YQ地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层地震属性预测

曹鉴华，张学丰

(1.中国地质大学，北京 100083;2.北京大学，北京 100083)

YQ地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层地震属性预测

曹鉴华1，张学丰2

(1.中国地质大学，北京 100083;2.北京大学，北京 100083)

YQ地区奥陶系地层碳酸盐岩储层发育，储集类型以岩溶孔洞、裂缝型为主。由于储层非均质性极强，横向变化快，加之溶洞受填隙物及填充程度的影响，使得储层预测的难度很大。从奥陶系碳酸盐岩储层的地球物理响应特征出发，形成1套以地震属性优选、多属性融合、三维像素属性雕刻等为主的地震预测技术流程。利用这些技术手段对奥陶系岩溶孔洞类储层、风化壳顶面储层进行了预测，对这2类储层在平面和空间上的分布特征进行了定性描述和分析，其结果与实钻情况吻合，取得了较好的应用效果。

碳酸盐岩岩溶储层;三维地震属性;地震多属性融合;三维像素体雕刻

引 言

YQ地区位于塔里木盆地阿克库勒凸起的北部。近年来该地区通过投入三维地震勘探、深化成藏地质规律认识，在三叠系和奥陶系分别获得了油气勘探突破和见到良好油气显示，证实为较好的含油气区块［1］。

从已钻井情况看［2］，奥陶系主要发育碳酸盐岩岩溶储层，储层类型以岩溶孔洞和裂缝型为主。YQ地区岩溶类储层成因极其复杂，非均质性强，研究难度比较大，旷理雄等［3］从碳酸盐岩的成藏条件及成藏模式等对该类储层进行了详细研究，使用地震属性时，先对单个属性进行研究，然后有针对性地利用属性成果对储层做出定性或定量预测。本文依据岩溶类储层所具有的特殊地球物理响应特征，利用地震多属性融合技术对岩溶储层开展评价和分析，最后应用像素三维可视化技术对地震可分辨的溶洞体进行立体雕刻，获得其空间形态认识。

1 储层基本特征

1.1 岩性特征及主要储集类型

YQ地区奥陶系碳酸盐岩主要岩石类型［2］为泥晶灰岩、砂屑灰岩、白云质灰岩、结晶灰岩、灰质白云岩、白云岩及岩溶岩。其中泥晶灰岩、砂屑灰岩发育最好，分布最广。但由于经历了后期多类成岩作用的改造，储层基质的储渗性极差，而储层的非均质性极强。

该区主要储集空间为后期的构造及岩溶作用形成的分布极不均一的缝、孔、洞系统，并由此形成洞穴型、裂缝－孔洞复合型和裂缝型等储集类型［3－4］。该地区洞穴型储集层普遍发育，但充填严重，洞穴有效性差。裂缝－孔洞复合型为较好的储集层，孔隙度和渗透率都相对较大，与后期岩溶作用有关。裂缝包括成岩缝、溶蚀缝等，后者对储集性能改善作用贡献更大。

1.2 储层地球物理响应特征

溶洞型储层多分布在风化壳顶界面以下200内，在测井上具有低电阻、高伽马、低速度、低阻抗特征;而受风化、剥蚀、溶蚀等作用影响，裂缝在风化壳顶面附近易发育，深浅电阻率曲线呈现正差异特征［5］。

从地震响应上看，岩溶孔洞储层发育处与致密围岩存在速度和密度上的较大差异，往往会表现为亮点反射特征。如果纵向发育多层洞穴的话，还会呈现“串珠”状反射，与围岩存在明显差别。但由于储层埋藏较深，同时受制于地震资料的分辨能力，地震剖面可分辨的往往反映的都是体积较大的溶洞(至少大于1个采样率时间厚度)。而且其中充填程度不同，地震响应也不一样。而风化壳顶面的裂缝型储层则多具有较弱振幅响应特征。

图1为工区内联井地震振幅剖面，各井所钻溶洞发育处呈现明显的亮点串珠反射特征。

2 三维地震属性分析

地震属性分析在储层预测和油藏描述中应用非常广泛，是获取储层平面或立体分布特征的重要手段之一［6－7］。

2.1 地震属性选取

针对目的储层所具有的地震响应特征，选取2种属性：一种为与振幅能量变化相关的振幅包络属性，另一种为体现波形不连续性变化特征的相干属性。振幅包络属性为在原始地震数据基础上进行Hilbert变换后计算出的瞬时振幅属性。包络值越强，表明与邻近道之间的反射振幅值差异越大，能够有效突出由于岩性和物性变化而与围岩存在能量差异的目标储层。相干属性则是对邻近道波形特征之间的变化进行分析，相干值越低，表明地层横向不连续特征越强;相干值越高，表明地层连续特征越好。该属性在刻画断裂及地质体边界有很明显的效果，目前已经成为最常用的属性之一。

2.2 地震多属性显示融合

单个地震属性往往只与储层特征的某个方面关联，因此也只能从某个角度对储层进行定量或定性预测。多属性融合显示技术现在已经成为较为成熟的研究手段，使用融合成果可以同时对储层的不同方面特征做出综合预测，具体融合方式包括透明度控制显示融合、RGB三颜色模式属性融合［8－9］、三维属性交会融合等。

