地震波形分类在春光探区沉积微相研究中的应用

贾秀容，谢春安，李恒权，熊 辉，刘 俊，刘珊禄



地震波形分类在春光探区沉积微相研究中的应用

贾秀容，谢春安，李恒权，熊 辉，刘 俊，刘珊禄

（中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南郑州 450000）

针对春光探区中南部白垩系钻井资料少、沉积微相刻画困难等问题，结合岩心相、测井相的分析，在井震联合波形分类沉积微相标定的基础上，选用6种颜色代表6种波形，利用地震波形分类技术精细刻画春光探区中南部白垩系连木沁组的沉积微相平面展布特征。研究认为，连木沁组时期春光探区中南部发育扇三角洲–湖泊沉积体系，研究区Ch55、Ch118E和Ch120E井区分别发育三支扇三角洲前缘水下分流河道砂体，为有利的储集砂体发育区。

春光探区；地震波形分类；沉积微相；三角洲–湖泊体系

春光探区中南部钻井资料少，储层变化快，物性差异大。前人研究成果仅对车排子凸起或春光探区的白垩系沉积相有过简单阐述，对于中南部的沉积微相缺乏精细的研究认识[1-4]。春光探区整体位于单斜之上，构造平缓，断裂不发育，较适合地震波形分类技术的应用。本文应用波形分类技术针对春光探区进行沉积微相研究，以期解决该区钻井少、沉积相控制点少、储层变化快等问题。

1 地质背景

春光探区大部分位于车排子凸起东南部，西南角处于四棵树凹陷的北部边缘，勘探矿权面积约1 023 km2。车排子凸起为准噶尔盆地西部隆起的次级正向构造单元，其西北以扎伊尔山为界，东以红车断裂带与昌吉凹陷相接，南面为四棵树凹陷及伊林黑比尔根山（图1）。春光探区中南部地层自下而上为石炭系、白垩系、古近系和新近系，目前有6口井已钻遇白垩系地层。探区中南部构造简单，整体呈现单斜，断裂不发育（仅发育少量微小断层）。白垩系地层底部超覆于石炭系基底之上，顶部与古近系呈不整合接触关系。平面上，地层厚度由东南向西北方向逐渐减薄，南部Ch71井地层最厚，大部分地区沉积地层较薄。中南部白垩系沉积下白垩统吐谷鲁群胜金口呼图壁组和连木沁组，以连木沁组为主，连木沁组岩性主要为灰色、灰褐色含砾细砂岩、细砂岩、粉砂岩与灰色、灰绿色泥岩互层。自然电位曲线呈高幅负异常，多为指形、少数漏斗形特征，电阻率曲线多呈中–高幅微齿状。前人研究表明，春光探区白垩系主要发育扇三角洲–湖泊和辫状河三角洲–湖泊两种沉积体系[5-7]。

2 地震波形分类技术原理及方法

由于地震信号各种参数的变化均会反映到地震道形状的变化上，因此，地震波形能够反映地下地质体的特征。地震波形分类就是利用神经网络对地震层段内的地震反射波波形进行研究，通过多次迭代构筑合成地震道，并与实际地震道进行比较，借助自适应培训和误差纠正，把与实际地震道最匹配的模型道赋予实际地震道，再利用地震道形状即波形特征对目的层段内的实际地震数据进行逐道对比，细致刻画地震信号的横向变化，得到地震异常的平面变化特征，从而完成地震相分类[8]。

春光探区中南部白垩系地震资料主频为55 Hz，信噪比达到35 dB；资料总体能量强，信噪比高，能够满足波形分类技术的应用。从图2可以看出，该井区的油层标定在石炭系顶部的波谷同相轴中。图3为东南到西北方向将古近系底层拉平后的白垩系连井地震剖面，发育的白垩系地层KⅡ和KⅢ为下白垩统吐谷鲁群胜金口呼图壁组，KⅣ为下白垩统吐谷鲁群连木沁组，进一步细分为KⅣ–1、KⅣ–2、KⅣ–3。油层标定即图3中的绿色层位，所处层段属于连木沁组。在白垩系底超顶削的地层接触关系背景下，从剖面经过的两口井可以看出，目的层波形具有一定的差异，代表处于不同的沉积微相带中。将地震波形曲线特征进行分类并结合单井微相分析和标定，建立不同波形与沉积微相的对应关系；然后将相同类的地震波形用同一种颜色表示，得到一张细致刻画地震信号横向变化的地震波形分类图[9]，即可将地震相图转换成具有地质意义的沉积微相图。

