喇嘛甸油田北北一区沉积相地震反演

陈方文，卢双舫，丁雪，吴逸豪，苑丹丹

（中国石油大学（华东）非常规油气与新能源研究院，山东 青岛 266580）

0 引言

近30年来，随着油气勘探开发的深入，为了更多地了解地层分布和岩相类型，国内外众多学者试图从地震信息中最大限度地提取地质信息，从而促进地震与地质两大学科间的联合，推动相关边缘学科的发展。20世纪70年代初，地震地层学出现，并得到快速发展，地震相分析是地震地层学的核心[1]，通过解释可将地震相转化为沉积相。1998年，曾洪流提出“地震沉积学”概念[2-3]，并将现代地球物理技术与沉积学研究结合起来进行沉积相分析。作为核心技术的地震90°相位转换技术、地震切片技术和分频解释技术等被广泛应用到对砂体类型和分布的预测[4-8]。

近年，国内外应用地震信息预测砂体类型和分布的常用方法基本可归纳为两大类：一类是纯粹依靠地震信息的地震属性分析方法，通过某种数学算法把地震数据转化为相应的属性信息，用来判断沉积地质体的边界和砂岩的分布[9-15]；另一类是综合地震资料和测井信息，应用地震反演把地震数据转化为对砂体响应特征敏感的声阻抗或地层电性信息，从而更精确地预测砂体类型和分布[16-19]。地震反演是一种定量预测储层的方法[20-21]，尤其在勘探开发初期，地震反演的结果是进行沉积相分析的重要依据。目前需要进一步完善的是，如何快速、充分地将反演结果应用到开发程度较高区块的沉积微相研究中，精细评价井间砂体类型和分布。本文以大庆长垣喇嘛甸油田北北一区为例，以沉积时间单元为分析时窗提取地震反演属性，结合测井解释的各沉积单元砂岩有效厚度，快速预测井间砂体类型和分布，并开展沉积微相精细研究，为预测剩余油分布提供依据。

1 沉积单元反演属性提取

1.1 沉积单元界面拟合

为了利用地震反演结果指导精细的沉积微相研究，有必要在时间域对各沉积单元的顶底界面进行划分。本次研究在地震合成记录和地震反射层位精细解释的基础上，结合井分层提供的各沉积单元厚度，按照各沉积单元在深度域中厚度百分比与时间域中的厚度百分数近似相等的原则，在时间域对各沉积单元界面进行趋势面拟合[22-26]。

图1为时间域剖面上各沉积单元界面拟合结果。在时间域剖面上，各沉积单元的界线在井点处与沉积单元分层相吻合，在井点之间则按照各沉积单元占研究层段的厚度百分比进行拟合、插值。通过在时间域中对各沉积单元界面拟合，进而建立三维沉积单元顶底界面构造格架，为提取各沉积单元地震反演属性提供基础。

图1 趋势面拟合沉积单元界线连井剖面

1.2 分析时窗选取

分析时窗与属性值有很大关系，一方面表现在时窗类型和位置的选取上，另一方面体现在属性本身的特性上[27]。 本次研究在前人研究的基础上[5，28]，总结了4种类型的地震反演属性分析时窗，分别为等时时窗、沿层时窗、等比例地层时窗和沉积单元时窗。

等时时窗是顶、底均为固定值，且具有一定厚度的分析时窗（见图2a），一般在层拉平后进行应用。沿层时窗是沿某一层位上、下各具有一定厚度的分析时窗（见图2b），以某一层位解释结果为基础，选取一定的时间范围作为分析时窗。等比例地层时窗是在一套相对较厚的地层中按照一定厚度比例选取分析时窗（见图2c），多用于勘探初期井点相对较少的区块。沉积单元时窗是以精细的沉积单元顶底界面为分析时窗（见图2d），适用于井网密集的开发程度较高区块[29]，需要利用相对密集的井点沉积单元分层数据，建立三维沉积单元顶底界面。

通过沉积单元时窗提取的地震反演属性，能够相对全面、准确地反映该沉积单元内砂体的类型和规模。本次研究在搭建各沉积单元三维顶底界面的基础上，选取沉积单元时窗作为分析时窗，分别提取目的层段 各沉积单元的地震反演属性。

图2 提取地震反演属性的分析时窗类型

2 地震反演应用

2.1 地震反演属性与砂岩有效厚度关系

在井震合成记录基础上，利用井点沉积单元分层数据建立时间域的沉积单元三维顶底界面格架，并以此为分析时窗，提取各沉积单元的地震反演属性，然后分别分析井点处地震反演属性值与砂岩有效厚度之间的关系。

