地震属性在海底扇储层表征的应用

朱睿哲，马美媛，孙 莉，王健伟，阴国锋，刘梦颖

地震属性在海底扇储层表征的应用

朱睿哲，马美媛，孙 莉，王健伟，阴国锋，刘梦颖

（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司勘探开发研究院，上海 200120）

深水海底扇储层蕴藏着丰富的油气资源，随着勘探开发技术的不断提高，海洋深水区成为油气勘探开发的热点。此文以A油田C油藏海底扇储层为例开展沉积相研究，利用地震、测井资料多学科精细表征储层静态特征，结合生产动态资料进行动静态互动分析。应用地震切片技术研究沉积相，解决了开发生产过程中的矛盾，评价了储层非均质性对油藏开发的影响，有助于深水海底扇储层的高效开发，同时也为开发方案的优化调整提供了可靠的地质依据。

地震属性；切片；海底扇；沉积相；储层表征

近年来，随着三维地震采集及处理技术的进步，三维地震分辨率显著提高，利用地震可视化信息对储层进行精细描述的理论和方法得到了快速发展。继Brown等[1]提出利用水平切片对三维地震体进行沉积解释的方法后，沿层切片技术及地层切片技术也相继出现[2-6]。地震切片作为地震沉积学研究的主要技术手段之一，主要思路是应用地震资料的平面属性特征[6-7]及垂向演化规律对沉积岩石学、地貌学、沉积模式及沉积历史等进行研究，对缺乏钻井资料的稀井网地区的储层精细研究具有重要意义。

1 研究区概况

本文研究对象为巴西坎普斯盆地A油田。巴西坎普斯盆地位于巴西东南部里约热内卢近海120 km的区域，由走向垂直于大陆边缘的基底隆起将其与邻近盆地分开，其北部以维多利亚高地为界，毗邻埃斯皮里图－桑托盆地，南部以卡布弗里乌高地为界，紧挨桑托斯盆地[8]。盆地向东开启，沉积物沉积于南大西洋洋壳上，向东变厚，沉积呈楔状。A油田是坎普斯盆地中最大的深水油田之一，水体深度为800~2 000 m。A油田储集层为上部渐新统－中新统Carapebus组的浊积砂岩，为深水海底扇沉积（图1）。

图1 坎普斯盆地地层层序

深水海底扇的沉积微相，包含水道沉积（泥质充填和砂质充填）、朵叶沉积（舌状和席状）。水道沉积内部具多个冲刷面，岩性向上有变细的趋势，呈正韵律特征，中－弱振幅波状反射，测井曲线多呈钟型；朵叶沉积以块状砂岩沉积为主，内部见弱侵蚀面，底部为块状搬运沉积，曲线呈箱型，地震剖面上呈弱振幅或强振幅连续反射[9-15]。本文研究的目的层段为C层（油藏），C油藏主体发育席状朵叶，内部发育纵横交错的多条水道，将朵叶分割成若干单元。研究区北部，以泥质、砂质水道沉积为主，其中砂质水道内部夹有泥岩层，且向水道边缘方向泥岩夹层数量增多。油藏范围内发育典型的朵叶体沉积。

C油藏目前以注水采油方式开发，有采油井两口，注水井（水平井）一口，深水油气田的开发实践表明，尽管这类储层具有较高的孔隙度和渗透率，但是它们的内部结构（连通性、几何形态、岩性）复杂多变，即便是在很短的侧向距离内，其储层厚度和连通性也会有较大的变化，从而严重制约了该类油藏的高效开发。

针对研究区已钻井少，海相沉积相对稳定的特征，对于井间储层的变化以及未钻井区域的储层展布的研究，主要依靠地球物理资料的解剖。研究区C油藏的地层反射特征在三维上能够稳定追踪，主要为一套稳定的波谷－波峰反射。同时根据海底扇内部储层变化的沉积特征，在传统储层表征研究的过程中引入了地层切片技术（图2），来进一步精细刻画海底扇内部储层变化的特征。

图2 研究技术路线

2 沉积相分析

从沉积角度分析，沉积环境和沉积条件控制着砂体的内部结构、发育程度及空间分布，不同沉积环境中形成的砂体具有不同的储集性能，通过沉积相研究可清楚地认识砂体的空间分布情况。

