曲志鵬 潘興祥 吳明榮(中石化勝利油田分公司 物探研究院，山東 東營257022)

0 引言

“十一五”以來，勝利油田在“精細(xì)勘探東部穩(wěn)定基礎(chǔ)，創(chuàng)新突破西部實(shí)現(xiàn)發(fā)展”的整體工作思路的指導(dǎo)下，東部探區(qū)巖性油藏勘探取得了豐碩的成果，其中以灘壩砂巖油藏最為典型，通過科研攻關(guān)，在東營南坡、車鎮(zhèn)、沾化、惠民等地區(qū)均發(fā)現(xiàn)了規(guī)模區(qū)塊，累計(jì)探明石油地質(zhì)儲量2.1億噸，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益[1-2]。

針對灘壩砂巖油藏的勘探難點(diǎn)，研發(fā)形成了系統(tǒng)的技術(shù)系列：①研發(fā)高精度古地貌恢復(fù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了古地貌背景的準(zhǔn)確恢復(fù)；②應(yīng)用正演模型技術(shù)，明確了灘壩砂巖的地球物理響應(yīng)特征，建立了灘壩砂巖地震響應(yīng)特征與地震識別模式；③根據(jù)不同區(qū)帶灘壩砂巖發(fā)育的具體特點(diǎn)，開發(fā)了針對性的儲層預(yù)測描述方法[3]。上述研究成果，對深化了老區(qū)勘探的技術(shù)方法，保持了勝利油田東部探區(qū)勘探的穩(wěn)定發(fā)展，具有較高的借鑒、推廣意義。

1 灘壩砂巖地球物理特征

灘壩砂巖儲層廣泛發(fā)育于斷陷盆地緩坡帶，具有薄互層的巖性組合特點(diǎn)，儲層單層厚度薄、橫向變化快，灰質(zhì)、白云質(zhì)成分含量普遍較高，客觀上增加了儲層描述的難度[4-5]。東營凹陷灘壩砂體埋深在2000～4050米之間，單砂體一般厚3～5米，最大厚度可達(dá)15米。

壩砂厚度相對較大時，比較容易識別；灘砂地震相特征不明顯，地震常規(guī)剖面上很難識別。地層灰質(zhì)含量較重時，灘、壩地震相差異較小，頂面均呈現(xiàn)強(qiáng)振幅、席狀較連續(xù)反射。通過模型正演分析與實(shí)際資料的對比表明，不同的地層巖性組合模式具有不同的地震波形，可用地震波形信息進(jìn)行灘壩砂巖儲層預(yù)測；不同區(qū)帶灘壩砂巖發(fā)育特點(diǎn)的差異，不同區(qū)帶灘壩砂巖具有不同的地震反射特征，因此需要針對地質(zhì)特點(diǎn)選擇相應(yīng)的地震預(yù)測方法[6-7]。

2 地震資料特殊處理技術(shù)

常規(guī)三維地震資料對灘壩砂巖儲層的分辨能力偏低，且層內(nèi)地震反射弱、層次性差，連續(xù)性差，不能很好的滿足灘壩砂巖的識別與描述要求，因此，需要對常規(guī)資料進(jìn)行高分辨率處理，提高對灘壩砂巖的分辨能力，以適應(yīng)精細(xì)綜合解釋和儲層預(yù)測的需要。

小波變換和譜白化為常用特殊處理方法，小波變換在對某一尺度的信號進(jìn)行補(bǔ)償時，并沒有考慮高頻成分的吸收隨深度的增加；而譜白化方法的分窄頻帶通濾波采用的是經(jīng)典的傅利葉變換，在頻率域沒有任何時間分辨率，而在時間域沒有任何頻率分辨率，任一頻率成分都是所有時間的總效果[8]。小波變換和譜白化方法在高分辨處理方面均存在明顯不足，為此，在實(shí)際研究中將二者的優(yōu)勢有機(jī)地結(jié)合起來，提出了將小波變換與譜白化結(jié)合的地震高分辨率處理方法：首先利用小波變換時—頻域局域化好的優(yōu)點(diǎn)，將地震信號進(jìn)行小波分解，得到不同尺度下的分信號；其次，利用譜白化方法對各尺度信號進(jìn)行白化處理，補(bǔ)償高頻成分；最后將分尺度譜白化后的信號進(jìn)行小波反變換，得到高分辨率信號，取得了良好的處理效果。

