90°相位旋转技术在储层预测中的应用——以鄂尔多斯盆地彬长区块长81油层组为例

范久霄,黎小伟,袁春艳,王善明

(中国石化 华北油气分公司 勘探开发研究院，河南 郑州 450006)



90°相位旋转技术在储层预测中的应用

——以鄂尔多斯盆地彬长区块长81油层组为例

范久霄,黎小伟,袁春艳,王善明

(中国石化 华北油气分公司 勘探开发研究院，河南 郑州 450006)

鄂尔多斯盆地彬长区块延长组长81是鄂尔多斯盆地南缘主要勘探开发层系之一，其上覆长73底部发育的张家滩页岩形成的地震强反射界面及长81储层较薄的地质沉积特征，造成常规地震数据体预测储层多解性较强。通过对张家滩页岩与长81储层速度、反射强度对比分析及组合模式的研究，提出了彬长区块长81油层组基于90°相位旋转技术的三维地震属性优选储层预测方法。运用90°相位旋转使地震反射的主要同相轴与地质上的储层有较好的对应，使地震相位具有岩性地层意义；运用正演模型分析、反射结构对比及多时窗属性优选等技术对目标储层进行预测，认为90°相位旋转下一定时窗内的反射强度及振幅属性能较好地对长81储层进行了预测。

90°相位旋转；薄砂层；储层预测；彬长区块；鄂尔多斯盆地

彬长区块位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西南部，处于渭北隆起与伊陕斜坡交汇处。工区主要目的层延长组长81油层组属于典型的陆上沉积，为辫状河三角洲平原相，平面上砂体呈窄条状展布。纵向上呈交错、迁移、加积叠加，多期河道间存在细粒夹层，非均质性较强[1-4],且空间变化大，砂体横向连续性差，储层往往较薄[5]。长81(1)和长81(2)小层是该区主要的储集体。长81(1)小层呈南西-北东向展布，水下分流河道砂体宽一般为0.8～3.4 km，砂厚在4 m～12 m，平均厚度为8.4m。长81(2)小层呈南西-北东向展布，水下分流河道砂体宽一般为1.0～2.4 km，砂体厚度在4.4～14.4 m，平均厚度为8.7 m。长81在地震剖面上波组特征复杂，剖面结构差异不明显(往往以复合杂乱的反射波组特征为主)，其反射波振幅、反射强度等属性是多套岩性组合的地震响应，混合了来自薄层顶、底的反射[6-8]。同时，长73底发育张家滩页岩，形成一套强的反射界面[9-12]。利用常规数据即标准的零相位地震剖面只能使厚层间的界面取得最大振幅及较高的分辨率，但对薄层而言，反射振幅是组合地震响应，零相位地震数据并不利于其岩性解释[13]。90°相位转换技术是将地震相位旋转 90°，使反射波主瓣提到薄层中心, 以此来克服0°相位波的缺点。转换后地震反射的峰( 或谷) 对应于地层, 而不是对应于地层的顶、 底界面, 这使得地震反射同相轴与地质岩层相对应, 地震相位也就具有了岩性地层意义[14-15]。

1　90°相位转换技术适用性

常规地震资料处理一般都进行子波零相位化处理，将零相位地震数据用作地震解释的优点，包括子波对称、中心瓣(最大波峰位置)与反射界面一致、具有较高的分辨率等。但是，只有当地震反射来自一个单一的界面(如海底、主要不整合面、厚层块状砂岩的顶面等)时，0°相位地震数据的上述优点才存在。在实际地震资料中，特别是陆相沉积资料中，储层往往较薄，连续性差，相带窄，且空间变化大[16-17]，对薄层来说，反射振幅是组合地震响应，它混合了来自薄层顶、底的反射，因此标准的0°相位地震数据体对岩性解释而言是不理想的。

