李 軍，殷積峰，謝 芬

技術(shù)·應(yīng)用

海相碳酸鹽巖勘探地球物理方法新進(jìn)展

李 軍，殷積峰，謝 芬

（中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院）

李軍

介紹了地震相和古地貌恢復(fù)、地震屬性分析、相干體、三維可視化解釋、地震反演等五種主要地球物理方法技術(shù)的新進(jìn)展。生物礁地震相可歸納為七種類型；層拉平技術(shù)是幫助進(jìn)行古地形、古地貌分析的一種有效手段。地震屬性的數(shù)量不斷增加，新添的屬性如分頻屬性、級(jí)聯(lián)屬性等；地震屬性研究進(jìn)展可概括為八個(gè)方面；目前的研究前沿主要集中在疊前深度域和彈性波。相干體技術(shù)已從第一代基于互相關(guān)的算法發(fā)展到第三代基于特征值計(jì)算的算法。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的出現(xiàn)是三維可視化技術(shù)最新的具有質(zhì)的發(fā)展意義的一次飛躍，代表了三維可視化技術(shù)的最新進(jìn)展。地震反演技術(shù)的突出進(jìn)展主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：由單一曲線反演發(fā)展到多曲線聯(lián)合反演、由基于振幅反演發(fā)展到基于地震多屬性反演、由構(gòu)造層序控制發(fā)展到層序地層控制、由疊后反演發(fā)展到疊前—疊后聯(lián)合反演。使用所述方法在四川盆地云安廠、黃龍場(chǎng)、羅家寨等地區(qū)取得了較好勘探效果。

海相地層；碳酸鹽巖；油氣勘探；地球物理勘探；研究進(jìn)展；四川盆地

李軍1960年生，高級(jí)工程師。主要從事地質(zhì)綜合研究、地震資料綜合解釋工作。1982年畢業(yè)于華東石油學(xué)院石油物探專業(yè)。發(fā)表有《碳酸鹽巖裂縫性儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)方法》等論文。通訊地址：100083北京市910信箱地質(zhì)所；電話：（010）83592330

碳酸鹽巖油氣田是全球油氣最重要的組成部分，其常規(guī)油氣儲(chǔ)量約占世界的60%，產(chǎn)量約占50%。據(jù)Halbouty的資料統(tǒng)計(jì)，世界313個(gè)大型碳酸鹽巖油氣田探明可采油氣總量為1434.5×108t，其中石油約占52%，為750.1×108t，氣占48%，為684.4× 108t油當(dāng)量［1］。在我國(guó)，隨著油氣勘探的不斷深入，海相碳酸鹽巖地層分布區(qū)逐漸成為重要的油氣勘探場(chǎng)所。目前中國(guó)的海相碳酸鹽巖油氣勘探已進(jìn)入發(fā)現(xiàn)的高峰期，塔里木盆地、四川盆地和鄂爾多斯盆地都有重大發(fā)現(xiàn)。近年來(lái)相繼發(fā)現(xiàn)了陜北靖邊大氣田，塔里木塔河—輪南油田、塔中油氣田、巴楚和田河氣田，四川普光、龍崗等大型油氣田［1］。在這些海相碳酸鹽巖油氣田的發(fā)現(xiàn)和突破中，地球物理勘探技術(shù)和方法發(fā)揮著非常重要的作用，同時(shí)它又推動(dòng)了海相碳酸鹽巖地球物理勘探方法的迅速發(fā)展。

但是相比較而言，中國(guó)海相碳酸鹽巖形成于多旋回疊合盆地，具有時(shí)代老、埋藏深，儲(chǔ)集層類型多、非均質(zhì)性強(qiáng)，油氣藏改造、破壞普遍，保存條件復(fù)雜等特殊性［2］，碳酸鹽巖油氣藏的油氣水分布非常復(fù)雜，油氣藏分布規(guī)律認(rèn)識(shí)難度大，給勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)很大困難。要想解決這些問(wèn)題，必須借助于地球物理勘探的新的技術(shù)方法。塔里木盆地通過(guò)強(qiáng)化處理“串珠狀”地震反射刻畫(huà)和描述奧陶系碳酸鹽巖非均質(zhì)儲(chǔ)層的縫洞體系，四川盆地通過(guò)地震相和古地貌恢復(fù)技術(shù)預(yù)測(cè)和描述長(zhǎng)興組—飛仙關(guān)組臺(tái)緣帶生物礁灘體，這些都是地球物理方法在碳酸鹽巖勘探中發(fā)揮重要作用的良好佐證。

