0 引言

庆阳气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡与天环凹陷的过渡带，上古生界山1段是庆阳气田的主力产层。该段地层以石英砂岩和岩屑石英砂岩为主，具有低孔、低渗、低压和低丰度“四低”特征。由于砂体规模小、横向变化快、埋深大、单砂体薄、储层致密，目前常规储层预测手段难以满足该区深薄储层预测的要求，导致钻探成功率很低。

本文综合应用GeoEast系统多项特色解释技术，如现代地震属性技术系列、叠前弹性阻抗反演等，对该区薄砂体进行了重新认识，不仅解决了薄砂体预测问题，还落实了优质储层的分布，为庆阳气田持续滚动评价、增储上产提供了地震基础资料。

1 研究区概况

庆阳气田山1段发育典型的下生上储岩性气藏。下伏山2段、太原组发育的薄煤层为山1段气藏提供了近距离气源；上覆地层泥岩发育，厚度达30m以上，成为良好的封盖条件。但该气藏埋深大于4000m，多发育致密砂泥岩薄互层，有效储层厚度大多小于10m，平均孔隙度为5.58%，渗透率仅0.17mD，为典型的致密砂岩储层。该区局部微幅度构造发育，水平井钻遇率较低，井位部署难度大(图 1)^[1-4]。

2 GeoEast构造解释应用效果 2.1 地震地质层位精细标定

庆阳地区太原组顶部煤层广泛发育，与上覆山2段砂泥岩具有明显的波阻抗差异，在地震剖面上形成稳定的地震反射标志层。太原组顶部具强波峰反射特征，底部与下古生界呈不整合面接触，具强波谷反射特征。刘家沟组底部与石千峰顶部为高阻砂岩与低阻泥岩界面，具强波峰反射特征，同相轴连续，为主要标志层，可全区对比追踪、精细解释区内刘家沟组底部与山2段底部地震反射标志层。山1段厚度受古地形控制，空间变化快，采用Wille插值方法，解释山1段目的层(图 2)。

2.2 多井约束构造成图

在层位精细解释的基础上，用地震层位约束的沿层插值建立三维区平均速度场，对太原组顶部和山1段底部进行变速构造成图。区内构造特征较简单，形成于晚侏罗世—白垩纪，整体表现为宽缓的西倾单斜，主要发育3排北东—南西向的低缓鼻隆构造及多个微幅度构造，构造坡降为7m/km，但局部变化较快(达30m/km，图 3)。水平井位部署宜避开构造变化快的区域，优选构造平缓地区。

3 GeoEast多方法综合薄砂体预测

该区山1段薄砂体厚度大多为3~8m，区内三维地震资料主频约为30Hz，1/4波长是纵向地震分辨的极限，但通过反演可提高至1/8波长，但相应要求子波主频达90Hz以上(才可区分)，现有的地震资料远未达到此精度^[5]。面对地震分辨率有限、砂体薄等难题，常规储层预测方法效果不理想。为此，采用古地形恢复+地震相分析+人工智能多属性联合分析的多方法综合预测薄砂体展布特征。通过钻井验证，取得了较好的效果。

3.1 古地形恢复

气田位于中央古隆起西部。从晚石炭世开始，结束了长达1.3~1.4亿年的抬升与剥蚀，开始接受沉积。本溪组在该范围内缺失，太原组、山2段、山1段、盒8段表现出向北东方向进积的特征。因此古地形是控制沉积物源及砂体展布的关键因素，采用在全区可稳定连续追踪的刘家沟组“减去”山1段底，近似恢复山1段沉积期古地形(图 4)。

山1段沉积期古地形图表明：区内西南部为古隆起高地，向东北方向逐渐演变为缓坡带，再往前延伸为古洼地。发现共发育4条主要古河道，古河道及缓坡带附近为砂体富集的有利区域。

3.2 地震相分析

地震相是指由地震剖面所展现的所有反射参数(包括物理参数、几何参数、定量参数)的综合，它是地下地质体的综合反映。通常情况下，不同的沉积相对应于不同的地震相。地震信号中各种参数的变化都会引起地震道形状的改变，即地震波形能反映地下地质体的特征。据此原理，通过波形聚类方法，在无监督情况下将区内地震波形划分为5类，由此得到山1段的地震相平面分布图。根据典型地震相与地质、测井资料的对应关系，对相应的地震相做出合理、准确的解释，并向未钻探区域外推，从而建立全区的沉积相图，以达到定性预测砂体分布的目的(图 5)^[6-7]。