3 灘壩砂巖分布范圍的宏觀預(yù)測

2004年高89井的鉆探拉開了濟(jì)陽坳陷灘壩砂巖油藏勘探的序幕，揭示了東營凹陷灘壩砂巖油藏巨大的勘探潛力。灘壩砂巖的宏觀分布范圍預(yù)測成為了亟待解決的問題。科研人員根據(jù)灘壩砂體的地質(zhì)成因、地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和地震反射特征，提出了通過恢復(fù)地質(zhì)時期古地形宏觀預(yù)測灘壩砂體發(fā)育范圍，利用地震波形分類預(yù)測儲層發(fā)育程度的研究思路，以此準(zhǔn)確預(yù)測灘壩儲層發(fā)育帶，在東營西部地區(qū)沙四段灘壩砂巖油藏勘探中取得了良好的效果。

3.1 高精度古地形恢復(fù)技術(shù)

地形研究的主要內(nèi)容包括古地貌恢復(fù)、古地貌單元劃分及分析古地貌對儲層分布的影響，進(jìn)而進(jìn)行有利儲集相帶的預(yù)測。常用的古地貌恢復(fù)方法大多都建立在“填平補(bǔ)齊”的地質(zhì)假設(shè)之上，因此，充分考慮各種地質(zhì)因素的影響，并予以適當(dāng)校正，是提高恢復(fù)精度的關(guān)鍵。

3.1.1 恢復(fù)宏觀古地形形態(tài)

根據(jù)填平補(bǔ)齊的原理，地質(zhì)時期宏觀古地形的形態(tài)可以通過恢復(fù)一定時期內(nèi)地層的地層厚度獲得。選擇適當(dāng)?shù)牧銋⒖济孀鳛楣藕穸然謴?fù)的起算面，是決定該方法準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素。根據(jù)層序地層學(xué)原理，發(fā)育于最大湖泛面附近的時間凝縮段具有區(qū)域分布范圍廣，且連續(xù)穩(wěn)定的特點(diǎn)，因此，通?？蛇x擇最大湖泛面作為零參考面。

在選擇合理的零參考面的基礎(chǔ)上，可以利用地震資料計(jì)算該層段的現(xiàn)今地層厚度。在構(gòu)造活動強(qiáng)烈、地殼升降運(yùn)動頻繁的地區(qū)，還需要對局部地區(qū)進(jìn)行剝蝕補(bǔ)償，通過剝蝕補(bǔ)償后的地層厚度基本可以反映一定地質(zhì)歷史時期古地形的宏觀形態(tài)。

3.1.2 多因素校正獲得高精度古地形圖

甲狀腺疾病的臨床檢查方法較多，影像學(xué)檢查包括超聲、核素掃描、CT、核磁共振等，每種方法都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。超聲檢查憑借其診斷價格低、性價比高、圖像清晰、結(jié)果準(zhǔn)確、可重復(fù)性強(qiáng)成為臨床上鑒別甲狀腺癌的有效方法[5]。

