南圖爾蓋盆地260D 區塊上侏羅統河道砂體識別

蘇 超

（天津市地球物理勘探中心，天津 300170）

河流相沉積環境中的河道砂體是陸相盆地中常見的儲層類型及油氣聚集的有利場所，近年來已成為油氣勘探領域的研究熱點。目前，利用地震資料進行河道砂體識別已經得到廣泛的應用，主要技術包括地震屬性分析技術[1]、地震相技術[2]、頻譜分析技術[3]等，與傳統的巖心和測井曲線分析相比，這些技術的應用極大地提高了河道砂體識別的效率和準確性。本文綜合應用測井曲線和地震屬性，對河道砂體的剖面和平面展布特征進行識別和詳細描述。

1 研究區概況

南圖爾蓋盆地位于烏拉爾山以東的哈薩克斯坦國中部，處于烏拉爾-天山縫合線轉折端剪切帶，為西西伯利亞盆地與中亞地塊的連接部位，總面積約8×104km2，呈南北向長軸狀分布[4]。該盆地是海西運動期褶皺基底之上發育的中生代裂谷型盆地，經歷了斷陷期、斷坳轉換期及坳陷期三個演化階段，形成了壘塹相間的構造格局，進而控制了該盆地油 氣的形成和分布[5]。南圖爾蓋盆地油氣勘探始于20世紀60 年代，現已發現大小油氣田17個，在淺層較簡單的構造圈閉中已發現油氣37 億桶，上侏羅統-下白堊統河流和三角洲相砂泥巖沉積是目前南圖爾蓋盆地主要的油氣儲層，盆地90%以上的油氣藏均與該儲層有關[6]。目前盆地已進入高成熟勘探階段，進一步發現大型構造油氣藏的難度較大，2005 年勘探重點逐漸轉向地層-巖性圈閉[7]。

260D區塊位于阿克薩布拉克地塹北端（圖1），在區域構造背景下形成了東斷西超的箕狀斷陷，北東方向為斷裂發育區，南西方向為平緩斜坡。該區塊在上侏羅統阿克薩布拉克組（J3ak）處于盆地斷坳轉換末期-坳陷發育早期，是盆地構造運動減弱、坳陷充填向準平原化沉積的過渡階段，大套泥巖地層中廣泛發育曲流河河道砂體，并形成巖性油氣藏，巖性以灰色粉砂巖、砂巖為主，夾薄層泥巖，表現出“砂泥間互”的沉積特征[8]。

圖1 南圖爾蓋盆地260D 區塊位置

2 地震及測井響應特征

曲流河又稱蛇曲河，平面上呈條帶狀分布，河道比較穩定，寬深比較小，主要分布于流域較大河流沉積體系中下游地區[9]。曲流河沉積物以砂巖、粉砂巖和泥巖為主，河道底部可能有底礫巖，南圖爾蓋盆地260D 區塊上侏羅統J3ak 地層為曲流河沉積，曲流河道廣泛發育。

從南圖爾蓋盆地260D 區塊地震剖面上可以看出，該剖面上J3ak 地層中共發育七條不同期次、不同規模的河道，河道砂體的地震響應特征均表現為地震同相軸清晰、振幅能量強、橫向延伸短、連續性差的特點，河道兩端具有明顯的反射中斷及下拉現象，與周圍泥巖雜亂、強度較弱的地震反射特征差別非常明顯（圖2）。綜合分析，該區塊J3ak 地層中曲流河道在地震上的反射特征有以下兩種形態：

槽形、峽谷形。如圖2 中河道③、河道⑤、河道⑥所示，這種類型河道具有明顯的下切現象，地震同相軸表現出底凹頂平的特征。

透鏡狀。圖2 中河道①、河道②、河道④、河道⑦所示，這種類型河道地震同相軸表現為底平頂凸或底凹頂凸的特征，表現出點狀、丘狀、透鏡狀。

該區塊J3ak 地層河道在地震剖面上特征明顯，不同河道的寬度、厚度特征清晰，易于識別，能夠直觀地反映出河道縱向上的特征。

圖2 南圖爾蓋盆地260D 區塊地震剖面

河道中砂體相對發育，與周圍泥巖地層在巖性和物性上差別較大，因此，河道不僅在地震剖面上反射特征比較顯著，在測井曲線上其特征也比較明顯（圖3）。Kar-7 井鉆穿河道中心部位，河道地震反射特征呈透鏡狀，河道砂體的自然電位和電阻率曲線表現為柱狀，曲線特征明顯，與上下泥巖存在較大差別。Kar-20 井鉆穿河道中心偏邊部位置，河道地震反射特征呈透鏡狀，河道砂體的自然電位和電阻率曲線表現為鐘狀，曲線特征明顯。Ekar-1 井鉆穿河道的邊部，河道地震反射特征呈透鏡狀，河道砂體的自然電位和電阻率曲線表現為尖峰狀，曲線特征較為明顯。

Kar-7、Kar-20、Ekar-1 三口井均鉆穿J3ak地層中發育的河道，地震反射和測井響應特征均較明顯，但由于井與河道相對位置不同，測井曲線上表現出的特征也存在一定的差別，實際應用中可以利用地震反射特征和測井曲線特征對河道進行識別和描述。

3 地震屬性的河道砂體識別

圖3 河道砂體地震及測井響應特征

地震屬性是指地震數據體中能夠反映地震波幾何學、運動學、動力學和統計特性的特征參數[10]，是地震數據體中各種地球物理信息的綜合反映，當地下地層內部的巖性、物性、流體性質發生變化時，其地震響應就會改變，所求取的地震屬性也隨之產生變化。通過各種數學變換對地震屬性的計算、解釋和分析，可以獲得許多有關地層、斷層、裂縫、巖性和流體的重要特征信息，使地震資料能夠反映更多的地層信息，從而提高地震資料的使用價值。