為了能夠清楚地展示和發(fā)揮地球物理方法在海相碳酸鹽巖勘探中的作用，本文論述了地震相和古地貌恢復(fù)、地震屬性分析、相干體、三維可視化解釋、地震反演等幾個(gè)方面的技術(shù)方法及其新進(jìn)展，以期對(duì)未來(lái)我國(guó)海相碳酸鹽巖的勘探和開(kāi)發(fā)有所裨益。

1 地震相和古地貌恢復(fù)

地震相分析就是勾繪和解釋地震反射的幾何形態(tài)、連續(xù)性、振幅、頻率、相位、層速度、外部形態(tài)以及在沉積層序框架中地震相單元之間的關(guān)系等。對(duì)于作過(guò)地震相描述和作圖的地方，解釋人員可以根據(jù)鉆井地質(zhì)信息揭示的沉積作用和環(huán)境背景預(yù)測(cè)地震相的巖相和巖性。

生物礁灘體是一種特殊的碳酸鹽巖沉積體，它的沉積建造和分布與沉積環(huán)境密切相關(guān)。由于經(jīng)歷了特殊的沉積作用和成巖過(guò)程，生物礁灘體具有獨(dú)特的地貌及巖石學(xué)特征，與一般的碳酸鹽巖建造有明顯區(qū)別。這一特點(diǎn)決定了生物礁灘體在地震反射剖面上通常具有一些特殊的地震相反射結(jié)構(gòu)特征。通過(guò)地震相和古地貌恢復(fù)方法，分析地震反射結(jié)構(gòu)和地震相特征變化，能夠有效識(shí)別生物礁灘體的分布范圍。通過(guò)這種方法進(jìn)行生物礁灘體的識(shí)別和預(yù)測(cè)，具有解釋速度快、可靠性高等特點(diǎn)。但是，根據(jù)地震資料進(jìn)行生物礁灘體的識(shí)別和預(yù)測(cè)也具有一定的多解性，要注意排除與生物礁灘反射異常具有一定相似性的其他地質(zhì)體，如泥巖丘體、火山巖體等。

生物礁體獨(dú)特的地貌、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及巖石學(xué)特征決定了來(lái)自生物礁的各種地震參數(shù)諸如振幅、頻率、相位、連續(xù)性等與圍巖不同，使得生物礁的地震相反射結(jié)構(gòu)具有一些特殊性，可以歸納為七種類型［3-4］：（a）反射外形呈丘狀或透鏡狀；（b）頂面可能出現(xiàn)強(qiáng)反射;（c）內(nèi)部為斷續(xù)、雜亂或無(wú)反射空白區(qū)；（d）底部可能會(huì)出現(xiàn)上凸、下凹或平直特征；（e）礁體頂部出現(xiàn)披覆構(gòu)造；（f）礁體翼部會(huì)上超；（g）繞射波（圖1）。當(dāng)然上述地震相反射結(jié)構(gòu)不一定同時(shí)在同一礁體上出現(xiàn)，多數(shù)情況下只是出現(xiàn)幾種地震相結(jié)構(gòu)，甚至只有一二種或者根本就不出現(xiàn)，在解釋過(guò)程中還必須充分利用各種資料進(jìn)行綜合分析。

圖1 生物礁可能出現(xiàn)的地震相反射結(jié)構(gòu)

層拉平技術(shù)是幫助進(jìn)行古地形、古地貌分析的一種有效手段，在地震剖面上沿目的層附近的標(biāo)志層進(jìn)行層拉平，可以非?？焖俚剡M(jìn)行古地形、古地貌的恢復(fù)，從而一目了然地發(fā)現(xiàn)古地形高地和異常厚度沉積區(qū)，幫助尋找生物礁灘體的發(fā)育位置。

四川盆地晚二疊世末期的沉積環(huán)境主體以碳酸鹽巖臺(tái)地相、臺(tái)地邊緣相和海槽相為主。不同的沉積環(huán)境，有著不同的水深和古地貌、古地形特征，從而形成不同的碳酸鹽巖沉積建造，導(dǎo)致地層的沉積厚度有明顯差異。深水海槽相，古地形最低，碳酸鹽巖沉積速率最慢，地層沉積厚度最薄。臺(tái)地邊緣相，古地形相對(duì)較高，水體能量強(qiáng)，有利于生物礁灘體和碳酸鹽巖沉積建造的發(fā)育，地層沉積厚度最大。碳酸鹽巖臺(tái)地相地形相對(duì)較平坦，但是也有高低變化。古地形較低的地方，水體能量較弱，地層沉積厚度較薄；古地形較高的地方，水體能量較強(qiáng)，同樣有利于生物礁灘的發(fā)育，反映在地層沉積厚度上也有一些局部增厚變化。因此通過(guò)研究地層沉積厚度變化和應(yīng)用層拉平分析技術(shù)，可以再現(xiàn)沉積古地形、古地貌以及巖相古地理等重要信息，從而對(duì)生物礁灘體的有利發(fā)育相帶做出預(yù)測(cè)。

