鄭文召

（中國石化勝利油田分公司 地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營257015）

王146地區(qū)位于廣利背斜與王家崗八面河結(jié)合部位，北至廣利背斜，西至王14井附近，東至八面河油田西，南至王古7井附近，面積約220km2。研究區(qū)所處的東營凹陷南部斜坡為一整體向南抬升的洼陷緩坡帶構(gòu)造，區(qū)內(nèi)斷層較為發(fā)育。勘探實(shí)踐證明，王146地區(qū)沙四上段發(fā)育有以灘壩砂巖為主的多種類型的儲(chǔ)集體，儲(chǔ)層及油藏分布復(fù)雜，發(fā)育多種類型沉積，物源復(fù)雜，各種類型巖性體疊置關(guān)系復(fù)雜，給該地區(qū)的地震相分析帶來困難［1－3］。應(yīng)用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的波形分類技術(shù)進(jìn)行地震相分類研究，不但能夠真實(shí)反映地下地質(zhì)體的沉積特征，且具有3個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：一是分析時(shí)不需要井資料，單獨(dú)使用地震資料就可實(shí)現(xiàn)地震相的分類；二是能快速完成對整個(gè)數(shù)據(jù)體的掃描，明確砂體展布范圍后再進(jìn)行更為細(xì)致的分析；三是增加了地震相分析工作的定量性及客觀性［4］。

1 波形分類技術(shù)

地震相指地下地質(zhì)體的地震反射同相軸的可成圖單元，各成圖單元可根據(jù)其波形特征（包括連續(xù)性、幅值、頻率和層速度等）區(qū)分開來，因此地震相就是地下不同沉積相或地質(zhì)體的地震響應(yīng)特征的總和，可通過地震波形橫向變化表現(xiàn)出來［5］，而地震波形的變化是地震波的振幅、頻率、相位變化的綜合響應(yīng)。波形分類技術(shù)就是充分利用了豐富多變的地震響應(yīng)信息，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將地震道波形變化定量的刻畫出來，然后對某一層位的波形變化進(jìn)行逐道的對比分類，繼而得到能準(zhǔn)確刻畫地震波形的橫向變化的地震相平面圖。

1.1 地震資料預(yù)處理

進(jìn)行波形分類之前，首先要對地震資料品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)。通過頻譜分析及信噪比分析，可知研究區(qū)信噪比較高，但主頻較低，頻帶很窄，分辨以砂泥薄互層為主的砂體存在困難，因此需要進(jìn)行提高分辨率處理。拓頻處理后的目的層數(shù)據(jù)主頻提高了15 Hz，頻帶拓寬了20Hz，相對于原始地震數(shù)據(jù)，信噪比得到保持，相對振幅關(guān)系和時(shí)頻特性得到很好保持，地震反射有明顯的改善，為進(jìn)一步的地震相分析以及砂巖儲(chǔ)層預(yù)測研究提供了高質(zhì)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.2 參數(shù)選擇

1.2.1 時(shí)窗的選取

應(yīng)用波形分類技術(shù)進(jìn)行地震相分析時(shí)，需要選擇較為穩(wěn)定的沉積層段，選取的時(shí)窗應(yīng)包含至少一個(gè)完整的波形，但也不要太大，以一個(gè)周期最佳，進(jìn)行井震聯(lián)合標(biāo)定，此處選取了沙四純上段的底面反射軸（T7）向上開60ms時(shí)窗進(jìn)行分析。

1.2.2 分類數(shù)及迭代次數(shù)選擇

通過多次試驗(yàn)分析，對比確定了模型道的分類數(shù)及波形分類計(jì)算的迭代次數(shù)。分類數(shù)與地震道信號的復(fù)雜程度及選取的時(shí)窗厚度有關(guān)，地震信號越復(fù)雜、選取的時(shí)窗越大，分類數(shù)越大，一般應(yīng)用中選擇7～15類，波形分類計(jì)算中的迭代次數(shù)選20～40次為宜。在王146地區(qū)沙四純上段地層時(shí)間厚度60ms，地震信號復(fù)雜程度較低，分類數(shù)選擇7，迭代次數(shù)選擇30次效果最佳。

1.3 模型道分析

選擇計(jì)算參數(shù)后，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對地震道進(jìn)行訓(xùn)練，多次迭代后計(jì)算生成合成地震道，然后將其與實(shí)際地震道比對分析，根據(jù)分析結(jié)果修改合成地震道，最終得到與實(shí)際地震道相關(guān)性更好的模型道（圖1），同時(shí)賦予各模型道不同的顏色［6］。在王146地區(qū)沙四純上段模型道中，1、2類波形代表了強(qiáng)振幅－中等頻率的地震波形特征，3、4類波形代表了中強(qiáng)振幅－低頻率反射波形，5、6類波形代表了弱振幅－中高頻率的反射特征，7類波形代表了中強(qiáng)振幅－中高頻率的波形特征。通過該區(qū)模型道對比分析可知，研究區(qū)沙四純上段內(nèi)地震道波形差異明顯，應(yīng)用波形分類技術(shù)可實(shí)現(xiàn)地震相的劃分。

