李晨磊， 蔣 將

(1. 長江大學 地球科學學院，湖北 武漢 430000； 2. 鳳山縣地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站,廣西 鳳山 547600)

研究區(qū)為新采集高分辨率三維工區(qū)南部斷階帶，面積約150 km2。構(gòu)造上位于溱潼凹陷中西部斷階帶，南以泰洲凸起為界，北為溱潼凹陷內(nèi)斜坡西段，東鄰溱潼主凹，西鄰港口次凹。自20世紀70年代以來，先后上鉆了二十多口探井，發(fā)現(xiàn)了角墩子、洲城、祝莊、淤溪等含油構(gòu)造群，主要開采層位上部以Es、Ed為主，下部以Ef1、Et為主。目前泰州組在淤溪井區(qū)獲得工業(yè)油流，但由于構(gòu)造形態(tài)不明，淤溪油田未能有效開發(fā)，祝莊Ef1先后上鉆了X7、X8、X3、X255、X223、X140、X260、X41、X71、X48這10口井獲低產(chǎn)油流外，沒有真正的突破。近幾年實施的祝莊—儲家樓三維地震勘探，洲城、角墩子油田得到有效開發(fā)，取得了豐富的地質(zhì)成果和油氣成果。工區(qū)已探明石油地質(zhì)儲量619×104t，其中洲城已上報Es1、Ed2探明儲量250×104t；角墩子上報Es1、Ed探明儲量270×104t；祝莊已上報Ef1探明儲量226×104t；淤溪已上報Et探明儲量73×104t。鉆井資料揭示的地層表明：斷階帶鉆遇的地層層序正常。自下而上依次為：下第三系泰州組、阜寧組一～四段、戴南組一～二段、三垛組一～二段及上第三系鹽城組一～二段，第四系東臺組。下第三系與上第三系 ，第三系與第四系之間均呈不整合接觸。主要研究目的層為：阜寧組、泰州組。

1 反演技術(shù)思路及流程

波阻抗反演的優(yōu)劣取決于關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量把關(guān)、方法的正確應(yīng)用及參數(shù)的正確選擇。關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要指低頻地質(zhì)模型的建立和相對波阻抗反演，圍繞前者需要做好的是構(gòu)造地質(zhì)模型的正確建立、層位的準確標定、子波的正確提取以及測井標準化的實施；圍繞后者主要是在正確構(gòu)造模型建立的條件下，準確提取子波以及選取正確的反演參數(shù)[1-2]。對測井資料進行標準化處理，在層位精細標定和構(gòu)造精細解釋基礎(chǔ)上，運用寬帶約束反演方法對目標區(qū)塊三維地震數(shù)據(jù)體進行測井約束波阻抗反演。

2 合成記錄

層位標定及子波反演是聯(lián)系地震和測井數(shù)據(jù)的橋梁，在地震反演中占有重要地位。只有在子波提取和層位標定較準確的情況下，才能獲得高精度的預測結(jié)果。

層位標定的好壞直接影響到子波的反演結(jié)果，而子波的正確性又對層位的準確標定具有重大影響。為了獲得真實可靠的地震子波，本區(qū)對工區(qū)所有井都進行了合成地震記錄，在目的層段用交互迭代的方法完成子波估算。估算的子波為近似零相位的混合相位子波，其相位譜在有效頻段內(nèi)基本穩(wěn)定，振幅譜與地震的振幅譜基本吻合。用該子波與測井波阻抗制作的合成記錄與井旁道匹配良好，說明所估算的子波真實可靠，可用于層位標定、合成記錄的制作和地震波阻抗反演。圖1為X8井合成記錄，通過X8井標定，Ef3段表現(xiàn)為一組頻率較高的平行相地震反射，與上下砂層相比低阻抗整體表現(xiàn)較低；X280井顯示Ef1段表現(xiàn)為一組信噪比較低的空白相反射，與上部Ef2段強反射特征存在明顯差異，該組地層單砂層較薄，地震資料反射為多套砂層復合波組，不能設(shè)別處單砂層，但砂巖段波阻抗明顯高于泥巖段。

圖1 X8井合成地震記錄

圖2為泰州組標定，工區(qū)內(nèi)僅在淤溪井區(qū)鉆探到泰州組，通過淤2及淤2b井合成記錄標定顯示為兩個強反射波組，合成記錄顯示地震資料不能識別單砂層，砂巖段整體表現(xiàn)為高阻抗特征。

圖2 泰州組合成記錄標定

3 模型建立

由于主要南部斷階帶地層落差較大，各斷塊地層的缺失情況不同，地層模型的建立對反演的結(jié)果影響較大，因此在斷階帶進行反演時模型建立尤為重要。本次使用了復雜的建模技術(shù)，使模型與實際地震解釋剖面一致。

