泊松阻抗在PX井区N1s1油气检测中的应用

时秀朋

（中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院西部分院，山东东营　257000）

泊松阻抗在PX井区N1s1油气检测中的应用

时秀朋

（中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院西部分院，山东东营257000）

PX井区沙一段储层多为砂泥互层，储层厚度薄。声波在储层中的传播速度略大于在围岩的，在含油气后与在泥岩中的速度差异更小，利用常规的纵波阻抗难以检测储层含油气性。文中试图从弹性参数出发，引入泊松阻抗，利用泊松阻抗属性分析方法对PX井区沙一段储层进行了含油性检测。预测结果与已钻井测井解释成果相吻合，有效地预测了PX井区沙一段有利含油储层的分布特征；同时，也证实了泊松阻抗属性分析方法是进行储层油气检测的一种重要手段。

泊松阻抗；泊松比；油气检测；PX井区

0　引言

随着地震勘探技术的发展，叠前AVO属性分析及叠前弹性参数反演是目前认为检测储层流体最为行之有效的方法［1-4］。但是，鉴于二者检测技术都需要利用含远偏移距振幅信息的叠前地震资料，并涉及道集资料的保幅处理等问题，加大了油气检测的难度。众所周知，弹性参数泊松比对于储层饱含油气与饱含水时具有明显降低的特性，因此，有学者提出了将泊松比与密度结合起来，作为一种新属性进行储层流体的检测，并将其定义为泊松阻抗［5］。近年来，解吉高等［6］结合岩石物理分析，利用泊松阻抗对西非海岸盆地H区块进行了有利目标预测，并描述了有利储层的空间展布特征。孙喜新［7］利用泊松阻抗属性对平湖气田进行了砂岩含气性检测，取得了明显的效果。

PX井区位于车排子凸起，在石炭系基底之上自下而上发育了白垩系下统吐谷鲁群、古近系、新近系沙湾组、塔西河组、独山子组及第四系。诸多探井钻探证实了新近系沙湾组是该区的主力产油层系。总体上，从井区东南至西北方向由厚变薄至尖灭，岩性主要以辫状河三角洲平原、前缘厚层砂岩与含砾砂岩为主［8］。沙湾组自下而上可划分为沙湾组一、二、三段，井区内已钻井解释油层多位于沙一段。在2012年，该井区沙一段上报探明储量3 080.90×104t，展现了该层系良好的勘探前景。钻井成果也证实了沙一段储层多为砂泥互层，单储厚度一般小于10 m［8-9］。测井资料分析表明，油、水层速度在1 800～2 400 m/s，泥岩速度在2 000～2 800 m/s，储层与泥岩速度难以区分［10］，利用常规的纵波阻抗难以检测储层含油气性。为此，本文试图从弹性参数出发，引入泊松阻抗对PX井区沙一段储层进行油气检测，预测PX井区有利含油气区。

1　泊松阻抗的计算原理

已有研究表明，在通常情况下，可以利用纵波阻抗、横波阻抗和泊松阻抗进行交会，来识别储层岩性及含油气性［11-13］。如图1所示，纵波阻抗与横波阻抗交会分析显示出不同岩性、不同流体的纵横波阻抗呈一定的线性关系，虽然有一定的差异，但是均有部分重叠，仅依靠单一的纵波阻抗或横波阻抗很难区分开岩性及储层流体，但将纵波阻抗旋转至泊松阻抗位置，发现泊松阻抗可以较准确描述砂泥岩及储层流体，因此，定义