此处重点介绍基于三维可视化显示的透明度控制融合方法。选用2种或3种地震属性体，以某种属性体作为底层，调整其余属性体的属性值透明度分布曲线，使得部分特征样点保留显示并叠加覆盖在底层属性体上，其余样点则完全透明(透明度为100%)，然后属性体间以类似图层方式叠合显示，形成属性融合三维体。解释人员可采用制作切片方式或三维体显示方式刻画储层的变化形态特征。这种方式适合于具有不同类型属性间的融合如几何类属性与能量类属性。几何类属性(如相干属性)可反映地质体的边界变化，而能量类属性(如振幅属性)则突出地质体内部能量的差异，两者融合后的成果可同时刻画地质体内部变化和边界形态特征，由此更加突出目标地质体与围岩之间的差异。

2.3 三维可视化像素雕刻

三维可视化技术应用广泛，可以对地质体在三维空间中的分布做出形象的预测［10］。在三维地震数据加载进三维可视化软件后，每个数据样点都被转换成为一个三维像素体元(其体积大小近似为面元间距和采样间隔的乘积)，而每个三维像素体元都具有与源数据体相对应的振幅值(以RGB方式显示)，同时还包括一个暗度变量，该变量用来调整数据体的透明度，如此每一个地震道均被转换成为一个三维像素柱。在三维可视化环境中对这些像素体元进行显示控制，即调整透明度，将某些属性区域的像素体元渲染显示，呈现出全三维的形态样貌。进一步分析这些显示出来的像素体元，考虑体元存在的区域位置，参照相邻体元间有26个角度(包括体元的6个面、8个角和12条边)的接触关系来检测体元间的相互位置，若相邻像素柱上存在体元则将这些体元在该区域联结成一个大的像素体，其体积以构成的像素体元数目而定。这些像素体元不仅是在三维空间中显示，而且构成了多个像素集结体。

3 岩溶储层有利区域预测

3.1 溶洞型储层地震预测

图2 沿风化壳顶面往下平移30 ms时间位置的反射包络属性切片

根据已有井地震地质综合标定结果，岩溶溶洞型储层主要分布在风化壳顶面往下0～60 ms时间范围内。图2为沿风化壳顶界面往下平移30 ms时间位置的振幅包络属性切片。图中黄红色表示振幅包络强值区域，指示溶洞型储层的存在，而且包络值越强，表明储层内部速度与围岩差异越大，可以用于预测岩溶溶洞的充填程度。可以看出，工区内溶洞型储层十分发育，而且多呈条带状分布。这些条带状属性区域与现今风化壳顶面形态起伏无关，极有可能是风化壳内部保留下来的古河道区域，而古河道则是油气充填的重要区域［10］。可以预测，W9井北东方向构造相对高区域古河道呈现较密集分布特征，并延伸至W9井南构造斜坡区域，在斜坡区域属性值较大，预测古河道充填程度较低，可以作为目标区域考虑。尤其是W9井南区域，强值区域呈现“蛇曲状”特征，预测为工区内发育的古河道。工区中部(即W4井西侧)也存在东西走向并呈“蛇曲状”的紫色条带，表明有古河道发育，但整体充填严重。

选用包络属性体及相干属性体进行透明控制融合显示。将相干属性体中具有高相干值的采样点透明，保留低相干值域区域显示，然后叠合显示在包络属性体上，同时对包络属性体进行整体的透明度调整，使得颜色更为柔和，从而形成相干包络属性融合体。图3为沿风化壳顶面往下平移30 m时间位置的相干包络属性融合切片三维立体显示融合结果对岩溶孔洞的反映更为直观、更为形象其边界显示为黑色，中间因包络幅值不同显示为不同的颜色，紫红色、绿色都指示较高幅值，也反映出充填程度更低。成果图上有利颜色条带呈蛇曲状规律分布，表明目的层段发育古河道(即地下暗河)，与包络属性预测结论基本一致。

图3 沿风化壳顶面往下30 ms时间位置的相干包络融合属性切片立体显示

图4 三维工区较大溶洞地质体立体显示

截取目标层段反射振幅包络属性数据，调整透明度曲线，将包络强值样点保留，然后对整个数据时窗进行三维渲染显示。同时采用像素体雕刻功能，将邻近的采样点联结形成单个地质体，并用不同颜色表示其大小，地质体的体积也可直接通过统计单元像素体个数得到。图4为对该工区W9井附近较大规模的岩溶孔洞体雕刻效果图，溶洞体十分直观形象。考虑到实际地震数据纵向和横向的分辨能力，只能对有一定规模的溶洞体进行刻画分析。W9井在该目的层段钻遇了溶洞储层，并通过酸化压裂措施获得了较好的油气产能。其南部斜坡存在溶洞异常体，与相干包络属性融合上观察到的特征一致。