研究區(qū)斷階帶整體發(fā)育3個大斷塊，這3個斷塊間地層埋深落差大，所以在建模時首先考慮這3個斷塊間的斷層建模，建立各塊間的上下盤地層發(fā)育關(guān)系及斷塊內(nèi)部發(fā)育的地層結(jié)構(gòu)。圖3為斷階帶二維模型，模型顯示在斷階帶建立了6條斷層，7個層位，頂部以880 ms作為頂界面，底界用溱潼邊界斷層作為底界面，模型基本描述了實際地震解釋框架(見圖4)，而對于斷塊內(nèi)一些小斷層，在本次建模中已忽略，基本不影響反演結(jié)果。

圖3 斷階帶二維地質(zhì)框架模型

圖4 斷階帶二維地質(zhì)模型解釋地震剖面

4 反演參數(shù)選擇

在稀疏脈沖反演過程中，關(guān)鍵參數(shù)為λ，λ是一個描述聲阻抗輸出道的分辨率和合成地震道與實際地震道的符合程度。稀疏脈沖反演的重要工作就是選擇一個合適的λ值，在反演過程中選取合理的λ值，就能既保證阻抗體的信噪比，又能最大限度的提高分辨率[3-6]。

圖5為λ值選取質(zhì)量控制圖，圖a表示信噪比，一般信噪比越高越好，但信噪比與地震數(shù)據(jù)體及地下儲層厚度有關(guān)，當?shù)卣痼w分辨率較低而儲層厚度又較薄時，信噪比則較低，為了盡量提高分辨率，在JASON反演中一般選取信噪比穩(wěn)定時λ值；圖b表示與井曲線相關(guān)性，該值同樣越高越好；圖c表示井曲線標準方差，也是越高越好；圖d表示稀疏系數(shù)，圖e表示誤差值，選取越低越好。

圖5 λ值選取質(zhì)量控制

經(jīng)過多次試驗證明，本區(qū)采用λ值確定為8，信噪比較高，且開始穩(wěn)定，與井曲線相關(guān)性大于0.31，井曲線標準差1.2，稀疏系數(shù)0.925，組合誤差在0.5。

5 反演效果分析

連井剖面顯示：在20 m×20 m面元地震數(shù)據(jù)的稀疏脈沖反演縱向上反映了各個層段阻抗變化，但對層段內(nèi)部各砂層基本無識別能力。因此用20 m×20 m網(wǎng)格數(shù)據(jù)進行反演無法有效識別儲層空間變化。

5.1 10 m與20 m 網(wǎng)格數(shù)據(jù)淺層反演對比

對10 m網(wǎng)格數(shù)據(jù)及20 m網(wǎng)格數(shù)據(jù)分目的層進行了不同的反演試驗對比，淺層選洲城區(qū)塊Qk18井、洲6井、洲12b及QK17B連井剖面進行反演對比，反演阻抗剖面10 m網(wǎng)格面元數(shù)據(jù)分辨率明顯比20 m網(wǎng)格面元數(shù)據(jù)高(見圖6)，QK18井的I0油層在10 m數(shù)據(jù)體上有弱負阻抗反射，而在20 m數(shù)據(jù)體上與其下地層形成復合負阻抗特征，在阻抗體上無法識別。由此可見10 m網(wǎng)格面元數(shù)據(jù)在淺層可以通過常規(guī)波阻抗反演較好的識別儲層。

(a)南部斷階帶10 m間距反演阻抗連井剖面 (b)南部斷階帶20 m間距反演阻抗連井剖面

5.2 10 m與20 m 網(wǎng)格數(shù)據(jù)深層反演對比

在深層Ef3段以下，兩套數(shù)據(jù)反演結(jié)果也有明顯差異，10 m網(wǎng)格面元數(shù)據(jù)分辨率同樣明顯與20 m網(wǎng)格面元數(shù)據(jù)不同。在20 m數(shù)據(jù)體上，砂組上段表現(xiàn)為一個強阻抗反射，在10 m數(shù)據(jù)體上表現(xiàn)為兩個強阻抗反射。但由于阜三段以下地層都為薄層砂泥巖互層沉積，兩套數(shù)據(jù)阻抗都不能識別單砂層。

通過上面的反演工作顯示，用常規(guī)稀疏脈沖反演方法進行儲層預測有如下幾個難題：①儲層薄，砂泥交互；②地震的主頻低，與薄砂泥巖地層要求不匹配，地震資料頻帶不能滿足需要；③波阻抗對部分儲層段不能很好的分辨。

