INPEFA技术在层序地层划分中的应用——以苏北盆地溱潼凹陷南华区块阜三段为例

袁 野，王 黎，谢锐杰

( 1.长江大学 地球物理与石油资源学院，武汉 430100；2.中国石油 新疆油田分公司 勘探开发研究院，新疆 克拉玛依 834000 )

层序地层学自从发展成一门独立学科以来，以其理论上的系统性、综合性，尤其是应用上的可预测性，为油气田的勘探开发作出了重要贡献，并产生了多个学派分支，其中就有以GALLOWAY为代表的以最大洪泛面为层序边界的成因地层学。在划分层序界面时，测井曲线是一项重要的识别依据[1]，而在溱潼凹陷南华区块，因缺少地震资料，取心资料有限且不连续，露头资料少，故使得运用测井资料进行层序划分变得十分重要。但由于使用常规测井资料的极限性，且容易穿时，所以在取心资料有限、缺少地震资料的条件下，可以借助INPEFA技术，对常规测井资料进行特殊的数学处理，将原始测井曲线中隐藏的地层发育趋势以及沉积旋回等信息提取出来[2]，通过对INPEFA曲线不同级别趋势形态和拐点类型的分析，确定不同级别的层序界面和洪泛面，以及判断沉积环境的变化，进行精确的高频层序对比。

本文对苏北盆地南华区块阜宁组三段测井曲线进行INPEFA处理，提取测井曲线所隐藏的周期性特征，完成了对阜三段四、五级高频成因层序的精确划分，判断出该时期的沉积环境变化情况，进而对局部地区相邻的3口井进行了精确的高频成因层序及砂体连通性对比。

1 区域地质概况

南华区块所处溱潼凹陷是苏北盆地东台坳陷的一个次级构造单元，南以断阶带与泰州凸起相接，东以小海、梁垛凸起与海安凹陷相隔，北与博镇—吴堡低凸起相接，呈南断北超的箕状特征(图1)，凹陷面积约1 200 km2。

在2010年，通过对苏北华东探区资源潜力的重新评价，得出溱潼凹陷油资源量为10 800×104t，分布于溱潼凹陷断阶带、东部斜坡带、西部斜坡带上；油气资源在层位上主要分布于阜宁组三段，其中溱潼凹陷阜三段资源量占溱潼凹陷总资源量的29.86%。所以对阜三段进行精细的层序划分及对比，进而分析该层位的砂体连通性及其中的沉积环境变化，对南华区块的油气资源勘探开发具有重要意义。

2 INPEFA技术用于层序划分与对比

2.1 基本原理

INPEFA技术的第一步是进行频谱分析，首先利用最大熵谱分析对测井曲线进行处理，来推算出最大熵频谱分析估计值(MESA)，再由对应的测井曲线真实值(RV)减去最大熵频谱分析估计值得到数据差值(PEFA=RV-MESA)，这个过程就是预测误差滤波分析，对PEFA曲线进行积分处理，得到了合成预测误差滤波分析曲线(INPEFA)[3]。INPEFA曲线的正负拐点代表了可能的洪泛面和层序界面。

INPEFA曲线可以反映水进水退的旋回性变化，而常规测井曲线旋回性变化不明显。INPEFA曲线的不同趋势代表了不同的地质意义(表1)[4]，从右到左的负向趋势反映基准面下降、水体变浅、砂质含量增加的反韵律变化，正向拐点(曲线由负趋势变为正趋势的转折点)代表可能的层序界面；从左到右的正向趋势反映基准面上升、水体变深、泥质含量增加的正韵律变化，表示水进或洪积阶段，负向拐点(曲线由正趋势变为负趋势的转折点)代表可能的洪泛面。

据南华区块阜三段的录井资料，该地区的岩性特征较为单一，均为砂泥岩互层，而在反映泥质含量的变化方面，GR曲线是测井曲线中效果最显著的，所以本文使用GR曲线来进行层序地层研究[5]。

2.2 利用INPEFA技术对阜三段进行层序划分

利用INPEFA测井旋回技术进行单井层序地层的识别和划分时，首先确定大级别的层序界面，然后在界定的层序界线内进行更为精细的层序划分。

表1 INPEFA 的曲线特征与含义Table 1 Characteristics and meaning of INPEFA

图1 研究区区域构造Fig.1 Tectonic setting of the study area

2.2.1 用INPEFA曲线识别阜三段III、IV油组界面

INPEFA曲线不同的变化幅度对应不同级次的旋回，用INPEFA技术对南华区块的南华2-17井做合成预测误差滤波分析(图2)。从图2中可以得出，频率趋势线旋回形态特征明显，图中的红色箭头代表正向趋势，黑色箭头代表负向趋势。从整体上来看曲线呈现出单一的正趋势，从III、IV小层内来看，曲线呈现出由负到正的趋势。

