相干属性在PL9-1油田气云区构造校正中的应用

陈华靖， 周东红

(中海石油(中国)有限公司 天津分公司渤海石油研究院，天津 300452)

相干属性在PL9-1油田气云区构造校正中的应用

陈华靖， 周东红

(中海石油(中国)有限公司 天津分公司渤海石油研究院，天津 300452)

PL9-1油田是近年来渤海海域发现的储量规模最大的整装油气田。该油田位于庙西北凸起之上，油气运移活跃。但沿边界断层构造较高部位发育大范围的气云区，难以准确落实构造形态，严重制约了油藏整体评价。针对该亿吨级油田勘探评价中面临的气云区构造校正问题，以地质规律为指导，深入分析了相干属性应用于气云区构造校正的可行性，建立了气云区构造校正的研究思路，精细提取并分析了目的层之上相干属性异常与已钻井深度预测误差的相关性，建立了相干属性与井点深度误差之间的线性关系，提出了一种利用相干属性对气云区构造形态进行定量校正的方法。根据以上研究成果部署钻探的评价井成功地验证了上述预测结果的可靠性。

相干属性； 气云区； 定量； 构造校正

0 前言

PL9-1油田属于典型的复合油气藏，主要产油层系从上而下依次为新近系明下段、馆陶组砂岩储层以及潜山花岗岩储层。基于二维地震资料钻探的1井揭示本区具有良好的油气成藏条件和较大的资源潜力，随后该区进行了三维地震资料采集处理，并在精细构造解释的基础上钻探了2井，揭示PL9-1含油气构造具有形成亿吨级油气田规模的有利条件。但是构造较高部位发育近20 km2的气云区，内部地震反射能量较弱，地震同相轴发生畸变，基于常规的纵波地震资料，难以准确刻画气云区内部构造形态，无法满足准确落实构造形态的需要，严重制约着该油藏整体评价方案的部署实施及储量计算[1]。

对于落实气云带构造形态，目前常用的解决思路主要有两种：

1)应用多波多分量地震资料采集、处理方法，利用转换横波资料改善气云区内构造成像质量。自20世纪末以来, 采用多波多分量勘探方法对改善气云区的构造成像进行了多项富有成效的研究实践，较好地改善了气云带内部成像问题。Granli等[2]在北海探索了共转换点道集处理思路在改善气云带构造成像方面的应用；Englehart等[3]探讨了二维多波地震资料在解决墨西哥湾某一个存在气云问题的油田断层成像上的作用；张树林[4]展示了四分量地震勘探在南海莺歌海盆地构造勘探及浅层气藏预测方面的成效；程冰洁等[5]在川西坳陷新场地区利用三维三分量地震资料进行裂缝检测和含气性识别获得了良好的应用效果；李彦鹏等[6]研究了多波地震在陆上柴达木盆地构造研究中的应用。但由于多波多分量地震资料的采集、处理面临高昂的费用及较长的周期，难以满足油田快速评价的需求。

2)基于原有纵波地震资料，通过井震结合，探索地震属性与气云发育程度之间的相关性。目前多数地震属性是构造、地层、岩性与油气等各种因素的综合反映,地震属性分析结果具有明显的多解性和不确定性。通过对现有常用地震属性的原理分析来看，相干体技术通过计算三维地震数据体中相邻道之间地震信号的互相关性，来描述地层和岩性的横向变化,具有更为明确的可行性。

笔者以地质规律为指导，分析了应用地震相干属性定量评估气云区对构造影响程度的可实施性。通过优化地震相干属性提取流程和精细地预处理，结合已钻井实钻信息，建立了相干属性与气云区内井点深度误差之间的定量关系式，提出了一种利用相干属性对气云区构造形态进行准确校正的方法，为后续评价井的部署提供了借鉴，实钻结果也证实了这一方法的可行性。

