西湖凹陷平湖组深层岩性圈闭刻画方法研究——以孔南地区为例

刘婷婷，蒋 涔

（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司勘探开发研究院，上海 200120）

西湖凹陷孔南地区位于保俶斜坡的北端（图1），其主要勘探目的层中上始新统平湖组系有障壁海岸的浅水近岸沉积体系，由潮控三角洲沉积体系、泻湖/潮道体系交互构成受海平面升降控制的垂向演化沉积序列。因此，自西北向东南展布三角洲前缘河道，以及自东南向西南、西北高部位方向岩性尖灭的潮道砂体，进一步被同生断层复杂化，形成一系列纵向叠合、横向受断层切割连片的复合圈闭群（图2）。该地区主要目的层在4000 m左右，埋深大，物性差，地震资料品质低，给储层识别造成困难。传统地震振幅属性和叠后反演不能有效识别砂岩[1-2]。因此，本次研究首先进行基础资料优化，包括测井数据泥岩垮塌校正、一致化处理；其次进行岩石物理分析优选岩性敏感参数[3-5]；最后，通过叠前同时反演[6-8]分析砂体展布范围，刻画岩性圈闭[9-10]。反演结果与已钻井吻合率高，验证了该预测方法及流程的有效性。

图1 西湖凹陷孔南地区区域位置图Fig.1 Regional location map of Kongnan area in Xihu Sag

图2 孔南地区P8砂顶构造图Fig.2 Structure map of P8 sand top in Kongnan area

1 测井资料评价及岩石物理分析

每种测井曲线都不可避免地要受到井眼和钻井液等环境因素及泥岩垮塌的影响，在井眼严重垮塌的情形下，测井曲线出现了严重的失真，已无法用环境矫正法消除井眼的影响，测井曲线反映的已不完全是地层的真实响应。本次研究，在分析GR、中子和密度、声波的关系后，通过神经网络方法学习未垮塌段曲线特征，校正泥岩垮塌段密度和声波曲线（图3）。通过声波时差和密度交会图（图4、图5）分析，可以看出校正后曲线可反映地层真实信息。

本次研究选择kb井作为标准井，采用4 000 m以下地层作为标准层进行一致化处理，处理后各井的弹性曲线分布概型一致（图6）。

在测井曲线评价的基础上，进行目的层岩石物理分析（图7），可以看出，该地区砂岩和泥岩的纵波阻抗叠置严重，叠后反演不能识别砂体，本次研究拟通过叠前同时反演和纵横波速度比 （Vp/Vs）最小属性值刻画砂体展布。

2 砂层定量解释

叠后约束稀疏脉冲反演是建立在零偏移距褶积模型基础上的，叠前同时反演建立在AVO技术即描述反射系数随入射角及地层岩性参数变化关系的Zoeppritz方程基础上的。叠前同时反演技术（图8）主要是利用不同部分偏移距叠加数据体来描述AVO效应，同时考虑了不同部分叠加数据子波的差异性，因此获得AVO界面上下的岩石弹性参数数据。叠前同时反演的主要关键点在于求解非线性方程中目标函数的设立。Zoeppritz方程可以简化为R(θ)=A+Bsin2(θ)。

利用叠后波阻抗反演和弹性阻抗反演，只能得到波阻抗或弹性阻抗的信息，不能直接求取纵波速度、横波速度和密度这3个基本的弹性参数。因此，本次研究采用叠前同时反演方法进行砂体刻画，叠前同时反演是基于地震反射波振幅与不同入射角反射系数有关的理论，利用多个（至少3个）不同角度的部分叠加地震数据体来同时（或同步）直接反演各种弹性参数，如纵波阻抗、横波阻抗、密度和泊松比等，进而预测储层岩性。

通过子波标定、建立低频模型、提取分角度叠加地震体子波进行确定性反演。本次储层定量解释在岩石物理分析的基础上，利用纵横波速度比进行砂、泥岩区分，研究认为纵横波速度比小于1.7为砂岩，在反演得到的纵横波速度比体 （图9）上进行砂岩的识别，反演结果与钻井GR曲线吻合率较高，反演结果可靠。

图3 测井曲线泥岩垮塌校正前后对比（左：k1井；右：kb井）Fig.3 Comparison of logging curves before and after mudstone collapse correction (left:Well k1; right:Well kb)

2.1 P8砂体分析

综合利用地震波形反射特征和叠前同时反演的成果，对砂体进行解释追踪。结合古地貌可知，P8层前缘分支河道迁移改道频繁，河道总体沿地貌低洼带向东南延伸，砂体在低洼处富集，往西南高部位方向岩性尖灭，西北侧受断层封堵，形成构造岩性复合圈闭。从反映岩性的Vp/Vs反演剖面上看（图9），P8砂体顶面特征、分布范围比较清楚，低Vp/Vs特征能够明显地将砂体和泥岩区分开，能够较为清晰地刻画出砂体的空间展布，再结合钻井沉积相特征，可以描述岩相的空间分布（图10(a)、图10(b)、图10(c)）。

