地震河道检测技术在鄂尔多斯盆地上古生界的应用

地震河道检测技术在鄂尔多斯盆地上古生界的应用

贺晓1，焦健1，许建权2，许小强1

(1.陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安 710075；

2.中国石油勘探开发研究院西北分院，甘肃兰州 730020)

摘要：鄂尔多斯盆地上古生界河道砂体纵向相互叠置，横向变化快，非均质性强，属于典型的低孔低渗岩性油气藏，河道砂体的预测难度大。为解决这一问题，探索、试验和应用了多种先进适用的技术方法，包括古地貌分析、地震振幅属性分析、频谱分解、地震相分类和吸收系数等现有叠后分析技术，在鄂尔多斯盆地内不同研究区块开展了针对岩性油气藏的河道地震技术应用研究，精细刻画了河道沉积的特征。应用实践表明，结合鄂尔多斯盆地内不同研究区块的地质特点，选择和利用上述地震技术能够有效识别盆地内上古生界岩性油气藏的河道砂体，效果较好。同时还形成了一套适合鄂尔多斯盆地的河道识别技术系列，为鄂尔多斯盆地陆相河道研究提供了借鉴。

关键词：叠后；频谱分解；地震相分类；吸收系数

中图分类号：P631.44

作者简介：第一贺晓(1978年生)，男，硕士研究生，现从事石油天然气勘探研究工作。邮箱：273527639@qq.com。

Application of Seismic Techniques to Upper Paleozoic Channel

Detection in Ordos Basin

He Xiao1, Jiao Jian1，Xu Jianquan2，Xu Xiaoqiang1

(1.ResearchInstituteofShaanxiYanchangPetroleum(Group)Co.,Ltd.,Xi’an,Shaanxi710075,China；2.NorthwestBranch

ofPetroChinaResearchInstituteofExplorationandDevelopment,Lanzhou,Gansu730020,China)

Abstract:It is very hard to identify the channel sand body of Upper Paleozoic in Ordos Basin, because of its vertical overlying, dramatic lateral, and strong heterogeneity. It is typical lithologic reservoir of low porosity and low permeability. To solve the problem, multiple advanced techniques were explored, tested and applied, such as Paleogeomorphology analysis, seismic amplitude analysis, spectral decomposition, seismic facies classification, absorption coefficient and other techniques for post-stack analysis. Application research on channel seismic techniques for lithologic reservoirs in different areas of Ordos Basin was carried out, and channel sedimentary features were described subtly. Application showed that these seismic techniques could effectively identify channel sands of Upper Paleozoic in Ordos Basin, combined with the geological characteristics of different study areas in the Basin. Meanwhile, systematic channel identification techniques applicable for Ordos Basin were developed, providing a reference for continental facies channel research in Ordos Basin.

Key words: post-stack; spectral decomposition; facies classification; absorption coefficient

鄂尔多斯盆地上古生界属于海陆交互—陆相沉积环境，储层为分流河道砂岩，由于河道变迁频繁，砂泥岩相互叠置，单砂体厚度薄，储层非均质性强[1-6]。以往研究河道的方法通常在常规地震剖面上进行，沿层切片分析并进行常规属性(如振幅、相位、频率属性)的提取。此类技术适用于海相或深湖相大套泥岩背景下的河道砂岩刻画，对陆相河道沉积识别，尤其是鄂尔多斯盆地上古生界砂泥岩交互的陆相河道砂体识别效果不佳。本文在目前地震描述方法的基础上，以鄂尔多斯盆地不同区块山西组山23亚段和下石盒子组盒8下亚段为目标，开展了针对性的方法研究，准确识别了陆相河道的分布特征。

1 古地貌恢复技术

古构造剖面又称为古地理—古构造恢复剖面，是将某些有地质意义的层位认为是古时期的沉积平面，然后将这一层位向上时移拉平，就可以得到古构造剖面，其目的是研究这一层在其沉积时期与其他各层之间的关系[7-9]。古地貌恢复技术就是利用这一原理，通过地震解释技术，将相当于某一时期地质层位的地震反射层拉平，来研究地质历史时期地层构造和沉积情况。

在SLG地区，运用古地貌恢复技术对河道进行了识别。该区盒8段构造相对简单且平缓，断层不发育，地层属辫状河沉积体系，为多期河道沉积，且单期河道沉积厚度较小(3～5m)。砂体发育，砂岩压实作用较弱；同时横向上地层速度变化相对较小，盒8段上部的盒7段底部界面基本属于等时沉积平面。

从层位拉平处理剖面上看(图1a)，su14井处盒8段时间厚度较大，下凹现象非常明显，盒8段底部为弱反射特征，因此解释为高能叠置河道沉积。su21井处盒8段时间厚度较大，下凹现象不明显，盒8段底部为中—强反射特征，解释为平流叠置河道沉积(图1b)。

可以看出，地震古地貌恢复方法基本适用于SLG地区，可以利用该方法进行储层沉积特征及河道识别研究。值得注意的是，由于研究区河道砂体叠置频繁的沉积特点，该方法只适用于盒8段沉积期河道的识别。

图1　层位拉平处理剖面识别河道图 Fig.1　Channel identification with horizon flattening process section

根据盒8段顶部层位拉平处理结果，结合盒8段区域构造、沉积及储层地质等特征，总结了SLG地区叠置河道的综合解释原则：

(1)在层位拉平剖面上，盒8段时间厚度较大，下凹现象明显、盒8段底部为中—弱反射，处于拉平面以下较深部位，为古地貌(构造)较低部位，反映沉积时期水动力作用较强烈，解释为高能叠置河道。

(2)古构造恢复剖面上，盒8段时间厚度较大，下凹现象不明显，盒8段底部为中—强反射，处于拉平面以下相对较浅部位，为古地貌(构造)较高部位，反映沉积时期水动力作用相对较弱，解释为平流叠置河道。