1）壓實(shí)校正

嚴(yán)格來說，在利用地層厚度恢復(fù)古地形形態(tài)的時，應(yīng)該首先恢復(fù)目的層段的古厚度，因此，對上述的計(jì)算結(jié)果，需要在剝蝕補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲簩?shí)校正。需要強(qiáng)調(diào)的是，地層的埋藏壓實(shí)是一個動態(tài)的過程，因此，壓實(shí)校正的最終目的是要將地層厚度恢復(fù)到零參考面所對應(yīng)的地質(zhì)時期。筆者認(rèn)為，單純考慮目的層埋深與巖性因子的校正方法，實(shí)際上存在對沉積埋藏過程的誤解[9]。在地層埋深達(dá)到一定的深度后，目的層對上覆地層的承壓響應(yīng)所產(chǎn)生的壓實(shí)比例會趨于一致，此時，目的層段在平面上的厚度差異才是古厚度恢復(fù)中需要考慮的最重要的因素，由此所產(chǎn)生的校正量將直接影響古地形的形態(tài)。因此，目的層段厚度、埋深、巖性因子等諸因素都應(yīng)在壓實(shí)校正中予以充分考慮。實(shí)際研究中可以利用“骨架厚度不變”原理計(jì)算出地層的原始厚度[10]。

2）斷層校正

利用地震資料計(jì)算的地層厚度并沒有靠慮由于斷層的存在造成的地層缺失，從而導(dǎo)致古地形形態(tài)的失真，在古地形圖上出實(shí)際中不存在的陡崖現(xiàn)象。因此需要根據(jù)斷層兩盤的實(shí)際厚度計(jì)算斷面上地層的斷缺厚度，給予適當(dāng)補(bǔ)償，使恢復(fù)結(jié)果更接近于地質(zhì)實(shí)際。

3）背景校正

上已述及，利用地層厚度恢復(fù)古地形是基于填平補(bǔ)齊的原理，實(shí)際上，沉積過程中沉積物的表面并不是一個水平面，而是具有一定沉積坡降的曲面，因此填平補(bǔ)齊原理本身會給古地形的恢復(fù)結(jié)果帶來系統(tǒng)誤差。為消除這種誤差，需要對恢復(fù)結(jié)果進(jìn)行古沉積背景校正。實(shí)際的校正過程主要考慮兩方面的因素，一是古沉積中心的位置，其二是計(jì)算點(diǎn)距離古岸線的距離。根據(jù)盆地的構(gòu)造-沉積發(fā)育特點(diǎn)可以大致確定地質(zhì)歷史時期古沉積中心的位置；從沉積中心到計(jì)算點(diǎn)的連線延伸到古岸線即可確定計(jì)算點(diǎn)至岸線的距離。針對不同地質(zhì)情況，確定古沉積坡降即可實(shí)現(xiàn)古地形的背景校正。

綜合上述，高精度古地形恢復(fù)是一個綜合分析的過程，需要多種方法、多種資料的的互相補(bǔ)充、相互完善[11]。

3.2 學(xué)習(xí)型地震波形預(yù)測技術(shù)

學(xué)習(xí)型地震波形預(yù)測技術(shù)，即在儲層正演模擬的基礎(chǔ)上，分析不同巖性組合的地震波形特征，總結(jié)各種波形與儲層發(fā)育程度和地層組合模式之間的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而利用實(shí)際井信息進(jìn)行地震相劃分及儲層預(yù)測的一項(xiàng)技術(shù)。

在理論模型正演的指導(dǎo)下，分析總結(jié)多口井沙四段灘壩砂巖發(fā)育層段巖性組合模式及對應(yīng)地震反射波形特征，并對分析結(jié)果按波形特征的不同進(jìn)行分類總結(jié)，然后利用分類產(chǎn)生的波形結(jié)構(gòu)模式，得到典型井旁道的模型道，并依次執(zhí)行計(jì)算機(jī)自動波形分類。在對博興洼陷灘壩砂巖的研究中，將目的層段地震波形自動分為十類，形成初始地震相圖，觀察結(jié)果與實(shí)際地質(zhì)情況的吻合程度。軟件允許從井旁道或井的合成記錄替換模型道，分類圖必須通過分類計(jì)算重新產(chǎn)生。因此，將總結(jié)出的10類波形結(jié)構(gòu)模式的代表井的井旁道替換掉自動分類的十類波形，重新計(jì)算結(jié)果，產(chǎn)生基于總結(jié)的10類波形結(jié)構(gòu)的地震相圖。通過波形分類得到的地震相很容易與測井相、沉積相對比，具有明確的地質(zhì)含義[13]，能夠較為準(zhǔn)確地反映灘壩砂巖儲層的分布規(guī)律，并與通過古地形恢復(fù)確定的灘壩砂體宏觀分布特征相吻合。