2.1 沉积微相类型

依据C油藏岩屑录井、测井和地震资料，以及相邻油藏取心标定的井震响应特征，研究区主要发育水道、朵叶、陆坡泥岩等微相类型。

C油藏的三维均方根振幅属性（图3）表明，在研究区西部物源供给方向有条带状地质体，振幅的强弱分别代表砂质和泥质水道；该区域的4井测井资料显示，C层段有砂体存在，且呈明显的正韵律特征（图3），砂体内部发育一定厚度的泥岩夹层，属于较典型的砂质水道沉积。

除水道外，C地层还发育席状朵叶（图3）。研究区范围内存在连片状强振幅地震相，如A井所示，该地震相对应的层段测井曲线呈箱型，自然伽马值较低，密度值也较低，而声波时差值高，该层段与上下围岩间存在明显电测台阶，根据邻区取心井段井震研究结果，属于典型的席状朵叶体沉积。

2.2 剖面相分析

为了精细表征C油藏的剖面相，从顺物源和垂直物源两个角度，开展了基于井震联合的剖面相分析。

图3 C油藏席状朵叶沉积的井震响应特征

顺物源方向（图4a），席状朵叶连片分布，油藏范围内呈强振幅连续反射，表明研究区主要发育席状朵叶沉积，在近物源端，可见弱振幅U型反射结构，为泥质水道沉积，水道在沉积早期可能起到供给砂质沉积物的作用，后期被细粒浊流和（或）半远洋细粒沉积充填。

垂直物源方向（图4b），研究区北部地震剖面上见U型反射结构，中等振幅强度，测井曲线呈钟型，为砂质水道沉积，水道内部夹有泥岩层，且向水道边缘方向泥岩夹层数量增多；研究区南部，地震同相轴呈中强振幅连续反射，测井曲线呈箱型，为典型的朵叶体沉积。

图4 顺物源（a）和垂直物源（b）方向C油藏井震剖面分析

研究过程中发现，在多个主测线剖面上均识别出了一套沉积差异体（图5），沿C层顶部拉平，可见明显的下切形态。为了精细刻画该沉积差异体，对地震属性进行进一步优选，并应用切片技术研究该沉积体。

2.3 平面相分析

应用地震资料的平面属性特征及垂向演化规律，可以达到对研究区沉积体在空间及时间上的变化特征进行研究的目的。目前，有三种切片方法：时间切片、层位切片以及地层切片。选取相对准确的等时界面或相对连续可追踪的沉积界面是运用地震资料准确描述沉积变化的基础。在实际研究中，应选择产状基本不随地震资料频率变化而变化的同相轴，或至少是来自最大洪泛面或特殊岩性的反射作为等时地层格架中的标志同相轴[4,6,16]。当地层呈席状且呈水平产状时，时间切片基本能够满足要求；当地层呈席状但产状不是水平时，沿层切片不仅能表征出沉积单元内部的差异，也可表征出沉积单元之间的差异；当地层既不是席状也不是水平时，应采用地层切片的方式[2,3,6]（图6）。

图5 C油藏振幅属性联络线方向剖面图

针对研究区C油藏的沉积特点，油区范围内地层呈席状展布，但并不呈水平产状（图7），所以采用了层位切片的方式对C油藏进行了进一步的研究。研究区数据体为4 ms采样，则切片应采用大于等于4 ms的切片密度。

图6 不同地震数据体切片方法的适用条件（据曾洪流）

图7 C油藏地层解释剖面

平面相分析以层序地层格架为基础，结合地震层位解释成果，在砂岩相地震属性界限值确定的基础上，优选最小波阻抗属性开展砂岩相解释，综合单井相解释成果，根据海底扇沉积模式确定了C油藏沉积微相分布。C小层主体发育席状朵叶，内部发育多条水道；水道上游段一般为泥质充填，下游段为砂质充填。

C油藏范围内共有两口生产井1P、2P，一口注水井2H，在沉积相上为一均质朵叶（图8）。实际生产曲线（图9a）表明，生产井1P见水时间晚，产水量缓慢上升。假设C油藏为一均质朵叶沉积，注水井的注入水以及油藏底水会由于构造形态与生产压差的作用，沿构造低部位迅速到达生产井1P底部，进而造成生产井的快速见水与产水量快速上升，假设结果与1P井的实际产水曲线存在矛盾（图9b），说明该朵叶体非均质性较强。

