地震多属性分析在混积环境砂体识别中的应用——以桑塔木南地区石炭系Ⅳ砂组油为例_徐浩.pdf

第 46 卷 第 6 期煤田地质与勘探Vol. 46 No.6 2018 年 12 月COALGEOLOGY 2. Petroleum Exploration and Production Research Institute, SINOPEC Sorthwest Oilfield Company, Chengdu 610041, China; 3. School of Geoscience and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China; 4. Southwest Petroleum University Division of Key Laboratory of Carbonate Reservoirs, SNPC, Chengdu 610500, China Abstract Aiming at the actual situation that the amplitude may be distorted in a mixed sedimentation environment, by using the example of Carboniferous Ⅳ sand group in the south of Sangtamu area, based on the analysis of the single well sedimentary facies, we select the useful amplitude ination in sandstone to per AVF frequency-divided inversion, combine the results with attributes, establish coupling relationship between the amplitude attribute and the sand body, establish the sand body recognition mode, and characterize the plane distribution of the sedimentary facies. The seismic reflection structure type is subdivided into four types. Based on the top surface of the Ⅳsand group, the average crest amplitude attribute extraction was carried out 10 ms above and below, AVF frequency-divided inversion was carried out in the southwest with heavy gray matter content. There is a positive correlation between the amplitude attribute and the sand body, and the higher the sand content, the larger the amplitude. Underwater distributary channel are mainly distributed in ChaoXing 164煤田地质与勘探第 46 卷 the S1072 well area and the northwest margin of the study area. Sand flat are mainly distributed in the AT10 and S111 well areas, exhibiting a sheet. Tidal sand ridge are mainly distributed in the south, and can be used as a research area to find the key areas of lithologic traps. Keywords AVF frequency-divided inversion; seismic multi-attribute analysis; mixed sedimentation environment; sand body; Carboniferous; south of Sangtamu 地震属性是对地震资料的几何学、运动学、动 力学及统计学特征的一种测量，也是各种地层信 息、地质现象在地震资料中的响应[1]。地震属性的 频率、振幅、传播速度等参数可以表征岩性、物性 和相的变化[2]，广泛应用于地层构造解释[3-5]、岩性 岩相划分[6-7]、储层预测[8]中，极大地提高了油气勘 探的成功率。 