◇中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院 苗哲瑋

目前，巖性油氣藏已經(jīng)成為油田企業(yè)勘探開發(fā)的重點，最為關(guān)鍵的問題是如何有效預(yù)測儲層砂體的展布特征和分布規(guī)律，現(xiàn)已成為相關(guān)從業(yè)者關(guān)注的熱點和難點。本文主要對90o相位轉(zhuǎn)換技術(shù)進行了分析與研究，首先簡要論述了90o相位轉(zhuǎn)換技術(shù)的基本原理，然后結(jié)合楔狀體模型以及實際資料，證實了該技術(shù)在儲層砂體預(yù)測中的優(yōu)勢，以期為油田儲層砂體預(yù)測提供一種新思路和新方法。

隨著我國經(jīng)濟的日益發(fā)展，各行各業(yè)及生產(chǎn)、生活對于油氣資源的需求量逐年遞增。據(jù)有關(guān)機構(gòu)統(tǒng)計表明，2020年我國石油和天然氣的消耗量分別為7.02億噸、3280億立方米，較2019年分別增加0.54億噸、216億立方米，對外依存度分別達到了73%、43%，油氣資源嚴重依賴進口已經(jīng)嚴重威脅了我國的國家安全和國民經(jīng)濟發(fā)展。近些年，我國油田企業(yè)不斷加大油氣資源的勘探開發(fā)力度，除了常規(guī)的構(gòu)造油氣藏外，巖性油氣藏也已成為油田企業(yè)的重要勘探開發(fā)目標及油氣增儲上產(chǎn)的重要發(fā)展方向。儲層砂體預(yù)測是巖性油氣藏勘探開發(fā)的基礎(chǔ)，因此如何對儲層砂體進行有效預(yù)測和精細刻畫是研究人員關(guān)注的熱點和難點[1-2]。目前，儲層砂體預(yù)測的技術(shù)較多，如地震反演、深度學(xué)習(xí)、AVO分析等，但這些技術(shù)需要依靠測井資料的約束以及工作人員的地質(zhì)認識，存在一定的不確定性，且工作量比較大，效率差。90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)是通過將地震數(shù)據(jù)的相位旋轉(zhuǎn)90°，不但有效克服了零相位地震數(shù)據(jù)的缺點，使地震同相軸可以與儲層的砂巖層相對應(yīng)，而且操作簡單，容易實現(xiàn)。

1 基本原理

通常情況下，用作地震解釋的數(shù)據(jù)都是需要經(jīng)過子波零相位化處理，零相位地震資料的優(yōu)點較多，主要體現(xiàn)在以下三點：①子波對稱性；②中心瓣與地震同相軸的反射界面一致；③高分辨率。但是上述這些優(yōu)點只適用于單一反射界面，主要有以下三種：①海底界面；②不整合面；③厚度比較大的砂巖頂面[2-3]。在實際地震資料中，尤其是陸相沉積盆地中，地下儲層的厚度通常較小，連續(xù)性較差，相帶寬度也較小，且沉積空間的變化比較劇烈。對于薄層而言，地震資料的反射振幅實際上是組合地震響應(yīng)，而不是單一的界面反射，它是薄層頂、底的綜合反映，因此，零相位地震資料與儲層的巖性并不存在一一對應(yīng)的關(guān)系，用它來進行巖性解釋存在很大的不確定性[3-4]。

90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)是將地震資料的相位旋轉(zhuǎn)90°，改變了地震反射波主瓣與儲層巖性的對應(yīng)關(guān)系，使地震同相軸與儲層巖性之間建立起了一定的橋梁，從而克服了零相位地震資料的缺點。從圖1可以看出，地震數(shù)據(jù)的相位從0°逐步轉(zhuǎn)換到90°的過程中，反射波同相軸的主瓣由之前對應(yīng)的儲層巖性界面逐漸變成儲層砂層的中心位置[4]。經(jīng)過90°相位轉(zhuǎn)換之后，地震數(shù)據(jù)的井震相位一致，不但有利于井震對比，而且提高了對薄互層砂巖的分辨率，最關(guān)鍵的一點是明確了儲層巖性和地震資料極性的對應(yīng)關(guān)系，從而進一步提高了地震資料的可解釋性[3-5]。

