随着油气勘探开发的不断深入，东海陆架盆地油气勘探对象已逐渐从构造圈闭转为构造—岩性圈闭和岩性圈闭。西湖凹陷渐新统花港组为重点勘探目的层，发育河湖交互沉积体系[1-3]，在中央构造带北部主要为河流相沉积，钻井揭示砂体厚度大、砂地比较高；而在凹陷中南部，花港组整体以浅水三角洲沉积为主，砂体横向变化快、砂地比适中，有利于岩性油气藏的形成，是目前东海的勘探热点区块之一。花港组分为上下两段，花上段以常规低渗储层为主，花下段以特低渗储层为主，勘探对象主要为背斜翼部的三角洲平原分流河道。早期岩性油气藏勘探主要采用叠后地震和vp/vs反演进行储层预测，重点针对叠后强振幅，对储层预测方法的适用性、河道期次、运移断层、成藏模式等缺乏系统研究，导致除薄砂层外未取得较好的成效。准确刻画出每一期河道的边界是研究的关键，但复杂的砂体关系导致储层预测难度大，主要体现在：（1）目的层埋深大，处于砂泥岩阻抗叠置区，且河道期次及叠置关系复杂，现有方法难以满足河道精细研究的需求；（2）三角洲平原背景下不同的分支河道在平面上走向多变，呈现出相交、平行和亚平性的地震地貌特征，在剖面上同一层不同分支河道间常常呈现出切叠、并置的现象，导致河道期次和连通性分析存在困难，制约背斜翼部岩性油气藏的勘探，尤其在背斜高部位已钻井油气层普遍见水的情况下。
关于复杂河道储层预测方法，前人开展了大量的研究工作，总体上可分为两类：地震属性和反演。在地震属性方面，主要通过分频RGB融合[4]、多属性聚类分析[5]和深度学习[6]等方法综合利用多个敏感地震属性提高储层预测精度，相对单一属性反映的岩性信息更加全面。在反演方面，主要通过EI反演[7]或叠前同时反演[8]解决中深层砂泥岩阻抗叠置情形下的储层预测问题，并针对常规反演频带宽度有限等问题，通过分频构型反演[9]和相控迭代反演[10]等提高薄储层和厚储层的厚度预测吻合度；随着近年来海上“两宽一高”地震勘探的逐步应用，针对河道走向多变、窄方位地震照明度不足等问题，通过宽方位地震资料优势方位角叠前同时反演的方法提高了多方向河道边界刻画的清晰度[11]等。以上方法针对特定问题取得了较好的应用效果，但对于研究区窄方位地震资料和少井条件下复杂河道储层预测仍存在一定问题，属性分析多基于叠后地震，不适用于砂泥岩阻抗叠置的情形，反演容易受低频模型和反演子波等影响，不利于河道期次、连通性分析，相控反演和构型反演对井数及其分布有一定要求。在三角洲平原分流河道岩性目标评价方面，前人主要通过地震沉积学[12-14]对河道砂体进行沉积解释，并开展了心滩、点坝级别的构型分析[1, 15]，对期次和连通性研究较少。
本文针对复杂河道型储层预测和河道期次、连通性识别等问题，首先通过对Zoeppritz方程的Shuey近似公式展开分析，认为AVO梯度属性和泊松比具有很好的相关性，可以用来进行储层预测，并结合岩石物理分析、实际道集分析、流体替换和地震正演等技术，明确了梯度属性是对研究区目的层储层响应最为稳定和敏感的地震属性，建立了适用于海上少井区的以梯度属性为主的岩性预测方法。然后以梯度属性为基础，以vp/vs反演为参考进行厚度解释，刻画出了研究区目的层的所有分流河道。最后地震—地质相结合，多信息交叉验证，在沉积模式的指导下，对比不同河道的地震响应特征差异、波形变化、河道底部到相对等时面的高程差等，并结合地震正演等技术识别出多期次分流河道，分析其连通性，指出背斜翼部有发育独立河道的可能，建立背斜翼部“断—砂耦合”的成藏模式，支撑研究区A构造和B构造岩性勘探首次获得突破，并基于钻探实践指出下一步的有利勘探目标和方向。
1 地质背景东海盆地构造上位于欧亚板块东南活动大陆边缘，是以新生代沉积为主、中生代沉积为辅的大型叠合含油气盆地，盆地自西向东由台北坳陷、舟山隆起、浙东坳陷、钓鱼岛隆褶带和冲绳坳陷构成[16-18]。西湖凹陷位于东海盆地浙东坳陷的中部，整体呈NEE向展布，东濒钓鱼岛隆褶带，西临长江凹陷和虎皮礁—海礁—渔山隆起，北至福江凹陷，南连钓北凹陷，东西宽74~142km，南北长约475km，轮廓面积约5.4×104km2（图 1左）。该凹陷地层发育齐全、厚度大，据地震资料最大沉积厚度达15000~18000m。根据凹陷地质结构与地层沉积充填，由西至东依次划分为西部斜坡带、西次凹、中央反转构造带、东次凹和东部断阶带5个构造单元[19]。截至目前，钻井自上而下揭示第四系更新统东海群（Qpdh），新近系上新统三潭组（N2s）及中新统柳浪组（N1ll）、玉泉组（N1y）和龙井组（N1l），古近系渐新统花港组（E3h）及始新统平湖组（E2p）、宝石组（E2b）（图 1右）。始新统及以下地层呈伸展断陷控制的裂陷结构[18]，由地堑和半地堑构成；渐新统至中新统龙井组为坳陷结构；中新世末经历龙井运动，地层发生挤压反转，形成规模宏大的中央反转构造带；上新统三潭组至第四系东海群表现为近似等厚沉积，指示区域沉降构造演化特征。西湖凹陷为典型的中—新生代叠合凹陷，经历了晚白垩世至早始新世断陷期、中—晚始新世断—坳转换期、渐新世—中新世坳陷—反转期、上新世至今的区域沉降期4个构造演化阶段[17, 20-21]。
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图 1 东海盆地西湖凹陷研究区构造区划图（左）和地层柱状图（右） Fig. 1 Division of structural units in the study area, Xihu Sag, East China Sea Basin (left) and stratigraphic column (right) |
研究区位于西湖凹陷中南部，整体表现为低幅反转的构造特征，发育A、B、C等多个背斜含气构造，油气成藏表现为上油下气、以气为主、塔式聚集的特征（图 1左）。花港组分为H1至H12共12个砂层组，主要发育4套储盖组合，分别为：（1）H1、H2区域盖层和H3储层；（2）H4区域盖层和H5储层；（3）H6、H7盖层和H8储层；（4）H9、H10盖层和H11、H12储层（图 1右）。在坳陷演化阶段早期，花港组沉积时构造活动弱，断层活动断至花港组下段停止活动，整体古地貌平缓，古水深较浅，湖盆中心平均古水深介于3.2~7.2m[22]。花港组表现为浅水三角洲沉积特征，主要发育三角洲平原分流河道和泛滥平原等微相[1, 15, 22]。勘探主要砂层组埋深介于3200~4000m，储层孔隙度介于8%~15%，砂体厚度集中分布在15~40m之间，以30m左右为主，研究区三维地震资料主频约25Hz，能够分辨厚度28m左右的砂体，地震资料分辨率满足研究的需求。