1 气云区发育特征

1.1 平面展布特征

从图1 可以看出，研究区晚期断层发育，切片上表现为强的不相似性，断面干脆、清晰，与地震剖面匹配良好，表明相干分析结果可靠。同时，在构造高部位可以看到，沿庙西北凸起东侧边界断层发育一个强相干异常区，南侧展布范围较大，北侧展布范围逐渐缩小直至消失，这一现象与该区断裂活动性和断裂走向的转换密切相关。从平面特征来看，气云区和非气云区相干属性存在明显的差异：气云区内相干异常普遍较高，表明受气云影响，地震反射横向连续性较差；与之相比，非气云区去除断层的窄条带状相干异常之外，整体表现为相干值比较一致，指示了较强的相似性，二者之间边界清晰。这一特征为后续工作中应用相干属性异常指示气云发育程度提供了良好的资料基础。

图1 PL9-1油田400 ms相干切片Fig.1 400 ms coherence attribute slice

1.2 纵向发育特征

从图2 可以看出，气云区主要沿庙西北凸起东侧边界大断层发育，表明在油气聚集过程中，由于边界断层的伸展活动，庙西凹陷的油气向浅层构造高部位逸散。由于构造运动等因素的影响，地层深处的油气沿着断层、砂体等垂向运移到浅层，并在超浅层聚集成藏。浅层岩石胶结差，孔隙发育，含气后岩石体积模量大幅度降低，纵波速度降低，导致气层下的纵波反射同相轴出现下拉现象。同时纵波通过这种含气层时，能量被严重吸收，高频衰减。因此，在常规纵波剖面上气云区近海底多表现为一系列强振幅杂乱反射，其下表现为低频、弱振幅、空白或杂乱反射，气云带内部地层产状难以准确识别。经过叠后增益加强处理后，气云区内部能量得到明显补偿，基本满足视构造形态的地震解释。

图2 叠后处理前后地震剖面对比Fig.2 Comparison of seismic profile(a)原始剖面；(b)增益处理后

2 气云区构造校正

2.1 可行性分析

自Bahorich和Farmer[7]提出相干算法以来,该算法已从第一代基于互相关的算法(C1 算法)、第二代利用多道相似性的算法(C2算法) ,发展到第三代基于特征结构的相干算法(C3算法)。无论哪一代相干技术都是通过计算相邻地震道的相似性来确定地震属性空间连续的分布,进而解释地质体的空间展布。这种技术可以压制连续性,突出不连续性,在地震资料解释中已被广泛应用于断裂解释、沉积环境分析、裂缝预测、天然气水合物检测等多个方面[8-23]。从原理上来看，地震相干技术侧重于地震反射波形，目的是确定地下储层的横向岩性变化，其假设条件是地层连续、横向上地质与地球物理参数变化不大的情况下，道与道之间的波形应该相似，当沉积相单元发生变化时，其地震反射特征(振幅、频率、相位及波形等)也发生变化。因此，利用多道相干分析技术可以将地震特征的横向变化定量化。

1)从断裂活动特征看，PL9-1区块晚期断裂具有明显的规律性，鞍部发育两组呈NNE向雁列状展布的断裂系，断距较小，平面延伸距离较短。气云区位于这两组断裂系影响范围之外，分析认为气云区断裂不发育，可以基本排除断层发育对相干属性分析结果的影响。

2)从地层沉积特征来看，地层产状较为平缓，没有高陡地层发育，相干属性受地层产状影响不大。同时，该区新近系明下段及馆陶组以浅水三角洲相沉积为主，岩性组合表现为砂泥岩不等厚互层，沉积相对稳定，对相干属性影响较小。

3)从地层流体性质来看，已钻井揭示本区油气充注能力较强，仅在1口井测井解释1 m左右气层，油藏类型为岩性构造油藏，构造高部位油气充满度高，气云区整体位于构造高部位，流体性质对相干属性提取的影响基本可以不考虑。

综合上述分析认为，相干属性异常值的大小可用于指示气云发育程度，认为气云对构造形态的影响与相干属性异常存在较好的相关性，可以应用相干属性对气云影响程度进行评价和构造形态校正。

2.2 气云区构造解释

本次研究采用叠前时间偏移三维数据体，处理面元为25 m×12.5 m。从过气云发育区的地震剖面来看, 非气云区波组连续性较好,信噪比较高,新近系主要含油气层系有效频带宽度为10 Hz～80 Hz，主频约为45 Hz,满足构造研究的需要；气云区有效频带宽度为15 Hz～50 Hz，优势频率约20 Hz,在地震剖面上表现为低频、弱振幅、中弱连续地震反射相，横向上表现为与非气云区相比,同一套波组在气云带内产状明显下拉。基于现有地震资料气云区内部构造解释具有明显的不确定性，且构造形态不能代表真实的构造特征。