图3展示了喇嘛甸油田北北一区PⅡ8+9，SⅢ8+9和SⅠ2等3个沉积单元的地震反演属性 （电阻率反演属性平均值和总和值）与砂岩有效厚度交会情况。在油田实际开发过程中，针对不同类厚度油层中各种类型的砂体厚度分布范围进行了定量划分，按照各沉积单元中砂岩有效厚度将沉积微相划分为河道、主体、非主体和表外等4种类型。

PⅡ8+9属于曲流河沉积，所沉积的砂体为二、三类厚油层，河道微相砂岩有效厚度大于2.8 m，主体微相砂岩有效厚度范围为0.5～2.8 m，非主体微相砂岩有效厚度小于0.5 m，表外微相砂岩有效厚度为0；SⅢ8+9属于三角洲内前缘砂体，所沉积的砂体为二、三类薄油层，河道微相砂岩有效厚度大于2.2 m，主体微相砂岩有效厚度范围为0.5～2.2 m，非主体微相砂岩有效厚度小于0.5 m，表外微相砂岩有效厚度为0；SⅠ2属于三角洲外前缘砂体，所沉积的砂体为三类薄油层，河道微相砂岩有效厚度大于1.6 m，主体微相砂岩有效厚度范围为0.5～1.6 m，非主体微相砂岩有效厚度小于0.5 m，表外微相砂岩有效厚度为0。

在地震反演属性与砂岩有效厚度交会图中，依据研究区目的层段各沉积单元河道、主体、非主体和表外等微相所对应的砂岩有效厚度范围，确定地震反演属性的分布范围（见图3）。通过对比各沉积单元的地震反演属性平均值和总合值区分河道、主体和非主体的能力，认为地震反演属性总和值识别河道、主体和非主体的效果相对较好。通过喇嘛甸油田北北一区沉积单元PⅡ8+9，SⅢ8+9和SⅠ2中河道微相砂岩有效厚度分布范围，确定它们所对应的地震反演属性总和值的下限门槛值分别为210，200和180，相应的分析精度分别为69.6%，63.8%和65.5%；主体微相砂岩有效厚度分布范围对应的地震反演属性总和值的下限门槛值分别为110，80和80，相应的分析精度分别为66.7%，63.5%和63.3%；非主体微相的分析精度分别为62.2%，65.6%和62.5%。

2.2 反演结果指导沉积相绘制

在弄清各沉积单元中各沉积微相地震反演属性与砂岩有效厚度对应关系的基础上，结合井点处沉积单元沉积微相，对各沉积单元沉积微相进行快速预测和分析。以喇嘛油田北北一区PⅡ8+9沉积单元为例，具体操作流程为：1）通过沉积单元分析时窗，提取喇嘛甸油田北北一区PⅡ8+9沉积单元的地震反演属性总和值（见图4a）；2）根据地震反演属性与砂岩有效厚度关系，确定该沉积单元地震反演属性总和值对河道、主体和非主体的响应下限门槛值分别为0，110和200（见图3）；3）依据反演属性总和值对河道、主体和非主体的响应下限门槛值，对反演属性图进行色标调整，获得反映各沉积微相分布特征的反演属性平面图（见图4b）；4）利用反映各沉积微相分布特征的反演属性平面图，确定PⅡ8+9沉积单元河道、主体和非主体等微相的展布特征，获得PⅡ8+9沉积单元沉积微相平面图（见图4c）。

通过反演结果指导绘制的沉积微相平面图，可以清晰反映河道和主体，即主要的含油砂体的展布特征和连通关系。喇嘛甸油田北北一区PⅡ8+9沉积单元主要发育河道和主体沉积微相，两者呈辫状展布，属于典型的辫状河沉积环境。根据该沉积单元砂体的展布和连通特征可以进一步合理配置油井和水井的注采关系。

图3 喇嘛甸油田沉积单元地震反演属性与沉积微相分析

图4 喇嘛甸油田北北一区PII8+9沉积单元反演属性及沉积微相

3 结论

1）在油田开发程度较高的区块，对时间域沉积单元顶底界面进行趋势面拟合，建立三维沉积单元顶底界面构造格架，为提取沉积单元地震反演属性提供基础，再依据沉积单元反演属性值与沉积微相的对应关系，绘制该沉积单元的沉积微相平面图。

2）根据反演结果指导绘制的沉积微相平面图，可以清晰反映河道和主体，即主要的含油砂体的展布特征和连通关系。根据该沉积单元砂体的展布和连通特征可以进一步合理配置油井和水井的注采关系。

[1]Sangree J B，Widmier J M.Inteprretation of depositional facies from seismic data[J].Geophysics，1979，44（2）：131-160.