2 渐新统花港组浅水三角洲沉积特征浅水三角洲（河控型浅水湖泊三角洲）是三角洲沉积体系的一种特殊类型，与深水三角洲对应，指在水体较浅（一般以1/2波长作为浅水区的下限深度）、地形较平缓的沉积区形成的以分流河道砂体及分流沙坝砂体为主的三角洲类型，是一种纵向高建设性三角洲[23-24]。与正常三角洲一样，浅水三角洲也可被划分为三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲3个亚相，但由于坡度较缓、水体较浅，枯水—洪水期影响面积大，常常表现出“大平原、小前缘”和“小平原、大前缘”的特征，分流河道为浅水三角洲的骨架砂体，河口坝容易遭受改造、发育程度差。
研究区花港组沉积时期，盆地处于坳陷阶段，构造稳定、地形平缓、物源充足，为浅水三角洲发育创造了地质条件。已钻井揭示砂体受湖平面波动影响变化频繁，岩心上见槽状交错层理、板状交错层理、底砾岩和冲刷面等沉积构造，为水动力较强的牵引流特征；粉砂岩见生物扰动，泥岩以浅灰色为主，偶见氧化色，反映水体较浅（图 2）。砂岩测井相主要呈现为箱形和钟形（图 3、图 4）。依据岩心、测井等资料开展单井相研究，主要划分为三角洲平原分流河道和泛滥平原沉积微相，并结合INPEFA曲线、岩性组合、地震等对花港组进行层序地层划分，共分为4个三级层序，自下而上依次为SQ1、SQ2、SQ3、SQ4；主要目的层H5砂层组处于SQ3低位体系域，砂体较为发育（图 3）。近南北向连井剖面显示，砂体横向变化快，三角洲平原分流河道迅速相变为泛滥平原泥岩（图 4）。地震相上花港组上段表现为平行等厚沉积，SQ3河道砂体厚度较大，垂直河道走向表现为短轴状强反射（图 5），沿河道走向连续性变好。沉积相上分流河道呈条带状，主要发育北西向和北东向河道，北西向河道较小，宽度介于0.5~1.5km，北东向河道规模较大，宽度介于1~4.5km（图 6）。
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图 2 西湖凹陷岩心岩性与沉积构造 Fig. 2 Lithology and sedimentary structure of core section in Xihu Sag （a）A2井，H7砂层组，3996m，细砂岩，板状交错层理；（b）C2井，H5砂层组，3528.7m，底砾岩，冲刷面；（c）C2井，H5砂层组，3526m，细砂岩，板状交错层理；（d）C2井, H5砂层组，3526m，粉砂岩，生物扰动，虫孔发育；（e）A5井，H5砂层组，3838.1m，粉砂质泥岩，水平层理 |
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图 3 西湖凹陷A2井花港组沉积相图 Fig. 3 Comprehensive sedimentary facies column of Huagang Formation in Well A2 in Xihu Sag |
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图 4 西湖凹陷过C2井—A5井花港组上段连井沉积相图（剖面位置见图 1） Fig. 4 Sedimentary facies section of the upper member of Huagang Formation cross wells C2-A5 in Xihu Sag (section location is in Fig. 1) |
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图 5 西湖凹陷过C2井—A5井花港组上段AVO梯度剖面图（剖面位置见图 1） Fig. 5 AVO gradient section of the upper member of Huagang Formation cross wells C2-A5 in Xihu Sag (section location is in Fig. 1) 图中测井曲线为GR，左侧为低值；粉色带箭头的虚线为H5砂层组4条河道分流河道，其中3条与图 4已钻井对应 |
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图 6 研究区花港组上段沉积相图 Fig. 6 Sedimentary facies map of the upper member of Huagang Formation |
针对海上少井区浅水三角洲沉积环境、中深层砂泥岩阻抗呈叠置特征的储层，形成了以AVO梯度属性为主，结合vp/vs进行厚度解释的三角洲平原分流河道储层预测方法；针对发育期次及叠置连通关系复杂的河道岩性圈闭有效性评价，形成了地震—地质相结合、多信息交叉验证的河道期次和连通性分析方法。
3.1 AVO梯度储层预测理论AVO（或AVA）技术是指地震波反射振幅随偏移距（或入射角）的变化，其理论基础是Zoeppritz方程[25]。1982年Ostrander首次提出了含气砂岩的AVO效应[26-27]，指出界面上下介质的泊松比是影响不同角度反射系数的主要因素，且上下介质泊松比的负差异越大，梯度的变化量也越大。1985年，Shuey[28]对Zoeppritz方程进行了简化，指出反射系数在近角度主要取决于公式中的第一项，即垂直入射反射系数R0；中角度主要取决于第二项，即梯度项；远角度主要取决于第三项，并指出在入射角小于30°时，可以忽略第三项。Shuey的简化公式如下，即：
| $ R p p(\theta)=R_0+\left[A_0 R_0+\frac{\Delta \sigma}{(1-\sigma)^2}\right] \sin ^2 \theta+\frac{\Delta v_{\mathrm{p}}}{2 v_{\mathrm{p}}}\left(\tan ^2 \theta-\sin ^2 \theta\right) $ | (1) |
其中
| $ \begin{aligned} &A_0=B-2(1+B) \frac{1-2 \sigma}{1-\sigma}\\ &B=\frac{\Delta v_{\mathrm{p}} / v_{\mathrm{p}}}{\Delta v_{\mathrm{p}} / v_{\mathrm{p}}+\Delta \rho / \rho} \end{aligned} $ |
式中θ——反射界面上介质反射角和下介质透射角的平均值，（°）；
Rpp(θ)——θ角度下的反射系数；
σ——反射界面上下介质的泊松比的平均值；
vp——反射界面上下介质的纵波速度的平均值，m/s；
ρ——反射界面上下介质的密度平均值，g/cm3；
