东胜气田什股壕地区下二叠统山1段河道识别

李 灿 归平军

（中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南 郑州 450006）

0 引言

东胜气田位于鄂尔多斯盆地北缘，横跨伊盟隆起、伊陕斜坡和天环坳陷3个构造单元。什股壕地区位于伊盟隆起杭锦旗断阶带上，泊尔江海子断裂以北，研究区在石炭系山西组发育一套碎屑岩沉积体系。主要研究的目的层下二叠统山西组属于辫状河三角洲到辫状河过渡的沉积相，厚度为30～90 m，自下而上可分为山1段、山2段。由于什股壕地区横跨伊盟隆起，靠近物源区，横向上地层厚度变化大，纵向变化也较为复杂，侧向叠置频繁，河道精确识别困难。朱筱敏等（2013）利用地震沉积学对三角洲窄河道砂体走向以及边界进行了精细描述［1-2］，林承焰和张宪国（2006）首次总结提出了以地震资料分频处理、90°相位旋转、地层切片处理与分析为核心流程的地球物理技术手段［3-4］。笔者以什股壕地区山1 段河道及边界精细刻画为目标，采用90°相位转换、地层切片技术，结合已钻井资料描述砂体尖灭线，最终实现了研究区薄砂体的精细刻画。什股壕地区二叠系山西组山1 段沉积期物源为北西—北东向，沉积环境受太古界沟谷发育的影响，形成了沟谷限制性的辫状河沉积体系，其下部石炭系太原组沉积厚度较小或缺失，三维地震资料受太原组煤层影响较小。实钻结果显示，山西组油气发现与该区沉积相展布和构造关系密切，在构造高部位落实的情况下，工业气流井多位于限制性辫状河沉积厚层砂岩的快速尖灭区，进一步说明影响该区油气成藏的关键要素是砂体尖灭线位置以及侧向封堵条件的有效性。利用常规地震资料及方法很难对山西组河道及边界进行精细刻画。因此笔者尝试利用地震沉积学方法进行河道的精细识别。

1 90°相位转换技术

曾洪流等（2005）在分别对零相位、90°相位地震数据体进行薄砂体识别对比研究的过程中［5］，认为在发现零相位的地震模型中，薄层砂岩（小于λ／4，λ 为通过砂岩的地震波波长）上半部分位于波峰位置，而下半部分则位于波谷位置，说明地震极性不能很好地指示岩性，地震极性与岩相位置在薄层砂岩中对应关系不好（图1）。因此对于小于λ／4 的薄层沉积砂岩，零相位数据的地震同相轴很难与岩性指示测井曲线相匹配［5-7］。

图1 零相位和90°相位数据与薄层砂体的对应关系图

地震子波90°相位转换的目的是为了建立地震反射轴与薄层砂体之间的对应关系［8］。其基本原理是通过相位估算，将地震相位旋转到90°，使反射波主瓣对应到薄层中心，以此来克服零相位波的缺点，同时使地震剖面的极性具有岩性界面意义［9］。该技术在地震数据体为零相位、研究目的层为砂泥岩薄互层、波阻抗特征差异比较明显的条件下可以很好地将地震数据体转换为岩性数据体，另外还可以提高地震数据体的分辨率［10］。根据前人研究成果对什股壕三维工区地震数据进行90°相位转换，并对零相位数据体与90°相位数据体进行对比分析，认为目的层为薄砂体时，砂体与90°相位数据体剖面上一组强波谷振幅同相轴对应关系较好（图2），其中T9d为下石盒子组底部地震波组反射界面，连续性好，可以全区追踪；T9c 为山西组底部的地震波组反射界面，该波组为全区目的层段振幅最强的反射波，波组特征明显，连续性较好。

2 地层切片技术

地层切片技术在薄层砂体刻画方面越来越重要，目前常用的方法有时间切片、沿层切片和地层切片3种。在地层切片分析过程中，沿着或平行于地震同相轴的层位进行沿层切片，得到的切片更具地质和地球物理意义［11-13］。然后在等分原则下，沿内插层位逐一提取地层切片属性，得到若干个属性切片，这一系列具有相对等时的地层切片属性，能够精细地反映目的层沉积体的演化过程。同时薄层砂体尖灭的刻画，地层切片相对于时间切片和沿层切片更加合理［11-13］。本次研究对什股壕区带90°相位转换数据体首先进行层位解释，采用同相轴T9c（山西组底部）和T9d（下石盒子组底部）作为相对等时界面建立地层体，提取地层切片（图3）。

图2 零相位和90°相位数据体与实钻井砂体的对应关系图

图3 地层切片示意图

在山西组的顶部和底部之间内插出22 个层位，从上到下依次提取最大波谷振幅值。从切片中可以看出河道砂体的沉积演化过程。以研究区山西组山1段实钻井的砂体厚度与振幅属性做交会图分析，找出相关关系最高的切片属性用来作为刻画该沉积单元河道砂体的预测结果，最终确定第20个切片为山1段河道识别结果（图4）。

3 应用分析

图4 研究区山西组山1段河道识别结果图

研究区部分钻井作为兼探层位在山西组山1段试获工业气流，说明该层系具有油气运移、成藏的基本条件［14-15］。落实河道规模、成藏类型成为一个关键问题。通过上述对山西组山1 段河道的识别结果，分析认为属性上呈现出暖色的条带状，地震剖面上可以明显地看出河流下切谷的特征，钻井揭示地层厚度、砂体较大（图5）。A井、B井在山西组山1段试气分别获得 2 × 104m3／d、6.5 × 104m3／d 的产气量，砂体厚度分别为15 m、20 m，两口井位于现今构造高点（图5a），在河道识别结果图上位于绿色区（图5b）。在指导气藏认识中，认为山西组山1 段气藏有利区位于河道的边部，现今构造高点，为侧向被泥岩封闭而聚集成藏的地层—构造复合气藏。

图5 研究区目的层过A-B井地震剖面与属性示意图

4 结论

1）利用地震沉积学90°相位转换后的数据进行地层切片属性提取与优选，优选后的地层切片属性对薄层砂岩尖灭线的识别效果较好。

2）东胜气田山西组山1 段砂体尖灭与油气聚集关系密切，结合沉积相分析与地震沉积学技术识别河道范围，在气田什股壕地区开展圈闭搜索，对该区地层—构造圈闭的勘探具有重要意义。