柴达木盆地位于青藏高原北缘的青海省境内,与准噶尔盆地和塔里木盆地并称为中国西北地区三大内陆盆地。其大地构造位置处于古亚洲构造域南缘附近,南面紧邻特提斯—喜马拉雅构造域,盆地四周均为深大断裂及褶皱山系所限,北部为祁连山褶皱带,东南部为昆仑山褶皱带,西部以阿尔金走滑断裂带与塔里木盆地相隔[1]。柴达木盆地具有丰富的油气资源,但由于油气地质条件非常复杂,目前勘探程度较低。总体来说,盆地具有较大的勘探潜力,油气开发前景广阔[2],但勘探难度较大。
本次研究区块位于柴达木盆地西北缘的南八仙地区东部(仙东地区)。南八仙北临塞什腾洼陷,南临伊北洼陷,形成了两洼夹一隆的构造格局,具有得天独厚的石油地质条件。南八仙地区以三角洲前缘和河口坝沉积为主,边界断裂控制作用明显,表现出多物源特征,沉积储层薄,横向变化快,储层预测难度较大。
GeoEast系统提供了100余种体属性和8类共67种沿层属性[3-4]。针对研究区的地质特点,利用GeoEast综合解释系统提供的构造导向滤波、倾角扫描、油气检测等技术,开展了三维精细构造解释、多属性分析及油气检测,为构造岩性油气藏勘探和油气识别发挥了重要作用,取得了较好的应用效果。
2 研究思路 2.1 地震资料精细解释构造研究是油气勘探的基础。研究区由于长期受走滑挤压作用,广泛发育小型—微型断裂。为了有效识别断裂,结合GeoeEast解释系统的特色功能,计算不同的体属性。GeoEast应用了Chopra等[5]提出的体属性概念,在软件上实现其应用。体属性不依赖于任何层位解释,运算结果不受解释人员经验的限制,是真正意义上的地震数据原始测量结果。作为地震资料解释的辅助手段,根据具体的地质问题合理选择和应用体属性,往往会得到常规解释手段无法获取的效果,在储层预测和油气藏描述中发挥重要作用[5]。
为避免单一属性预测结果的片面性和偶然性,本次研究提取了多倾角扫描、构造导向滤波、相干体、单频体属性、边缘检测和能量梯度等6种体属性。通过对比,最终优选出对研究区目标体比较敏感的4种属性:构造导向滤波、相干体、120°倾角扫描和22Hz单频体。
在多属性对比研究的同时,还采用平、剖结合的方法,在构造导向滤波的基础上,利用相干体属性识别大断裂(图 1),结合倾角和方位角属性及单频体振幅属性剖面综合识别小断裂(图 2)。这些措施大大提高了构造解释精度。
(1) 构造导向滤波(图 2a)。几乎所有的地震数据都会受到随机噪声或相干噪声的污染,通过滤波可以达到去除噪声、提高信噪比的目的,但是同时也会降低分辨率。构造导向滤波的关键是判定反射同相轴是否连续。
(2) 相干属性(图 2b)。Höcker等[6]指出,相干属性也是判断同相轴是否连续的有效手段之一。相干属性是描述相邻道间相似性的一种属性,该属性有助于精确描述断层和沉积的横向不连续性,精确构建三维空间的断层和沉积层序模型。
(3) 倾角扫描(图 2c)。Barnes[7]将倾角扫描成功应用于小断层(小于10ms)的识别。近年来各种算法快速发展,倾角扫描体属性的计算不再依赖于解释层位。目前常用的倾角估算方法有三种:基于复数道分析的相位对齐法,离散扫描最大相关法和梯度构造张量法。本次选取120°倾角扫描数据,该数据理论上垂直于构造走向,更有利于准确识别断层。
(4) 频谱分析(图 2d)。频谱分析技术在理论上主要依据薄层反射的调谐原理。当薄层厚度增加至四分之一波长的调谐厚度时,反射振幅达到最大值;随着薄层厚度的增加,反射振幅逐渐减小。时间域的最大反射振幅对应频率域的最大振幅能量[8]。频谱分析技术是一项基于频率的储层解释技术,通过离散傅里叶变换或复小波变换将地震数据由时间域转换到频率域[9],是一种全新的地震解释方法。本次研究选用接近于地震资料主频22Hz的单频体辅助识别断裂。