如单蕊等[9]利用三维 Wheeler 变换技 术自动拉平高分辨层序地层格架的地震同相轴， 建 立等时年代地层格架； 齐恒等[10]采用分频处理技术 提高地震资料分辨率，90相位转后沿层切片定性 描述扇体形态， 同时结合波阻抗反演定量预测扇体 展布，最终总结形成了基于地震沉积学的适合 L87 井区水下扇体识别的技术流程； 栗宝鹃等[11]通过地 层切片与均方根振幅属性相结合分析， 刻画出不同 期次浊积扇体横向上受地势影响， 呈裙带状分布的 规律和纵向上自下而上扇体数量增多且连续性增 强的变化规律。 但是，不同研究区、不同深度，甚至同一研究 区、同一套储层，由于所预测对象不同，相应的敏 感属性也存在差异，致使应用单属性预测储层时常 会产生多解性和不确定性，目前越来越重视多属性 融合优化而提高地质体预测的精度[12]。地震多属性 分析首次是由 J. H. Justice 等[13]提出， 主要通过分析 多种单一属性，建立它们之间的数学关系，探究储 层物性、含油气性等综合信息。目前，地震多属性 技术在砾岩、砂岩、碳酸盐岩储层中均得到了较好 的应用[14-16]。由于海陆过渡环境中岩性复杂多变、 物性差异大、岩性非均质性强、受物源区影响明显， 其有利砂体预测难度较大。目前岩性岩相的研究多 集中在单井评价及主控因素分析、单一属性预测方 面，而将多属性分析技术应用于海陆过渡环境砂体 识别及分布中的研究相对较少。 针对研究区钻井较少的现状， 在单井岩性识别、 层位标定及属性提取的基础上，优选平均波峰振幅 属 性 ， 并 展 开 AVFAmplitude Variation with Frequency分频反演研究， 寻找不同岩性与属性之间 的耦合关系，再应用切片技术提取 30 个地层切片， 进行精细解释，建立研究区目的层段砂体展布图。 实践表明，此方法相对于以前的单一属性或控制因 素的研究，可靠性大大提高，同时也可为类似地质 条件下的研究提供借鉴。 1研究区地质特征 塔河油田桑塔木南地区油气勘探始于 20 世纪 80 年代，石炭系下统卡拉沙依组地泥岩互层段Ⅳ砂 组沉积主要受海西晚期构造运动的控制[17]，该时期 塔里木盆地周边海槽封闭，塔里木克拉通内海水全 部退出，进入陆内盆地发展阶段。强烈的挤压与断 块活动使阿克库勒凸起在先期存在的构造形迹基础 上进一步挤压隆起，发育了近东西向展布的阿克库 木南、北断裂和阿克库勒南、北断裂及艾协克南、 北断裂，形成了阿克库木、阿克库勒、艾协克背冲 断块构造带及一系列前中生界侵蚀顶面之下的断背 斜构造。 Ⅳ砂组发育了辫状河三角洲前缘亚相与潮间带 的沉积体系，前者以水下分流河道、河道间湾及席 状砂为主，多为米级厚度的砂体，GR 和 Rt 曲线多 为底部突变的巨齿状或反映正韵律的齿化钟状 图 1，是重要的油气产出区。后者以泥坪、砂坪为 主。对已钻井砂地比统计可知，东北区砂地比较高， 达 60以上，往西南方向减薄并逐渐尖灭图 2。 2多属性联合分析技术 由于研究区为潮坪三角洲混积环境，在研究 区西南部因含灰质较重，导致振幅属性失真。因此， 为了区分砂岩和灰岩，在地震反射结构类型分析的 指导下，优选振幅属性在砂岩中的有用信息，进行 AVF 分频反演技术，再利用反演结果与振幅属性融 合，建立研究区砂体识别模式。 2.1地震反射结构类型 通过对本区三维地震资料精细解析，将Ⅳ砂组 地震反射结构类型划分为 4 类图 3。 a. 中弱振幅–中频率–差连续–亚平行状反射由 不规则、不连续的亚平行反射段组成，弱振幅、中 低频。此类结构在本区分布范围广泛，多为潮坪泥 岩沉积图 3a。 b. 中强振幅–中强频率–中连续–亚平行状反射内 部反射为单轴，中强振幅，同相轴产状紊乱。多 集中在研究区西南部，多为灰质中细砂岩沉积 图 3b。 c. 中强振幅–中强频率–强连续–平行状反射由 一组平行的地震反射同相轴构成，与上下反射层呈 ChaoXing 第 6 期徐浩等 地震多属性分析在混积环境砂体识别中的应用165 图 1S1072 井沉积微相综合柱状图 Fig.1Sedimentary microfacies histogram of well S1072 平行状接触，强振幅，中高频。位于研究区东南部， 呈断续带状分布图 3c。 d. 中强振幅–中频率–中连续–亚平行状反射内 部同相轴较为连续，中–强振幅，中等频率。主要位于 工区北部，为含砾粗–中砂岩沉积图 3d。 2.2属性分析 以Ⅳ砂组油层顶面为基准，上下浮动 10 ms 进 行平均波峰振幅属性的提取图 4。图中“亮点”位置 为振幅异常，但是研究区西南部 AT30、AT9 等钻井 揭示并无砂体存在，而是含灰质泥岩。在此情况下 开展了 AVF 分频反演研究。 2.3AVF 分频反演 AVF 分频反演技术对于薄层砂体预测十分有 效，其原理主要是对于不同厚度的地层，其调谐频 率不同，利用该关系就可以得到在不同时间厚度下 振幅与频率的关系[18]。这种方法对砂体纵向识别能 ChaoXing 166煤田地质与勘探第 46 卷 图 2研究区石炭系Ⅳ砂组砂地比 Fig.2Percentage of sandstone in the Carboniferous sand group Ⅳ in the study area 力很强，但对于砂体横向展布识别稍差。 