图8 基于井震联合的C油藏沉积微相平面图（a）及C油藏顶面构造图（b）

图9 1P井生产曲线（a）与产水量拟合曲线（b）

通过对油藏范围内的地震数据进行均方根振幅、弧长、最大最小阻抗等多属性进行研究发现，看似均质的朵叶内部也存在着岩性的变化。其中，利用峰谷比这一属性的差异分布，可以发现注水井2H与生产井1D之间存在一个明显的差异条带（图10）。这一属性差异表明在沉积过程中存在岩性及物性的变化，这一条带状的沉积单元在油藏中部可能起到了渗流屏障的作用。这一变化也为生产动态的现象提供了可能性的解释。

图10 C油藏峰谷比属性平面图

为了进一步精细研究油藏范围内的这一岩性差异体，借鉴了地震沉积学的研究思路和方法[5,16]。针对C油藏的沉积特征，沿C顶面每4 ms向下提取平面属性（图11），在地震振幅体上对C油藏的沉积演化进行分析。研究发现，多个切片中均可识别该套沉积差异体，其中切片6（图12）对该特征的体现最为明显。

图11 C油藏沿层切片连井剖面示意图

图12 C油藏瞬时振幅切片6属性平面图（滤色）

通过对该套沉积差异体周围的沉积环境以及井震结合进行的岩性识别，综合判断该套沉积体为一套富含泥质的河道，来源于西北方向的主河道的分支河道。

3 海底扇储层建模与历史拟合

由于井震结合的地质研究已经充分表征各沉积微相的空间展布，因此沉积相建模采用确定性的方法，将已识别的各沉积单元进行三维建模（图13）。通过研究区不同沉积相带已钻井的属性统计，根据各沉积单元的岩性物性特征进行相控约束下的序贯高斯模拟进行属性建模[17-20]。

图13 C油藏沉积相模型

利用属性模型进行历史拟合，得到了1P井的产水率曲线，与实际产水拟合相似程度高（图14）。从而验证了地质模型的合理性。

图14 1P井产水量拟合曲线

4 结论

（1）对研究区海底扇来说，利用振幅属性能够对海底扇储层砂体进行三维空间的有效追踪，而峰谷比属性可以对海底扇储层内部沉积差异进行进一步刻画，同时利用地震资料横向分辨率高的优势，结合切片技术能够推演储层内部差异的地质意义，从而为油藏动态分析提供了可靠的地质基础。因此，在开发地质研究的过程中，针对不同的研究目标，应运用合适的地球物理手段对地质情况进行解剖。

（2）开发生产动态资料，尤其是压力变化与流体流动方向的证据能够有效降低地质研究的多解性。同时逐步深入的地质研究也为数值模拟、开发方案的优化调整提供了可靠依据。开展多学科综合研究，运用开发生产中的动态资料及时对地质研究进行验证与互动分析，是解决生产矛盾、逼近地下真实情况的有效手段。

[1]BROWN A R， DAHM C G， GRAEBNER R J， A stratigraphic case history using three dimensional seismic data in the gulf of Thailand[J]. Geophysical Prospecting， 1981， 29（3）：327-349.

[2]ZENG Hongliu， BACKUS M M， BARROW K T，et al. Stratal slicing， Part I： Realistic 3-D seismic model[J]. Geophysics，1998， 63（2）： 502-513.

[3]ZENG Hongliu， HENRY S C， RIOLA J P. Stratal slicing， Part II： Real seismic data[J]. Geophysics， 1998， 63（2）： 514-522

[4]董春梅，张宪国，林承焰. 地震沉积学的概念、方法和技术[J].沉积学报，2006，24（5）：698-704.

[5]李全，林畅松，吴伟，等. 地震沉积学方法在确定沉积相边界方面的应用[J]. 西南石油大学学报（自然科学版），2010，32（4）：50-55+198.

[6]曾洪流. 地震沉积学在中国：回顾和展望[J]. 沉积学报，2011，29（3）：417-426.

[7]陆永潮，杜学斌，陈平，等. 油气精细勘探的主要方法体系——地震沉积学研究[J]. 石油实验地质，2008，30（1）：1-5.

[8]何娟，何登发，李顺利. 巴西坎普斯盆地大油气田成藏特征与分布规律[J]. 石油实验地质，2011，33（5）：517-525.

[9]凌云，林吉祥，孙德胜，等. 基于三维地震数据的构造演化与储层沉积演化解释研究[J]. 石油物探，2008，47（1）：1-16.