图2 春55–1井合成记录

3 实际应用

春光探区中南部勘探程度不高，为了更好地应用地震波形分类技术，需要选择合适的时窗和合理的波形分类数。在确定这些参数之前，需要对已钻井的单井沉积微相分析和不同地震波形代表沉积微相类型的实验标定。

3.1 井震联合波形分类标定

分析春光探区中南部的6口钻井剖面，对部分取心井的岩心观察和岩石薄片分析发现，目的层段岩性为含砾砂岩、含砾细砂岩与粉砂岩、泥岩互层，靠近尖灭线附近，砂体明显变粗，泥质含量少。泥岩以灰色–深灰色为主；砂岩岩性较粗，以粗–中粒为主，颗粒排列杂乱，以中性喷出岩与石英岩为主，成分及结构成熟度不高，表现为水下环境和近源扇三角洲的特征。综合分析认为，目的层段处于扇三角洲–湖泊沉积体系。通过岩石学特征、沉积构造、古生物、沉积层序、测井相等分析认为，该井区白垩纪主要发育扇三角洲前缘、前三角洲和滨浅湖3种亚相。扇三角洲前缘亚相进一步细分为水下分流河道、分流河道间、河口坝以及席状砂微相。相似的沉积环境发育类似的沉积组合结构，这些组合结构的变化在地震剖面中表现为不同的波形变化[10]，因此，可以通过单井沉积微相分析标定。波形聚类方法中不同波形所显示的颜色代表沉积微相类型（图4）。

图3 中南部白垩系连井地震剖面

图4 波形分类及沉积微相标定关系

对Ch55井区叠前偏移地震资料应用神经网络方法，选择Ch71、P28、Ch55和Ch25等多口控制井，针对目的层段选择上、下各20 ms共40 ms时窗进行波形等长分类。结合本区沉积微相类型选择6种颜色（褐色、红色、草绿色、浅绿色、水绿色、浅蓝色）代表6种波形进行聚类分析（图4d）。图4d中由左至右6种波形按照相似度依次排列，下方红色与绿色线条分开程度即是代表在目的层段40 ms时窗范围内后面5种波形与第一种波形的相似程度。Ch118E和Ch55 等井白垩系为厚层砂砾岩、含砾细砂岩和泥岩互层组合，Ch118E井2 044~2 049 m井段自下而上岩石粒度变细表现为正旋回的河道二元结构特征，测井曲线呈齿化箱型或者钟形；图4a中Ch55井测井曲线为典型的河道沉积，在地震剖面中表现为第一种波形，用红色表示。另外一些由灰色和深灰色泥岩组成，沉积构造以块状层理及水平层理为主的井段表现为分流河道间湾微相的特征，自然伽马曲线为低平齿化形态。河口坝微相一般具有反韵律的特征，在该井区发育较少。南部的Ch71井泥岩含量明显增多，图4b中Ch71井测井曲线中自然伽马曲线呈锯齿状，为席状砂沉积微相，垂向上与前三角洲泥或者水下分流河道间泥岩互层，在地震剖面中表现为第五种波形，用浅蓝色表示。P28井发育前三角洲亚相，以泥岩沉积为主，含少量薄层泥质粉砂岩；如图4c中P28井测井曲线图自然伽马曲线变化幅度低、呈平直状，在地震剖面中表现为第六种波形（深紫色）。滨浅湖亚相分为湖盆泥和滩坝等沉积微相。

3.2 应用效果

在波形分类沉积微相标定的基础上，应用波形分类技术得到了春光探区中南部白垩系连木沁组的波形分类平面图（图5）。该井区地层剥蚀线分布在西北方向，呈东北–西南走向。结合已钻井的砂体展布特征分析发现，西北部的Ch55—Ch120E井一带砂地比值较大（达到50%以上），东南方向的Ch71井和P28井方向砂地比值依次降低，P28井的砂地比值仅为18%。结合探区其他化验分析资料认为，研究区主要的碎屑物供给来自西北方向，靠近剥蚀线附近砂体厚度较大（一般在8.0 m以上），其中，Ch55井砂体最厚，为12.6 m；向东南部逐渐减薄，P28井的砂厚为4.5 m，Ch71井的砂厚为6.4 m。该井区砂体从西北分多支向东南方向呈楔状展布。

