海安凹陷XJ地区泰一段第二亚段地层圈闭识别方法

张 星，张雅君

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

海安凹陷XJ地区泰一段第二亚段地层圈闭识别方法

张 星，张雅君

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

XJ地区泰一段具备形成多种油藏类型地质条件，在探索地层超覆圈闭的勘探研究中，面临单砂体厚度薄、地震分辨率不足以定量预测砂体的难题。通过沉积相分析和预测方法攻关，提出地层等厚反推法和波形指示反演法厘定了泰一段第二砂层组砂岩尖灭线，有效定量预测砂体厚度变化规律，明显提升了砂体预测精度，进而发现和落实了地层圈闭。

地层等厚反推法 波形指示反演 地层圈闭 砂岩尖灭 海安凹陷

XJ地区位于苏北盆地海安凹陷东南部，区内生烃范围广，主要有两套含油气系统，即K2t2(泰二段)-K2t(泰州组)+E1f1(阜一段)和E1f2(阜二段)-E1f2+3(阜二+三段)含油气系统，其中以K2t2生油层与下覆K2t1砂岩储层为组合聚集成藏是该区油气发现和重点勘探的组合类型。工区目前发现的油藏类型主要以构造油藏和岩性油藏为主，通过区域构造特征及储盖组合条件研究，认为该区还具备形成K2t12(泰一段第二亚段)地层圈闭条件，但由于K2t12厚度较薄(0～40 m)，地震资料分辨率无法满足直接识别地层超覆点，K2t12地层圈闭识别工作一直停滞不前。近两年，在区域K2t沉积微相研究的基础上，利用地层等厚类推法与波形指示反演法识别K2t12砂岩尖灭线，有效提升了砂岩尖灭线的预测精度，进而发现和落实了该区K2t12地层圈闭，为XJ地区油气勘探部署提供依据。

1 K2t1沉积特征

XJ地区K2t1可分为三个亚段，由下向上为K2t13、K2t12、K2t11(图1)，对应顶底界面的地震反射层位为T40、T41。K2t1在仪征运动后剥蚀夷平基础上开始沉积，由下向上沉积范围不断扩大，具有明显的充填超覆沉积特点。K2t13、K2t12砂岩岩石颗粒较粗，岩石类型以灰色、棕色的细砂岩、中细粒不等粒砂岩、含砾砂岩为主，少量为细粒级的粉砂岩及灰质粉砂岩。受古地貌变化的控制，K2t13、K2t12厚度横向变化大，在XJ地区由西向东明显减薄直至尖灭(图2)，K2t13厚度约0～20 m，通常发育有颗粒较粗的砂砾岩，K2t12厚度约0～30 m，K2t12砂岩单层厚度3～15 m，反映沉积水动力强度为中-强，K2t11厚度发育较为稳定，平面厚度变化不大，约20～40 m，砂岩单层厚度1～8 m。

K2t13、K2t12地层超覆尖灭过程中K2t13地层首先超覆尖灭，其次是K2t12地层，所以对K2t12+3地层超覆边界的识别首先是对K2t12地层超覆边界的识别。K2t12顶部沉积一套辫状河三角洲前缘的块状砂，底部为泥岩沉积，在K2t12地层超覆过程中，底部泥岩首先尖灭，最后为K2t12顶部的块状砂(图1)，因此，砂岩尖灭处可视为地层尖灭位置。

图1 TaiX14-An20-Tai15-TaiX8井K2t1联井剖面

图2 XJ地区K2t11、K2t12、K2t13地层厚度图

2 地层等厚反推法

从XJ地区K2t1沉积特征看，K2t1总厚度不超过110 m，其与上、下地层形成的地震反射波组表现为2～3个相位，在地层较薄区域仅能形成2个同向轴(图3)，难于区分K2t12、K2t13地层，地震剖面上无法直接识别K2t12和K2t13地层超覆边界。但从沉积特征研究表明，XJ地区K2t12顶部普遍发育有块状砂的特征，可以将K2t12、K2t13作为整体，利用K2t11厚度相对比较稳定的特征，采用地层等厚反推法，即通过对整体K2t1厚度和K2t11厚度的解释反推出K2t12+3厚度，进而确定出K2t12砂岩超覆边界线。

首先，建立工区钻井地层厚度和地震旅行时差对应关系(图4)，K2t11厚度相对比较稳定，时差大约为33 ms左右，为此也说明利用地层厚度反推法是可行的。鉴于此可以通过地层厚度反推法大致推算是否还具有K2t12+3地层(图5)，进而可以初步判断出K2t12+3地层超覆边界，即K2t12地层超覆边界，类推公式如下：

h=[(t-33)h1]/(t1-33)

