西非复杂深水沉积体精细刻画技术与应用

胡滨

摘 要：富含油气的西非深水区，沉积体主要为多期发育的水道-朵叶复合体，空间上相互切割与叠置，沉积规律复杂，储层研究难以开展。采用倾角、地层切片、频谱分解、多属性多信息融合和三维可视化等地球物理技术及其有效组合，对复杂深水沉积体的平面展布和沉积期次进行了精细刻画。对比传统方法，新技术组合可有效提高刻画复杂深水沉积体的空间分辨率，沉积体的厚度变化、切割关系及沉积期次更加清晰，有效支撑了A油田的储层评价研究，指导了3口评价井的钻探均获成功，取得了良好的应用成效与巨大的经济效益。

关键词：西非；深水沉积；频谱分解；多属性多信息融合；三维可视化

中图分类号：P6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）09-0173-02

海外深水勘探项目具有投资高（每口探井超过1亿美元）、储量大、风险高的特点。深水沉积储层研究深刻影响着油气田的勘探与开发，因此逐渐为人们所重视。

研究区A油田位于西非深水区，目的层段沉积储层为第三系深水浊积砂岩，沉积模式是海底扇水道-朵叶复合体。多期沉积体相互切割与叠置，精细雕刻异常困难，以往传统的依靠单一技术无法满足研究区实际勘探开发生产的需求。本文创新提出了复杂深水沉积体精细刻画技术组合流程，解决了多期相互切割与叠置的复杂深水沉积体精细解释与刻画的难题，指导了油田3口评价井的钻探获得成功。

1 复杂深水沉积体精细刻画技术组合

技术组合的流程分五个步骤實现：第一步应用倾角体的等时切片对沉积体进行初步观察与识别，迅速锁定目标沉积体的大体位置及时窗范围；第二步利用手工与自动追踪交互解释，快速生成几个等时界面作为地层结构框架；第三步依据框架下地层的接触关系，利用地层切片技术快速生成多个小层；第四步应用适当的计算时窗沿层进行频谱分解，生成振幅调谐体及单频的分频振幅切片；第五步选取适当的低频、中频及高频单频切片，进行多属性融合生成融合切片，确定出该时窗内沉积体平面形态、叠合关系及分布范围，生成平面控制边界；第六步在三维可视化模块中，将数据沿目的层拉平，在时窗及平面边界约束下利用地震属性种子点自动追踪技术，在三维空间雕刻复杂深水沉积体。

1.1 倾角技术

倾角是一种几何地震属性，可以反映地震反射构形、地震相单元边界反射结构及同相轴反射强度与横向连续性等。本区沉积体在地震剖面上往往表现为深切谷的形态，因此利用倾角技术具有较好的应用效果，迅速锁定目标沉积体。

1.2 地层切片技术

深水沉积在地震剖面纵向上时间跨度大，多期沉积体叠置现象多，进行属性提取时，常规方法是利用解释层位的时间平移。对于非等厚地层来说，解释层位的时间平移并不能反映目标沉积体的层位特征，造成地震属性提取中的一些假象[1]。地层切片是利用两个等时层序界面为顶、底，在层序内按照地层接触关系等比例内插一系列的层面，根据地层接触关系生成内插模型，接触关系包括平行顶底、削截、超覆等。这种切片比等时切片或沿层切片更加合理而且更接近于等时沉积界面，在一定程度上克服了上述假象的产生。

1.3 频谱分解技术

频谱分解技术通过时频转换计算将时间域的地震信号转换到频率域，然后从频率域属性上挖掘有用的信息，摆脱仅依赖振幅类以及振幅衍生类地震属性信息进行储集层厚度、物性预测以及烃类检测的束缚，能够有效地识别薄层单元地质体及刻画复杂地质体内部地层反射特征，有利于研究者对于地层沉积和储层的正确认识和评价[2，3]。

频谱分解的算法很多，主要包括傅立叶变换（FT）、短时傅立叶变换（STFT）、最大熵法（MEM）、连续小波变换（CWT）、S变换（ST）、匹配追踪法（MPD）等。这些方法各具特色和优点，但又都存在一定的局限或缺陷。小波变换在高时间分辨率具有较低频率分辨率，低时间分辨率具有较高频率分辨率，对信号的动态瞬时分析十分有利，因此本文采用小波变换。

1.4 多属性多信息融合技术

多属性多信息融合技术是一项利用多种信息进行综合与组合的技术手段，在地震解释应用中常以RGB混色方式显示[4，5]。原理是通过定义映射函数T，对3个输入体的每个值A1、A2、A3进行比例变换，输出数据体中每个点对应某一颜色值。在RGB三元色中，1、2、3分别对应于R、G、B。这种色彩的融合，实际是一个典型特征提取的过程，红、绿、蓝颜色的变化反映了地下介质反射信号的低、中、高频率特征的分布。