参考泾河油田实际砂层厚度变化及砂泥速度关系，设计了一个泥岩夹楔形砂岩体的模型。泥岩地震速度为3 800 m/s,砂岩地震速度为4 200 m/s，并分别用零相位、90°和-90°相位Ricker子波制作了合成记录。从零相位Ricker子波合成记录可知：当砂岩厚度介于1/4波长和1个波长之间时，砂岩的顶、底分别对应于0°相位地震记录的波谷和波峰位置，但不处于波谷和波峰中心，这时用追踪波峰中心或波谷中心的方式描述砂岩顶、底位置就会产生误差；只有当砂岩厚度大于1个波长时，砂岩的顶、底才能分别对应于波峰和波谷的中心；当砂岩厚度小于1/4波长时，砂岩顶、底界面的位置与波谷和波峰之间出现不一致，岩性界面与地震振幅之间没有单一的对应关系(图1b)。从90°相位Ricker子波合成记录可知：砂岩厚度大于1/4波长时，砂岩的顶、底始终位于波谷的正负零相位处，这时砂岩的顶、底可以通过波谷的正负零点位置得以精确解释；砂岩厚度小于1/4个波长时，砂岩仍位于波谷的位置，岩性与地震振幅的极性之间仍具有单一的对应关系(图1c)；整体上对应着整个砂岩的地震反射波组是关于砂岩中心对称的。-90°相位Ricker子波合成记录上的情况与90°相位类似，只是极性相反(图1d)。可见，运用90°相位转换可以提高对薄层的地震解释精度。通过以上分析认为，90°相位旋转能够增强河道中心厚砂体的解释精度，尤其是在河道侧翼砂体收敛的部位。本次研究目的层砂体厚度在10 m左右，小于1/4个波长，如果用常规数据体不但影响其层位界面解释精度，预测储层展布范围也会出现明显误差。

2　易混淆的两个概念

在实际应用中，90°相位转换(相移)与时移、90°相位转换技术与道集分容易混淆。90°相位转换是对叠后地震资料相位旋转90°，最终数据体为地震波振幅值，其目的是便于解释薄砂层，进行储层的定量描述。而道集分是对叠后地震资料进行积分计算求取地层相对波阻抗值，是一种直接反演方法，最终数据体为相对波阻抗值，其结果数据不便于解释薄砂层和进行储层的定量描述。地震资料的时移技术则是对地震资料进行整体的漂移，完全不改变地震资料本身的数据特征。

3　正演模型分析

对所有已钻井的长81油层组砂体发育情况进行分析，总结出3种长81砂体纵向组合模式，分别为长81(1)砂体发育模式、长81(2)砂体发育模式及长81砂体不发育模式。利用该模式指导建立正演模型，认为砂体发育时，在常规地震数据体上长7底反射特征及波峰、波谷振幅与砂体不发育时差别不大。在相位旋转数据体上，砂体发育时表现为中-弱波谷的反射结构特征，砂层不发育表现为较强波谷的特征(图2)。

图1　泾河油田厚层泥岩内砂岩楔状体模型合成记录Fig.1　Synthetic of wedge sand model in thick mudstone of Jinghe oilfielda.砂岩楔形体地质模型；b.零相位Ricker子波合成记录;c.90°相位Ricker子波合成记录;d.-90°相位Ricker子波合成记录

4　应用实例

彬长区块长81油层组主要为水下分流河道，河道砂体发育，以厚层泥岩夹薄砂岩特征为主。长81目的层埋深一般在800～1 800 m，砂体厚度在8～15 m，小于1/4波长。通过理论及正演模型分析，认为该区的资料基础适合于利用90度相位转换技术来描述储层的展布特征。

图3为过井常规0°相位地震剖面和90°相位旋转剖面，从图中可以看出在0°相位地震剖面上长7底对

应波峰，长81底位于下波峰，主要目的层长81(1)和长81(2)位于两个波峰之间，没有相应的反射界面，波组反射特征难以描述。在90°相位旋转地震剖面上长7底位于零相位，长81底位于下波峰底零相位，主要目的层长81(1)和长81(2)标定在整个波谷内，长81内部出现波峰反射界面，主要目的层的地震反射特征信息丰富,增强了地震资料的可解释性。

