石油地球物理勘探  2022, Vol. 57 Issue (s2): 160-167  DOI: 10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2022.S2.026
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姜传金, 戴世立, 陈鸿安, 李本彬, 王海娇. GeoEast地震数据管理与解释技术在松辽盆地中央古隆起带基底勘探中的应用. 石油地球物理勘探, 2022, 57(s2): 160-167. DOI: 10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2022.S2.026.
JIANG Chuanjin, DAI Shili, CHEN Hongan, LI Benbin, WANG Haijiao. Seismic data management and interpretation technique of GeoEast in basement exploration application of paleo-central uplift belt of Songliao Basin. Oil Geophysical Prospecting, 2022, 57(s2): 160-167. DOI: 10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2022.S2.026.

作者简介

姜传金  教授级高级工程师,1963年生;1987年获大庆石油学院石油地质勘查专业工学学士学位,2012年获东北石油大学资源勘查专业博士学位;长期从事油气地震勘探研究,目前在中国石油大庆油田勘探开发研究院从事油气地质、地震勘探科研工作

戴世立, 黑龙江省大庆市让胡路区科苑路中国石油大庆油田勘探开发研究院,163712。Email:daishili@petrochina.com.cn

文章历史

本文于2022年2月5日收到,最终修改稿于同年10月29日收到
GeoEast地震数据管理与解释技术在松辽盆地中央古隆起带基底勘探中的应用
姜传金 , 戴世立 , 陈鸿安 , 李本彬 , 王海娇     
中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院, 黑龙江大庆 163712
摘要:GeoEast-iEco是全新研发的地震解释数据库建设平台,高效数据管理,支持各类数据批量加载和输出,支持多坐标系统下统一成图,满足盆地级地震解释成果数据管理需求;GeoEast V4.0是在GeoEast-iEco平台上开发的软件系统,集构造解释、地震属性分析、地震反演储层预测、叠后叠前裂缝地震预测等的综合地震资料解释系统平台,能解决油田地震资料解释及井位部署的需求。文中应用GeoEast-iEco数据管理平台和GeoEast软件解释技术系统,构建松辽盆地中央古隆起带基底地震解释数据库,基于iEco地震解释数据库,开展基底构造解释、岩性及储层地震预测、五维解释裂缝地震预测等技术应用,有效支撑了该区“十三·五”以来针对中央古隆起带基底的勘探部署,并见到了较好应用效果。
关键词GeoEast    GeoEast-iEco    松辽盆地北部    中央古隆起带    构造解释    储层预测    
Seismic data management and interpretation technique of GeoEast in basement exploration application of paleo-central uplift belt of Songliao Basin
JIANG Chuanjin , DAI Shili , CHEN Hongan , LI Benbin , WANG Haijiao     
Exploration and Development Research Institute of Daqing Oilfield Company, PetroChina, Daqing, Heilongjiang 163712, China
Abstract: GeoEast-iEco is a newly developed platform for seismic interpretation database construction. Integrating many functions of efficient data management, batch data loading and output, and unified mapping based on multi-coordinate systems, it meets the data management requirements of seismic interpretation at the basin level. GeoEast V4.0 is a new software system developed on the GeoEast-iEco platform. It is a comprehensive platform of seismic data interpretation system integrating tectonic interpretation, seismic attribute analysis, reservoir prediction by seismic inversion, and post-stack and pre-stack fracture prediction with seismic data. Therefore, it can satisfy the demands of oilfield seismic data interpretation and well location deployment. This paper employs the data management platform GeoEast-iEco and software interpretation technology system GeoEast to establish the basement seismic interpretation database of the paleo-central uplift belt of Songliao Basin. By the iEco seismic interpretation database, the paper carries out technical applications of the basement tectonic interpretation, the lithology and reservoir prediction with seismic data, and the fracture prediction with seismic data based on five-dimensional interpretation. This study has supported the basement exploration deployment of the paleo-central uplift belt since the 13th Five-Year Plan and yields sound application effects.
Keywords: GeoEast    GeoEast-iEco    northern Songliao Basin    paleo-central uplift belt    tectonic interpretation    reservoir prediction    
1 研究背景