从构造主体区地震剖面反射特征来看，明上段表现为高频、中-强振幅、中连续地质反射相，明下段表现为中-高频、强振幅、中低连续地震反射相，馆陶组表现为低频、低振幅、弱连续地震反射相。潜山内幕表现为空白杂乱反射，其顶面为低频、强振幅、高连续特征，易于自动追踪，气云区内，潜山顶面能量虽然减弱，但波组特征较为清楚，这为基于地震反射特征初步解释气云区内构造提供了有利的依据。基于已钻的1井所作的合成记录标定，对全区主要目的层位进行了精细追踪。通过波组对比和地震反射特征，以潜山顶及明上段内部强反射界面为参考层位，按照处理后气云区的实际地层产状，对主要目的层位进行了初步解释(图3 )。

图3 气云区主要地震反射层位构造解释Fig.3 Structure interpretation of gas cloud zone

2.3 气云区构造校正

在上述研究的基础上，目的层顶面构造图的编制采用了如下思路：①不考虑气云区的存在，应用非气云区探井时深关系对全区进行初始时深转换，计算气云区内探井深度误差；②计算相干数据体并提取目的层之上相干属性，经过平滑滤波等去噪处理后，统计已钻井点处相干属性异常；③分析井点误差与相干属性异常之间相关性，建立二者之间的关系式，并将相干属性异常转换为构造校正量；④初始构造图与构造校正量图进行运算，获得气云区构造校正后的准确构造图。

图4 已钻井合成记录标定时深关系Fig.4 Time-depth cross plot of drilled wells

2.3.1 初始时深转换

由图4 可以看出，1井和2井速度趋势较为一致， 1井在气云区之外，2井位于气云区边界附近，受气云影响程度较低，认为这两口井的速度趋势代表构造区正常的速度变化；3井时深关系曲线明显偏离正常时深曲线，同一双程旅行时，3井对应的深度偏浅，表明受气云发育影响，纵波速度降低。

基于以上分析，构造全区应用有VSP测井资料、速度趋势可靠的1井时深关系进行初步的时深转换。在此基础上，分别统计2井、3井的预测深度与实钻深度的误差。

2.3.2 相干属性分析

气云区的相干属性异常的提取计算采用如图5所示的流程。首先，结合研究区地层产状及断裂发育特征，选择合理的相干体处理参数，并对最终的相干属性值进行归一化处理。以目的层至海底为时窗，提取相干属性之和，生成如图6 (a)所示的属性层位。从图6(a)可以看出，气云区与非气云区异常边界较为清晰，气云区内部表现为强相干异常，低部位雁列状属性异常对应晚期发育断层，非气云区相干属性异常相对一致。1井位于气云区之外，为了去除非气云区影响，以1井作为不受气云影响的基准井，对1井处相干属性值进行减去，如图6(b)所示。应用中值滤波器对图6(b)所示地震层位进行了多次迭代处理，减少随机噪音对分析结果的干扰，处理结果如图6(c)所示。最后为了降低断面对分析结果的影响，对下降盘属性异常数据进行了切除，结果如图6(d)所示。

图5 应用相干属性进行气云区构造校正流程Fig.5 Workflow of structural correction using coherence attribute in gas cloud zone

图6 基于图5流程计算获得的气云区属性异常层位Fig.6 The attribute anomaly horizons of gas cloud zone calculated by workflow in Fig.5(a)目的层之上相干属性之和;(b)减去1井属性值后的相干异常;(c)平滑滤波后的层位b;(d)切除断层下降盘并乘以校正系数后的层位

2.3.3 气云区构造校正

根据相干属性异常图，提取三口井井点处对应的相干属性值。从图7 可以看出，深度预测误差越大，相干属性异常值越高，三口井之间相干属性与深度预测误差呈明显的正相关，表明该思路可以用于定量表征气云对构造影响程度。线性关系式见式(1)。

(1)