(1)

式中:h为目标区K2t12+3厚度，m；t为目标区K2t1时差(由地震剖面读取)，ms；h1为目标区K2t12+3钻井地层厚度，m；t1为目标区K2t1时差，ms。

图3 Tai7井综合柱状图和合成地震记录

图4 XJ地区K2t11、K2t12+3地层时间厚度统计柱状图

图5 过An20-TaiX8井地震剖面

3 砂岩尖灭线识别法

3.1波形指示反演原理

地震波形指示反演采用“地震波形指示马尔科夫链蒙特卡洛随机模拟(SMCMC)”专利算法，在地震波形的驱动下，挖掘相似波形对应的测井曲线中蕴含的共性结构信息，进行地震先验有限样点模拟[1]。是在筛选统计样本时参照波形相似性和空间距离两个因素，在保证样本结构特征一致性的基础上，按照分布距离对样本排序，从而使反演结果在空间上体现了沉积相带的约束，平面上更符合沉积规律和特点。和传统的地质统计学反演相比[2-5]，具有精度高、反演结果随机性小的特点，且更好地体现了“相控”的思想，使反演结果从完全随机走向了逐步确定，可以为储层高精度预测提供更好的技术解决方案。

在进行地震波形指示反演工作之前，需要对参与反演的测井资料处理，进行岩石物理的分析工作。应用SMI地震波形指示反演软件进行储层预测的时候关键的三个要素是：(1)优选储层敏感测井曲线参数，优选波形指示反演曲线。(2)测井曲线精细处理，保持井间一致性。(3)明确波形指示反演的有效样本数和最佳截止频率。

3.2储层敏感测井曲线分析

通过制作AC、GR、SP等曲线直方图，分析各曲线对砂泥岩区分效果。从直方图可以看出AC和GR等曲线由于地层压实作用以及局部地区灰岩影响，对砂岩和泥岩的区分并不是很好，砂岩和泥岩重叠区较大(图6)，而SP对砂泥岩的区分性较好，并且具有全区性，故本次使用SP曲线进行波形指示模拟反演。

图6 XJ地区AC、GR、SP直方分析图

3.3SP曲线泥岩基线校正及归一化

原始自然电位曲线由于测井时间、测井方式不同以及钻井液作用等因素影响，在垂向上泥岩表现为不同的度量值，需要对自然电位曲线进行泥岩基线校正[6]，本次通过制作单井泥岩基线，并将原始SP曲线减去泥岩基线的方式对SP曲线进行校正。

在对自然电位曲线泥岩基线校正后，由于SP曲线存在正值和负值的情况，需要将自然电位进行归一化处理，使其值域范围为[0,1]区间(图7)，主要采取如下公式对自然电位样点值归一化：

S′=(S-Smin)/(Smax-Smin)

(2)

式中:S为原始自然电位值，mV；S′为归一化后的自然电位值，无量纲；Smin为该曲线所有样点中的最小值，mV；Smax为该曲线所有样点中的最大值，mV。

图7 SP曲线泥岩基线校正及归一化

3.4波形指示反演质量控制

在波形指示反演过程中，有效样本数和最佳截止频率是两个重要参数，直接影响最终的反演结果精度。

(1)有效样本数：样本数是表示在指定的层段范围内，计算井旁道(距离井最近的地震道)中寻找与当前道波形相似性时参与计算的井数，当相似性稳定时，相关性不再随着样本数的增加而增加，表明更多的样本无助于预测精度的提高，此时所对应的井数为最佳有效样本数。该参数主要表征地震波形空间变化对储层的影响程度，研究区最佳样本数为8(图8)。

(2)最佳截止频率：地震波形指示反演是一种统计学反演方法，其反演结果具有“低频确定、高频随机”的特点。低频主要是受地震频带及地震相的影响，高频则主要受同沉积结构样本的控制，越到高频随机性越强。如果更偏向于反演的确定性，该参数不宜设置太高，反之，如果更偏向于反演分辨率，能够接受随机的结果，可以设置较高的截止频率。针对于研究区目的层，需要预测5 m以下的薄层，那么反演结果的截止频率就要在200～250 Hz(图8)，但可能超过250 Hz以上部分随机性强一些。