1.4 地震相成圖

參數(shù)和模型道類型確定后，進(jìn)行目標(biāo)層段橫向上的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聚類分析，將具有相同波形特征的地震道歸為一類地震相，用一種顏色表示，在平面上顏色的變化就代表了不同地震相在橫向上的分布特征。圖2是王146地區(qū)沙四純上段地震相橫向上的變化。東部主要為7類波形分布區(qū)即中強(qiáng)振幅－中高頻率地震相，呈近南北向的帶狀分布；西北部主要以5、6類波形為主，即弱振幅－中高頻率地震相；中間呈北東－南西向展布的區(qū)域以波形特征相似的3、4類波形分布區(qū)，即中強(qiáng)振幅－低頻率地震相，不同地震相的分界線比較清晰。

圖2 王146地區(qū)沙四純上段地震相分布

2 地震相分析

地震相分析即在得到地震相圖之后，利用實(shí)鉆后的測井、錄井等資料，根據(jù)井震聯(lián)合標(biāo)定結(jié)果，建立起地震相與沉積相之間的關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)層段沉積相在平面上的預(yù)測，以此來指導(dǎo)區(qū)域油氣勘探和開發(fā)部署工作［7］。

2.1 典型相帶地震反射特征

王146地區(qū)沙四純上段主要發(fā)育以濱淺湖的灘壩砂巖為主的多種沉積體系，包括三角洲前緣亞相、灘壩砂以及灰質(zhì)灘等沉積相帶（表1）。

表1 純上段各井巖、電、震特征分析表

2.1.1 三角洲前緣亞相

三角洲前緣是三角洲向深湖延伸發(fā)育的部分，主要發(fā)育水下分流河道、席狀砂等。面6、萊3及草14井主要為三角洲前緣亞相沉積體系，巖性組合特征為“泥包砂”，砂巖較為發(fā)育，單層厚度3～5m，泥巖隔層5～8m，自然電位曲線呈“鐘形”，對應(yīng)的井旁道地震波形特征為中強(qiáng)振幅－中高頻率，主要分布于研究區(qū)的東部（圖2）。

2.1.2 灰質(zhì)灘相

官107、王667及王669井主要發(fā)育灰質(zhì)灘，巖性組合上以泥灰?guī)r和泥巖互層為主，泥灰?guī)r單層厚度1～3m，泥巖隔層5～8m，自然電位曲線呈“鋸齒形”，對應(yīng)的井旁道地震波形特征為強(qiáng)振幅－中等頻率，研究區(qū)內(nèi)局部地區(qū)發(fā)育。

2.1.3 灘壩砂相

王139、王149及王151井主要發(fā)育灘壩砂，典型的“砂泥互層”組合，井旁道地震波形為中強(qiáng)振幅－低頻率，工區(qū)內(nèi)呈北東－南西向條帶狀展布。

2.1.4 半深湖相

進(jìn)入水體較深的半深湖區(qū)，沉積環(huán)境穩(wěn)定，主要發(fā)育大套的泥巖沉積夾少量白云巖及灰質(zhì)泥沉積，井旁道地震波形特征為弱振幅－中高頻率。

2.2 沉積相分布預(yù)測

圖3 王146地區(qū)沙四純上段沉積古地貌三維可視化顯示圖

綜上所述，結(jié)合沙四純上段沉積前的古地貌（如圖3所示，淺灰色代表沉積低洼處，深灰色代表沉積高部位），研究區(qū)沙四純上段的沉積物源主要來自東部，研究區(qū)東部主要發(fā)育有三角洲前緣亞相沉積，沿物源方向向西與灘壩體系相鄰；而研究區(qū)的中心位置，三角洲前緣沉積前方的濱淺湖，水體動(dòng)蕩，形成砂泥巖互層的灘壩砂沉積，呈北西—南東條帶狀分布；研究區(qū)西部偏南位置，沙四純上段沉積時(shí)期為局部高點(diǎn)，發(fā)育泥灰?guī)r和泥巖互層的灰質(zhì)灘沉積；研究區(qū)西北部，進(jìn)入深湖半深湖環(huán)境，主要是泥巖沉積。

3 結(jié) 論

（1）高品質(zhì)（高信噪比、高分辨率）的地震資料是利用波形分類技術(shù)進(jìn)行地震相分析研究的基礎(chǔ)。

（2）應(yīng)用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的波形分類技術(shù)進(jìn)行王146地區(qū)沙四純上段地震相分類研究，從參數(shù)選擇、模型道分析以及地震相成圖等方面進(jìn)行細(xì)致地分析，可以明確不同相帶的沉積規(guī)律。

（3）通過井震標(biāo)定、對比，波形分類地震相分析結(jié)果能夠真實(shí)反映地下的沉積特征，并在王146地區(qū)取得了良好的預(yù)測效果。

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