Δσ——反射界面上下介质泊松比的变化量；
Δvp——反射界面上下介质纵波速度的变化量，m/s；
Δρ——反射界面上下介质密度的变化量，g/cm3。
从公式（1）中可以看出，第二项（即梯度项）主要取决于A0R0和Δσ/(1-σ)2，A0主要取决于B和σ。如果对Gardner公式求微分后代入B，可求得B如公式（2）所示，即：
| $ B=\frac{1}{1+b} $ | (2) |
式中b——与岩性相关的经验系数。
在研究区，采用Gardner公式分岩性拟合密度ρ和纵波速度vp，泥岩b值介于0.05~0.15，砂岩b值介于0.35~0.45，在该值域范围内，A0主要取决于σ，且σ和A0呈正相关，因此可通过改变上下介质的泊松比和反射系数R0，分析对梯度的影响。b取值0.25，泥岩泊松比σ1取值0.4，改变砂岩泊松比σ2和反射系数，采用公式（1）进行分析，结果如图 7所示，可以看出：固定泊松比，改变反射系数，计算的梯度值（反射系数随入射角的变化率）为负值；当反射系数固定不变时，砂岩的泊松比相对于泥岩变化越大，计算反射系数的变化量也越大，梯度值越小，对应的负梯度的波谷反射也越强。
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图 7 基于shuey近似计算的AVO曲线图 Fig. 7 Shuey approximately calculated AVO curves 图中实线为砂岩泊松比为0.2的情形，虚线为砂岩泊松比为0.1的情形 |
综合上述分析认为：砂岩泊松比和梯度具有很好的正相关性，低泊松比对应负梯度，且vp/vs和泊松比也具有很好的正相关性，泊松比和vp/vs对岩性区分效果好，因此可采用梯度属性进行储层预测，且负梯度对应砂岩顶面反射。
关于AVO的分类，前人也进行了大量的研究，Rutherford等[29-31]将AVO分为4类：Ⅰ类代表压实作用较强的高阻抗砂岩，近道反射系数为正，且随入射角的增大而减小；Ⅱ类代表压实程度中等的、和泥岩阻抗相近的砂岩，零入射角反射系数可正（Ⅱa类）可负（Ⅱb类），随着入射角的增大，反射系数出现极性反转或负反射系数逐渐增大；Ⅲ类代表高孔隙度砂岩，砂岩反射系数为负，且随入射角的增大，负反射系数增大；Ⅳ类代表压实程度较低的疏松砂岩，AVO表现为近道为负反射系数，随着入射角的增大，负反射系数逐渐减小。
通过分析研究区所有已钻井的标定情况和井旁道集特征，统计砂泥岩阻抗关系和AVO类型，结果如表 1所示。目的层在H4砂层组及以上，砂岩相对于泥岩主要表现为低阻抗，以Ⅱb类AVO为主，对应负梯度；H5砂层组及以下，砂岩相对于泥岩主要表现为高阻抗，以Ⅱa类AVO为主，对应负梯度，说明研究区具备采用梯度属性进行储层预测的基础。
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表 1 研究区已钻井砂体地震反射特征统计表 Table 1 Statistics of seismic reflection characteristics of well-drilled sand bodies in the study area |
在理论分析的基础上，以已钻井岩石物理规律分析和弹性参数统计为依据，通过地震正演进一步分析AVO梯度预测储层的适用性，并与vp/vs、常规地震进行对比，分析其可靠性。
通过数学统计得到研究区典型井主力层H5砂层组的纵、横波速度和密度等岩石物理参数（表 2），并结合岩石物理建模，最大可能性实现变参数采集正演。
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表 2 典型井H5砂层组及围岩泥岩岩石物理参数表 Table 2 Petrophysical parameters of H5 sand formation and surrounding mudstone in a typical well |
地震响应受砂体物性、含油气性、厚度等多种因素影响，首先在厚度（35m）和含气饱和度（50%）固定的情况下，进行变孔隙度正演分析，结果如图 8所示。当砂岩孔隙度大于12%时，砂岩相对于泥岩表现为低阻抗，正演地震（全叠加）上砂顶反射对应负振幅，且振幅强度随着孔隙度的增大而增大，因此，在无特殊岩性干扰的情况下，可用常规地震进行储层预测。当孔隙度介于8%~12%时，砂泥岩阻抗相近，正演地震上砂顶反射对应弱振幅，且相位有正有负，采用常规地震难以进行储层预测。当孔隙度小于8%时，砂岩相对于泥岩表现为高阻抗，正演地震上砂顶反射对应正振幅，且反射振幅随着孔隙度的增大而减小，但砂体厚度小于调谐厚度时，反射振幅随着砂体厚度的增大而增大，含气又会导致振幅减小，砂体厚度对反射振幅的作用与储层物性、含气性相反，三者相互耦合会增加常规地震预测高阻抗储层的不确定性。但从正演角道集上可以看出，随着孔隙度的增大，AVO类型逐渐从高阻砂体的Ⅰ类AVO逐渐过渡到砂泥岩阻抗叠置区的Ⅱa类AVO，再过渡到低阻抗区的Ⅱb类和Ⅲ类AVO，基于道集计算的梯度均为负值，对应低vp/vs，即在正演的物性范围内，砂岩相对于泥岩均表现为负梯度、低vp/vs值，因此，可用AVO梯度和vp/vs反演进行储层预测。
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图 8 变孔隙度地震正演效果图 Fig. 8 Seismic forward modeling of variable porosity |
其次，在厚度和储层物性固定的情况下，分析含气饱和度变化和不同地震属性的关系。以厚30m、孔隙度为10%的砂体为例，正演结果如图 9所示，可以看出无论含气饱和度（Sg）如何变化，砂顶地震响应仍然表现为Ⅱ类AVO、负梯度、低vp/vs的特征，但含气饱和度对常规地震影响较大，该物性砂体含气时表现为波谷，含水时表现为波峰，进一步表明采用梯度属性或vp/vs反演预测砂体稳定性较好。
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图 9 变含气饱和度地震正演效果图 Fig. 9 Seismic forward modeling of variable gas saturation |
最后，通过建立楔形模型，分析砂体厚度和梯度属性的关系。正演结果如图 10所示，在砂岩阻抗略高于泥岩的情况下，无论砂体厚度如何变化，AVO响应均表现为Ⅱa类的特征，砂顶对应负梯度，但梯度的振幅强度和砂体厚度相关。其中，在调谐厚度处（振幅值图上黑色箭头所示位置）振幅最强；小于调谐厚度时，振幅强度随着砂体厚度的增大而增大；大于调谐厚度时，振幅强度逐渐减小到某一个固定的值。说明采用梯度进行储层预测时厚度对结果影响不大，且梯度属性的强弱可反映砂体厚度的大小。