圖2是四川盆地云安廠地區(qū)過(guò)云安12井的一條地震瞬時(shí)相位剖面，反映的是二疊系長(zhǎng)興組生物礁的地震相反射結(jié)構(gòu)特征。對(duì)剖面沿上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M底界作了層拉平處理，可以清晰地反映生物礁灘體的地震響應(yīng)特征。圖中黃色括號(hào)內(nèi)的地質(zhì)體，其地震反射整體呈丘狀反射結(jié)構(gòu)，地層厚度明顯增大；地質(zhì)體內(nèi)部為斷續(xù)、雜亂的地震反射結(jié)構(gòu)；地質(zhì)體翼部，具有明顯的上超特征。因此該地質(zhì)體具有前述生物礁地震相（a）（c）（f）三種反射結(jié)構(gòu)特征。在該地質(zhì)體分布范圍以外的地區(qū)，地震反射則表現(xiàn)為穩(wěn)定的平行反射結(jié)構(gòu)特征，沒(méi)有明顯的生物礁地震識(shí)別標(biāo)志。據(jù)此可以初步判斷出生物礁體的存在以及該礁體的分布范圍。

圖2 四川盆地云安廠地區(qū)長(zhǎng)興組生物礁地震相反射結(jié)構(gòu)該剖面為瞬時(shí)相位處理剖面，沿上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P2l）底界進(jìn)行了層拉平古地貌恢復(fù)處理。圖中黃色括號(hào)內(nèi)為生物礁體。T1f飛仙關(guān)組；P2l龍?zhí)督M。圖中各地層代號(hào)標(biāo)注位置為相應(yīng)地層的底界

2 地震屬性分析技術(shù)

地震屬性是指由疊前或疊后地震數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)變換而導(dǎo)出的有關(guān)地震波的幾何形態(tài)和運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及統(tǒng)計(jì)學(xué)等特征的特殊測(cè)量值。長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)地震數(shù)據(jù)的使用僅僅局限于對(duì)地震波同相軸的拾取，以實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣儲(chǔ)集體的幾何形態(tài)和構(gòu)造特征的描述。由于地震信號(hào)的特征是由巖石物理特性及其變化引起的，所以地震數(shù)據(jù)中隱藏著更加豐富的有關(guān)巖性、物性及流體成分的信息。這些信息雖然可能受到各種因素影響而發(fā)生畸變，甚至是不可恢復(fù)的扭曲，但被復(fù)雜化的信息確實(shí)是隱藏于地震數(shù)據(jù)之中。進(jìn)行地震屬性分析，消除數(shù)據(jù)畸變，拾取隱藏在地震數(shù)據(jù)中的有關(guān)巖性和物性的信息，并根據(jù)已知鉆井信息作出標(biāo)定和地質(zhì)解釋，可以充分發(fā)揮地震數(shù)據(jù)的潛質(zhì)，為油氣田勘探開(kāi)發(fā)提供精度更高的地質(zhì)預(yù)測(cè)成果。特別是在認(rèn)識(shí)非均質(zhì)性強(qiáng)的海相碳酸鹽巖油氣藏方面，三維地震屬性分析所能夠提供的豐富的空間變化信息更是顯得作用巨大。

近年來(lái)，隨著地震資料儲(chǔ)層解釋技術(shù)的進(jìn)步，特別是三維地震分析技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)地震屬性的了解也越來(lái)越深刻，地震屬性的數(shù)量不斷增加。在常用的地震屬性基礎(chǔ)上，不斷增添新的屬性，如分頻屬性、級(jí)聯(lián)屬性等，同時(shí)用于屬性計(jì)算和分析的方法手段也越來(lái)越多，目前，地震屬性分析已成功地用于碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、含油氣性預(yù)測(cè)及儲(chǔ)層物性估算等方面。

從20世紀(jì)60年代的直接烴類檢測(cè)和亮點(diǎn)技術(shù)，到70年代的瞬時(shí)屬性和復(fù)數(shù)道分析，80年代的多屬性分析，90年代的多維屬性（傾角、方位和相干等）分析，直至21世紀(jì)的自動(dòng)地震相分析等，地震屬性技術(shù)的發(fā)展幾起幾落，目前已逐漸走向成熟。