从该区地震相分布图看，QT1井山1段底部砂体厚度为9.2m，GR测井曲线特征表现为钟形或箱型，为正旋回沉积，地震波形表现为中等振幅、窄波谷反射特征，距标志层Tp10小于22ms，对应图中黄色—红色区域，为砂体发育区，因此划分为三角洲平原河道或三角洲前缘水下分流河道。HT3井山1段底部发育厚层泥岩，有效砂体不发育，GR特征表现为低幅微齿形，地震波形表现为超强振幅、宽波谷反射特征，距标志层Tp10大于22ms，划分为滨海湖相。从平面上看，山1段沉积期发育多条水下分流河道，为南西—北东向，在湖岸线发育西北—东南向沿岸砂坝，与山1段沉积期古地形图相互佐证，从而定性刻画该区砂体横向展布范围。

3.3 人工智能多属性联合分析技术

利用单一属性进行复杂地质问题解释时，常常具有不确定性和多解性。为了消除单一地震属性解释的不确定性和多解性，提出了地震多属性综合分析技术。地震多属性分析技术即是利用从地震资料中提取的多种单一地震属性，利用特定的数学变换将它们组合起来，形成能反映地下异常地质现象的地震属性综合信息。地震多属性分析技术综合了各种属性反映的地质信息，是以前采用单一地震属性不能比拟的。通过地震属性综合信息反映的地质信息，有效地揭示地震资料中的异常信息，可从平面判别沉积边界并预测储层参数，为地震资料解释提供可靠依据。本文通过对庆城地区提取的振幅、频率等55种属性进行降维，提取井点处降维后属性值分别与实钻砂岩厚度和有效厚度进行交会(图 6)，优选均方根振幅、绝对振幅平均值、高亮体属性和60Hz分频体属性通过RBF神经网络融合，精细预测山1段底部砂体平面展布(图 7)^[8-10]。

山1段沉积期古地形、地震相、人工智能多属性联合分析技术预测的砂体平面分布图展示了由沉积环境大方向到砂体预测小尺度、定性到定量，层序递进的过程。三者预测的砂体展布特征基本一致，均显示出物源方向来自西南，中部发育南西—北东向砂体，三者相互印证，表明上述综合预测的薄砂体展布特征可靠。

3.4 叠前弹性阻抗反演

通过岩石物理参数分析技术，分析各种岩石物理参数与地震波速度之间的关系，确定表征气层的敏感参数。从山1段纵波阻抗与纵横波速度比交会图(图 8)表明：纵波阻抗可区分泥岩与干砂；纵横波速度比可区分气砂与干砂、泥岩。因此，应用GeoEast叠前弹性阻抗反演，能解决砂体含气性预测问题。叠前弹性阻抗反演有如下主要步骤。

(1) 井预处理。开展去异常值、环境校正、曲线标准化等井曲线预处理，提高初始模型的可靠程度。

(2) 横波估算。GeoEast软件提供了Xu-White、Greeberg、Dem-Gassmann等6种经验公式做横波估算，本次采用适用于砂泥岩的Xu-White方法。

(3) 在叠后数据层位解释的基础上，采用snap归位辅以人工解释的方式快速解释中角度地震数据的主要层位，为初始模型准确构建打下坚实基础。

(4) 子波提取。利用雷克子波、提取于井旁道的零相位子波及井震联合提取子波，开展3轮井震精细标定工作。将多口井进行叠合，剔除异常子波，求取平均子波^[11-17]。

纵横波速度比反演结果(图 9)表明：A井和B井储层发育，且B井好于A井，C井储层欠发育，经完钻井验证，A井钻遇有效储层5.5m，B井钻遇储层12.2m，C井为干层，与预测结果吻合较好。

利用井约束高精度速度建场实现反演结果时深转换，地震实时随钻导向，优化调整DH1水平井轨迹(图 10)，取得了较好的效果，该井水平段长度约为1200m，钻遇砂岩约1110m，砂体的钻遇率高达92.5%，钻遇有效储层1050m，有效储层钻遇率为87.5%，试气获无阻流量约131.5万方/日，创庆阳气田水平井开发最佳成效！

4 结论

(1) 基于多井约束的构造成图技术可识别幅度变化小于5m的微构造，水平井部署应选择构造平缓、避开构造变化大、钻井实施难度大的区域。

(2) 古地形恢复+地震相分析+人工智能多属性联合分析技术综合预测薄砂层展布范围；同时运用叠前弹性阻抗反演，落实优质储层富集区域。

(3) GeoEast系统特色解释技术有效提高了构造解释和深部致密薄储层预测精度，在庆阳气田开发评价、水平井随钻导向中取得了显著成效。