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图 10 楔形模型地震正演效果图 Fig. 10 Seismic forward modeling of wedge model |
从储层预测理论基础和地震正演分析结果来看，虽然vp/vs和梯度均对研究区砂泥岩识别效果较好，但是vp/vs反演容易受低频模型的影响，不利于复杂砂体边界精细刻画，因此，河道刻画以梯度资料为主，vp/vs反演作为参考，用以厚度预测。应用梯度资料在研究区A构造和B构造H5砂层组共刻画出4条分支河道。其中，河道1和河道4呈NW—SE走向，平均宽度分别为0.7km和0.8km，宽厚比分别为29和28，弯曲度分别为1.04和1.06；河道2和河道3为NE—SW走向，平均宽度分别为0.85km和3.1km，宽厚比分别为26和70，弯曲度分别为1.40和1.09（图 11a）。与以vp/vs为基础刻画的河道对比（图 11b），显然基于梯度刻画的河道形态、边界更清晰。采用常规地震时，由于各构造H5砂层组砂岩阻抗相对于泥岩高低关系不一致（表 1），导致储层预测失效。
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图 11 A构造和B构造H5砂层组最小振幅属性图 Fig. 11 Minimum amplitude attributes of H5 layer in structures A and B |
此外，也对比了不同方法在河道刻画局部细节上的差异，重点分析H5砂层组河道4和河道2的边界刻画效果。vp/vs反演上（图 12a），由于vp/vs反演将地层界面信息转换为岩性信息，对砂体上下边界的视觉分辨效果较好，有利于厚度解释，河道2和河道4的砂体厚度相当，但受低频模型的影响，呈现出河道砂体横向展布较为连续，砂体尖灭边界难以精细刻画。常规地震上（图 12b），同为河道砂体，河道2和河道4振幅强度差异较大，容易对岩性识别造成干扰。但梯度剖面上（图 12c），可以看出河道4和河道2均表现为负梯度，梯度振幅强度相当，指示梯度更多地反映岩性信息。相比vp/vs反演，由于可利用波形信息进行储层变化分析，梯度在横向上反映的岩性信息更为丰富，更有利于进行河道边界精细刻画和沉积分析。
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图 12 过A构造H5砂层组河道2和河道4不同地震剖面分析对比图（剖面位置见图 11a） Fig. 12 Analysis and comparison of various seismic attribute profiles of channels No.2 and No.4 of H5 layer in structure A (section location is in Fig. 11a) （c）中紫色箭头所指位置梯度属性具有明显变化，指示两条河道可能叠置不连通 |
在背斜构造高部位已钻井普遍见水的情况下，构造翼部河道岩性圈闭有效性关键在于河道砂体发育期次与连通性。例如A构造H5砂层组河道，背斜高部位A2井于河道2钻遇21m（砂体厚约31m）厚的气层，在A2井已见水的情况下，背斜低部位的河道4是否有勘探潜力仍需进一步探讨。因此，针对该问题，首先从沉积环境上分析，A构造和C构造同属三角洲平原沉积环境，C构造开发已经证实具有一砂一藏的特征。然后从物源方向上分析，河道4物源来自NW方向，区别于河道2的SE向物源。再根据层序地层认识，H4砂层组底部在中期基准面上升半旋回晚期[22]，发育一套相对等时的泥岩沉积，解释出该泥岩顶面，通过层拉平梯度剖面和地层切片分析，认为河道4晚于河道2（图 13）。最终基于梯度资料通过相对等时面拉平、地层切片和波形叠置关系等多信息综合分析，落实所有河道的期次关系，为不同河道之间的连通性分析提供依据。
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图 13 A构造H5砂层组河道期次识别图 Fig. 13 Identification of channel stages of H5 layer in structure A |
不同期次河道在相交部位可能连通，因此在期次划分的基础上需要进行连通性分析。通过不同河道的地震响应特征分析、波形变化分析、含气平点分析、不同叠置程度河道的地质模型正演分析等，认为河道4和河道2叠置，但不连通。例如针对不同河道的地震响应特征，从图 12b中可以看出河道4的反射振幅明显强于河道2，读取河道4和河道2的振幅值，分别为-6.0和-2.7，二者相差2.2倍。首先从反演剖面和梯度剖面上可以得出（图 12a、c），两条河道的厚度相当，排除厚度对振幅强度的影响；其次，已知常规地震对储层物性（图 8）和含油气性（图 9）反映较为敏感。因此，可通过变孔隙度和变物性分析两条河道地震响应存在差异的原因。河道2的孔隙度和含气饱和度取A2井测井解释值，孔隙度为10.7%，含气饱和度为68%；对于河道4，建立一系列不同孔隙度和含气饱和度的地质模型，通过地震正演分析认为在孔隙度为14%、含气饱和度为70%的情况下，其分析结果和常规地震最为吻合（图 12d、e），河道4的强振幅主要由物性所致。针对可能的含气平点，从沿河道4的地震剖面上可以看出（图 14a），河道4可能具有统一的气水界面，预测的气水界面附近的振幅强度有明显的变化，界面之上的振幅强度明显强于界面之下的振幅强度，在岩石物理规律认识的基础上，通过建立不同地质模型、正演分析认为（图 14b、c），只有具有统一的气水界面才能较为合理地解释振幅变化的原因。综合两条河道的物性差异和气水界面不一致等信息，认为河道4和河道2不连通。通过对所有可能叠置连通的河道进行相关分析，最终完成整个研究区河道期次识别和连通性分析，为岩性目标评价和勘探部署提供依据。
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图 14 沿河道4方向地震剖面（a）、正演模型（b）和正演地震（c)（剖面位置见图 11b） Fig. 14 Seismic profile (a), forward model (b) and forward seismic profile (c) along Channel No.4 (section location is in Fig. 11b) |