结合波形分类平面图和砂体分布规律，刻画春光探区中南部白垩系连木沁组沉积微相的平面展布特征（图6），其中，靠近西北物源方向的Ch55、Ch118E、Ch120E 等井所处的区域代表扇三角洲水下分流河道沉积微相发育区。从图5中可以看出，褐红色区域分布范围最大，因此，在扇三角洲前缘亚相中水下分流河道微相的分布范围最广。河道间发育的深紫色区域为河道间沉积微相发育区，草绿色和浅绿色为河口坝或者滩坝沉积微相发育区，河口坝微相在扇三角洲中发育较少。研究区在白垩纪时期分别由西北向Ch55、Ch118E和Ch120E井区一带发育三支水下分流河道，中间发育河道间沉积微相，河道末端发育较少的河口坝微相；Ch71所处的浅蓝色区域为席状砂沉积微相发育区，呈环带状分布于主河道向湖泊推进区域；P28井所处的深紫色为广泛的前三角洲发育区。另外，远离扇三角洲区域主要为滨浅湖相，在湖泊中环绕扇三角洲主体区发育一系列滩坝沉积微相。结合已钻井数据统计认为，扇三角洲前缘的水下分流河道微相的砂体孔隙度和渗透率均较高，物性较好[11-12]，因此认为，Ch55井、Ch118E井和Ch120E井的3支分流河道发育区为有利储集砂体发育区，结合油气显示，3支砂体的北部地区可作为勘探的有利拓展区域。实际钻探结果与沉积微相平面预测结果吻合。

4 结论

（1）春光探区中南部白垩纪时期受西北物源影响，自西北–东南向发育扇三角洲–湖泊沉积体系；通过波形分类技术的应用，把目的层段选择40 ms时窗进行波形等长分类划分为6类波形，中南部连木沁组的平面沉积微相刻画效果较好，解决了该井区钻井资料少，平面微相研究局限的问题。

（2）春光探区中南部白垩系连木沁组主要发育扇三角洲前缘水下分流河道、分流河道间、河口坝、席状砂以及前三角洲泥和滩坝等沉积微相，其中，扇三角洲的水下分流河道微相广泛发育，在Ch55、春Ch118E和Ch120E井区分别共发育3支水下分流河道砂体，均为有利的储集砂体发育区。

图6 中南部白垩系连木沁组沉积微相平面图

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Application of waveform classification in sedimentary microfacies of Chunguang exploratory area

JIA Xiurong, XIE Chun'an, LI Hengquan, XIONG Hui, LIU Jun, LIU Shanlu

(Exploration &Development Research Institute of Henan Oilfield Company, SINOPEC, Zhengzhou, Henan 450000, China)

Aiming at the problem of little drilling data and difficulty in sedimentary facies describing of Cretaceous in south central of Chunguang exploratory area, combined with analysis of core facies and electrofacies, based on waveform classification sedimentary microfacies calibration through well seismic combination, 6 colors were selected to represent 6 kinds of waveforms. By using the seismic waveform classification technique, the plane microfacies distribution characteristics of Lianmuqin formation of Cretaceous system were described accurately. It is believed that the fan delta-lacustrine sedimentary system developed in Lianmuqin formation of Chunguang exploration area in the central and southern part. In the Ch55, Ch118E and Ch120E well blocks of the study area, three subaqueous distributary channel sand bodies are developed in the leading edge of the fan delta respectively, which are favorable reservoir sand body development areas.

Chunguang exploratory area; waveform classification; sedimentary microfacies; Cretaceous system; fan delta-lacustrine sedimentary system

1673–8217（2019）02–0036–05

TEP631

A

2018–04–26

贾秀容，工程师，1984年生，2011年毕业于长江大学矿物学、岩石学、矿床学专业，现从事地震解释及储层预测方面的研究工作。

编辑：赵川喜