RGB三元色地震属性融合技术使用的关键是找到合适的R、G、B单色属性。单色属性一般有三类：（1）远、中、近炮检距振幅属性切片，来描述地震数据的AVO特征；（2）优选出三种不同类别的地震属性（一般为振幅、频率、相位）切片；（3）频谱分解生成的低、中、高单频振幅切片。实践表明，对于刻画多期次、相互切割与叠置、横向厚度变化大的深水水道复合体，使用倍频的低、中（一般使用主频）、高三个单频振幅切片进行融合，效果最佳。

1.5 三维可视化技术

三维可视化技术是利用三维地震数据体显示、描述和理解地下诸多地质现象和特征的一种图像显示工作，应用颜色、透视、动画和观察视点的实时改变等视觉表现形式，帮助人们对地质问题进行空间思维，使人们能够观察到不可见的对象，洞察事物内部结构。在进行可视化时，通过色彩值和透明度的改变来突出感兴趣的部分，发现并圈定目标体的范围。三维可视化模块提供了边界约束条件下的种子点追踪功能，可以用来对目标沉积体进行三维追踪雕刻。

2 实际应用

西非深水某A油田目的层段发育有大量水道复合体和朵叶体，这些深水沉积体是油田的主力产层。此类储层具有高孔高渗特征，平均孔隙度23%，平均渗透率可达1000mD，含油气后呈现强振幅异常特征。研究任务是评价油田储量规模，并提出评价井的井位部署。

依据上述技术组合流程，共分六个步骤实现沉积体的精细刻画：（1）利用倾角体时间切片快速浏览，锁定目标沉积体的平面及纵向范围。（2）寻找目的层附近相对易于解释的、具有等时意义的同相轴，开展手工与自动追踪交互解释，生成层位1和层位2。（3）鉴于目的层基本为等厚的连续沉积地层，采用内插的方式生成若干小层。（4）选择将目标沉积体圈定的两个小层，利用连续小波变换进行频谱分解，计算振幅调谐体，生成单频振幅切片。（5）选取15Hz（沉积体底部同相轴频率约15Hz）、30Hz（地震资料的主频）、60Hz（30Hz的倍频）单频振幅切片，分别赋予红色、绿色和蓝色，生成分频三元色切片。通过调整三元色切片能量权重，融合生成RGB三元色切片（图1b）。与传统的均方根振幅属性图相比（图1a），沉积期次与沉积体边界更加清晰（图1b中标注为A、B、C的区域）。水道主体及其摆动、迁移与切割的痕迹均很清晰，比常规均方根振幅切片更加精细地刻画了深水浊积水道的分布形态，从而也更加准确地确定了每个沉积体边界。（6）在三维可视化模块中将地震数据体沿层拉平，按时窗切割出子数据体，设定阈值进行自动和交互式种子点追踪刻画，形成沉积体的追踪点集。利用上述第（5）步中获得的沉积体边界将边界外的部分剔除，将编辑后的沉积体点集生成构造顶面并进行反拉平，可以看出沉积体顶面的构造形态。并且沉积体点集与构造层面进行叠合，结合油水边界圈定出含油储层范围，应用模块提供的体积计算功能直接计算出沉积体的有效体积和地质储量。该技术组合进行沉积体的三维雕刻清晰、准确、快捷。该项新技术组合有效支撑了A油田区的沉积储层研究。并在此基础上，形成了以沉积体为单元进行评价，实现少井多探的提高经济效益的井位部署思路与原则，指导了A油田的3口评价井的钻探。3口井均获得成果，单井油气层净厚度65～81m，油田储量大幅提高，取得了巨大的经济效益。

3 结语

（1）针对西非深水区面临的多期相互切割与叠置的复杂深水沉积体精细解释与刻画的难题，提出了复杂深水沉积体精细刻画技术组合流程，具有高分辨能力、高抗噪能力的特點，取得了很好的应用效果。

（2）指导3口评价井的钻探获得成功，取得了巨大的经济效益，证明了该项新技术组合具有很高的实用价值，对指导其他类似地区复杂沉积体的识别和精细刻画具有重要的借鉴意义。

（3）目前尚未见到国内学者提出相同或相似的深水沉积体精细刻画技术组合，具有原创性，填补了相关技术空白。

参考文献

[1]陈兆明，袁立忠，周江.地层切片技术在水下分流河道砂体解释中的应用[J].石油天然气学报，2012，34（10）：55-58.

[2]周涛.分频技术在准噶尔中部地区断层解释中的应用[J].科技传播，2013，4（下）：122-123.

[3]张延章，尹寿鹏，张巧玲，等.地震分频技术的地质内涵及其效果分析[J].石油勘探与开发，2006，33（1），64-66.

[4]姜秀娣，翁斌，刘亚茹，等.分频混色技术在高精度地震解释中的应用[J].地球物理学进展，2013，28（2）：882-888.

[5]王楠，杜鹏，赵悦伊，等.地震RGB分频属性融合技术在J工区河道砂体空间展布中的应用[J].海洋石油，2016，36（3）：8-12.