此優選振幅屬性開展西部斜坡區儲層預測。以PY三維地震為例，薩爾圖油層振幅屬性品質好，薩零、薩一和薩二、三油層組32口井振幅屬性對井符合率分別為68.8%、71.9%和62.5%，符合率較高，能夠很好地用于儲層預測。同時由于振幅屬性所展示的河道及砂壩特征清晰(圖7)，因此應用振幅屬性，采用地質、測井、地震相結合分析了PY三維工區的沉積微相特征(圖8)。

圖6 西部斜坡薩爾圖油層沉積微相模式

圖7 PY三維地震薩零底-4ms振幅屬性

4 有利區預測

前人研究認為，西部斜坡區油氣主要來自齊家—古龍凹陷，油氣通過斷層、不整合面和砂體經過長距離的側向運移至西部斜坡區的圈閉中聚集成藏。西部斜坡區油氣聚集受北東向鼻狀構造帶控制，分流河道、河口壩等砂體與構造帶有機配置形成多種類型的復合巖性油藏[21]。因此西部斜坡的成藏有利區應為構造有利區和砂體富集區的疊合部位。以PY三維地震工區為例，首先通過三維地震構造解釋，明確了斷裂特征和構造圈閉特征，通過分析確定了構造有利區。然后應用地震屬性優選出砂體發育區，最后綜合分析構造有利區和砂體發育區優選出成藏的有利區，并在有利區內給出了10口建議丼位(圖9)。

圖9 PY地區有利區預測圖

5 三維地震應用效果評價

應用三維地震資料共在J55、J37-J75、J62-J67和PY四個工區內部署31口探評井，統計這31口后驗井薩爾圖油層振幅屬性符合率為60%～84%(表2)，符合率較高，表明應用振幅屬性開展儲層預測能夠提高西部斜坡區的鉆井成功率。

表2 三維地震工區地震屬性后驗井符合率統計

以J37-J75工區為例，該區主要發育JQ5號斷層，為逆沖走滑斷層，是該區主要的控藏斷層，主要四級構造T-3號構造為受逆沖走滑斷層控制的鼻狀構造[40-41]。分析認為，由于T-3號構造位于西部斜坡區油氣運移的優勢路徑上，使齊家—古龍凹陷生成的油氣經過長距離的運移，能夠在該構造上聚集成藏。2011年應用三維地震資料在T-3號構造部署了3口探評井，均獲得工業油流。2012年應用三維地震資料在西部斜坡區提交了超過6×107t的石油地質儲量，其中J37-J75工區T-3號構造石油地質儲量超過8×106t，油氣勘探取得了突破。2013年應用三維地震資料在T-3號構造部署了開發試驗井，從目前完鉆的7口井來看，目的層薩二、三油層組上部鉆遇砂巖厚度平均6.9 m、鉆遇有效厚度平均4.2 m，凈總比平均0.61，砂巖及有效鉆遇率均為100%，取得較好的效果。西部斜坡區應加大三維地震勘探的力度。

6 結論

(1)由于三維地震資料在信噪比、保真度、波組特征等方面明顯改善，因此三維地震解釋成果更加精確。西部斜坡區三維地震層位解釋與二維地震基本一致，個別層位有所差異，其中J55和J37-J75三維地震與二維地震存在20 ms～30 ms的時差，PY三維地震的T1標準層和J37-J75三維地震的T07反射層的地質意義與二維地震有所差別。由于三維地震資料品質好于二維地震資料，造成二、三維斷層解釋成果存在差異。西部斜坡區三維地震取消了50多個虛假斷層，主要分布于J55和PY工區；三維地震增加了130多個小斷層，主要分布于J55工區；三維地震保留了少量斷層，與二維地震相比J37-J75三維保留的斷層形態差別較大，PY三維保留的斷層在延伸長度和搭接關系上差異較大。西部斜坡區三維地震與二維地震解釋的構造形態基本一致，由于二、三維地震解釋的斷層組合、延伸方向、長度明顯改變，導致局部構造差別較大，具體表現為PY三維地震構造圈閉的平面位置發生變化；J55三維地震增加了9個、取消了3個微幅度構造；J37-J75工區主要四級構造的圈閉面積由二維的4.9 km2增加到三維的14.26 km2，圈閉幅度由二維的27 m增加到三維的60 m。

(2)分析認為振幅類地震屬性能夠很好地反映西部斜坡區的沉積特征。以PY三維地震為例，薩零、薩一和薩二、三油層組32口井振幅屬性對井符合率分別為68.8%、71.9%和62.5%，符合率較高，能夠很好地用于儲層預測。由于振幅屬性所展示的河道及砂壩特征清晰，應用振幅屬性分析了PY三維工區的沉積微相特征。

(3)西部斜坡區的成藏有利區應為構造有利區和砂體富集區的疊合部位。以PY三維工區為例，首先分析構造解釋結果確定構造有利區，然后應用地震屬性優選出砂體發育區，最后綜合分析優選出成藏的有利區，并在有利區內給出了10口建議丼位。

(4)應用三維地震資料在西部斜坡區四個工區部署31口探評井，統計振幅屬性后驗井符合率為60%～84%，表明應用振幅屬性能夠提高鉆井成功率。應用三維地震資料在西部斜坡區提交了超過6×107t的石油地質儲量，應用三維地震資料部署了開發試驗井，7口已完鉆井成功率100%。綜合分析認為西部斜坡應加大三維地震勘探的力度。

感謝大慶油田勘探開發研究院陳可洋和呂金龍在論文寫作中給予的指導，部分資料來源于大慶油田勘探開發研究院勘探研究一室和物探公司研究院，在此一并表示感謝！