關(guān)于地震屬性近幾年的新進(jìn)展主要表現(xiàn)在以下八個(gè)方面［5-6］：（1）屬性分類呈現(xiàn)幾何學(xué)、物理學(xué)(運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué))、統(tǒng)計(jì)學(xué)并存，準(zhǔn)屬性受關(guān)注；（2）屬性提取從線性向非線性發(fā)展；（3）屬性分析智能化程度提高，多屬性聯(lián)合分析流行；（4）屬性反演對(duì)巖石物理測(cè)試和正演模擬的依賴性增加，以多維屬性為主；（5）屬性研究從疊后向疊前推進(jìn)，從縱波向彈性波擴(kuò)展；（6）屬性應(yīng)用的重點(diǎn)進(jìn)一步向開(kāi)發(fā)，尤其是精細(xì)儲(chǔ)層描述轉(zhuǎn)移；（7）屬性成果的可視化程度更高，地質(zhì)意義更明了；（8）屬性技術(shù)的定量化進(jìn)程加快，解釋的置信度提高。

地震屬性的研究前沿目前主要集中在兩個(gè)方面，一是疊前深度域，二是彈性波。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在這兩方面做了一些探索工作，但總體來(lái)看，進(jìn)展還不甚明顯。疊前深度域?qū)傩猿穹鶎傩?AVO)外，其他都處在探索階段；彈性波屬性研究目前仍停留在轉(zhuǎn)換波分析階段。

地震屬性分析技術(shù)在海相碳酸鹽巖勘探中也發(fā)揮著巨大的作用，筆者應(yīng)用近幾年新興的地震波形分類屬性預(yù)測(cè)四川盆地黃龍場(chǎng)地區(qū)長(zhǎng)興組生物礁的分布取得了良好的效果（圖3）。使用Stratimagic軟件對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行波形分類處理，該方法的核心技術(shù)是通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)波形分類技術(shù)對(duì)地震道進(jìn)行自動(dòng)分類，在分類結(jié)果中相同的顏色代表地震波形相同，不同的顏色代表地震波形不同。在地震波形分類屬性上，黃色多邊形區(qū)域內(nèi)為生物礁，該生物礁特征明顯，與圍巖存在明顯差異，表現(xiàn)為兩套北西—南東向分布的生物礁體，這一預(yù)測(cè)結(jié)果與鉆井地質(zhì)情況非常吻合。

圖3 四川盆地黃龍場(chǎng)地區(qū)地震波形分類屬性識(shí)別長(zhǎng)興組生物礁

3 相干體技術(shù)

相干分析技術(shù)是20世紀(jì)90年代中期發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的三維地震解釋技術(shù)，它通過(guò)對(duì)地震數(shù)據(jù)體相干屬性的量化處理，針對(duì)波形進(jìn)行相干運(yùn)算，生成新的不同于常規(guī)地震振幅數(shù)據(jù)體的相干屬性體。這種相干數(shù)據(jù)體可以用于較為復(fù)雜的斷層及隱蔽地層巖性的解釋，而這些復(fù)雜的地質(zhì)特征在常規(guī)地震數(shù)據(jù)中往往無(wú)法識(shí)別和解釋。相干體技術(shù)的特殊之處就在于突出那些橫向不連續(xù)、不相干的地震地質(zhì)特征，如斷層、三角洲、河道等，能夠更加客觀真實(shí)地反映地下多種地質(zhì)情況，幫助研究人員從整體概念上分析和認(rèn)識(shí)問(wèn)題，提高解釋工作的效率和精度。隨著相干體在三維地震勘探中的廣泛應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)不斷地被更精確的算法、更先進(jìn)的顯示技術(shù)以及新的應(yīng)用領(lǐng)域和方法學(xué)所改進(jìn)，目的在于提取地震數(shù)據(jù)中更有意義的細(xì)節(jié)。

相干體技術(shù)盡管歷史很短，然而其發(fā)展速度卻很快。自從1995年Bahorich和Farmer提出相干體算法以來(lái)，短短幾年，其算法已從第一代基于互相關(guān)的算法(簡(jiǎn)稱C1算法，1995)［7］、第二代利用地震道相似性的算法(簡(jiǎn)稱C2算法，1998)［3］，發(fā)展到第三代基于特征值計(jì)算的算法(簡(jiǎn)稱C3算法，1999)［3］。