式中：AI，SI，PI分别为纵波、横波、泊松阻抗，m/s·g/ cm3；c为常数。

c决定了坐标轴旋转角度，而角度则由旋转后的PI能否有效识别砂泥岩及储层流体来确定。

图1　纵、横波阻抗交会示意

由于阻抗为速度与密度乘积，定义泊松阻抗对应的速度为泊松速度，则式（1）可写成：

式中：vp，vs，vσ分别为纵波、横波、泊松速度，m/s；ρ为密度，g/cm3。

由式（3）可以看出，泊松速度具备速度量纲，同时，可以发现vσ会随着vs/vσ的增大而减小，具有和泊松比一样可以反映岩性及流体的特性。式中的常数c为图1中岩性-流体趋势线的斜率的倒数，它倾向于使泥岩部分的vp和vs近于平行，这样，vp与cvs的差异与速度和深度无关，从而使得vσ与速度和深度不相关。

综上所述，利用泥岩段纵波、横波速度线性关系，求得斜率的倒数（即常数c），代入式（3）中求取vσ，进而得到PI。

2　泊松阻抗的应用

沙一段是车排子PX井区的重要生油层系。分析该区已有资料得知沙湾组油藏以岩性油气藏为主，虽然多口探井已钻遇储层，但综合解释或试油为水层，表明并未对该区储层含油气性进行较好的预测，因此，利用泊松阻抗这一属性对沙湾组一段展开流体检测，为该区的储量上报奠定基础。

2.1井点处泊松阻抗曲线的计算

PX井区完钻的PX1井在沙湾组解释油层12.5 m/ 1层，水层17.4 m/3层；PX2井于沙湾组解释油层2.3 m/1层，差油层2.47 m/2层；PX3井沙湾组解释油层7 m/2层，含油水层12.7 m/2层，水层32.3 m/2层。本文将上述3口井目的层段的含油、水砂岩及泥岩的纵、横波阻抗进行交会，分析发现二者具有较好的线性关系，并对其进行线性拟合（见图2，红色实线为泥岩的纵、横波速度关系曲线），得

由图2可知，相关系数为0.974。由前文可知，c=1/ 0.704 6-1.42，得

图2　PX井区沙一段纵、横波阻抗交会

依据上述井资料求得的泥岩纵、横波关系，计算了PX1井目的层段的泊松比、泊松阻抗。从该井的纵波阻抗与泊松比的交会图分析得知，泥岩、含油砂岩与含水砂岩的纵波阻抗与泊松比有一定差异，但均有一定的重叠（见图3）。

图3　目的层段纵波阻抗与泊松比交会

若旋转纵波阻抗坐标轴，图中不同岩性、储层流体对应的数据散点差异将更为明显（见图4）。PI小于2900 m/s·g/cm3的区域，油层占90%以上；PI大于3 100 m/ s·g/cm3的区域为泥岩；PI在2 900～3 100 m/s·g/cm3，为水层或含油水层。因此，泊松阻抗较单独的泊松比及纵波阻抗，可以更好地区分含油储层，描述不同岩性和储层流体类型，具有类似流体因子的作用。

图4　目的层段泊松阻抗与泊松比交会

2.2应用效果分析

利用重构的泊松速度曲线进行反演，得到泊松阻抗数据体，来进行储层及储层含油性预测。图5为过PX1—PX2井连井泊松阻抗属性剖面。该图显示PX1井在沙一段钻遇的3个水层和1个油层（测井解释油层12.5 m/1层，水层17.4 m/3层）在剖面中均有明显的异常反映；PX2井仅在沙一段底部有1个含油异常显示，与该井的测井解释油层2.3 m/1层，差油层2.47 m/ 2层相对应，上部虽有2段砂岩，但物性差，泊松阻抗属性剖面中也没有异常显示，由此看见，反演得到的泊松阻抗预测的油水层与已钻井的测井解释结果基本吻合，说明该方法可以准确检测储层的含油性。

提取目的层段的含油储层平面分布（见图6），可以看出含油异常区主要集中在为PX1井和PX2井夹持地区（2条黑线虚线描述区域）和PX1井东部地区。结合该区的地质特征，沙一段砂体自PX1，PX2井向西逐渐超剥尖灭，泊松属性也指示含油异常逐渐减弱，且预测的含油气异常区与PX1井区在2012年上报的已探明储量预测平面图基本一致。综合分析认为泊松阻抗属性可以较好地检测储层含油气性，并能有效预测含油气储层的分布特征。