所以从图2中可以清楚地识别出1 768.13 m和1 733.47 m出现相同变化幅度的负拐点，为Ef3-III油组的底部和顶部。界面在INPEFA趋势线上非常明显，充分体现了INPEFA技术精确度高、准确性强的优点。

2.2.2 阜宁组三段III、IV油组精细地层划分

根据阜三段III、IV油组的测井、录井资料以及INPEFA曲线特征，在III、IV油组界线的控制下，结合沉积相序列的演化特征，进行精细的五级层序划分。INPEFA曲线的拐点预示着沉积环境的变化，由图2可知III、IV油组的划分界线都是在曲线较大方向上的改变之处。所以运用同样的划分原理，在确定的四级层序界限内，通过识别较小的拐点，分别将阜三段的III和IV油组(4级层序)划分为6个小层和7个小层(5级层序)(图3)。图3中较大的拐点(粗线)表示4级层序的界面，较小的拐点(细线)表示5级层序的界面。

2.3 利用INPEFA技术对阜三段进行等时对比

在单井高频层序划分的基础上，利用测井旋回曲线的变化特征进行连井高频层序的对比。只有对全区的层序进行划分与对比，并最后闭合，才能达到精细等时地层格架的建立[6]。

将南华区块内3口距离相近的井进行精细地层划分与连井对比(图4)。可以看出3口井的趋势线和拐点都较为一致，在INPEFA曲线上4、5级层序界线都具有良好的可对比性，表现出的旋回特征都明显相似。从测井旋回曲线的特征可以看出，3口井的目的层在该时期的变化趋势均为负到正，沉积环境大致相近，都是一个从水退到水进的过程。

2.4 利用INPEFA技术进行砂体连通性对比

INPEFA曲线能表现出砂泥岩的变化，且具有受区域气候影响的等时性特征。油层的划分是按照砂岩含油对比来进行的，但是在实际的油气田开发中，在同一个沉积环境形成的地层中进行砂泥岩互层对比的时候，只利用测井曲线的形态进行砂对砂、泥对泥的对比，容易造成邻井之间的油层出现穿时现象。因此，利用INPEFA测井旋回曲线进行邻井之间曲线形态的特征对比，能在小层等时的框架内划分砂、油层，进而精确地完成砂体连通性的识别[7-9]。

图2 苏北盆地溱潼凹陷南华区块NH2-17井阜三段合成预测误差滤波分析Fig.2 Integrated prediction error filter analysis of the third member of Funing Formation in well NH2-17, Nanhua block, Qintong Sag, North Jiangsu Basin

图4 苏北盆地溱潼凹陷南华区块阜三段层序地层精细对比Fig.4 Meticulous comparison of sequence stratigraphy of the third member of Funing Formation, Nanhua block, Qintong Sag, North Jiangsu Basin

图5 苏北盆地溱潼凹陷南华区块阜三段砂体连通性对比Fig.5 Comparison of sand body connectivity in the third member of Funing Formation, Nanhua block, Qintong Sag, North Jiangsu Basin

溱潼凹陷南华区块阜三段的岩性较为单一，均为砂岩、泥岩、砂泥岩。图5为溱潼凹陷南华区块阜三段III、IV油组砂体的连通性对比图，可以看出，在划分的13个小层中，只有III-4、III-6、IV-2、IV-7这4个小层里的砂体是全部连通的，分别为2个砂层和油层。在通过INPEFA处理后的趋势线建立的等时框架下进行砂体连通性的分析，所得成果与该区块的实际动态开发资料也基本保持一致。

3 结论

(1)INPEFA技术处理得到的趋势线可以很明显地识别出在常规测井曲线上无法识别的旋回趋势特征，且不同的变化幅度对应不同的层序级别，避免了常规人工划分时精度不高、容易穿时、多解性强等问题，使各层序界面更直观、更明显。

(2)由INPEFA曲线的旋回趋势确定了溱潼凹陷南华区块阜三段III、IV油组的界面，从4级层序的曲线变化趋势来看，沉积过程都是从水退到水进，在其框架内进行更精细的层序地层划分，将III油组(4级层序)划分为6个小层(5级层序)，IV油组划分为7个小层。小层对应的曲线趋势变化十分明显，提高了高频层序划分的精度。

(3)在INPEFA旋回趋势建立的等时框架下，对南华区块井间进行精细的小层对比与砂体连通性对比，结合油水关系进行单砂体的连通性预测，刻画出砂体的空间分布，其结果与该区实际的动态开发资料具有很好的一致性。