在河道刻画、期次识别和连通性分析的基础上，结合微古地貌、单井相、岩心相等进行沉积解释，明确沉积微相和沉积特征。图 15为A构造H5砂层组的沉积相图，共解释出4条三角洲平原分流河道，在河道弯曲度较大的部位发育边滩沉积。4条河道形成时间从早到晚依次是河道1、河道2、河道3、河道4，整体认为4条河道相互连通的概率较小，且除河道2外其他河道均无已钻井，同时构造叠合河道进行成圈闭条件分析认为，4条河道均具有形成有效圈闭和独立成藏的条件。
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图 15 A构造H5砂层组沉积相图 Fig. 15 Sedimentary facies map of H5 layer in structure A |
通过上述技术方法，在研究区背斜构造翼部搜索和评价了多个构造—岩性圈闭和岩性圈闭有利目标，均展现出巨大的油气勘探潜力。考虑到A构造背斜高部位油气充满度低，H5砂层组气柱高度仅为25m，背斜翼部油气成藏条件是影响勘探决策的关键因素。成藏要素分析认为，运移断层级别和断—砂耦合程度控制了油气富集规模。A构造的主控断层为背斜构造翼部的F1、F2等三级断层，断层规模大、活动性强，向下断至宝石组、平湖组烃源岩层，向上和花港组主力层河道砂体耦合，油气运移能力强，背斜翼部构造—岩性和岩性圈闭成藏条件好，如A构造河道4；而背斜核部主要发育四级调节性断层，断层规模小、活动性弱，向下仅断至平湖组，油气运移能力相对较弱，钻井证实油气充满度低，如A构造河道2。基于该认识建立研究区背斜翼部岩性圈闭“断—砂耦合”的成藏模式（图 16）[32]，坚定了勘探的信心。2023年，首先选择了地震资料品质最好（有高密度二次三维地震资料）、岩性圈闭最落实的A构造进行探井部署，在H5砂层组河道4部署A5井，实钻取得了A构造岩性勘探的首次成功。A5井钻遇砂体厚度为27.3m，气层厚度为22.6m，气水界面比A2井深约37m（图 17），表明A5井钻遇的气藏与A2井所钻遇的气藏是相互独立的两个气藏，由此证实河道4与河道2在构造高部位互相不连通。该层气柱高度60m，受运移断层F2控制，F2断层以上圈闭全充满，证实了成藏模式的可靠性（图 17）。A构造的A5井评价成功后，针对河道3在B构造钻探了B1井，该井在H4砂层组和H5砂层组均钻遇气层，且未见水，其中H5砂层组砂体厚度为44.3m，气层厚度为43.4m，同样证实河道3岩性圈闭的可靠性、有效性。此外，基于两口新钻井的测井解释和岩心、壁心物性分析等数据，解释出河3、河道4的孔隙度分别为8%和13.7%，河道4的物性好于河道2（孔隙度为10.7%），河道2好于河道3，常规地震振幅强度和物性具有较好的相关性，证实了钻井之前对于储层物性认识的准确性（图 8，图 12d、e）。基于研究成果和钻探实践，在A构造翼部评价了4个有利钻探目标，包括河道1上的两个岩性圈闭和河道3、河道4各一个岩性圈闭（图 15），4个目标在构造低部位均与三级断层耦合，具有良好的成藏条件。西湖凹陷中南部发育一系列背斜构造，与A构造具有类似的成藏条件，为下一步的有利勘探区。
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图 16 A构造油气成藏模式图（剖面位置见图 15） Fig. 16 Hydrocarbon accumulation mode in structure A (section location is in Fig. 15) |
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图 17 A构造含气面积图（a）和连井气层对比图（b） Fig. 17 Gas bearing area in structure A (a) and well-connected gas layer correlation section (b) |
（1）西湖凹陷渐新统花港组沉积时期主要为浅水三角洲平原沉积体系，三角洲平原分流河道为岩性勘探的主要对象，河道砂体具有横向变化快、期次及叠置连通关系复杂等特征。
（2）通过对Zoeppritz方程Shuey近似式的详细解剖，并结合地震响应特征解释和地震正演分析等，明确了梯度属性对岩性识别更为稳定和敏感，波形信息可以在横向上更好地反映岩性变化；建立了基于AVO梯度属性的储层预测方法，精细刻画了H5砂层组4条分流河道，和以往方法相比，刻画的河道边界和形态更加清晰。
（3）以梯度资料为基础，以层序地层学认识为指导，通过地震沉积学和层拉平等技术，在H5砂层组识别出4期分流河道，并通过不同河道地震响应特征和可能的含气平点等多信息交叉验证分析，认为H5砂层组4期河道互不连通，均具有形成有效圈闭的条件。
（4）落实了A构造的河道4和B构造的河道3等岩性圈闭，建立了背斜翼部岩性圈闭“断—砂耦合”的成藏模式，支撑了两口探井上钻并获得研究区岩性勘探首次成功，证实了技术方法的可行性，相关研究成果可为类似地区岩性勘探提供借鉴。
| [1] |
杨征, 吴胜和, 段冬平, 等. 西湖凹陷花港组浅水三角洲平原分流河道沉积构型[J]. 古地理学报, 2024, 26(3): 525-544. Yang Zheng, Wu Shenghe, Duan Dongping, et al. Architecture characteristics of distributary channels in shallow water delta plain of the Huagang Formation in Xihu Sag, East China Sea[J]. Journal of Palaeogeography, 2024, 26(3): 525-544. |
| [2] |
张国华, 刘金水, 秦兰芝, 等. 西湖凹陷渐新统花港组大型辫状河沉积体系特征[J]. 中国海上油气, 2018, 30(3): 10-18. Zhang Guohua, Liu Jinshui, Qin Lanzhi, et al. Characteristics of large braided river depositional system of the Oligocene Huagang Formation in the Xihu Depression[J]. China Offshore Oil and Gas, 2018, 30(3): 10-18. |
| [3] |