[2]Zeng H L，Henry S C，Riola J P.Stratal slicing（PartⅡ）： Real 3-D seismic data[J].Geophysics，1998，63（2）：514-522.

[3]Zeng H L，Ambrose W A.Seismic sedimentology and regional depositional systems in Mioceno Norte，Lake Maracaibo，Venezuela[J].The Leading Edge，2001，20（11）：1260-1269.

[4]董春梅，张宪国，林承焰.有关地震沉积学若干问题的探讨[J].石油地球物理勘探，2006，41（4）：405-409.

[5]张军华，周振晓，谭明友，等.地震切片解释中的几个理论问题[J].石油地球物理勘探，2007，42（3）：348-352.

[6]雷明，王建功，刘彩艳，等.地震切片技术在安达工区的应用[J].石油地球物理勘探，2010，45（3）：418-422.

[7]陈春继，冯世民，莫阿玲，等.相移技术在岩性解释中的应用[J].石油地球物理勘探，2012，47（1）：95-99.

[8]关晓巍.基于双相介质理论的ABV油气检测技术及应用[J].断块油气田，2013，20（4）：435-438.

[9]凌云研究组.基本地震属性在沉积环境解释中的应用研究[J].石油地球物理勘探，2003，38（6）：642-653.

[10]印兴耀，周静毅.地震属性优化方法综述[J].石油地球物理勘探，2005，40（4）：482-489.

[11]曾忠，阎世信，魏修成，等.地震属性解释技术的研究及确定性分析[J].天然气工业，2006，26（3）：41-43.

[12]吕文彪，尹成，张白林，等.基于独立分量分析的地震属性优化[J].天然气工业，2008，28（9）：44-46.

[13]王世瑞，王树平，狄帮让，等.基于地震属性特征的河道砂体预测方法[J].石油地球物理勘探，2009，44（3）：304-313.

[14]王琦，李红梅.开发地震在大庆长垣喇嘛甸油田储层预测中的应用[J].石油与天然气地质，2012，33（3）：490-496.

[15]董清水，孙雷，楼仁兴，等.松辽盆地南部小城子地区下白垩统泉一段辫状河沉积判识标志与分布特征[J].石油实验地质，2014，36（2）：129-136.

[16]Pinnegar C R，Manisnha L.The S-transform with windows of arbitrary and varying shape[J].Geophysies，2003，68（1）：381-385.

[17]朱庆荣，张越迁，于兴河，等.分频解释技术在表征储层中的运用[J].矿物岩石，2003，23（3）：104-108.

[18]张辉，林春明，崔颖凯.三角洲沉积微相特征及其地震识别方法：以委内瑞拉卡拉高莱斯地区为例[J].石油物探，2005，44（6）：557-562.

[19]王彦辉，姜岩，张秀丽，等.三维地震解释技术及其在储层描述中的应用：以松辽盆地杏树岗油田X56区块为例[J].石油与天然气地质，2013，34（3）：407-412.

[20]王锡文，邓国振，韩福民，等.储层预测技术在厄瓜多尔西海岸地区的应用[J].地球物理学进展，2013，28（3）：1490-1496.

[21]何英伟.地震重构反演在大庆长垣剩余油预测中的应用[J].断块油气田，2013，20（2）：162-165.

[22]程红杰，胡祥云，田米玛，等.地震数据网格化方法研究[J].工程地球物理学报，2006，3（1）：28-32.

[23]李小明，刘德民，张品刚，等.趋势面分析在东欢坨井田构造研究中的应用[J].中国煤炭地质，2010，22（4）：6-9.

[24]杨立英，李瑞磊.松辽盆地南部深层火山岩、火山机构和火山岩相地质-地震综合识别[J].吉林大学学报：地球科学版，2007，37（6）：1083-1090.

[25]何星，杨友运，李映雁.二维趋势面约束法在富县地区长8油层组地质建模中的应用[J].岩性油气藏，2012，24（1）：100-103.

[26]宋宗平，姜传金，杨耀坤.兴城—丰乐地区深层火山岩储层识别[J].天然气工业，2007，27（8）：28-30.

[27]杨葆军，杨长春，陈雨红，等.自适应时窗相干体计算技术及其应用[J].石油地球物理勘探，2013，48（3）：436-442.

[28]Zeng H L，Ambrose W A.Seimic sedimentology and regional depositional systems in Mioceno Norte，Lake Maracaibo，Venezuela[J].The Leading Edge，2001，20（11）：1260-1269.

[29]胡望水，曾文倩，徐博，等.扶余油田东16-2区块密井网曲流河储层构型分析[J].断块油气田，2014，21（1）：53-56.