图5　过PX1—PX2井连井泊松阻抗反演剖面

图6　PX井区沙一段泊松阻抗含油预测

3　结束语

泊松阻抗为泊松比和密度的结合属性，利用该属性在车排子PX1井区沙湾组的储层预测及储层含油性检测都取得了较好的应用效果，并且在平面上预测了有利含油储层的分布特征，为该区沙湾组的储量上报及井位部署提供可靠的指导依据；同时，也证实了泊松阻抗属性分析方法在复杂岩石物理条件下预测有利储层的可行性和有效性。

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［3］杨文采.地球物理反演的理论与方法［M］.北京：地质出版社，1997：42-48.

［4］孙豪志，范祯祥.弹性波介质中纵、横波速度反演［J］．石油地球物理勘探，1994，29（6）：678-685.

［5］Quakenbush M，Tuttle S C.Poisson impedance［J］.The Leading Edge，2006，25（2）：128-138.

［6］解吉高，刘志斌，张益明，等.利用泊松阻抗进行油气检测［J］.石油地球物理勘探，2013，48（2）：273-278，316.

［7］孙喜新.泊松阻抗及其在平湖砂岩气藏检测中的应用［J］.石油地球物理勘探，2008，43（6）：699-703.

［8］宋玲.多源多相复杂储集层预测：以春风油田新近系沙湾组一段1砂组为例［J］.断块油气田，2014，21（5）：597-600.

［9］王军.准噶尔盆地车排子地区新近系沙湾组沉积特征［J］.油气地质与采收率，2013，20（4）：30-36.

［10］张云银，张建宁.准噶尔车排子地区沙湾组含油砂岩地震正演模拟［J］.石油勘探与开发，2010，37（1）：38-42.

［11］张敏.伪波阻抗反演在永进油田储层描述中的应用［J］.断块油气田，2007，14（6）：19-20.

［12］陆基孟.地震勘探原理［M］.北京：石油工业出版社，1993：163-172.

［13］Mark Quakenbush，曹谊.一种新的地震属性：泊松阻抗［J］.油气地球物理，2009，7（2）：50-53.

（编辑朱丽）

Application of Poisson impedance attributes in hydrocarbon detection at first member of Shawan Formation in PX well area

Shi Xiupeng
（Western Branch of Research Institute of Exploration and Development，Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Dongying 257000，China）

Reservoirs at the first member of Shawan Formation in the PX well area are almost sand-mud interbed，and the reservoir thickness is small.Research shows that the velocity in sand is little faster than that in surrounding rocks.But the velocity difference between reservoir and mudstone becomes smaller when the reservoir contains hydrocarbon.So it is hard to use the P-wave impedance to identify hydrocarbon reservoirs.This paper attempts from the elastic parameters，and introduces the Poisson impedance.The attribute analysis of Poisson impedance is used to detect the hydrocarbon reservoirs at the first member of Shawan Formation in PX well area.Predicted results coincide with the logging interpretation results of the drilled wells，the distribution characteristics of the favorable hydrocarbon reservoirs at the first member of Shawan Formation are predicted effectively in PX well area.At the same time，the Poisson attribute analysis is confirmed to be an important hydrocarbon detecting method.

Poisson impedance；Poisson ratio；hydrocarbon detection；PX well area

TE19

A

10.6056/dkyqt201504013

2015-02-18；改回日期：2015-04-30。

时秀朋，女，1981年生，博士，2010年毕业于中国石油大学（华东）地质学专业，现从事地球物理技术的研究。E-mail：shixiupeng.slyt@sinopec.com。

引用格式：时秀朋.泊松阻抗在PX井区N1s1油气检测中的应用［J］.断块油气田，2015，22（4）：469-471，480.

Shi Xiupeng.Application of Poisson impedance attributes in hydrocarbon detection at first member of Shawan Formation in PX well area［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（4）：469-471，480.