刘金水, 陆永潮, 秦兰芝. 源—汇系统分析方法在大型储集体研究中的应用: 以西湖凹陷中央反转带花港组为例[J]. 石油实验地质, 2019, 41(3): 303-310. Liu Jinshui, Lu Yongchao, Qin Lanzhi. Application of source to sink system analysis in large reservoir research: a case study of Huagang Formation, Central Inversion Belt, Xihu Depression[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2019, 41(3): 303-310. |
| [4] |
杨民鑫, 赵晓明, 梁岳立, 等. 基于分频RGB融合技术的储层构型精细解剖: 以东海盆地西湖凹陷渐新统花港组为例[J]. 天然气地球科学, 2024, 35(7): 1323-1338. Yang Minxin, Zhao Xiaoming, Liang Yueli, et al. Fine anatomy of reservoir architecture based on frequency division RGB fusion technology: a case study of the Oligocene Huagang Formation in Xihu Depression, East Sea Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2024, 35(7): 1323-1338. |
| [5] |
王凯, 刘东成, 刘华峰, 等. 基于FCM算法的多属性分析技术在河道砂体精细刻画中的应用: 以西湖凹陷T气田为例[J]. 海洋地质前沿, 2023, 39(9): 55-67. Wang Kai, Liu Dongcheng, Liu Huafeng, et al. Application of multi-attribute analysis technology based on FCM algorithm in fine characterization of sedimentary microfacies: take T Gas Field in Xihu Sag as an example[J]. Marine Geology Frontiers, 2023, 39(9): 55-67. |
| [6] |
王喜鑫, 倪雪儿, 李少华, 等. 基于深度学习地震多属性融合的海上少井条件下河道型砂体构型解释: 以西湖凹陷X气田为例[J]. 海相油气地质, 2023, 28(3): 261-268. Wang Xixin, Ni Xueer, Li Shaohua, et al. Architecture interpretation of channel sand body under offshore few well conditions based on deep learning seismic multi-attributes fusion: a case of X gas field in Xihu Sag, Donghai Shelf Basin[J]. Marine Origin Petroleum Geology, 2023, 28(3): 261-268. |
| [7] |
姜雨, 涂齐催. 利用岩石物理分析及叠前反演技术解决致密砂岩气储层预测问题: 以西湖凹陷A区块为例[J]. 海洋地质前沿, 2015, 31(11): 36-42. Jiang Yu, Tu Qicui. The reservoir prediction of tight gas sandstone by using petrophysical analysis and pre-stack inversion technology: take Block A of Xihu Sag as an example[J]. Marine Geology Frontier, 2015, 31(11): 36-42. |
| [8] |
姜勇, 李宁, 涂齐催. 基于叠前同步反演的储层参数预测技术研究及应用[J]. 油气藏评价与开发, 2016, 6(1): 9-13. Jiang Yong, Li Ning, Tu Qicui. Study on reservoir parameters prediction technique based on pre-stack simultaneous inversion and its application[J]. Reservoir Evaluation and Development, 2016, 6(1): 9-13. |
| [9] |
王伟, 刘江, 涂齐催, 等. 分频构形反演技术在东海B气田中的应用[J]. 地球物理学进展, 2021, 36(2): 810-816. Wang Wei, Liu Jiang, Tu Qicui, et al. Application of frequency division configuration inversion technique in B gas field of east China sea[J]. Progress in Geophysics, 2021, 36(2): 810-816. |
| [10] |
姜勇, 李键, 俞伟哲, 等. 复杂水动力环境下的相控迭代反演技术[J]. 海洋地质前沿, 2019, 35(10): 69-77. Jiang Yong, Li Jian, Yu Weizhe, et al. Facies-controlled inversion technique and its application in complex hydrodynamic environment[J]. Marine Geological Frontiers, 2019, 35(10): 69-77. |
| [11] |
胡伟, 秦德文, 李琴, 等. 双宽地震资料在东海X气田河道砂体预测中的应用[J]. CT理论与应用研究, 2022, 31(3): 293-304. Hu Wei, Qin Dewen, Li Qin, et al. Application of double width seismic data to channel sand body prediction of X gas field in the East China Sea[J]. CT Theory and Applications, 2022, 31(3): 293-304. |
