油气田勘探开发实践证明^[1-5]，Ⅲ类AVO即AVO增加现象(“亮点”)在浅层砂岩里可以得到较好的应用，随着砂体埋深增加，压实作用加强，砂体固结程度进一步提高，砂体声波阻抗越来越大，含气砂岩也越来越接近Ⅰ类AVO异常，此时“亮点”技术进行碳烃检测在理论上不再合适。结合地震岩石物理理论^[6]，进行流体替换，在此基础上进行AVO综合对比和分析，寻找气层和水层的差异，进而实现烃类检测，是解决中、深部气藏识别问题的有效途径之一。因此，开展中、深层气藏AVO特征模拟及分析，对于实际勘探开发中对气藏的预测是一件非常有意义的事情。

1 AVO理论与模拟 1.1 AVO技术理论基础^[7]

一束地震纵波斜入射到两种介质分界面会产生四种波：反射纵波、反射横波、透射纵波和透射横波。四种波的振幅大小取决于各自反射系数和透射系数大小，可用Zoeppritz方程描述如下：

纵波反射R_p在一定角度范围内可采用Shuey公式^[8](公式1)近似计算得到。

(1)

式中：

可以看出，P波反射同时与密度、纵波速度和横波速度以及入射角度有关。当地下介质弹性参数固定时，P波反射振幅会随着入射角度的变化而变化，即表现出AVO特征。

Shuey公式中，P是截距，代表地震波垂直入射时的反射系数，反映了界面两侧介质的波阻抗差异；G是斜率或者梯度。Rutherford等根据气层的波阻抗特征和泊松比特征，将气层分为3类。Castagna等将Rutherford分类推广到4类吲，即增加了低阻抗、高泊松比储层这一类作为第4类AVO。Rutherford/Williams分类见表 1。

1.2 AVO模拟^[10]

东海X油气田气藏富集，同时含水层也广泛分布，从浅到深，存在多类AVO现象。结合测井资料，通过简化，选择合适的储层参数，建立一个五层的水平层状介质模型，其中两层为砂岩，分别被三层泥岩分隔，各层储层参数见表 2。

其中，横波曲线根据Castagna公式按泥岩计算后，通过流体替换得到。假设两层砂岩均为含气砂岩，根据测井曲线，进行AVO模拟，得到相应AVO特征曲线(图 1)。

根据图 1，低阻抗含气砂岩表现为Ⅲ类AVO，即反射振幅随炮检距增大而负极性增大，它代表了浅层一类的砂岩，该类砂岩由于压实不足或者固结不牢，含气后在叠后地震剖面上会表现出负极性强振幅异常，即“亮点”，通过“亮点”指示，可以寻找气藏。

根据图 1，模型中的高阻抗含气砂岩表现为Ⅰ类AVO，即反射振幅随炮检距增大而减小，它代表了中、深层一类的砂岩。该类砂岩固结程度较高，声波阻抗由于埋深增加而增大，甚至超过周围的泥岩，从而表现出Ⅰ类AVO现象。

图 2是对模型中的高阻抗含气砂岩分别进行100%含油、100%含水替换后，得到的饱含油、饱含水的AVO特征曲线。根据图 2，高阻抗砂岩在含气、含油、含水情况下，都具有Ⅰ类AVO的特征，此时通过“亮点”或者“暗点”都难以进行含气预测。对比含气、含油、含水三条AVO曲线，含油跟含水的AVO特征几乎相同；而含气的AVO曲线变化更快，在炮检距3 000m左右，来自砂顶、底的两条AVO曲线即产生相交，根据Shucy公式，含气后砂岩具有更大的斜率或者梯度G。因此，根据梯度G的大小，可以在高阻抗储层中，将含气与含水层区分开来。

2 A井点AVO分析及气藏识别

东海X油气田气藏富集，同时含水层也广泛分布，各类AVO现象共存，既有Ⅲ类AVO现象，也存在Ⅰ类AVO。通过利用AVO分析技术，寻找气层与水层的AVO差异，然后进行识别，可以有效进行含气预测。