[10]王玉梅，苗永康，孟宪军，等. 利用经典理论模型研究流体性质对岩石地震波速度及阻抗的影响[J]. 油气地质与采收率，2008，15（1）：63-65+115.

[11]李秀鹏，曾洪流，查明. 地震沉积学在识别三角洲沉积体系中的应用[J]. 成都理工大学学报（自然科学版），2008，35（6）：625-629.

[12]胡向阳，熊琦华，吴胜和. 储层建模方法研究进展[J]. 石油大学学报（自然科学版），2001，25（1）：107-112.

[13]赵晓明，吴胜和，刘丽. 尼日尔三角洲盆地Akpo油田新近系深水浊积水道储层构型表征[J]. 石油学报，2012，33（6）：1049-1058.

[14]林煜，吴胜和，王星，等. 深水浊积朵叶储层构型模式研究[J].天然气地球科学，2014，25（8）：1197-1204.

[15]MUTTI E. Turbidite Sandstones[M]. Italy， Agip Istituto di Geologia， Universita di Parma， 1992： 275.

[16]LOWE D R. Sediment Gravity Flows： II. Depositional Models with Special Reference to the Deposits of High Density Turbidity Currents[J]. Journal of Sedimentary Research， 1982， 52（1）：279-297.

[17]李祥辉，王成善，金玮，等. 深海沉积理论发展及其在油气勘探中的意义[J]. 沉积学报，2009，27（1）：77-86.

[18]吴胜和，翟瑞，李宇鹏. 地下储层构型表征：现状与展望[J].地学前缘，2012，19（2）：15-23.

[19]林正良，王华，李红敬，等. 地震沉积学研究现状及进展综述[J].地质科技情报，2009，28（5）：131-137.

[20]索超， 尹志军， 朱睿哲， 等. 沉积微相耦合岩石相的复合相控建模——砾岩油藏储层建模新方法[J]. 石油天然气学报，2014， 36（ 2）：34-39.

中石油三次采油技术再获突破

来自中石油集团公司的消息称，中石油“十二五”重大科技项目《三次采油提高采收率技术研究》6月中旬通过验收，三次采油提高采收率技术再获突破。

“十二五”期间，中石油勘探开发研究院攻关团队在室内机理和驱油剂中试基础上，重点围绕化学驱和微生物驱矿场试验关键技术开展攻关，取得一系列创新成果，主要包括新型聚合物产品持续创新、二类油层嵌段刚性抗盐聚合物产品系列化并规模推广应用、三类油层低分子量抗盐聚合物成功中试、复合驱用聚合物实现工业生产，形成甜菜碱工业生产技术，使产品由吨级向百吨级跨越；优化出适应大庆、长庆、玉门等油藏的弱/无碱配方体系，研发了采油功能菌基因芯片检测和三次采油技术经济结合的潜力评价技术，形成强发泡剂和高稳定性稳泡剂的中试生产、检测和方案优化设计三项关键技术，矿场见效明显；研发了集技术经济于一体的潜力评价方法及软件，明确公司了12个油区三次采油前景、现实和“十三五”工业推广潜力。

据了解，三次采油技术科研成果已应用于大庆杏十三区和杏十二东区、玉门老君庙、长庆马岭北3区、吉林大20区块、新疆六中区和七中区矿场试验，试验见效显著，项目验收综合评价为优秀，未来将给老油田持续造福。

摘编自《经济参考报》2016年7月18日

Reservoir Characterization of Submarine Fan Using Seismic Slice Technology

ZHU Ruizhe, MA Meiyuan, SUN Li, WANG Jianwei, YIN Guofeng, LIU Mengying
（Institute of Exploration and Development, SINOPEC Shanghai Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China）

With the improvement of exploration and development technologies, deep marine fan, which is rich in oil & gas resources, is becoming a hot topic of petroleum exploration and development. This paper takes Formation C of A Oilfield as an example， integrating seismic and logging data with production data to do interaction analysis. Applying seismic slice technology to sedimentary facies research， this paper solves conflicts in production and evaluates the effects of reservoir heterogeneity. The result contributes to improving efficiency of reservoir development， and provides reliable reference for optimization of the development program.

Seismic attributes; slice; submarine fan; sedimentary facies; reservoir characterization

TE321

A DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2016.03.036

1008-2336（2016）03-0036-07

2016-02-29；改回日期：2016-03-14

朱睿哲，女，1988年生，硕士，主要从事油气藏开发地质方面工作。E-mail：zhuruizhe2011@163.com。