厘清断裂组合及其发育特征,才能对断裂发育的级次、期次、序次进行系统分析。本区构造格局由北部一近北西向的Ⅰ级断裂—马仙断层所控制,南部发育两条控制构造带的Ⅱ级断层,分别为仙南断层和仙东断层。依靠Ⅰ级和Ⅱ级断裂派生出一系列雁行断层,即Ⅲ级断层,这些断层控制了独立的断块、断鼻和断背斜单元。不同级别断层的活动性质具有明显的差异,对于工区构造样式和沉积体系类型及展布规律具有明显的控制作用(图 1)。
2.2 双相介质油气检测油气检测技术是GeoEast解释系统中重要的属性分析技术之一[10]。Goloshubin等[11]通过物理模型试验证实在含油气储层下方通常会出现高频能量衰减、低频能量增强等现象。根据双相介质具有的“低频共振、高频衰减”特性,采用小时窗三角滤波方法,对给定时窗内的地震数据进行频谱分析,并在给定的高、低频敏感频段内对振幅谱进行能量累加,再对计算结果进行相减、相除计算,即可根据计算结果定性表征储层性质和油气富集程度[12]。这些结果能够以剖面或平面的形式灵活地进行显示,对油气勘探与开发的全过程都起着至关重要的指导作用。
在精细构造描述的基础上,进一步应用流体检测技术预测本区油气分布。在提取属性之前, 进行精细的层位标定与追踪解释是关键[13]。仙东地区整体构造表现为一西北高、东南低的斜坡,A井即位于该区域内。该地区在E1+2时期发育一系列岩性上倾尖灭,具有良好的侧向封挡条件,形成一系列地层超覆圈闭。图 3所示为一条过A井的地震剖面,可见不整合、断裂和高渗砂体形成的复合疏导体系控制了该区油气的横向运聚,马仙隆起带发育的辫状河三角洲沉积砂体提供了油气储集空间。
本区勘探程度较低,目前仅有A井一口探井。综合分析图 4所示A井钻井及测井结果及地震反射特征,可见E1+2地层内纵向发育四套砂层组,这四套砂层组均有较好的油气显示,说明该区油气成藏条件优越,是有利的勘探区带。为进一步分析本区油气潜力,利用GeoEast特色属性油气检测技术对这四套砂层组含油气情况进行平面预测。
仙东地区E1+2四套砂组油气预测结果见图 5。预测的油气富集区主要集中在砂体发育的构造高部位,即岩性超覆区域,呈条带状分布,属于构造—岩性复合圈闭。预测结果与钻井结果吻合较好。参照A井区的油气分布特征,在A井区东南侧设计了井B,目前正等待上钻。
本例结合已钻井的油气检测与构造解释结果,为下一步的钻井部署和油气有利区的预测提供了依据。
3 结论任何一种地球物理方法都具一定的局限性,单一的地震技术难以对复杂目标进行完整、精细的刻画,需综合运用多种地震技术手段,才能更精确地描述储集体的展布及含油气性。GeoEast解释系统为此提供了良好的技术平台。在柴达木盆地西北缘的南八仙地区综合应用该平台提供的多种特色属性和油气检测方法,对油气分布进行了有效预测,并据此部署了井位B。具体得到以下认识。
(1) GeoEast解释系统提供了多种特色属性和油气检测方法,多属性综合分析取得了较好的应用效果。柴达木盆地仙东地区的应用结果表明,构造导向滤波、倾角扫描、相干等技术有利于提高断裂识别能力及精度;油气检测技术对油气响应较为敏感,是叠后储层预测的有效手段。
(2) 地震属性广泛应用于储层预测和油气检测等领域,地震属性分析技术在油气勘探和开发中发挥着越来越大的作用。在实际应用中,地震属性需与测井资料及地质资料相结合,才能对储层进行准确的综合预测。
(3) 基于GeoEast解释系统特色属性技术,根据提取的属性信息对本地区的地质认识进一步深入,即南八仙地区南北各发育两组主干断裂控制构造走向,沿主干断裂级派生一系列雁行断层,控制了独立的断块、断鼻和断背斜单元。对目的层四套砂体进行含油气检测,预测在砂体高部位油气比较富集。这些成果对于下一步井位部署有着重要的指导作用。
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