| [12] |
娄敏, 蔡华, 何贤科, 等. 地震沉积学在东海陆架盆地西湖凹陷河流—三角洲相储集层刻画中的应用[J]. 石油勘探与开发, 2023, 50(1): 125-138. Lou Min, Cai Hua, He Xianke, et al. Application of seismic sedimentology in characterization of fluvial-deltaic reservoirs in Xihu Sag, East China Sea shelf basin[J]. Petroleum Exploration and Development, 2023, 50(1): 125-138. |
| [13] |
董鑫旭, 周兴海, 李昆, 等. 海上稀疏井区高精度地层格架约束下的地震沉积学刻画: 以东海盆地西湖凹陷中央背斜带X区块古近系花港组为例[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(1): 293-308. Dong Xinxu, Zhou Xinghai, Li Kun, et al. Seismic sedi-mentological characterization of an offshore area with sparse well control under the constraint of a high-resolution stratigraphic framework: a case study of the Paleogene Huagang Formation in block X of the central anticlinal zone in the Xihu Sag, East China Sea Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2024, 45(1): 293-308. |
| [14] |
陈波, 段冬平, 刘英辉, 等. 西湖凹陷中深层河流相砂体地震沉积学解释与沉积演化分析[J]. 中国海上油气, 2019, 31(3): 117-126. Chen Bo, Duan Dongping, Liu Yinghui, et al. Seismic sedi-mentary interpretation and sedimentary evolution analysis on middle-deep fluvial facies sandbodies in Xihu Sag, East China Sea basin[J]. China Offshore Oil and Gas, 2019, 31(3): 117-126. |
| [15] |
何贤科, 娄敏, 蔡华, 等. 西湖凹陷C油田花港组浅水三角洲储集层构型[J]. 新疆石油地质, 2023, 44(5): 517-527. He Xianke, Lou Min, Cai Hua, et al. Architecture of shallow-water delta reservoir of Huagang Formation in C Oilfield, Xihu Sag[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2023, 44(5): 517-527. |
| [16] |
余浪, 余一欣, 蒋一鸣, 等. 东海陆架盆地西湖凹陷天台斜坡构造变换带发育特征及形成机理[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 753-763. Yu Lang, Yu Yixin, Jiang Yiming, et al. Characteristics and forming mechanisms of transform zone in the Tiantai slope, Xihu Sag, East China Sea Shelf Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(3): 753-763. |
| [17] |
许怀智, 张迎朝, 蒋一鸣, 等. 东海盆地长江凹陷美人峰组的时代归属及其地质意义[J]. 地质学报, 2022, 96(6): 1972-1984. Xu Huaizhi, Zhang Yingzhao, Jiang Yiming, et al. Age assignment and geological significance of Meirenfeng Formation in the Changjiang Rivel Sag, East China Sea Basin[J]. Acta Geologica Sinica, 2022, 96(6): 1972-1984. |
| [18] |
刘金水, 许怀智, 蒋一鸣, 等. 东海盆地中、新生代盆架结构与构造演化[J]. 地质学报, 2020, 94(3): 675-691. Liu Jinshui, Xu Huaizhi, Jiang Yiming, et al. Mesozoic and Cenozoic basin structure and tectonic evolution in the East China Sea Basin[J]. Acta Geologica Sinica, 2020, 94(3): 675-691. |
| [19] |
张迎朝, 邹玮, 陈忠云, 等. 东海陆架盆地西湖凹陷中央反转构造带古近系花港组气藏"先汇后聚"机制及地质意义[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1256-1269. Zhang Yingzhao, Zou Wei, Chen Zhongyun, et al. The mechanism of"convergence ahead of accumulation"and its geological significance for gas reservoirs in Paleogene Huagang Formation across the central inverted structural zone of Xihu Depression, East China Sea Shelf Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(5): 1256-1269. |