近年來(lái)，相干體技術(shù)在石油、煤炭等能源勘探領(lǐng)域的應(yīng)用上也取得了飛速發(fā)展，現(xiàn)已成為地震勘探中一項(xiàng)必不可少的實(shí)用技術(shù)，作為三維地震解釋的一種常規(guī)技術(shù)手段應(yīng)用于斷層構(gòu)造解釋和特殊巖性體研究中，并在斷層、裂縫分析以及地層巖性體、特殊類型油藏研究方面都取得了良好效果。當(dāng)前，相干體技術(shù)在應(yīng)用上的最新研究進(jìn)展表現(xiàn)在，將相干體層切片與地層傾角、方位角檢測(cè)成果聯(lián)合起來(lái)，用不同的色系重疊顯示在一起。通過(guò)這種特殊的處理和顯示方法，可以對(duì)一些在常規(guī)相干體解釋中難以識(shí)別的小斷層、裂縫系統(tǒng)和地質(zhì)體進(jìn)行有效的識(shí)別和圈定，更好地發(fā)揮相干體技術(shù)的潛能。

筆者將相干體技術(shù)應(yīng)用于四川盆地羅家寨地區(qū)嘉陵江組海相碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的裂縫檢測(cè)，取得了良好的效果。通過(guò)相干數(shù)據(jù)體的計(jì)算和層切片技術(shù)，很好地描述了小斷層和裂縫體系的展布，揭示出裂縫發(fā)育有利區(qū)，用于指導(dǎo)鉆探井位的部署。

4 三維可視化技術(shù)

三維可視化技術(shù)是20世紀(jì)80年代中期誕生的一門(mén)集計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理、圖像顯示等多項(xiàng)技術(shù)前緣于一身的綜合性技術(shù)。目前，該技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用到地質(zhì)及地球物理學(xué)等多媒體的石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。它借助于實(shí)時(shí)圖形工作站的先進(jìn)顯示技術(shù)，可以對(duì)地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行全方位的透視。不僅可以用于顯示和描述地下諸多地質(zhì)特征，而且可以用于進(jìn)行油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)控和描述。無(wú)論是復(fù)雜構(gòu)造還是地層沉積儲(chǔ)層的變化，都可以實(shí)時(shí)顯示在圖形工作站上，為石油勘探開(kāi)發(fā)工作者提供了新的數(shù)據(jù)分析和有效的成果表達(dá)手段。

近年來(lái)，全球各大石油地球物理公司都相繼研發(fā)了自己的三維可視化軟件系統(tǒng)，其中比較著名的有Landmark公司的GeoProbe，ParaDigm公司的VoxelGeo以及GeoQuest公司的Geoviz，這些軟件產(chǎn)品代表了當(dāng)今世界三維可視化技術(shù)的發(fā)展水平和前沿。這些技術(shù)產(chǎn)品使三維可視化技術(shù)逐漸成為一種全新的地震解釋技術(shù)［8］。它可以充分利用三維地震信息和地震屬性，以人們易于感知的三維圖形對(duì)各種復(fù)雜數(shù)據(jù)場(chǎng)和數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行描述。解釋人員可在三維空間上對(duì)地震數(shù)據(jù)體直接進(jìn)行層位的空間域自動(dòng)追蹤、斷層的空間組合、巖性分析、巖性體追蹤以及沉積環(huán)境解釋。而且三維可視化技術(shù)解釋速度快、周期短、精度高，是描述復(fù)雜斷塊油藏構(gòu)造形態(tài)和隱蔽性油氣藏儲(chǔ)層的有效手段之一［9］。

隨著計(jì)算機(jī)及圖像顯示技術(shù)的快速發(fā)展，三維可視化技術(shù)逐步走向成熟，而且已經(jīng)成為儲(chǔ)層預(yù)測(cè)與油藏描述方法中的關(guān)鍵技術(shù)，它可以直接快速地顯示和描述河道、三角洲、沖積扇、生物礁灘等沉積相帶及儲(chǔ)層、油藏展布。三維可視化技術(shù)的引入，使地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)與油藏描述研究工作達(dá)到了一種全新的境界，真正實(shí)現(xiàn)了從二維到三維的實(shí)質(zhì)性跨越。

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（The Virtual Reality System）在地震勘探中的應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代中后期，它是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展而誕生的，這一技術(shù)的出現(xiàn)是三維可視化技術(shù)最新的具有質(zhì)的發(fā)展意義的一次飛躍，代表了三維可視化技術(shù)的最新進(jìn)展，它把觀測(cè)者、操作者和決策者都浸入到數(shù)字化信息的多維圖像空間里，用透視的、確切空間坐標(biāo)的和全方位的人機(jī)交互方式來(lái)提高對(duì)信息的分析和理解［10-11］。