3.2 风化壳顶面储层预测

风化壳顶面岩溶储层由于遭受风化剥蚀、淋滤、溶蚀等作用改造，原来致密的灰岩地层孔隙增加，同时也发育大量裂缝，形成以裂缝为主的岩溶类储层。在反射振幅响应上强度明显要弱于致密灰岩段。选用对裂缝比较敏感的相干属性与包络属性进行融合，同时突出裂缝可能发育区域与弱振幅反射区域，图5为沿风化壳顶面的属性融合切片。

图5 沿风化壳顶面的相干与包络属性融合切片立体显示

图中红色指示振幅弱值，而黑色则指示可能的微断裂。可以预测，风化壳顶面岩溶储层有利区域主要分布在古构造背景上的残丘凸起区域，如W9井区、W3井－W11井区域以及工区东南角区域。而实际钻井也验证了这一点，在W3井风化壳顶面附近钻遇了裂缝型储层。

4 结论与建议

(1)YQ地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层发育，非均质性强，预测难度比较大。针对岩溶孔洞类储层，根据特殊地震响应特征，采用多属性融合手段突出储层平面分布特征，采用像素雕刻技术突出储层空间分布形态;针对风化壳顶面岩溶储层，从其成因出发分析地震响应特征，并采用相干属性与包络属性融合技术同时对裂缝发育状况和弱振幅响应区域做出预测，指出有利区域，为下一步的目标部署提供有利依据。

(2)风化壳顶面裂缝型储层有利区域分布在残丘凸起区域，如工区西侧W11－W3井区域、南部低幅度凸起区域等;工区古岩溶溶洞型储层较为发育，古河道由W9井北东方向往工区西南W3井方向展布，尤其是W9井南斜坡古河道特征明显可考虑下一步的钻探部署。

(3)多属性融合显示技术为地震属性预测提供了新思路，也提高了地震属性应用的效率。不同类型的属性在融合时可采用透明度控制混合以突出目标形态特征，注意在使用时选择多种有效地震属性进行显示融合。

［1］旷理雄，等.塔里木盆地阿克库勒凸起北部于奇地区奥陶系碳酸盐岩成藏条件及成藏模式［J］.石油勘探与开发，2007，34(3)：299 －303.

［2］旷理雄，等.阿克库勒凸起于奇地区YQ3井奥陶系碳酸盐岩油气成藏研究［J］.新疆地质，2006，24(4)418－421.

［3］旷理雄，等.塔里木盆地于奇地区碳酸盐岩储集层特征及其控制因素［J］. 新疆石油地质，2008，29(1)：15－18.

［4］闫相宾，等.塔中与塔河地区奥陶系岩溶储层形成条件的差异［J］.石油与天然气地质，2005，26(2)：202－207.

［5］康志宏.塔河碳酸盐岩油藏岩溶古地貌研究［J］.新疆石油地质，2006，27(5)：522 －525.

［6］ Chopra S，Marfurt K J.Emerging and future trends i seismic attributes［J］.The Leading Edge，2008，27(3)298－318.

［7］张延玲，等.地震属性技术的研究和应用［J］.地球物理学进展，2005，20(4)：1129 －1133.

［8］刘喜武，宁俊瑞.地震时频属性及其在油气地震地质技术应用的综述［J］.勘探地球物理进展，2009，3(1)：18－22.

［9］曹鉴华.RGB混频显示技术在某工区河道识别中的应用［J］.勘探地球物理进展，2010，33(5)：355－358.

［10］肖玉茹，等.古洞穴型碳酸盐岩储层特征研究——以塔河油田奥陶系古洞穴为例［J］.石油与天然气地质，2003 ，24(1)：75 －86.

Seismic attributes prediction of Ordovician carbonate karst reservoirs in YQ area

CAO Jian－hua1，ZHANG Xue－feng2
(1．China University of Geosciences，Beijing 100083，China;2．Beijing University，Beijing 100083，China)

In the Ordovician carbonate reservoirs in YQ area，karst cavities and fractures are dominant．The reservoirs are difficult to predict due to severe reservoir heterogeneity and drastic lateral changes as well as the effects of interstitial material and filling de-gree on cavities．Based on the characteristics of the geophysical response of the Ordovician carbonate reservoirs，a seismic prediction technology has been developed，including seismic attributes optimization，multi－attribute integration，and voxel attributes delineation．The technology has been applied to predict Ordovician karst reservoirs and top weathering crust reservoirs．The spatial distribution of the two types of reservoirs has been qualitatively described and analyzed，and the results coincide with practical drill data．

carbonate karst reservoir;three－dimensional seismic attributes;seismic multi－attribute integration;voxel geobody delineation

TE122.2

A

1006－6535(2012)02－0042－04

20110603;改回日期：20111018

国家自然科学青年基金项目“保持性成岩作用与深部碳酸盐岩储层保存机理”(41002029)

曹鉴华(1979－)，男，工程师，2004年毕业于西南石油大学应用地球物理专业并获硕士学位，现为中国地质大学矿产普查与勘探专业在读博士研究生，主要从事地震解释、地质综合研究工作。

编辑林树龙