6 解決方案

針對工區(qū)資料特征，為了得到較為真實可靠的預測結(jié)果，在研究中優(yōu)選儲層預測方法：在稀疏脈沖反演基礎(chǔ)上，采用阻抗約束條件下的高斯協(xié)同隨機模擬地震反演處理方法進一步反演處理，提高該區(qū)目標區(qū)有利儲層的分辨能力。

隨機反演尤其是在分辨薄儲層方面具有明顯的優(yōu)點，儲層分辨能力較高，明顯高于稀疏脈沖等反演方法，具有精細儲層描述的能力。反演結(jié)果與測井數(shù)據(jù)吻合程度很高，并與實際地震反射資料及構(gòu)造因素具有較好的相關(guān)性。但該方法也有其局限性：一般適用鉆井資料較多、勘探開發(fā)程度較高的三維工區(qū)，在鉆井較少的地區(qū)會因統(tǒng)計規(guī)律不強而產(chǎn)生假象。

6.1 變差函數(shù)確定

針對本區(qū)反演層段長，多目的層，阻抗差異大的特點，在反演時采用分井段反演，分段制作變差函數(shù)。阜一段為薄砂泥巖互層，儲層展布以北西向為主，但橫向相對變化穩(wěn)定，因此橫向變化范圍x取1 000 m，y取1 500 m，z值取10 m，sill值為變差系數(shù)取0.53。阜三段變差函數(shù)確定時以西北斜坡作為參考依據(jù)，橫向變化范圍x取1 500 m，y取2 000 m，縱向z值取8 m，變差系數(shù)sill值取1.2，基本描述儲層縱橫向變化情況。

6.2 反演效果分析

反演連井剖面顯示：砂泥巖強弱阻抗對比明顯，縱向分辨率有明顯提高，與測井曲線吻合較好。圖7為過淤溪的反演縱橫向剖面，剖面顯示泰州組油層在高部位呈現(xiàn)透鏡狀砂體，與低部位砂層可能不連續(xù)，底部為砂層側(cè)向與弱阻抗泥巖對接，有巖性圈閉潛力。

圖7 過淤溪斷塊阜一至泰州組阻抗十字剖面

過祝莊構(gòu)造的波阻抗剖面，剖面顯示阜一段一油組砂巖相對不太發(fā)育，二油組以下砂巖明顯開始發(fā)育，阻抗剖面表現(xiàn)為高阻抗特征，由于泥巖各隔層太薄，實際反演不能識別隔層。阻抗剖面顯示阜一段儲層發(fā)育，且向高部位儲層明顯好于低部。過東48井主測線剖面，剖面顯示過東48井儲層發(fā)育，油層頂部儲層向高部位連續(xù)性好，斷塊間砂層明顯錯開，與實際油氣井顯示完全吻合。

6.3 反演成果

阜三段上砂組儲層由東向西逐漸變差，下降盤東部角墩子儲層最發(fā)育，向西至變差，至蘇190下部又出現(xiàn)一扇狀強阻抗帶；斷階帶阻抗也由東向西逐漸降低，洲城下部阜三段儲層最發(fā)育，東48井區(qū)儲層相對較差，到西部可能以泥巖為主，儲層基本不發(fā)育。阜三段下砂組阻抗平面展布圖，阻抗展布總體與上砂組一致，表現(xiàn)為東高西低特征，角墩子及洲城斷塊儲層最發(fā)育，向西慢慢減薄表現(xiàn)為習狀砂特征(見圖8)。

(a)淤溪—祝莊斷階帶阜三段上砂組阻抗平面分布 (b)淤溪—祝莊斷階帶阜三段下砂組阻抗平面分布

阜一段儲層展布與阜三段總體趨勢基本一致，東厚西薄特征，洲城下部儲層發(fā)育，祝莊斷塊雖然斷塊小，但也是儲層發(fā)育區(qū)，向西東48斷塊，儲層開始變差，阻抗值介于細砂巖—泥質(zhì)砂巖值之間，高部位阜一段一油組儲層明顯不發(fā)育，在向西儲層變好；鉆井顯示阜一段二油組儲層發(fā)育，已鉆探到二油井6口，基本都位于祝莊斷塊，阻抗平面圖8顯示祝莊斷塊東西兩頭儲層發(fā)育，中間儲層相對不發(fā)育，西部淤溪斷塊目前僅東46井鉆遇，儲層預測顯示儲層相對發(fā)育區(qū)，構(gòu)造高部位儲層明顯變差。泰州組僅在淤溪斷塊及祝莊斷塊發(fā)育，已有10口井鉆遇該層，鉆井揭示該套油層組儲層發(fā)育，阻抗反演顯示祝莊斷塊、淤溪斷塊儲層發(fā)育，向西儲層油變差趨勢。