| [20] |
邹玮, 余一欣, 刘金水, 等. 东海盆地西湖凹陷中央反转构造带发育主控因素及宁波背斜形成过程[J]. 石油学报, 2021, 42(2): 176-185. Zou Wei, Yu Yixin, Liu Jinshui, et al. Main controlling factors of the central inversional structure belt and the development of Ningbo anticline in Xihu Sag, East China Sea Basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2021, 42(2): 176-185. |
| [21] |
王超, 唐贤君, 蒋一鸣, 等. 西湖凹陷天台斜坡带北部构造变换带特征及油气地质意义[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2020, 40(6): 93-105. Wang Chao, Tang Xianjun, Jiang Yiming, et al. Characteristics of the structural transfer zone of northern Tiantai slope in Xihu Sag of the East China Sea Basin and their petroleum geological significances[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2020, 40(6): 93-105. |
| [22] |
徐东浩, 秦兰芝, 李帅, 等. 西湖凹陷中南部花港组浅水三角洲辫流型—曲流型分流河道沉积特征[J]. 长江大学学报(自然科学版), 2024, 21(3): 26-35. Xu Donghao, Qin Lanzhi, Li Shuai, et al. Sedimentary characteristics of braided-meandering distributary channels in shallow-water delta of Huagang Formation in the central and southern parts of Xihu Depression[J]. Journal of Yangtze University (Natural Science Edition), 2024, 21(3): 26-35. |
| [23] |
朱筱敏, 叶蕾, 谢爽慧, 等. 低可容空间陆相湖盆富砂浅水三角洲沉积模式及实例分析[J]. 古地理学报, 2023, 25(5): 959-975. Zhu Xiaomin, Ye Lei, Xie Shuanghui, et al. Sedimentary model and case study of sand-rich shallow-water delta in continental lacustrine basin with low accommodation[J]. Journal of Palaeogeography, 2023, 25(5): 959-975. |
| [24] |
吴胜和, 徐振华, 刘钊. 河控浅水三角洲沉积构型[J]. 古地理学报, 2019, 21(2): 202-215. Wu Shenghe, Xu Zhenhua, Liu Zhao. Depositional architecture of fluvial-dominated shallow water delta[J]. Journal of Palaeogeo-graphy, 2019, 21(2): 202-215. |
| [25] |
Zoeppritz K. On the reflection and propagation of seismic waves[J]. Gottinger Nachrichten, 1919, 1(5): 66-84. |
| [26] |
Ostrander W J, INC C U. Plane wave reflection coefficients for gas sands at nonnormal angles of incidence[C]. SEG, 1982: 216-218.
|
| [27] |
Ostrander W J. Plane-wave reflection coefficients for gas sands at nonnormal angles of incidence[J]. Geophysics, 1984, 49(10): 1637-1648. |
| [28] |
Shuey R T. A Simplification of the Zoeppritz Equations[J]. Geophysics, 1985, 50(4): 609-614. |
| [29] |
Rutherford S R, Williams R H. Amplitude-versus-offset variations in gas sands[J]. Geophysics, 1989, 54(6): 680-688. |
| [30] |
Ross C P, Kinmant D L. Nonbright-spot AVO: two examples[J]. Geophysics, 1995, 60(5): 1398-1408. |
| [31] |
Castagna J P, Swan H W, Foster D J. Framework for AVO gradient and intercept interpretation[J]. Geophysics, 1998, 63(3): 948-956. |
| [32] |
张迎朝, 陈忠云, 刁慧, 等. 东海盆地X凹陷油气成藏模式与勘探突破[J]. 中国海上油气, 2024, 36(2): 1-12. Zhang Yingzhao, Chen Zhongyun, Diao Hui, et al. Reservoir-forming models and exploration breakthroughs in X Sag of East China Sea basin[J]. China Offshore Oil and Gas, 2024, 36(2): 1-12. |