(3)古构造恢复剖面上，盒8段时间厚度较小,基本无下凹现象，盒8段底部为弱反射，处于拉平面以下浅部位，为古地貌(构造)高部位，反映沉积时期水动力作用较弱，解释为叠置河道间沉积或废弃河道沉积。

2 瞬时频率分析技术

常规地震属性众多，体现了地震波的动力学特征，包含振幅、频率和相位等参数。地震频率属性为常用的地震动力学特征之一，它包含了有关地下地质体的岩性、物性及流体信息。通常孔隙岩石吸收地震波的能力较强，导致地震波的频率降低[10-14]。

在SLG地区，盒8段地层河道砂岩孔隙较泥岩要高许多，而河道间等低能环境沉积的粉砂岩、泥质砂岩则与泥岩孔隙相当，由于砂岩通常位于主河道部位，因此利用频率属性定性识别出主河道，就能够大致判断有利砂岩储层的分布范围。

图2　瞬时频率属性沿层切片识别SLG地区 盒8段辫状河道图 Fig.2　Identification of braided channel with horizon slices of instaneous frequency property in 8th member of Shihezi Formation，SLG area

图2为SLG地区盒8段瞬时频率属性沿层切片，由蓝到红，瞬时频率属性逐渐变低，反映了水动力条件由弱到强的特征；红色条带集中的地方代表了高能主河道位置，蓝色和紫色代表了低能河道沉积部位。图2中所示的河道摆动频繁，河流分岔及合并复杂，平面上呈辫状分布，反映了该区盒8段辫状河沉积的特点。

3 分频处理解释技术

地震分频技术可揭示地层的纵向整体变化规律、沉积相带的空间演变模式，并能对整个研究区的薄层厚度和地质体的非连续性进行检测。通过频率扫描，确定合适的频率值，以突出地质体的频率响应[15]。

图3为分别采用20Hz、40Hz和60Hz频率对SLG东部地区上古生界下石盒子组盒8段所做的分频调谐体沿层切片，图中黄色、红色为主河道，根据调谐频率计算结果并参考井点厚度信息，认为20Hz分频反映了砂体厚度为20～25m的厚砂体河道，40Hz分频反映了砂体厚度为10～20m的河道，而60Hz分频则揭示了砂体厚度小于5m的河道。从中可以看出，SLG地区河道具有多期性分布的特点，相互叠置，厚度不一，反映在钻井结果上就是砂体钻遇率很高，但砂泥互层明显，砂体厚度变化大。该结果和目前已知井点吻合很好。通过对这3个频率数据体的综合研究，对研究区不同厚度砂岩分布情况有了大致的了解。

图3　盒8段分频调谐体沿层切片图 Fig.3　Horizon slices of frquentcy tubing cube in the 8th member of Shihezi Formation

4 地震相分类技术

地震相分类是在地震道波形特征的识别和分类的基础上进行的。地震道波形是地震响应参数(振幅、相位、频率等)的综合反映,因此，它的变化将直接影响到地震响应的各种参数的综合变化[16]。利用该技术有助于减少用单一地震属性，如振幅、相位、频率等对相划分带来的多解性。

图4　GJH地区山西组山2 3亚段地震相分类结果图 Fig.4　Seismic facies classification of the submember of the 3rd member Shanxi Formation in GJH area

利用该技术对鄂尔多斯盆地东部GJH地区上古生界山西组山23亚段进行了研究。该区山23亚段属于海陆过渡沉积环境，处于三角洲前缘，水下分流河道发育，砂体厚度薄，普遍小于10m。地震相分析的结果(图4)不仅精细地刻画出了研究区内山23亚段三角洲前缘砂体(图4中红色及棕黄色)的分布范围，而且发现在研究区北部存在一条古河道。经研究认为,该河道是在早古生代马家沟组沉积时期形成的暗河垮塌背景上发育的河道。

5 吸收系数技术

不同的岩石吸收系数不同，甚至差别很大，其主要受地层岩性、厚度和孔隙流体的影响。通常砂岩的吸收系数比泥岩、石灰岩大，而当砂岩含油气时，其吸收系数增大更加明显。对于陆相沉积而言，吸收系数与地层的泥质含量及孔隙度密切相关，心滩、河道砂岩厚度大，储层物性、含油气性较好，一般具有较高的吸收系数，表现为中—强吸收异常。河道间、废弃河道砂岩通常呈薄互层分布，储层物性、含油气性较差，表现为弱吸收异常。利用该原理，可以对河道砂岩进行预测，尤其是砂岩含油气时，效果更为明显[17]。

利用吸收系数技术对鄂尔多斯盆地东部GJH地区盒8段气层进行了检测，由图5可以看出明显的分流河道和沉积间湾的分布。高吸收系数区，河道砂岩发育，也是气层有利区，实际钻探结果和分析结论完全相符。

图5　GJH地区盒8段吸收系数分布图 Fig.5　Absorption coefficients of the 8th member in Shihezi Formation,GJH area

6 结束语

通过利用当前叠后地震解释方法，对鄂尔多斯盆地上古生界陆相沉积河道进行了识别及刻画，形成了一套叠后河道描述系列技术。该系列技术方法操作简单，快速经济，具有很好的适用性，能有效应用于该盆地多个天然气区块的陆相河道识别，为油气田勘探提供了技术支持。然而，同其他地震储层预测方法一样，这些技术系列的应用也具有其特定的适用条件，应在仔细研究区块的地质沉积特点、地震资料分辨率及信噪比的基础上，采用纯波地震数据进行分析，多种方法相互配合验证，才能降低河道描述的多解性，获得较好的应用效果。

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