陳 軍 駱 璞

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009)

薄砂體儲層定量預(yù)測技術(shù)應(yīng)用研究
——以WZ工區(qū)為例

陳 軍 駱 璞

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009)

單層厚度小于1/4個波長的薄層砂體，其厚度已經(jīng)小于傳統(tǒng)意義上的地震垂向分辨率。但是研究認(rèn)為，在調(diào)諧效應(yīng)下，薄層砂體厚度與地震反射振幅是存在線性相關(guān)關(guān)系的。利用這一特征，對WZ工區(qū)內(nèi)兩種不同類型的薄層砂體——大套泥巖夾單層砂體和砂泥巖薄互層砂體分別開展定量儲層預(yù)測研究，通過體雕刻技術(shù)直接定量預(yù)測單砂體的厚度，通過層段的縱波阻抗平均值預(yù)測薄互層砂體總體厚度，最終獲得薄層砂體的平面展布特征和厚度變化趨勢。

薄層砂體 調(diào)諧效應(yīng) 定量儲層預(yù)測 體雕刻技術(shù)

薄儲層的定量預(yù)測，是儲層預(yù)測中的一大難題。眾所周知，地震垂向分辨率一般定義為1/4個波長，當(dāng)單層厚度小于該值時，則被定義為薄層。由于調(diào)諧效應(yīng)地震勘探難以獲得薄儲層的地質(zhì)信息，1/4波長已是地震勘探分辨率的極限[1-3]。但是前人通過大量的研究證明，在相對保持振幅、頻率、相位和波形的處理條件下，結(jié)合合理的鉆井和地質(zhì)信息，儲層預(yù)測是可以突破1/4波長這一地震分辨率極限的[4]。

薄層砂體大致可以分為兩種形式：大套泥巖夾單層砂巖和砂泥巖薄互層。本文對WZ工區(qū)內(nèi)這兩種類型的薄儲層分別進(jìn)行研究，從薄儲層的地震響應(yīng)特征著手，通過疊后約束稀疏脈沖反演技術(shù)對目的層開展定量預(yù)測工作，取得了較好的效果。

1 薄層砂體的地震響應(yīng)特征

1.1 大套泥巖夾單砂體儲層

當(dāng)?shù)卣鸩▊鞑ミ^程中經(jīng)過單層厚度小于1/4波長的地層時，會產(chǎn)生調(diào)諧效應(yīng)，無法在地震剖面上識別出該套砂體的頂?shù)追瓷浣缑妗５牵?Liu Jianlei等等在2006年通過楔狀模型進(jìn)行正演模擬，結(jié)果表明儲層厚度小于1/4波長時峰值振幅隨著楔狀體厚度增加呈近于線性關(guān)系增長[5-8]。在儲層預(yù)測過程中，利用薄層儲層厚度與調(diào)諧振幅的線性關(guān)系，可半定量或定量預(yù)測薄砂巖儲層分布及厚度變化情況。

圖1 SAWZ-10-SAWZ-5井ANG層段砂層對比

對于WZ工區(qū)，本地區(qū)地震資料的主頻為28 Hz，目的層段的平均速度大概為2 700 m/s，因此本地區(qū)的地震垂向分辨率(1/4波長)為24 m。WZ-6st井在ANG-Ⅱ段頂部的ANG-2-1號砂體就是典型的大套泥巖夾一層單砂體情況(圖1)。該砂體厚度為8.5 m，遠(yuǎn)小于本地區(qū)的垂向分辨率，上下均為泥巖夾持，并且橫向變化快，平面分布十分局限。從地震剖面上可以觀察到，該層砂巖具有高連續(xù)、強(qiáng)振幅的反射特征(圖2)。而臨近的SAWZ-2、SAWZ-3和SAWZ-4井在該層段不發(fā)育砂巖，地震剖面上這3口井在相應(yīng)位置的反射振幅表現(xiàn)為低連續(xù)、弱振幅的反射特征(圖3)。這一現(xiàn)象客觀證實了前面介紹的觀點。

圖2 過WZ-6st井地震剖面

圖3 過SAWZ-2井(左)和SAWZ-3、SAWZ-4井(右)的地震剖面

1.2 砂泥巖薄互層儲層

本地區(qū)薄層砂巖的另一種存在形式是多層薄層砂巖與泥巖相互夾持，形成砂泥巖薄互層。在砂泥巖薄互層中，由于每個單層砂體厚度小于調(diào)諧厚度—1/4個波長，因此在地震剖面上只能表現(xiàn)出砂層組的整體響應(yīng)，而無法觀察到某一個單層砂體的反射特征。