松辽盆地中央古隆起带基底是大庆油田近年来风险勘探重要领域,勘探目的层为基底及以下地层。中央古隆起带位于松辽盆地北部,是一个近南北方向展布、东西两侧分别以徐家围子断陷和古龙断陷控陷断裂为边界,具有潜山性质的基岩隆起带[1-2]。中央古隆起带缺失断陷期沉积地层,基岩暴露地表时间长,风化壳厚度大,埋藏浅,生储盖组合发育良好,具有良好的天然气成藏条件[3-4],是松辽盆地深层天然气重要资源接替领域。

中央古隆起带基底历经多期构造作用,内幕结构复杂,风化壳的地震反射特征及内幕断层活动期次不清。由于基底受岩浆侵入,岩性构成复杂,基底主要岩性包括糜棱岩、片岩、变质火山岩、糜棱化花岗岩、花岗岩、角山片岩、千枚岩、板岩等16种之多,风化壳储层物性较差,孔隙度为1.2%~5.9%,平均为2.7%,储层类型为孔隙—裂缝型。针对基底内幕块状结构地层的成储优势岩性花岗岩、储层及裂缝的地震预测方法尚未建立,亟待高效地震解释数据管理平台和地震综合解释软件支撑,系统开展基底构造解释、岩性预测、储层预测、裂缝预测、井位目标优选及跟踪分析等,形成中央古隆起带基底储层及裂缝地震预测技术流程。GeoEast集构造解释、地震属性储层及流体预测、地震反演储层预测、五维解释裂缝预测等一体化综合地震资料解释系统平台,具有完备的时、深域、二/三维多工区联合乃至盆地级的解释能力。具备高效精细构造解释、储层预测、油气检测、三维可视化地质体检测等技术系列,在高效精细构造解释、现代属性分析、叠前五维解释、井震联合解释等方面独具特色(图 1)。

图 1 GeoEast软件地震解释系统技术系列

本文基于GeoEast-IEco数据库平台,建立了中央古隆起带地震解释数据库,收集和整理中央古隆起带已有的地震解释成果,有助于对已有解释成果及地质认识的理解;基于地震解释数据库建设,应用GeoEast地震综合解释系统,开展基底构造解释、岩性及储层地震预测、五维解释裂缝地震预测等,建立了基底地震解释及储层预测技术流程,有效支撑了中央古隆起带基底“十三·五”以来勘探部署,其中隆平1井实现了基底风险勘探单井产量的突破。

2 数据库建设及应用

GeoEast-iEco平台上开发的全新地震解释数据管理,全新主控,高效数据管理、界面风格自定义、菜单配置功能[5-7]。支持各类数据批量加载和输出,解决了盆地级数据管理、数据备份恢复难题。支持多坐标系统下统一成图、支持多数据源(虚拟工区),提高数据管理效率和易用性,可建立集合和列表,高效排序过滤查询,批量修改数据属性,批量删除数据,满足批量与个体操作,满足地震解释数据建设及管理需求。

松辽盆地中央古隆起带近年来已有较丰富的地震资料解释成果,迫切需要建立领域盆地级项目库,通过编写《地震解释数据库数据命名规范及标准》和《大庆油田有限责任公司勘探开发研究院地震解释数据库管理规范》,建立地震解释数据库及地震解释成果入库标准规范,形成完备的地震解释质量控制体系,规范管理已有地震解释成果,建立绿色地震解释成果数据库。目前,构建了中央古隆起带4个单工区和1个大连片工区数据库,入库工区面积约为4000km2,入库井数为76口,初步实现中央古隆起带基底地震解释成果规范化、标准化管理(图 2)。

图 2 中央古隆起带地震解释数据库界面

基于地震解释数据库建立,应用GeoEast软件,开展基底构造解释,落实基底发育四期断层,明确晚期伸展断层对风化壳储层具有改造作用;开展花岗岩体识别和刻画技术研究,共识别和刻画花岗岩体38个,开展Z反演储层地震预测及五维解释叠前裂缝预测技术研究,建立了中央古隆起带基底构造解释、岩性地震预测、储层及裂缝地震预测技术流程,实现了业务流、数据流和软件流的“三流合一”(图 3),优选有利钻探目标17个,部署7个,为中央古隆起带基底“十三·五”以来勘探部署提供强有力技术支撑,并见到了较好应用效果。