圖1 砂泥巖儲層的地震反射特征（改變相位情況下）

2 模型測試

本文設(shè)計了一個楔狀體模型，模型參數(shù)如下：砂巖最大厚度hmax=130m，砂巖速度V砂巖=3600m/s，砂巖密度Den砂巖=2.392g/cm3，泥巖速度V泥巖=3100m/s，泥巖密度Den 泥巖=2.304g/cm3。圖2是分別采用主頻f=30Hz的零相位和90°相位Ricker子波合成的地震記錄，道間距dx=5m。合成地震記錄所使用的Ricker子波對應(yīng)的波長λ=V砂巖/f=120m，則1/2λ=60m，1/4λ=30m。

從圖2（a）可知：當(dāng)1/4λλ時，砂巖的頂、底界面才可以對應(yīng)零相位地震資料的波峰和波谷位置；當(dāng)h<1/4λ時，砂巖頂、底界面的位置與零相位地震資料波谷、波峰出現(xiàn)不匹配，儲層的巖性界面和地震資料的振幅之間不具有單一的對應(yīng)關(guān)系。

從圖2（b）可知，不管h<1/4λ、h>λ時，還是1/4λ

圖2 不同相位Ricker子波的楔狀體模型正演結(jié)果

3 實際應(yīng)用

以墨西哥灣某油田中新世碎屑巖沉積層序為例，從傳統(tǒng)的零相位地震剖面上可以看出，井震相關(guān)性較差，砂巖的頂?shù)捉缑媾c地震反射同相軸的波峰、波谷吻合度較差，利用零相位地震資料進行儲層砂體預(yù)測，必然會出現(xiàn)較大的誤差（圖3（a））。圖3（b）為經(jīng)過90o相位轉(zhuǎn)換之后的地震剖面，從圖中可以看出，井震相關(guān)性較好，大部分井的砂巖層都對應(yīng)于地震剖面的波谷，不但厚層的砂巖與波谷的對應(yīng)關(guān)系較好，而且薄砂層與波谷的對應(yīng)關(guān)系也較好[6]。 經(jīng)過90o相位轉(zhuǎn)換之后的地震剖面近似于地震反演的波阻抗剖面，使其具有了巖性地層的意義，從而提高了儲層砂巖預(yù)測的可靠性。

圖3 實際工區(qū)過井地震剖面（引自Zeng，2005）

4 結(jié)論與分析

（1）90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)是一種簡便、高效、實用的儲層砂體預(yù)測技術(shù)，實際應(yīng)用效果較好，值得應(yīng)用推廣。相對于零相位地震資料，90°相位地震資料能夠在不改變原始資料能量、波形等特征的基礎(chǔ)上，使儲層砂體界面與地震反射波組界面具有更好的對應(yīng)關(guān)系，提高了儲層砂體預(yù)測的精度。

（2）90°相位轉(zhuǎn)換是一種重要的儲層砂體預(yù)測輔助技術(shù)，并不能完全代替地震反演。在實際應(yīng)用過程中，并不是一味的進行90°相位轉(zhuǎn)換，而需要根據(jù)井震匹配的具體情況來確定相位轉(zhuǎn)換的實際角度。

（3）儲層砂體預(yù)測的方法眾多，如屬性分析、地震反演、深度學(xué)習(xí)、頻譜分解等，在實際儲層砂體預(yù)測過程中，研究人員不能僅僅依靠90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)，而應(yīng)該綜合多種砂體預(yù)測技術(shù)的優(yōu)勢，取長補短，提高儲層砂體預(yù)測的精度和可靠性，從而為后續(xù)的勘探開發(fā)提供良好的技術(shù)支持。