陆丰A构造文昌组辫状河三角洲砂体在油气成藏中具有较好的储集条件,位于隆起翼部斜坡,埋藏较深,邻近生油洼陷,具有良好的断裂疏导体系,同时上覆厚层深湖相泥岩可作为理想盖层,是油气勘探开发的重点目标.但是不同于陆上油田,海上油田具有钻探成本高、井点少、风险大的特点 (王军等,2010),不能借助多井对地下复杂圈闭进行精细描述,特别是深层构造复杂、储层非均质性强、横向变化快,砂体超覆边界的刻画更为困难.如何准确识别砂体边界,指导储量评价及后期油田开发方案的实施就显得尤为重要.
随着油气勘探程度的提高和技术的进步,地层油气藏、构造-地层等复杂油气藏已经成为油气勘探开发和储量增长的重要支柱 (韩光明等,2012).对于砂泥岩为主的地层超覆油气藏砂体边界的预测中,众多学者也做了大量研究工作 (范廷恩等,2006;张义娜等,2011;周心怀等,2012;揣媛媛等,2013),受古地貌控制,地形高位或斜坡可为地层油气藏的发育提供良好的地质条件,但受地震资料等因素限制,常规解释很难识别小于四分之一波长的薄层,针对砂体边界凌云项目组提出基于地震调谐的砂体属性刻画 (凌云研究组,2003;韩军等,2007).地震属性对砂体的侧向尖灭点反映较为清楚,在一定程度上可提高储层横向预测精度 (王志杰,2012);波阻抗在纵向上分辨率较高,针对岩性的横向辨识也较为可靠,基于阻抗的砂体识别也取得了不少研究成果,但运用单一地震属性或反演技术都无法达到对砂体边界准确刻画的目的 (卢占武和韩立国,2002;王晓龙等,2013;叶端南等,2015).本文针对复杂三角洲砂体超覆边界,结合地震地质综合研究思路,平剖结合运用剖面地质解释、相位分析、薄层反演及阻抗反演与平面敏感属性,借鉴各种识别手段的优势综合分析,减少地质情况的多解性,提高了预测精度.
1 陆丰A构造地质特征陆丰A构造位于珠江口盆地陆丰凹陷南部,西邻惠陆低凸起,南邻东沙隆起 (图 1).构造主体为前古近系基底斜坡上发育的继承性隆起构造.文五段表现为辫状河三角洲沉积特征,邻近生油洼陷,是良好的储油层段,其独特的构造背景、优越的生烃条件、良好的油气疏导体系、有利的储集相带和广泛分布的区域盖层等石油地质条件使该区成为勘探开发的热点.目前该构造主体已钻井三口,其中探井LFA-1井于文昌组解释为油层,目的层段钻杆测试获得高产,显示出古近系文昌组良好的勘探前景.
研究区文五段沉积受控于晚白垩世褶皱基底,沉积期断裂不甚发育,为一个大型缓坡沉积背景.陆丰A构造发育于洼陷边缘斜坡,独特的古地貌特征影响着文昌组沉积的整体格局,控制文五段砂体的大面积展布.该段储集物性较好,以辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体最为特征,颗粒以中、细砂岩为主.随坳陷活动的加强,水体侵入,洼陷边缘陡倾加大,隆起内部可见砂体上超于斜坡之上.洼陷边缘文五段地层楔形上超尖灭特征明显,受断裂活动改造影响,隆起内部利于形成断块、断块-地层超覆油气藏.
2 超覆线预测难点及关键技术陆丰A构造文昌组文五段埋藏较深,埋藏深度在3600~4300 m之间,砂体厚度薄,且上下阻抗差异小.地震资料频谱分析,主频约为25 Hz,频带宽度8~60 Hz,测井统计显示目的层段地层平均速度约为2800 m/s,垂向分辨率约为28 m.地震反射特征较弱,超覆点位置砂体厚度较薄.由于后期构造活动强烈,加之深层反射能量弱,断裂改造使目的层成像复杂化.此外文五段砂岩超覆沉积在文六段地层之上,下伏地层变化快,加大了对超覆点的识别难度.受分辨率影响,依靠常规地震剖面响应特征,考虑地层接触关系,只能大致识别出超覆点的分布.
针对研究区预测所面临的问题,结合地质认识基于保幅纯波地震资料采用地震相识别、反射系数反演、瞬时相位剖面识别、波阻抗反演及平面属性提取等技术,提高砂体纵向分辨能力,并充分利用地震横向分辨率强等特点,提高砂体横向识别精度,综合分析圈定平面超覆线展布范围.