对工区内每口井的过井90°相位旋转地震剖面进行对比分析，认为长81(1)和长81(2)砂体发育时，波谷为中-弱振幅(图4)。图中JH23井和JH65井长81(2)油层组砂体发育，为中-弱波谷振幅，JH47井和JH44长81(2)油层组砂体不发育，为强波谷振幅。

根据该特征，在相位旋转数据体上提取长81(2)波谷振幅属性，通过精细标定及多时窗调试(图5)。与已知井对比分析认为，弱-中弱振幅与实钻井砂体吻合率为84%，能够较好地对该油层组进行储层预测。运用该技术对泾河17井区长81(2)储层有利发育区进行了预测，部署开发井平均砂岩钻遇率为94%。

图2　泾河油田长81砂体模式地震正演模拟Fig.2　Seismic forward modeling of the Chang81 sand body of Jinghe oilfielda.长81砂体沉积模式；b.理论正演模型；c.正演剖面；d.正演响应分析

图3　泾河油田过井常规0°相位地震剖面图与90°相位旋转地震剖面Fig.3　0° and 90° phase rotation seismic sections tied to wells of Jinghe fielda.90°相位旋转数据体剖面;b.0°相位数据体剖面

图4　泾河油田90°相位旋转连井剖面Fig.4　Well correlation of 90 degree phase rotation of Jinghe oilfielda. 90°相位旋转地震剖面；b—e.单井综合解释柱状图

5　结论

1) 在储层地质特征和地震资料品质满足的情况下，90°相位旋转技术是一项高效、实用的储层预测技术。相对于0°相位地震资料，90°相位地震资料对于小于或接近与1/4波长的薄层的识别具有明显优势。

2) 该项技术在不改变原有地震资料能量特征的前提下，通过90°相位旋转使储层界面与反射波组相位的对应关系，进一步丰富地震波组反应地质信息，提高了地震资料储层的识别能力。

3) 对彬长区块储层地质特征和地震资料品质进行分析，利用该技术对主要目的层长81油层组进行储层预测，结果与实钻井吻合率达84%，为彬长区块井位部署提供了有利依据。

图5　彬长区块长81油层组地震反射波谷振幅属性Fig.5　Attribute of trough amplitude of the Chang81 reservoir in Binchang block 参　考　文　献

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(编辑张玉银)

Application of 90° phase rotation technique in reservoir prediction：A case study from the Chang81reservoir in Binchang block,Ordos Basin

Fan Jiuxiao,Li Xiaowei,Yuan Chunyan,Wang Shanming

(PetroleumExplorationandProductionResearchInstitute,SINOPECNorthChinaCompany,Zhengzhou,Henan450006,China)

Chang81reservoir in Binchang block is one of the main targets for petroleum exploration and development at the southern margin of the Ordos Basin.Because of the strong reflector resulted from the Zhangjiatan shale at the bottom of the overlying Chang 73and the small thickness of the Chang81reservoir,non-uniqueness exists when performing reservoir prediction by using conventional seismic data.On the basis of comparison and analysis of velocity and reflection intensity of the Zhangjiatan shale and the Chang81reservoir and their combination patterns,reservoir prediction based on the 90 degree phase rotation technology of 3D seismic attribute is put forward for Chang81reservoir in Binchang block.The main events of seismic reflection are well correlated with geological reservoirs by using the 90 degree phase rotation technology,so as to make the seismic phase having lithologic stratigraphic significance.Reservoir prediction was performed on the basis of the forward modeling,reflection structure comparison and multiple-window attribute optimization.It is believed that the reflection intensity and amplitude attribute within a certain time window under the 90 degree phase rotation can be used to more effectively predict Chang81reservoir.

90° phase rotation,thin sand layer,reservoir prediction,Binchang block,Ordos Basin

2015-07-06;

2015-11-17。

范久霄(1966—)，男，高级工程师，三维地震综合解释与储层预测。E-mail:fjx1966@126.com。

国家科技重大专项(2011ZX05002)。

0253-9985(2016)02-0286-05

10.11743/ogg20160220

P631.4

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