地震屬性的研究和應用開始于20 世紀70 年代，目前已研究和使用的屬性種類多達上百種，其分類有振幅、頻率、相位、能量、波形、吸收衰減等[11]。隨著地球物理學理論研究的不斷深入以及各種地震解釋軟件的不斷推出，越來越多的地震屬性被提取出來，已被廣泛應用于地震構造解釋、儲層預測、油藏特征描述以及油藏動態檢測等各個領域，地震屬性分析技術也成為油氣勘探開發領域中一項重要技術手段。

基于南圖爾蓋盆地260D 區塊J3ak 地層河道在地震上表現出地震同相軸清晰、振幅能量強、橫向延伸短、連續性差的特點，且與周圍泥巖雜亂、強度較弱的地震反射特征差別非常明顯，有利于基于振幅類地震屬性進行河道識別研究，分析河道的平面展布特征。本文選擇均方根振幅和總能量兩種地震屬性進行河道砂體預測，其計算公式如下：

以J3ak 地層的頂面和底面為時窗范圍進行層屬性提取和分析，在均方根振幅和總能量屬性上（圖4、圖5），J3ak 地層中河道特征非常顯著，曲流河廣泛發育，分布密集，平面上縱橫交錯、相互交織，河流大多呈現北西-南東向的展布特征。

圖4 南圖爾蓋盆地260D 區塊J3ak 地層均方根振幅屬性

圖5 南圖爾蓋盆地260D 區塊J3ak 地層總能量屬性

對比均方根振幅屬性和總能量屬性，在均方根振幅屬性上，西北部河道特征明顯，東南部河道特征相對較弱、模糊，在總能量屬性上則正好相反，東南部河道特征明顯，西北部河道特征相對較弱、模糊，出現這種現象的原因有兩個：①地層厚度差別，該區J3ak 地層在西北厚度約80 m，而東南部最厚處厚度可達400 m，厚度相差較大；②計算方法的差別，均方根振幅是振幅平方和平均值的平方根，具有平均效應，相同大小規模的河道在地層薄的地區特征相對明顯，厚度大的地方特征相對較弱，而總能量屬性是振幅的平方和，具有累加效應，相同大小規模的河道砂體在地層薄的地區特征相對較弱，厚度大的地方特征明顯。

綜上所述，采用均方根振幅或總能量單一屬性無法滿足對河道砂體平面特征進行全面、準確描述的需求，本文針對性地采用比例融合的方法，將均方根振幅和總能量兩種屬性以一定比例進行融合。屬性比例融合技術是指利用一定的數學比例運算關系將兩種或多種地震屬性進行融合，得到新的“融合”屬性，該屬性集合了多種屬性的特征，能夠更精確地刻畫地層[12]。本文采用線性疊加的方法，將均方根振幅和總能量兩種屬性進行比例融合，其表達式如下：

式中：R 為“融合”屬性，RMS 為歸一化的均方根振幅，A 為均方根振幅權重系數，TE 為歸一化的總能量，B 為總能量權重系數。其中，A 與B 的取值均為0～1，A+B=1。

該方法的實現主要有兩個步驟：①將均方根振幅和總能量兩種屬性進行歸一化處理；②分別給均方根振幅和總能量分配一定的權重系數，然后將這兩種屬性值進行線性疊加，得到“融合”屬性。

本文研究中，權重系數的選取采用枚舉法，即將A 在0.1～0.9 每間隔0.1 進行取值，并計算出相對應的B 值，得到9個權重系數的組合，由此計算得到9個“融合”屬性，并將其與均方根振幅和總能量進行對比篩選，優選出效果最佳的權重系數組合，最終確定A=0.7，B=0.3。結果顯示，相比于均方根振幅或總能量單一屬性，“融合”屬性上河道砂體特征更加清晰，同一條河道砂體在西北部和東南部特征更加一致，一些在單一屬性上顯示模糊或沒有顯示的細小河道砂體，在“融合”屬性上也有很好的反映（圖6），由此表明，這種方法在本次研究中的效果非常顯著，有利于利用振幅類屬性對該地區J3ak地層中河道砂體進行識別和描述，提高河道砂體識別結果的準確性，為該區的有利目標篩選和井位部署提供更可靠的依據。此外，該方法還具有易于實現、速度快、效率高的特點，對于縮短項目研究周期、提高研究質量具有很好的幫助。

4 結論

圖6 J3ak 地層均方根振幅與總能量“融合”屬性

（1）南圖爾蓋盆地260D 區塊J3ak 地層廣泛發育曲流河道，縱向上特征明顯，在地震剖面上河道 砂體表現出槽形、峽谷形和透鏡狀的形態，測井上河道砂體表現為電阻率和自然電位的柱狀、鐘狀和尖峰狀的曲線特征。

（2）河道砂體在均方根振幅和總能量等振幅類屬性上具有明顯特征，平面上表現出河道砂體相互交織的網狀展布特征，不同河道砂體的寬度、展布長度在屬性上反映清晰。

（3）由于地層厚度變化和計算方法的差異，單一屬性無法全面準確地刻畫河道砂體的平面展布特征，而利用比例融合的方法，將均方根振幅和總能量按照一定權重系數進行疊加，得到“融合”屬性，取得了顯著的效果，能夠綜合應用這兩種屬性的優勢，準確和全面地對河道砂體進行識別。