3 文昌组超覆线识别与预测 3.1 地震相识别技术针对海域少井条件,建立了以地质模式为指导的地震地质一体化砂体描述与预测技术,以高精度层序地层学为基础,沉积模式为约束,对地震相进行了描述和刻画.基于地震资料的砂体超覆识别,主要是利用不同沉积相所对应的不同地震响应特征与下伏地层的接触关系来确定砂体的超覆边界.文五段地震响应特征主要受沉积环境、古构造背景以及水动力条件控制.陆丰A构造处于三角洲平原外侧湖岸线以下的向湖方向,辫状河三角洲前缘亚相较为发育.地震相表现为中-低频,弱振幅斜交反射,剖面可见两组退积层序,反应当时两次大规模湖侵过程.地震精细标定显示文五段超覆至下伏文六段地层之上,呈楔形相交角度不整合接触关系.文五段地层超覆点即为WC510层与W6_top层的交点 (图 2).但由于常规地震资料分辨率低,砂体侧向超覆位置不能精细描述,单纯利用地震资料分析地震相亦存在一定的不确定性.
瞬时相位是侧向连续性最好的指示参数,由于瞬时相位参数与地震波反射强弱关系不大,主要与地震反射同相轴的连续性有关,因此瞬时相位特别有利于描述地层超覆、尖灭以及小断层等地质现象,可以利用瞬时相位侧向分辨率较好的特点来识别砂体的侧向尖灭点.图 3为垂直于超覆边界的瞬时相位剖面,可以看出瞬时相位同相轴连续性好易追踪,超覆边界处出现相位反转,对砂体侧向超覆较为敏感,顺砂体超覆的上倾方向超覆点清晰可见.
薄层反演是近几年发展起来的反射系数反演方法.关于积偶分量的研究,Castagna等提出任何一个反射系数序列都可以分解为一个奇反射系数对和一个偶反射系数对,而地震响应则与这两个反射系数对的大小有关 (Portniaguine and Castagna, 2004).反射系数反演是一种将子波从原始地震数据中去除从而得到反射系数序列,有限带宽内使有效信号得到加强,克服地震资料品质差,分辨率不足的缺点.反演结果可以揭示厚度远小于地震调谐厚度的地层,其分辨率远高于地震数据体.在尖灭、超覆等地质现象以及油层解释与油藏描述中有着极大的应用价值和优势.
基于反射系数反演理论及方法,针对研究区目的层从原始地震数据精确提取时变和空变子波,在满足目标函数要求的前提下,结合地质条件约束,采用频率约束反演将子波从原始地震数据中移除,通过时窗控制和反演参数的调节得到最终反射系数反演结果.反射系数是反射界面阻抗差的反映,结合反射系数反演剖面,针对文五段砂岩顶界进行识别追踪,超覆点上覆文六段低隆之上 (图 4).反射系数反演剖面地震分辨率高,常规地震剖面上依据同相轴振幅变化不能识别的薄层,在反射系数反演剖面上得到改善,横向上能够对砂岩超覆点准确追踪,有效指导了文五段砂体超覆线的横向展布研究.
波阻抗反演的基本目的是将界面型反射剖面转换成岩层型波阻抗剖面,用以推测地下岩层结构和物性参数的空间分布.波阻抗反演的最终结果反映的主要是岩性问题,因此主要解决岩性预测问题 (卢占武和韩立国,2002).研究过程中,充分利用测井资料垂向分辨率高和地震剖面横向连续性好的特点,将地震剖面转换成波阻抗剖面,进而有效对储层物性参数进行研究,得到物性参数在空间上的分布规律.
通过对陆丰A油田目的层段测井资料分析,结合自然电位、声波时差、密度、自然伽马等信息进行岩石物理交汇分析对比,最后优选敏感弹性参数进行岩石物理分析表明:砂泥岩纵波阻抗有一定的叠置,但整体来看是砂岩波阻抗相对较高,泥岩波阻抗相对较低,纵波阻抗可以区分砂泥岩 (图 5).
在井震标定过程中采用人工合成地震记录的方法.在选取井资料过程中,应用井径曲线稳定,经过环境校正、标准化处理的测井曲线,子波采用通过井旁地震道提取的综合子波进行地震标定工作.通过合成记录与井旁道波组特征及能量对比,相关系数最大的合成地震记录作为人工求取的合成地震记录,并确定目标砂体反射特征及位置信息.