4 灘壩砂巖儲層地震屬性預(yù)測技術(shù)

地震屬性 (Seismic attribute)是指從地震數(shù)據(jù)中導(dǎo)出的關(guān)于幾何學(xué)、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)及統(tǒng)計(jì)特性的特殊度量值。在眾多地震屬性中，有些對特定的油藏環(huán)境比較敏感，有些對不易檢測的地下界面異常更有利，有些直接用于碳?xì)錂z測。地震屬性技術(shù)可從地震資料中提取隱藏其中的有用信息，提高地球物理學(xué)在石油工業(yè)中的應(yīng)用價值。因此，地震屬性的研究和應(yīng)用在隱蔽油氣藏勘探時期，越來越受到人們的重視[14-15]。在灘壩砂巖油藏的研究和勘探過程中，經(jīng)過不斷總結(jié)探索，最終開發(fā)形成了一套基于不同地震屬性的降維分析儲層定量評價技術(shù)，較好的解決了灘壩砂巖定量描述的問題，在實(shí)際生產(chǎn)中得到了較好的應(yīng)用。

4.1 局部區(qū)塊以單一屬性為主的儲層預(yù)測技術(shù)

灘壩砂巖研究初期，由于對沉積特征、平面發(fā)育規(guī)律認(rèn)識尚不夠深入，加之受“郵票式”三維地震資料的限制，研究工作主要在鉆探已發(fā)現(xiàn)的灘壩砂巖發(fā)育的個別局部區(qū)塊內(nèi)開展。同時，考慮到不同區(qū)帶、不同巖石物理相屬性參數(shù)與井震響應(yīng)關(guān)系的不確定性及局部區(qū)塊地震地質(zhì)條件的相對穩(wěn)定性，這一時期采用的研究方法主要是：從關(guān)鍵井分析入手，通過井震關(guān)系分析，找到能夠反映儲層分布的單一地震屬性進(jìn)行儲層平面預(yù)測。

4.2 區(qū)帶上的多屬性體重構(gòu)儲層預(yù)測技術(shù)

單一屬性無法解決區(qū)帶規(guī)模上灘壩砂巖發(fā)育情況的預(yù)測問題，需要綜合多種地震屬性進(jìn)行整體預(yù)測描述。地震體多屬性重構(gòu)技術(shù)就是將可反映儲層某一特征的不同類別的兩種或兩種以上地震屬性按不同的加權(quán)因子，采用代數(shù)運(yùn)算的方式實(shí)現(xiàn)重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)不同類地震屬性間的加強(qiáng)和互補(bǔ)。該技術(shù)具有對強(qiáng)(弱)異常信號放大的功能，可以有效識別強(qiáng)弱變化的分界線。

4.3 基于不同屬性的降維分析儲層定量評價技術(shù)

所謂基于不同屬性的降維分析儲層定量評價技術(shù)，是基于不同的數(shù)據(jù)體提取多種沿層地震屬性，通過交匯分析選擇出最佳的屬性組合，用該屬性組合與儲層參數(shù)采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法進(jìn)行人工智能儲層預(yù)測，來實(shí)現(xiàn)儲層定量評價的一項(xiàng)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)是在以往基于同相軸的單一地震屬性儲層預(yù)測的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，改進(jìn)了單一地震屬性在儲層預(yù)測方面存在的不足，實(shí)現(xiàn)了儲層描述從定性預(yù)測向定量描述的跨越[17]。

4.4 分頻解釋技術(shù)