图 3 中央古隆起带地震解释内容及GeoEast模块应用流程
3 综合解释技术应用实践 3.1 基底构造解释 3.1.1 风化壳识别与解释

中央古隆起带勘探研究首要工作就是风化壳识别和解释,通过岩心、岩屑资料、测井资料以及地球化学等资料综合分析,中央古隆起带风化壳纵向可划分3层结构,即风化堆积层、风化淋滤层及裂缝层。风化壳纵向上风化淋滤层和裂缝层物性相对较好,风化淋滤层的物性最好,测井孔隙度为1.2%~5.9%,平均为2.7%,储层类型主要是孔隙—裂缝型,储层的储集性最好,厚度大,分布面积较大,为风化壳主要的产气层段。裂缝层测井孔隙度为0.4%~6.0%,平均为2.1%,储层类型以裂缝型储层为主,局部发育裂缝孔洞型储层,主要分布在花岗质构造角砾岩中。

GeoEast软件具有高效和精细构造解释功能,首先应用高精度层位标定功能,通过井—震联合标定,明确基底风化壳具有波组特征较为连续、中强振幅、似层状的反射特征,构造形态平行于基底顶面(T5)反射界面,风化淋滤层和裂缝层的底界面对应波峰反射特征。应用层位追踪解释功能,完成中央古隆起带2400km2风化壳风化淋滤层和裂缝层底界面解释,落实风化壳平面上具有连续分布,一般厚度为90~330m,其中风化淋滤层厚度80~180m,裂缝层厚度100~170m;风化堆积层厚度薄(0.3~14m),且发育在局部古地貌较低的区域,地震资料分辨率较低(主频为20Hz),目前地震剖面上较难识别(图 4)。

图 4 风化壳地震反射特征剖面
3.1.2 基底断层解释

中央古隆起带基底内幕结构复杂,断层发育,断层形成的期次及对储层改造作用不清楚。应用GeoEast软件地震构造解释功能,基于多窗口倾角扫描、构造导向滤波功能处理后,突出断层的断面和断点反射特征,提取相干属性分析,识别基底断层,开展基底断层识别与解释,基底共识别和解释四期断层,东西向和南北向断层于白垩纪前的挤压作用形成,高角度伸展断层和走滑断层于徐家围子断陷和古龙断陷形成时期伸展走滑作用形成;永乐、肇州凸起为稳定的块体,高角度断层发育;汪家屯、卫星凸起以及昌德凸起发育低角度叠瓦状推覆构造,从浅到深,推覆断层倾角逐步变小,并有向徐西断裂收敛的趋势。中央古隆起带整体上,永乐、肇州凸起以高角度伸展断层为主,肇州以北地区发育逆冲推覆断层和后期伸展断层以及走滑断层,伸展断层和走滑断层有助于储层改善(图 5)。

图 5 中央古隆起带基底断层平面分布(2800ms)及解释剖面(Line1、Line2)
3.2 基底花岗岩体解释与刻画

中央古隆起带基底钻井揭示构造高部位的花岗岩、浅变质沉积岩及浅变质安山岩风化壳发育。岩心薄片证实,花岗岩、碎裂花岗岩、构造角砾岩等花岗岩类岩性较浅变质沉积岩和浅变质火山岩的裂缝和溶蚀孔发育,易形成风化壳储层,岩心观察花岗岩类裂缝发育,密度可达10~24条/m,是中央古隆起带成储优势岩性,花岗岩的识别和预测对井位目标的部署尤为重要。

通过LTX3井单井岩性解释和井震联合标定,明确花岗岩具有杂乱、弱振幅地震反射特征,结合谱反演相对阻抗剖面花岗岩具有波阻抗差异较小的特征(图 6)。基于花岗岩地震反射特征分析,应用GeoEast软件地震解释功能,开展花岗岩体顶、底界面的追踪解释。

图 6 花岗岩岩体地震剖面(上)与谱反演相对波阻抗剖面(下)

GeoEast软件GeoSeisInsight三维可视化模块,具备在三维场景下数据综合显示、断层解释、层位自动追踪、地质体追踪、快速属性建模和构造建模等功能。应用花岗岩体顶底界面层位解释成果,通过异常体追踪方法,实现花岗岩体的三维立体雕刻,明确了花岗岩体空间展布特征(图 7),支撑了中央古隆起带井位优选和部署。