图8 XJ地区波形指示反演最佳样本数与最佳截止频率稳定分析

3.5地震波形指示反演结果分析

对比该区常规阻抗反演和地震波形指示反演效果，可以看出由于目的层厚度较薄，常规波阻抗不能区分出K2t12和K2t13的砂岩，两个砂层组地层的砂岩叠合在一起，而波形指示反演纵、横向分辨率明显提升，能够很好地区分K2t12和K2t13的砂岩(图9)，K2t12砂岩横向变化特征明显，砂岩尖灭点清晰可见。

图9 常规波阻抗反演和波形指示反演对比

4 应用实际效果分析

针对XJ地区实际资料，对XJ地区进行波形指示反演，由过井波形指示反演剖面(图10)上可以很明显看出K2t12顶部砂岩在TaiX8井附近尖灭在底部地层之上。通过地层等厚反推法和反演识别砂岩尖灭线法，识别出了近南北走向的K2t12砂岩超覆边界线，进而编制K2t12砂岩厚度图(图11)，预测砂岩厚度自西向东减薄的变化特征，符合区域K2t12沉积规律，综合地质评价，在TaiX8井附近发现一个有利地层圈闭。

图10 过An20-Tai15-TaiX8井反演剖面

图11 XJ地区K2t12砂岩厚度

XJ地区K2t12地层超覆圈闭的识别，难点是对K2t12地层超覆边界的识别，根据K2t12地层沉积特征，利用地层等厚反推法和地震波形指示反演均能有效识别地层超覆边界，但地层等厚反推法的精度受研究人员的解释准确性限制，相比较而言，地震波形指示反演预测结果受人为干扰程度低，更为客观真实。在运用两种方法综合预测砂体超覆边界线时，建议注意以下三点：

(1)在利用等厚法反推地层尖灭线时，选取的井尽量分布均匀且地层保留完整，地震剖面上顶底板层位反射特征明显，从而确保统计的钻井深度域和时间域厚度值准确。

(2)在利用波形反演法识别砂岩尖灭线时，首先是敏感曲线的选择，对于碎屑岩储层，曲线的选择有两方面要求：①能够在全区范围内区分砂泥岩，受灰岩、火成岩影响较小。②在沉积特征上能够反映该地区沉积韵律特征。

(3)在进行反演之前需要对参与反演的测井曲线进行环境校正、标准化、归一化等工作，消除曲线不一致所带来的差异。

[1] 盛述超,毕建军,李维振,等.关于地震波形指示模拟反演(SMI)方法的研究[J].内蒙古石油化工,2015,17(147):59-65.

[2] 孙思敏,彭仕宓.地质统计学反演及其在薄层砂体预测中的应用[J].西安石油大学大学学报(自然科学版),2007,22(01):42-48.

[3] 刘喜武,年静波,吴海波.几种地震波阻抗反演方法的比较分析与综合应用[J].世界地质，2005,24(3)：271-275.

[4] 刘淑华,张宗和.储层特征曲线重构反演技术——以冀东油田南堡凹陷为例[J].勘探地球物理进展,2008,31(1):53-58.

[5] 王西文,石兰亭,雍学善,等.地震波阻抗反演方法研究[J].岩性油气藏,2007,19(3)：81-88.

[6] 张学芳,董月昌,慎国强,等.曲线重构技术在测井约束反演中的应用[J].石油勘探与开发,2005,32(3):98-104.

(编辑 杨芝文 韩 枫)

Identification method of stratigraphic trap in K2t12of XJ area，Hai’an Sag

Zhang Xing,Zhang Yajun

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China)

K2t1of XJ area has geological conditions for forming various types of reservoirs.In the exploration of stratigraphic overlap trap,it is difficult to predict sand bodies quantitatively when the thickness of a single sand body is thin and the seismic resolution is not enough.By means of the sedimentary facies analysis and the prediction method,the equal thickness inverse method and the waveform indication inversion method are proposed to determine the sandstone pinchout line of K2t12.The quantitative prediction of change in sand thickness effectively improves the prediction accuracy of sand body.Stratigraphic traps have been discovered and fulfilled.

stratum equal thickness inverse method;waveform indicator inversion;stratigraphic trap;sandstone pinchout;Hai’an Sag

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.02.005

2017-04-19；改回日期：2017-05-12。

张星(1985—)，工程师，从事油气田勘探研究工作。E-mail：1113495516@qq.com。

中石化“苏北盆地油气聚集规律及精细评价关键技术”(ZDP17010)，江苏油田分公司“提高圈闭识别与描述精度的处理解释方法研究”(JS17004)。

P631

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