本次反演运用了区内 S111、S9701、AT10、 S1072、S1071、AT20、TK1126X、S97 和 AT36X 共 计 9 口井的泥质含量曲线参与运算图 5。 对比平均 波峰振幅属性，可发现研究区西南部砂体不发育。 而研究区北部，尤其是 S1072 井区，多口钻井钻揭 砂体存在，预测砂体呈带状或者片状分布。 为综合平均波峰振幅属性和 AVF 分频反演的 优势，本文采用属性分析技术图 6，通过对沉积 特征、储层物性等的分析，综合考虑不同属性的 物理意义，对波阻抗、速度、几何属性、AVO 属 性、积分属性、瞬时属性、分频属性等内、外部 属性经过一定的数学运算，进行融合，融合后的 属性砂体分布与实际情况相符，与单井砂体符合 率在 95以上。如 S1072 井区地震剖面上表现为 中强振幅、中等频率、中强连续性、亚平行状， 单井上多为质纯的砂体，且砂地比含量高；研究 区西南部的 AT30 井区地震剖面表现为中弱振幅、 中等频率、连续性中等、亚平行结构，单井含砂 量通常较低，且含有一定量的灰岩。总体上，振 幅值和油层附近的砂体存在一定的对应关系，除 研究区西南部AT30 井以西南因含灰质加重，从 而导致振幅异常外，其他各区域均呈正相关性， 即含砂量越高，振幅值越大。 图 3桑塔木南研究区典型地震相剖面图 Fig.3Typical seismic facies profile of the south of Sangtamu 图 4研究区目的层上下 10 ms 平均波峰振幅 Fig.4The average peak amplitude of the study area 2.4地层切片解释 利用切片识别沉积相的关键有两个，一是通过 单井沉积相来标定地震相，建立二者联系；二是由 单井相推断研究区沉积环境，并建立此沉积环境下 的一般沉积模式，在沉积模式的指导下将地震振幅 的平面响应转化成沉积相的平面展布。本文在采用 上述方法的同时，充分结合区域沉积背景，以 Ck4 为顶面，以油层顶面为底界，上下等分 30 层进行地 层切片的提取。 图 7a 大部分为强振幅虚线圈定区，反映出三 角洲前缘水下分流河道砂体分布范围较广。 从已知钻 井分析，研究区西北区域，多以含砾砂岩为主，往南 西方向逐渐过渡为细砂岩。砂体厚度较大，平均为 图 5研究区 AVF 分频反演油层顶面切片 Fig.5Slice of oil ation of AVF frequency inversion in the study area ChaoXing 第 6 期徐浩等 地震多属性分析在混积环境砂体识别中的应用167 图 6研究区平均波峰振幅属性融合 AVF 反演 Fig.6Average peak amplitude attribute fusion AVF inversion in the study area 6 m，位置可达 10 m 以上。图中黄色区域包裹的黑 色区域为泥质沉积，沉积微相为分流间湾。整体物 源方向为自北东往南西方向推进。 图 7b 强振幅区域虚线圈定区减少，黑色区域 增多。单井上对应为灰深灰色泥岩。反映此时期 发生大规模海进，沉积一套较为稳定的薄泥岩层， 而此时由泥岩包围的河道砂体形态更为明显。 图 7研究区典型地层切片 Fig.7Typical stratigraphic sections of the study area 3沉积相分布 在利用地震多属性划分地震相的基础上，结合 钻井、测井、典型地震反射结构类型、振幅及 AVF 分频反演，建立了桑塔木南石炭系Ⅳ砂组油层顶面 沉积相分布图图 8， 该时期主要为三角洲与潮坪混 积环境，三角洲前缘水下分流河道主要分布在研究 区北部，S1072 井区及研究区西北缘；砂坪主要分 布在 AT10 及 S111 井区，呈片状展布；潮砂脊主要 分布在研究区东南部，为早期的水下分流河道受潮 汐作用改造后形成，可作为下一步岩性圈闭的有利 目标区域。 图 8研究区石炭系Ⅳ砂组油顶沉积相平面展布图 Fig.8The plane distribution of sedimentary facies of the Carboniferous sand ation Ⅳ in the study area 4结 论 a. 桑塔木南地区石炭系Ⅳ砂组地震反射结构类 型可分为中弱振幅–中频率–差连续–亚平行状反射、 中强振幅–中强频率–中连续–亚平行状反射、中强振 幅–中强频率–强连续–平行状反射、 中强振幅–中频率– 中连续–亚平行状反射 4 种类型。 b. 优选混积环境中振幅属性在砂岩中的有用信 息，进行 AVF 分频反演，并将结果与波阻抗、速度、 几何、AVO、积分、瞬时属性多属性融合，建立振幅 属性与砂体之间的耦合关系及砂体识别模式。 c. 水下分流河道主要分布在 S1072井区及研究 区西北缘；砂坪主要分布在 AT10 及 S111 井区，呈 片状展布；潮砂脊主要分布在南部，可作为研究区 寻找岩性圈闭的重点区域。 参考文献 [1] 朱筱敏，刘长利，张义娜，等. 地震沉积学在陆相湖盆三角洲 砂体预测中的应用[J]. 沉积学报，2009，275915–921. 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