分頻解釋技術(shù)是一項(xiàng)基于頻率的儲層解釋技術(shù)，顯示了一種全新的地震資料解釋方法，提供了結(jié)合三維可視化為主體的儲層精細(xì)描述解決方案。該技術(shù)在對三維地震資料時間厚度、地質(zhì)不連續(xù)性成像進(jìn)行解釋時，可在頻率域內(nèi)對每一個頻率所對應(yīng)的振幅進(jìn)行分析，這種分析方法排除了時間域內(nèi)不同頻率成份的相互干擾，突破薄層檢測λ/4的限制，可識別比λ/4更薄的層，從而得到高于傳統(tǒng)分辨率的解釋結(jié)果。

頻譜成像技術(shù)可有效的描述地質(zhì)反射層厚度的非連續(xù)性和巖性的非均質(zhì)性，這是因?yàn)檎嬲牡卣鸱瓷浜苌偈且院唵蔚拇髩K的易辨認(rèn)的反射體為主。此外，真正的地質(zhì)邊界很少沿著完全可分辨的地震反射的波峰和波谷分布。利用該技術(shù)將地震信息分解成一系列單一頻率的能量譜，利用能量譜和相位譜便可確定反射薄層，并可確定復(fù)雜巖石的層內(nèi)薄層厚度的變化，使解釋人員迅速而有效地基于薄層干涉確定不連續(xù)的地下地質(zhì)體。

目前常見的譜分解技術(shù)包括短時傅里葉變換、小波變換、最大熵等。短時傅里葉變換技術(shù)存在窗口問題，限制了垂向分辨率，而且不能適應(yīng)地層厚度的變化；常規(guī)小波變換使用尺度參數(shù)，與頻率參數(shù)難以直接對應(yīng)，地質(zhì)含義不夠明確。針對上述情況，通過對沾車地區(qū)的研究建立了分頻體線性回歸分頻預(yù)測技術(shù)、分頻能譜預(yù)測技術(shù)兩種有效的地震預(yù)測方法，突破了灘壩砂體預(yù)測的難關(guān)，實(shí)現(xiàn)了灘壩砂巖精細(xì)預(yù)測的目的[18]。

4.5 疊前屬性預(yù)測方法研究

常規(guī)疊后地震資料全角度多次疊加，損失了很多構(gòu)造、儲層及油氣信息，削弱了地震資料反映儲層變化特征的敏感性。在對疊前地震道進(jìn)行保幅處理和偏移歸位的基礎(chǔ)上，疊前地震反演充分利用疊前地震數(shù)據(jù)中豐富的信息，并結(jié)合各種測井資料，可提供更多、更敏感有效的數(shù)據(jù)體成果，可進(jìn)行儲集層巖性和物性反演，較疊后地震反演具有明顯的優(yōu)越性。通過疊前反演可以直接得到縱、橫波速度，進(jìn)而可以得到縱波阻抗、橫波阻抗、密度、泊松比、流體因子、μρ、λρ等巖石彈性參數(shù)數(shù)據(jù)體，對預(yù)測儲層的分布范圍具有重要意義，通過對疊前地震屬性進(jìn)行綜合分析，為油氣預(yù)測提供直接的方法[19]。

疊前屬性首次在中層灘壩砂儲層預(yù)測中應(yīng)用，取得了較好效果，疊前疊后屬性聯(lián)合應(yīng)用提高了對該區(qū)有效儲層分布規(guī)律的認(rèn)識。

5 結(jié)束語

通過近10年的研究，濟(jì)陽坳陷灘壩砂巖油藏的研究與勘探取得了輝煌的成就，伴隨著勘探工作的不斷深入，針對不同勘探發(fā)展階段的地球物理技術(shù)得到了長足的發(fā)展。經(jīng)過長期的理論研究與勘探實(shí)現(xiàn)，已形成了一套系統(tǒng)的灘壩砂巖儲層地震描述技術(shù)方法。面對日新月異的勘探形勢，在逐步深化完善靜態(tài)儲層描述技術(shù)的同時，加快地震動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，為灘壩砂巖未來產(chǎn)能建設(shè)服務(wù)，是下一步研究工作的重要方向。

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