图 7 花岗岩体分布图
3.3 Z反演储层地震预测

GeoEast软件的Z反演解决了困扰行业界50余年的薄层地震波阻抗反演理论难题,不仅打破了欧美近30年的技术垄断,还在薄储层地震预测方面实现了对欧美技术的超越。国外主流地震反演软件,就是基于BG理论的,有两类反演算法,一类反演结果确定,但分辨率低,是国外油田主要反演工具。另一类是基于地质统计学的,反演结果分辨率高,但软件有多个不同的反演结果,并且认为这些不同的反演结果都是合理的,预测结果具有多解性,给地质和油藏工程师带来困惑。Z反演认为地震波是由地层反射的,反演地层的波阻抗是矩形窗函数,反演矩形窗函数所需频带与地震记录接近,反演的不确定性得到改善。地震反演的主要误差并非来自地震记录中的加性随机噪声,而是反演所用地震子波不准确引起的,通过提高子波精度,Z反演可将井震匹配误差降低到1%以下。

在CS1HC导眼井完钻后,针对2号气层设计水平井轨迹,由于2号气层单层厚度最大为14m,地震资料的主频为20Hz,地震资料的分辨率较低,无法开展水平井轨迹设计。应用GeoEast软件的Z反演储层预测技术,提高储层预测的分辨率,有效预测CS1HC导眼井钻遇2号气层分布特征,支撑了CS1HC水平井轨迹设计(图 8)。完钻后综合解释结果与Z反演体对比分析可知,Z反演低阻抗与气层和裂缝层对应,预测符合率为72%(图 9),建立针对物性较差的孔隙—裂缝型储层预测技术,支撑了CS1HC水平井钻探,见到较好效果。

图 8 过CS1HC井Z反演与地震叠合显示剖面

图 9 过CS1HC井Z反演波阻抗储层预测符合率剖面
3.4 五维解释叠前裂缝预测

OVT数据域五维地震资料最大优势在于方位角和炮检距分布范围更大、更加丰富且均匀,可充分进行方位各向异性分析[8]。由于方位各向异性的存在,地震波在裂缝性介质中传播时,AVO梯度、振幅、旅行时、频率等地震属性会随着方位发生变化,可以利用这些属性的变化检测裂缝[9-10]

GeoEast软件五维解释叠前裂缝预测模块,提供了基于方位各向异性分析裂缝检测,包括:振幅裂缝分析、时差裂缝分析、方位瞬时属性分析、G(AVO)VAz分析、G(FVO)VAz分析等分析方法,通过拟合裂缝预测椭圆模板,拟合裂缝方向和井点解释方向一致,确定椭圆模板,预测层段裂缝强度、裂缝可信度及方位角等成果。本文应用五维解释预测基底裂缝发育强度,跟踪分析CS1HC水平侧钻,在B_1至C靶点气测显示较差,与C靶点结合五维地震裂缝预测成果,设计轨迹上部裂缝强度预测较高,按照预测结果轨迹上调,调整后整体上气测显示与裂缝强度大的深度具有较好对应关系(图 10)。完钻后综合解释结果与叠前五维裂缝强度预测剖面对比分析,裂缝强度高值与气层和裂缝层对应,预测符合率为71%(图 11)。

图 10 过CS1HC五维解释叠前裂缝强度预测剖面

图 11 过CS1HC五维解释叠前裂缝强度预测符合率剖面
4 应用效果

基于GeoEast-iEco平台,实现中央古隆起带基底地震解释数据库建设和规范化管理,应用GeoEast软件地震综合解释平台,建立了中央古隆起带基底构造解释、岩性地震预测、储层及裂缝地震预测技术流程,完成中央古隆起带2400km2基底地震解释及储层预测。

应用上述地震预测成果,落实该区有利勘探区带。优选有利钻探目标17个,部署隆平1井等7口井位,均见到较好勘探效果。其中,隆平1井获11.5万方的高产气流,实现单井产量突破,展现中央古隆起带资源潜力。

5 结论

(1) 基于GeoEast-iEco平台,完成中央古隆起带基底地震解释数据库建设,实现地震解释成果规范化、标准化管理。

(2) 基于GeoEast软件平台,建立了中央古隆起带基底构造解释、岩性地震预测、储层及裂缝地震预测技术流程,实现了业务流、数据流和软件流的“三流合一”。

(3) GeoEast软件集构造解释、储层预测和五维解释等一体的综合地震资料解释系统平台,支撑了中央古隆起带基底勘探应用研究,实现基底单井产量突破。

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