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)與常規(guī)三維可視化顯示有著本質(zhì)的不同！(1)由于有了更多信息，立體感增強(qiáng)后的數(shù)據(jù)分布使人們獲取更多直覺(jué)感應(yīng)下的理解與分析推理，由此而得出的結(jié)論往往是準(zhǔn)三維可視化條件下所不存在的。(2)在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)的交互操作給使用者帶來(lái)了設(shè)身處地的參與感，這比常規(guī)三維可視化中通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單或圖形的交互操作是一個(gè)飛躍。(3)常規(guī)三維可視化往往局限于二維的計(jì)算機(jī)顯示器屏幕，屬于單人操作行為，而虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)往往以與人體高度相當(dāng)或更大尺寸的屏幕及投影空間來(lái)實(shí)現(xiàn)，可將團(tuán)隊(duì)中的多個(gè)成員同時(shí)沉浸于同一空間環(huán)境，并可穿越具體的目標(biāo)體，這使得許多要求團(tuán)隊(duì)合作的行業(yè)分析和決策得以實(shí)現(xiàn)，如油田勘探開(kāi)發(fā)決策等。

三維可視化技術(shù)在海相碳酸鹽巖勘探中也發(fā)揮著巨大的作用，筆者使用這一技術(shù)對(duì)四川盆地黃龍場(chǎng)地區(qū)長(zhǎng)興組生物礁進(jìn)行描述和評(píng)價(jià)，取得了良好的效果。圖4為地震振幅三維可視化結(jié)果，藍(lán)色分布區(qū)為低振幅區(qū)；橙色—黃色分布區(qū)為高振幅異常區(qū)，生物礁表現(xiàn)為斷續(xù)—雜亂的高振幅異常，主要分布于黃龍1井區(qū)(HL1)的黃色圈區(qū)域內(nèi)，鉆井已證實(shí)為生物礁分布區(qū)；在黃龍5井區(qū)(HL5)及黃龍2井(HL2)南部的兩個(gè)粉紅色圈異常體為可能的生物礁，而黃龍2井區(qū)大面積連續(xù)性好的高振幅異常區(qū)則為泥頁(yè)巖的反應(yīng)。通過(guò)三維可視化技術(shù)，可以非常清晰地刻畫(huà)出生物礁體在三維空間的展布，據(jù)此部署的兩口探井均獲得高產(chǎn)。

圖4 四川盆地黃龍場(chǎng)地區(qū)長(zhǎng)興組生物礁體三維可視化使用Landmark公司的Geoprobe三維可視化軟件，對(duì)地震振幅進(jìn)行可視化顯示和解釋，藍(lán)色區(qū)為低振幅區(qū)，橙色—黃色區(qū)為高振幅異常區(qū)，生物礁表現(xiàn)為斷續(xù)—雜亂的高振幅異常。圖中多邊形圈定的區(qū)域?yàn)樯锝阁w和地震異常體

5 地震反演技術(shù)

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，世界上各大石油公司和研究機(jī)構(gòu)普遍加強(qiáng)了地震油藏描述技術(shù)研究和攻關(guān)，以地震反演、屬性分析、相干體處理、三維可視化、模式識(shí)別等為核心的地震綜合油藏描述技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，這些地球物理技術(shù)和方法在海相碳酸鹽巖勘探中也發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。在地震反演方面，新技術(shù)更是層出不窮，發(fā)展很快，近幾年主要應(yīng)用的方法有遞推反演、測(cè)井約束反演、多參數(shù)地震反演、地震屬性反演等。這些反演方法都有其不同的特點(diǎn)和適用性，在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)研究區(qū)的特點(diǎn)及所要解決的地質(zhì)問(wèn)題選擇最適合的反演方法。

在90年代中后期發(fā)展起來(lái)的地震—測(cè)井聯(lián)合反演和以地震屬性為依托的多參數(shù)聯(lián)合反演技術(shù)則明顯提高了分辨薄層和預(yù)測(cè)復(fù)雜油氣藏的能力。目前，地震反演技術(shù)已經(jīng)滲透到油氣田勘探、開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段，成為復(fù)雜巖性油氣藏和非均質(zhì)油氣藏預(yù)測(cè)與描述的主要技術(shù)手段。近幾年地震反演技術(shù)的突出進(jìn)展主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