从kb、k1以及ka的连井对比（图10(c)）上看，作为等时对比的连井剖面上，kb井P8表现出清楚的进积层序（向上变粗），且顶部砂体厚16.8 m，具分流河道特征。而下游方向（向k1、ka方向看）上，并没有演变成沉积趋细的前缘相，反而出现水道特征强于上游kb井的变化。k1、ka的P8厚度分别为23.5 m和23.3 m，砂体底部侵蚀面清晰，GR呈钟形特征。显然，下游两口钻井的变化具有潮汐改造特征，表现为潮汐分流水道。

图4 k1井声波与密度交会图 （左：校正前；右：校正后）Fig.4 Cross plot of acoustic wave and density in Well k1(left:before correction; right:after correction)

图5 kb井声波与密度交会图 （左：校正前；右：校正后）Fig.5 The cross plot of acoustic wave and density in Well kb(left:before correction; right:after correction)

图6 孔南井区密度曲线一致化处理前后对比Fig.6 Comparison of density curves in Kongnan well area before and after unification treatment

图7 孔南井区平湖组岩石物理分析图Fig.7 Petrophysical analysis of Pinghu Formation in Kongnan well area

图8 Zoeppritz方程原理Fig.8 The principle of Zoeppritz equation

如果将钻井所揭示的地质特征进一步投射到反演以及地震剖面上，可以看到自西北向东南方向的分流河道分叉迹象。图10（a）有三角洲前缘朵叶的透镜体特征，图10（b）具有上游向下游砂体分叉且夹层增多的特征。因为潮汐改造强烈，因此，砂体的平面展布上在平行物源方向上带状特征不明显，相反，在东南方向上，砂体呈现良好的横向连续性。井震结合可以立体地刻画出P8所代表的潮控三角洲特征。

图9 叠前反演连井Vp/Vs剖面图Fig.9 Vp/Vs profile of prestack inversion with well-connected wells

图10（a） 过k1井北东走向地震和反演剖面Fig.10（a） NE trending seismic and inversion profile across Well k1

图10（b） P8 砂层尖灭点刻画(b)Fig.10（b） P8 sand layer vanishing point characterization (b)

2.2 P6砂体分析

同理，kb井区P6砂顶对应弱波峰，地震剖面上向西南方向可追踪（图11(a)）；平面上，河道砂体的带状特征清晰可辨（图11（b）），砂体往西南方向高部位因为分流河道停止活动而尖灭，西北侧断层封挡，形成构造-岩性气藏。

图10（c） P8连井沉积层序对比图Fig.10（c） Comparison of sedimentary sequence of P8 in multi wells

图11（a） 过kb井北东走向地震和反演剖面Fig.11（a） NE-trending seismic and inversion profile through Well kb

图11（b） P6 砂层尖灭点刻画Fig.11（b） Depiction of the vanishing point of the P6 sand layer

从kb、k1以及ka的连井对比（图11（c））上看，作为等时对比的连井剖面上，kb、k1井P6均具有进积层序的迹象（向上变粗），且顶部砂体厚分别为16.5 m和11.9 m，呈钟型GR特征，具分流河道特征。而下游方向（向ka方向看）上，ka迅速演变成沉积更细的前缘相，河道成因的砂体没有出现。

相较于P8砂体，P6没有出现强烈的潮汐改造特征。如果将钻井所揭示的地质特征进一步投射到反演以及地震剖面上，可以看到自北向南方向的宽阔的分流河道迹象。图11（a）中井区位置就有三角洲前缘朵叶的透镜体特征，井震结合可以立体地刻画出P6 所代表的三角洲特征。

图11（c） P6连井沉积层序对比图Fig.11（c） Comparison of sedimentary sequence of P6 in multi wells

3 结论

（1）在基础资料质控和岩石物理分析的基础上，通过叠前反演Vp/Vs属性和波形特征，识别砂体横向展布特征，预测结果与钻井对比吻合度较高，这样的砂体识别技术可以提高勘探成功概率。

（2）借助钻井资料精细分析，能提高地震资料地质解释的可信度。因此，涉及到砂体分布特征的单井层序沉积相研究是必不可少的基础工作。

（3）由于地震道集资料品质对精细储层预测影响较大，建议开展处理-解释一体化工作以提升资料品质。在薄层识别方面，可结合统计学反演等方法进行砂体刻画。