2.1 A井井点分析

A井AVO分析，主要结合该井典型含气层段a进行。a砂层埋深2 750 m，埋深中等，属中孔中渗储层。通过计算泊松比曲线，a层泊松比相对上下泥岩明显减小，因此在井口处合成的AVO记录上呈现出明显的AVO现象(图 3)。在AVO特征曲线图上(图 4)，a层气顶的反射振幅表现出随炮检距的增大而负极性增大的特征，因此a层含气后表现为Ⅲ类AVO。

2.2 a层气藏识别

a气藏属Ⅲ类AVO含气砂岩，可直接利用振幅随炮检距增大而负极性增大的特征进行含气识别。通过利用X油气田3D工区远、近炮检距叠加两套地震数据体，对数据体间的振幅差异进行计算，可以进行a气藏识别和圈定。

图 5是远、近炮检距叠加数据体沿a层提取的RMS振幅，经减法运算后得到的振幅差平面图。图中，红色部分指示含气，可以看出，含气AVO异常范围与含气构造平面图(图 6)较为吻合。因此，对于Ⅲ类AVO含气砂岩，可利用远、近炮检距叠加数据体进行含气预测。

3 B井点AVO分析及气藏识别 3.1 B井井点分析

B井主要结合该井典型含气层段b进行分析。b砂层埋深3 400 m，埋深较深，储层体现出低孔低渗的特征。通过井点交汇分析(图 7)，b层波阻抗相对上覆泥岩增大，含气后泊松比减小，因此在井点合成的AVO记录上呈现出明显的AVO现象(图 8)。在AVO特征曲线图上，b层气顶的反射振幅表现出随炮检距增大而减小的特征，因此b层含气后表现为Ⅰ类AVO特征。

通过B井的井点AVO分析，该工区至少分布有Ⅰ类AVO含气砂岩。由于Ⅰ、Ⅲ两类含气砂岩AVO特征不同，因此，在利用AVO进行Ⅰ类含气砂岩识别时，所采用的具体方法也有别于Ⅲ类。

3.2 b层气藏识别

B井井点AVO分析表明：b层含气后属Ⅰ类AVO。根据前面模型的AVO模拟分析，Ⅰ类气藏其AVO特征跟水层类似，此时通过“亮点”难以进行含气预测。根据前面模型中的高声波阻抗储层含气及100%含水流体替换后的AVO特征对比，两者之间梯度G的大小存在差异，据此可将气与水层区分开来。利用AVO梯度G的差异进行含气预测，有两种方法：

(1) 由叠前道集数据体得到G属性体，利用G属性体进行预测。

(2) 根据叠前CRP道集极性反转的特征，将反转处前、后两段的叠前数据分别叠加，利用两套叠加数据体间的振幅差异进行含气预测。

方法(2)应用的前提是：在所采用的叠前道集上，其AVO曲线存在极性反转这一特征。对于CRP道集，通常在炮检距非常大即地震波入射角较大的情况下，会看到极性反转现象。如果CRP道集炮检距不够大，而上、下介质泊松比差异也不足以产生极性反转，此时采用方法(1)检测Ⅰ类气藏更为合适。

通过对叠前道集数据体进行AVO属性处理，可以得到地下各点对应的P值(截距)、G值(斜率或梯度)，最终形成P属性和G属性的数据体。在G属性体基础上，通过过B井的剖面分析(图 9)，以及沿b层提取G属性值形成沿层切片进行分析(图 10)，都可以看到：在B井区及周围，有很好的含气指示，据此设计了C井，C井落在含气指示较好的区域之内。C井钻井后，证实了b层气4结论藏的存在，气层厚度达几十米。

4 结论

东海X油气田气藏富集，存在各类AVO现象。通过对地下气藏进行简化，选取合理的储层参数，设计地质模型，进行AVO正演及分析，总结了Ⅰ、Ⅲ两类气藏AVO特征及预测方法。在此基础上，根据A、B两口井的井点分析，结合模型AVO正演总结的方法，分别对a、b气藏进行了预测，取得了较好的效果。