由單一曲線反演發(fā)展到多曲線聯(lián)合反演常規(guī)地震反演技術(shù)主要是反演波阻抗一類的曲線信息，這種反演技術(shù)能夠獲得成功的關(guān)鍵因素是儲(chǔ)集層和圍巖的波阻抗具有一定差異，但是油氣勘探所面臨的地質(zhì)情況是非常復(fù)雜的，在許多情況下要研究的儲(chǔ)集層與圍巖波阻抗差異非常小，甚至沒(méi)有差異，單純根據(jù)波阻抗很難將這類儲(chǔ)集層與圍巖區(qū)分開(kāi)來(lái)，很難將有利的儲(chǔ)集體識(shí)別出來(lái)。研究發(fā)現(xiàn)其他一些電測(cè)曲線如伽馬、自然電位、電阻率等有時(shí)對(duì)巖性區(qū)分更加敏感。近幾年地震反演技術(shù)在多參數(shù)巖性反演方面取得了很大進(jìn)展，目前已經(jīng)能夠做到針對(duì)復(fù)雜油氣藏進(jìn)行多種曲線的聯(lián)合反演。這種多曲線聯(lián)合反演就是在充分分析油藏的巖性、電性特征的基礎(chǔ)上，選取多個(gè)對(duì)巖性區(qū)分和油藏特征比較敏感的曲線參數(shù)，與地震信息建立聯(lián)系，進(jìn)行多曲線聯(lián)合反演，達(dá)到巖性預(yù)測(cè)和油藏描述的目的。

由基于振幅反演發(fā)展到基于地震多屬性反演傳統(tǒng)的地震反演技術(shù)基于褶積模型理論，反演中用到的地震信息主要是振幅信息，這種反演技術(shù)和方法在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和油氣藏描述中發(fā)揮了很大的作用。隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)程度的不斷加大，所面臨的地質(zhì)問(wèn)題也越來(lái)越復(fù)雜，單純依靠地震振幅信息的波阻抗反演技術(shù)也不斷地顯示出它的局限性。近年來(lái)，地球物理學(xué)家們不斷創(chuàng)新，突破了褶積模型理論的束縛，嘗試使用地震數(shù)據(jù)中更多的屬性信息，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將地震多屬性與測(cè)井目標(biāo)曲線聯(lián)系起來(lái)，達(dá)到反演多種曲線信息，從多個(gè)角度進(jìn)行油氣藏的精細(xì)預(yù)測(cè)和描述。實(shí)踐證明，這種方法比單純依靠振幅信息效果更好。

由構(gòu)造層序控制發(fā)展到層序地層控制近幾年，隨著層序地層學(xué)在油氣勘探開(kāi)發(fā)中的作用越來(lái)越大，地震反演技術(shù)的最新進(jìn)展也表現(xiàn)在將地震反演技術(shù)和層序地層學(xué)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，在高分辨率層序地層框架控制下進(jìn)行的地震反演，使得反演結(jié)果能夠更加真實(shí)反映實(shí)際地層沉積結(jié)構(gòu)，油藏描述的效果也更加理想。層序地層學(xué)分析技術(shù)在油氣勘探開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著巨大的作用，進(jìn)行巖性圈閉勘探，首先要建立起全盆地層序地層和體系域的等時(shí)格架，搞清沉積體系的時(shí)空展布和演化特征，根據(jù)巖性圈閉發(fā)育的一般規(guī)律，確定其發(fā)育的有利地區(qū)和層位。隨之要對(duì)重點(diǎn)地區(qū)的主要目的層建立高分辨率層序等時(shí)地層格架，搞清高頻層序的巖性展布和地層疊置關(guān)系，從而在全區(qū)建立準(zhǔn)確的等時(shí)地層沉積模型，為地震反演和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使得儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和油藏描述結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。進(jìn)一步結(jié)合儲(chǔ)層、蓋層和側(cè)向封堵層的空間展布規(guī)律和配置組合關(guān)系，系統(tǒng)進(jìn)行巖性圈閉識(shí)別和油藏描述工作。

由疊后反演發(fā)展到疊前—疊后聯(lián)合反演與疊后反演相比，疊前全波形反演考慮了波形轉(zhuǎn)換，層間多次反射、透射能量損失等多種影響因素，充分利用了地震數(shù)據(jù)中的有效信息，反演結(jié)果準(zhǔn)確、完整［12］。它的缺點(diǎn)是計(jì)算量太大，目前還難以應(yīng)用于大規(guī)模的生產(chǎn)實(shí)踐。為此，WesternGeco公司提出了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的疊前—疊后聯(lián)合反演方法，即在全區(qū)先選擇少量控制點(diǎn)作疊前全波波形反演，然后用這些控制點(diǎn)作標(biāo)定，指導(dǎo)全區(qū)疊后反演。聯(lián)合反演不僅能夠提高直接反演結(jié)果的可信度和精度，也為后續(xù)參數(shù)轉(zhuǎn)換提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖5 四川盆地黃龍場(chǎng)地區(qū)黃龍10井地震多屬性聯(lián)合反演技術(shù)識(shí)別生物礁儲(chǔ)層