通过对连井剖面快速二维反演,不断调试和确定稀疏性约束因子、地震信噪比、合并频率、子波刻度因子等反演参数,得出最终稀疏脉冲反演波阻抗剖面图 (图 6).通过地震波形序列结合叠后约束反演可以看出,砂体侧向超覆点特征清晰.加入井信息之后,结合地震资料,在精度和分辨率方面都比常规地震剖面有很大改善,从而实现对砂体的精细解释,大大提高了对砂体的预测精度.阻抗剖面上,波阻抗同相轴的终止关系明显,文五段地层呈明显楔形,文六段上覆文五段地层存在上超现象,通过阻抗剖面解释可指导砂体超覆点的识别和横向展布描述.
为了更为准确地识别砂体超覆线展布范围,进一步做平面属性提取工作,达到平-剖结合综合分析,刻画砂体超覆线横向边界.平面属性与剖面解释、地震相、剖面属性分析相互比对,可有效规避地震特征的多解性.
一般情况下,没有任何单独的地震属性能唯一的指示储层的某一特性.首先针对陆丰A构造深层文昌组目的层,通过地质统计方法优选相位属性、反射系数以及振幅类敏感属性来反应砂体超覆岩性边界,分别提取瞬时相位、薄层反演、最大振幅、平均振幅属性切片,四种平面属性在岩性差异识别、地层连续性、岩性横向变化以及不整合等方面均有较为敏感的响应特征.结合砂体沿层属性切片可以看出,文五段砂岩展布清晰,在瞬时相位平面图上砂体超覆边界出现相位反转,横向上砂体在超覆斜坡上发生岩性尖灭,反射系数在岩性界面转变处由正转负,更好地指明了砂泥界面,同时在砂体超覆边界处由于岩性变化所引起的振幅值明显异常,这种振幅值的不稳定变化是由于岩性界面的转变造成的,超覆线横向展布能准确刻画出来 (图 7~图 10).
另外,常规地震反射同相轴只是阻抗差异界面的体现,不同期次或不同地质条件下,相同连续的同相轴又可能代表不同期次的独立砂体.为更准确的描述砂体超覆范围,综合阻抗与振幅属性相互验证,在掌握目标砂体发育特征及岩性组合特征与阻抗的关系后,运用阻抗数据体进行全区追踪解释,最终得出砂岩储层纵横向展布的空间几何形态,进一步提取最大阻抗和平均阻抗沿层切片来厘定砂体横向展布范围,并取得了理想效果.平面图 (图 11、图 12) 中可以看到砂体均匀大规模展布,西侧阻抗对砂体的响应特征更加清晰更加明显,这也符合研究区的沉积演化规律,即文五段沉积时期物源主要来自洼陷西侧的惠陆低凸起,阻抗差异的变化与物源的远近、砂体粒度、分选性以及沉积环境相关.根据阻抗差异特征,文五段砂体在断层附近超覆边界明确,超覆边界阻抗变低表明砂泥比降低,进而实现对砂体超覆边界的精确描述.
在辫状河三角洲沉积体系中,一定物源供给、斜坡沉积环境及水动力条件下,易形成辫状河三角洲前缘砂体的大面展布,利于形成地层超覆、岩性、构造-地层等类型圈闭,是油气聚集的有利场所.建立合理的地质-沉积解释模式,有助于地震解释过程中的合理性.
4.2薄层反射系数反演可揭示厚度远小于地震调谐厚度的地层,适合薄层砂体的识别和超覆线边界的刻画,为文昌组文五段砂顶层位追踪解释提供重要依据,并且对砂体超覆边界解释和空间展布研究具有现实指导意义.
4.3运用阻抗反演技术达到了地震上直接识别砂体超覆边界的效果.经过开发实践证实, 运用波阻抗反演技术刻画砂体超覆边界具备较高的可靠性,适合研究区少井条件下砂体边界的精细描述.
4.4综合运用有意义的振幅、相位、反射系数、阻抗等信息,平面、剖面属性结合分析,在文昌组文五段砂体超覆边界识别中取得了良好效果,有效提高了文五段砂体超覆线预测的可靠性和精度,为含油范围的厘定、探明和控制储量评价以及后期开发方案的实施提供重要依据.
致谢 感谢审稿专家提出的修改意见和编辑部的大力支持![] | CHUAI Yuan-Yuan, WANG De-Ying, YU Hai-Bo, et al. 2013. Research on the key technology of identification and description for iithologic traps in Neogene, Shijiutuo uplift in Bohai[J]. Progress in Geophysics (in Chinese), 28(1): 365–372. DOI:10.6038/pg20130140 |
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