式中:ΔDepth为气云区任意一点深度校正量；ΔDiff为气云区任意一点与1井处相干属性异常值的差值；C为校正系数，为常量。通过交汇分析求取校正系数C后，相干属性异常层位乘以校正系数C得到气云区的构造校正量。与初始时深转换获得的构造图进行运算后，得到经过气云区构造校正后的构造图。

图7 相干属性与已钻井深度预测误差交汇分析Fig.7 Cross plot of coherence attribute and prediction error

3 效果分析

在上述精细研究的基础上，完成了主要目的层位的气云区构造校正。应用相干属性校正后，气云区地层产状普遍上移，气云区边界构造变化较自然，没有出现明显的畸变，表明该方法是符合地质规律的。对比图8(a)、图8(b)可以看出，校正后气云区构造形态发生一定变化，圈闭南部边界构造幅度变缓，构造趋势与低部位非气云区构造趋势较为一致，与前人对渤海海域晚期断裂对圈闭起控制作用的认识吻合，表明校正后的构造形态更为合理。

基于该项技术，馆陶组油气探明面积增加7.5 km2(图8 )，增加探明地质储量近1 000*104t。根据这一认识在气云区内先后部署了两口评价井8、12井均获得成功。其中8井钻前预测潜山顶面埋深1 280 m，实钻后地质分层为1 277 m，误差3 m，在误差允许范围之内，表明相干属性用于气云区构造校正的思路是可行的。随后在8井南侧部署钻探12井，校正后钻前预测深度1 218 m，实钻海拔深度1 213.3 m，误差4.7 m，取得了良好的勘探成效(表1)。这两口井的成功钻探验证了相干属性用于气云区构造校正的可靠性，为PL9-1构造后续的评价井实施以及储量计算提供了重要的参考。

图8 气云区构造校正前后馆陶组顶面构造图对比Fig.8 Contrast of Ng structure map before and after structural correction(a)校正前；(b)校正后

表1 应用相干属性进行气云区构造校正前后潜山顶面深度预测误差对比

4 结束语

通过对PL9-1油田气云区发育特征及成因机制分析，结合区域地质认识，在常规纵波地震资料基础上，分析了应用相干属性评价气云区发育程度的可行性。通过精细的井震对比，建立了相干属性异常与构造校正量之间的线性关系式，实现了气云区构造校正定量化，有力指导了后续评价井的部署和成功实施，为该油田的油藏整体评价和储量计算提供了借鉴，大大推动了PL9-1亿吨级油气田的整体评价进程。

值得注意的是，PL9-1油田虽然气云较为发育，但地震资料通过叠后能量均衡处理后，气云区内部地层具有一定的可对比性，同时潜山顶面较强的地震反射特征也对构造认识提供了一定的帮助。因此，类似地区在进行气云区构造校正过程中，应尽可能结合区块地质认识及地震响应特征，选择尽可能适用的技术组合以达到最好的应用效果。

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Use of coherence attribute in structural correction of gas cloud zone

CHEN Huajing, ZHOU Donghong

(Bohai Oilfield Research Institute, CNOOC China Limited, Tianjin Branch,Tianjin 300452, China)

PL9-1 oilfield is the largest integrated oil and gas field founded in Bohai bay recent years. The oil field is located in the Miaoxi north bulge with the oil and gas migration. Gas cloud zone is very developed along the boundary fault. Therefore, it is very difficult to accurately implement the structural high of traps, seriously restrict the overall evaluation of reservoir. In view of the gas cloud structure correction in the evaluation of this more than 100 million tons oilfield, feasibility analysis of coherent attribute that is applied to structural correction of gas cloud zone is studied first based on geological regularity. The relativity between coherent attribute and depth prediction error of target is analyzed, and the approximately linear relationship is established.Based on the above research, a quantitative method is presented by using coherent attribute for structural correction of gas cloud zone. According to the above research results, the evaluation wells were drilled successfully and verified the prediction results.

coherence attribute; gas cloud zone; quantitative; structural correction

2016-04-15 改回日期：2016-06-13

陈华靖(1981-)，男，硕士，工程师，主要从事构造研究及储层预测工作，E-mail：chenhj4@cnooc.com.cn 。

1001-1749(2017)02-0253-07

P 631.4

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2017.02.16