筆者應(yīng)用地震多屬性聯(lián)合反演技術(shù)對(duì)四川盆地黃龍場(chǎng)地區(qū)長(zhǎng)興組生物礁儲(chǔ)層進(jìn)行了聯(lián)合反演（圖5）。圖5a為伽馬反演處理剖面，由綠色—黃色—橙色—藍(lán)色—粉紅色分別對(duì)應(yīng)伽馬值由低到高，其中綠色的低值區(qū)一般為石灰?guī)r和白云巖分布區(qū)；圖5b為中子孔隙度反演處理剖面，由綠色—黃色—橙色—藍(lán)色—粉紅色分別對(duì)應(yīng)孔隙度值由低到高，其中藍(lán)色—粉紅色的高值區(qū)一般為孔隙度高值分布區(qū)，儲(chǔ)層物性較好；圖5c為伽馬反演剖面與孔隙度反演剖面疊合求和的結(jié)果，保留下來(lái)的橙色分布區(qū)反應(yīng)的是物性較好的生物礁儲(chǔ)層。這樣，通過(guò)地震多屬性分析，進(jìn)行伽馬和中子孔隙度的聯(lián)合反演，并根據(jù)反演結(jié)果進(jìn)行了生物礁儲(chǔ)層的解釋和描述評(píng)價(jià)，很好地預(yù)測(cè)了生物礁儲(chǔ)層的平面和空間展布。

6 結(jié)語(yǔ)

海相碳酸鹽巖的油氣勘探工作在我國(guó)方興未艾，油氣地球物理工作者面臨著巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。文中總結(jié)的五種地球物理方法，包括地震相和古地貌恢復(fù)、地震屬性分析技術(shù)、相干體、三維可視化解釋以及地震反演技術(shù)等僅是目前常用的幾種疊后評(píng)價(jià)方法，它們更多地適用于生物礁灘型海相碳酸鹽巖的地球物理勘探。面對(duì)多種多樣、紛繁復(fù)雜的海相碳酸鹽巖油氣藏，必定還有其他多種方法有待進(jìn)行開(kāi)發(fā)和總結(jié)。

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編輯：吳厚松

Progress of Geophysical Methods in Exploration of Marine Carbonate Reservoirs

Li Jun,Yin Jifeng,Xie Fen

Five major geophysical methods and the new related progress are mainly discussed,which include seismic facies recognition and palaeo-geomorphology restoration,seismic attribute analysis,coherence calculation,3-D visualization interpretation and seismic inversion.Reef seismic facies can be summarized to seven types.Horizon flattening technique is helpful to palaeo-geomorphology restoration.The number of seismic attribute increases continuously and the increasing attributes include frequency spectral decomposition and cascade attribute etc.The research progress of seismic attribute can be summarized to 8 aspects.The leading research foreland mainly focuses on pre-stack depth domain and elastic wave.The coherence technique has developed from generation-Ⅰthat is based on cross-correlation calculation to generation-Ⅱthat is based on characteristic value calculation.The virtual reality system is the most significant developing stage of 3-D visualization,which represents the recent progress of it.The prominent progress of seismic inversion is mainly expressed in 4 aspects:(1)from single log inversion to multi-logs combined inversion,(2)from basing on amplitude to basing on seismic attributes inversion,(3)from structural stratum control to sequence stratum control,and(4)from post-stack inversion to pre-stack and post-stack union inversion.Good exploration results have been achieved in application of these geophysical methods to Yun’anchang, Huanglongchang and Luojiazhai oilfield areas,Sichuan Basin.

Marine formation;Carbonate rock;Oil and gas exploration;Geophysical exploration;Geophysical method,Research progress;Sichuan Basin

P631.9;TE19

A

1672-9854(2010)-01-0061-07

2009-10-21

本文為國(guó)家油氣專項(xiàng)（編號(hào)：2008ZX05004-003)和國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃973項(xiàng)目（編號(hào)：2007CB209502）

Li Jun：male,Senior Geologist.Add:PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development,20 Xueyuan Rd.,Beijing,100083 China