張亞敏在2008年通過砂泥巖薄互層模型進(jìn)行正演模擬，證明砂巖百分含量會對薄互層的反射振幅造成影響[9-11]。根據(jù)正演模擬得到的結(jié)果表明，當(dāng)砂巖百分含量逐漸增大時，薄互層的反射振幅也會隨之增大，而縱波阻抗也表現(xiàn)出相類似的特征。這一現(xiàn)象說明對于砂泥巖薄互層類型的儲層，雖然不能對單層砂體進(jìn)行有效預(yù)測，但是可以根據(jù)反射振幅的整體響應(yīng)與砂巖的發(fā)育程度之間的關(guān)系對砂巖厚度進(jìn)行定量預(yù)測。

圖4 SAWZ-10井-SAWZ-5井LPC-Ⅱ段砂體對比

圖5 過SAWZ-3(左)、SAWZ-4(右)井地震剖面

圖6 過SAWZ-5井地震剖面

WZ工區(qū)內(nèi)LPC-2-5號砂體為這種砂泥巖薄互層的類型(圖4)。SAWZ-3井在該層段砂巖最為發(fā)育，三層砂巖累計厚度達(dá)到14 m，離該井很近的SAWZ-4井砂巖變薄，厚度為8.9 m。從地震剖面上觀察，SAWZ-3井在這套砂泥巖互層的頂部表現(xiàn)為強(qiáng)振幅的特征，而到鄰近的SAWZ-4井，由于砂巖減薄，反射振幅明顯減弱(圖5)。SAWZ-5井在該層段不發(fā)育砂巖，在地震剖面上表現(xiàn)出了明顯的空白反射特征(圖6)。

2 巖石物理分析

為了確定本工區(qū)內(nèi)砂巖儲層是否對縱波速度較為敏感，是否能用縱波阻抗有效區(qū)分砂巖和泥巖，需要開展巖石物理分析工作。在這之前首先對測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使工區(qū)范圍內(nèi)標(biāo)志層的各條測井曲線響應(yīng)值基本一致。

圖7 SAWZ-3井AC與GR曲線交會圖

然后對標(biāo)準(zhǔn)化后的測井曲線進(jìn)行交會分析，從SAWZ-3井AC與GR兩條曲線交匯分析來看(圖7)，本地區(qū)總體上砂泥巖速度存在較大差異，砂巖縱波速度明顯高于泥巖的速度。其中SAWZ-3井LPC-2-5段的砂巖儲層表現(xiàn)出明顯的低伽馬、高速度特點，說明在本地區(qū)可以利用縱波阻抗對砂泥巖進(jìn)行有效區(qū)分。

3 反演效果分析

通過巖石物理分析明確了研究區(qū)內(nèi)主要目標(biāo)儲層的敏感參數(shù)之后，利用測井約束的稀疏脈沖反演方法完成ANG-2-1號砂體和LPC-2-5號砂體的儲層預(yù)測工作[12]。

由于WZ-6st井的ANG-2-1號砂體屬于比較典型的大套泥巖夾持單層砂體的類型，上下泥巖的厚度較大，單砂體的厚度為8.5 m。從反演剖面上看，井點處砂體位置縱波阻抗明顯升高，能夠清晰地看到砂體的垂向展布特征。說明縱波阻抗反演結(jié)果能比較清晰地刻畫出該套砂體的特征(圖8)。

圖8 過SAWZ-2和WZ-6st井ANG-2-1段反演剖面

圖9 過SAWZ-2和WZ-6st井ANG-2-1號

砂體雕刻結(jié)果

在得到較清晰刻畫砂體的反演結(jié)果后，利用Jason軟件的體雕刻模塊，根據(jù)巖石物理分析得到的砂巖縱波阻抗值域范圍，對砂體進(jìn)行精細(xì)定量預(yù)測。雕刻結(jié)果能較清晰地刻畫出砂體的垂向展布特征(圖9)。根據(jù)雕刻結(jié)果計算出該套砂體的平面厚度圖(圖10)。平面上看，該套砂體分布范圍有限，主要以近北東向的條帶狀分布于WZ-6st井附近。

圖10 ANG-2-1號砂體平面厚度與ANG-2top

構(gòu)造疊合圖

LPC-2-5層段中的砂巖儲層以砂泥巖薄互層的形式存在，雖不能直接預(yù)測得到儲層厚度，但可以利用縱波阻抗來預(yù)測該層段中砂巖發(fā)育程度。從反演剖面看，SAWZ-3和SAWZ-4井砂巖較為發(fā)育，而反演結(jié)果在該層段表現(xiàn)為明顯的高阻抗特點。鄰近的SAWZ-5井不發(fā)育砂巖，剖面上表現(xiàn)為低阻抗(圖11)。與鉆井揭示的儲層發(fā)育情況基本一致，說明反演結(jié)果能很好地反映儲層展布特征。

圖11 過SAWZ-3、SAWZ-4井和SAWZ-5井反演剖面

根據(jù)從反演結(jié)果提取的縱波阻抗均方根屬性圖(圖12)，在平面上LPC-2-5段砂體多呈塊狀或條帶狀分布，整體上砂體由北東方向往南延伸，與本地區(qū)的物源方向完全一致。SAWZ-3、SAWZ-4和SAWZ-6井位于三角洲前緣水下分支河道砂體的主體部位，砂巖較為發(fā)育，三口井鉆遇的砂巖厚度分別為14 m、8.9 m和7.8 m。而SAWZ-5井和WAKO-3井位于河道砂體的側(cè)翼，砂巖不發(fā)育，井上也未鉆遇到砂巖?？傮w來說，預(yù)測得到的特征與鉆井揭示的規(guī)律比較一致，說明反演結(jié)果可靠。對于砂泥巖薄互層儲層，雖然不能直接預(yù)測得到單層儲層的平面厚度，但是可以根據(jù)井點處的縱波阻抗值與井上目的層段的砂巖百分含量擬合得到這個地區(qū)砂巖百分含量與縱波阻抗的線性關(guān)系式:

y=1e-05x-66.77

(1)

圖12LPC-2-5層段縱波阻抗均方根屬性圖

圖13LPC-2-5層段砂巖百分含量度與LPC-2-5top構(gòu)造疊合圖

圖14LPC-2-5層段砂巖厚度與LPC-2-5top構(gòu)造疊合圖

式中x為縱波阻抗值(g/cm3·m/s)，y為砂巖百分含量(%)。將平面屬性圖換算得到平面砂巖百分含量圖(圖13)。更直觀地刻畫出WZ工區(qū)內(nèi)LPC-2-5層段中砂巖的平面展布情況。最后可以根據(jù)預(yù)測得到的平面砂巖百分含量圖乘以地層厚度，得到砂體的厚度展布特征(圖14)。

4 結(jié)論

(1)對于厚度小于1/4個波長的薄層儲層，合理地利用調(diào)諧效應(yīng)中儲層厚度與地震響應(yīng)特征的關(guān)系，是能夠完成對薄層儲層的定量預(yù)測的。

(2)對于大套泥巖夾單層砂巖類型薄儲層，可利用反射特征與儲層厚度間的相關(guān)關(guān)系對薄儲層進(jìn)行有效預(yù)測。并且利用體雕刻技術(shù)將儲層從反演結(jié)果中提取出來，從而得到薄層砂體的厚度展布特征。

(3)對于砂泥巖薄互層類型薄儲層，因調(diào)諧效應(yīng)的存在，可利用砂巖百分含量與地震振幅間正相關(guān)關(guān)系對薄互層的砂巖發(fā)育程度進(jìn)行有效預(yù)測，結(jié)合地層厚度認(rèn)識，最終得到薄互層中砂巖的總體厚度。

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(編輯 韓 楓)

Application of thin-layer sandstone quantitative prediction technology: taking WZ work area as an example

Chen Jun，Luo Pu

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany，SINOPEC，Yangzhou225009,China)

For thin-layer sandstone with thickness less than 1/4 wavelength， its thickness is less than traditional seismic vertical resolution.But the research shows that there is a linear correlation relationship between the layer thickness and seismic reflection amplitude of thin layer sandstone in tuning effect.Taking advantage of this feature，we conducted quantitative reservoir prediction study on two different types of thin sandstone:a single sandstone within large set of mudstone and thin sand-shale interbeded.The body sculpture technology was directly used to quantitatively predict the thickness of single sandbody,and the total thickness of the thin interbeded sandstone was predicted by the zonal compressional wave impedance average value.Finally we obtained the plane distribution feature and thickness change trends of thin layer sandstone

thin layer sandstone；tuning effect;quantitative reservoir prediction;body sculpture technology

2016-05-24；改回日期：2016-07-07。

陳軍(1968—)，高級工程師，主要從事地震資料解釋工作。電話：0514-87761712，E-mail: chjun.jsyt@sinopec.com。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.03.006

P631.4

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