隐蔽河道砂体地震识别关键技术——以四川盆地中江气田中侏罗统沙溪庙组为例

郑公营 吕其彪 赵 爽 彭 鑫 徐守成

中国石化西南油气分公司勘探开发研究院

0 引言

中江气田位于四川盆地川西坳陷东部斜坡带，中侏罗统沙溪庙组是其主要产层，以三角洲平原—前缘分流河道沉积为主。沙溪庙组气藏勘探始于1995年，气藏构造复杂、河道宽度窄、砂体厚度薄、储层非均质性强，勘探开发难度大，勘探开发初期未能实现有效建产。2012年转变勘探开发思路，通过实施气藏河道砂岩精细刻画、水平井部署以及分段压裂改造技术，突破了产能关，气井单井产气量大幅度提高，实现了该气藏规模效益开发。该期间针对气藏致密河道砂岩地震预测技术发展大致经历了3个阶段[1-4]：第一阶段为勘探发现及前期评价阶段（1995—2010年），该阶段缺乏高品质连片地震资料，主要用“强振幅”亮点模式定性描述河道砂体，但河道展布特征不清；第二阶段为勘探开发一体化评价阶段（2010—2012年），该阶段川西坳陷实现了三维全覆盖，以“强振幅”亮点模式为基础，多属性分析定性刻画相带，高分辨、储层反演等处于深化认识阶段，预测精度逐渐提高，但河道叠置关系、储层分类评价、含气性、产状认识不清，水平井实施效果不理想；第三阶段为持续滚动评价上产阶段（2012—2020年），面向斜坡区复杂、窄、薄层河道砂岩气藏，持续深化地球物理预测技术攻关，攻克基础资料采集处理解释、相带精细刻画、储层精准描述等多项技术瓶颈，开发建产取得突破性进展，气藏持续快速增产，但此阶段河道砂体识别手段仍以叠后地震资料为主，对复杂隐蔽河道识别还是有一定的局限性。

2020年前，该气藏研究对象主要集中于厚层、低波阻抗河道砂体，地球物理响应模式为“低频、强振幅、亮点反射”，横切河道剖面反射特征为“短轴透镜状”，平面上河道形态特征明显，易于识别刻画[5-7]。近年来，针对该气藏部署实施的一系列评价井、开发井钻遇了多套地震反射无明显异常特征、未识别的砂体，测井曲线为箱形河道砂体特征（笔者称该类型河道砂体为隐蔽河道砂体），油气显示活跃，测试效果较好。但此类河道砂体地震剖面反射异常特征不明显，平面上河道发育的位置或者河道特征不清晰，如何有效识别此类河道，刻画河道砂体平面展布范围，评价增储上产潜力是急需解决的问题。为此，笔者聚焦于隐蔽河道砂体，开展地球物理基础攻关研究，从辨识机理上剖析其响应特征，提出优势道集叠加、谱反演高分辨处理、波形指示高分辨反演及岩性指示因子构建等关键技术，并应用于川西坳陷中江气田沙溪庙组河道识别，实现了隐蔽河道砂体精细刻画，有效地指导了气藏的井位部署，支撑了中江气田千亿立方米探明储量的开发。该研究成果及思路可为类似隐蔽型储层的地球物理识别刻画提供参考。

1 隐蔽河道砂体特征及地震响应机理

川西坳陷东部斜坡带沙溪庙组自上而下划分为J2s1、J2s2、J2s3共3段，基于高分辨率层序地层学分析和岩性组合，沙溪庙组又细分出15套砂组。其中，J2s1有 4 套砂组（J2s11、J2s12、J2s13、J2s14），J2s2有 5 套砂组，J2s3有 6 套砂组[8-9]。 主力气层主要分布在J2s2和J2s3（图1-a）。

沙溪庙组河道砂体岩石类型以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为主，储层储集空间以残余原生孔和粒间溶孔为主，其次为粒内溶孔，发育少量的晶间微孔、微裂隙等，低孔、低渗，非均质性较强。河道砂体厚度薄，主要介于5～30 m，平均值15 m；储层孔隙度主要介于7.00%～13.00%，平均值为8.66%；剔除裂缝影响，砂岩基质渗透率主要介于0.04～0.30 mD，平均值为0.21 mD，属于薄层、低孔、低渗致密储层[10]。

近年来，在沙溪庙组气藏开发过程中，部分井在非目的层段钻遇油气显示好的砂体，通过井震标定，发现这些砂体总体表现为“暗点型”弱反射异常，与常规河道强波谷“亮点型”反射差异大。与大套厚层物性较好的河道砂体相比，这类砂体波阻抗与泥岩波阻抗差异小且叠置，砂体厚度普遍低于地震纵向分辨率，地球物理响应特征不明显，具有物性隐蔽、厚度隐蔽特征。

1.1 物性隐蔽特征河道砂体地震响应机理

物性隐蔽指测井上与围岩相比，河道砂体的声波、密度与围岩差异小，表现为“中等声波、中等密度、中等波阻抗”特征（图1-b）。合成地震记录上砂体顶、底与围岩组合呈弱反射特征，横向上与整套泥岩发育层段的弱反射特征基本一致（图1-c、d）。

图1 中江气田沙溪庙组岩性柱状图及典型井合成地震记录标定图

隐蔽河道砂体的弱反射特征可以从地震波动力学反射机理和叠加原理上进行剖析。对于不同物性的河道砂体，Rutherford等[11]、Castagna等[12]基于砂岩与上覆介质的波阻抗差和上覆介质的特征两方面对含气砂岩进行了划分，明确了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类AVO特征砂岩的反射系数随入射角的变化趋势（图 2-a）。

根据中江气田已钻井资料分析可知，工区范围内主要存在Ⅰ类（高波阻抗砂体）、Ⅱ类（中等波阻抗砂体，又分Ⅱa类和Ⅱb类）和Ⅲ类（低波阻抗砂体）3种AVO特征砂体类型，Ⅳ类不具有典型性。因此，笔者针对常见的3种AVO特征砂体类型的砂体开展AVO正演分析。表1为依据工区内井资料建立的AVO正演模型参数，图2-b为正演模拟的振幅随入射角（偏移距）的变化关系，反射系数曲线的计算采用了Zoeppritz方程，从AVO正演结果可看出，工区内AVO特征砂体类型与理论AVO特征砂体分类和反射特征一致。

表1 中江气田沙溪庙组AVO特征砂体类型正演模拟参数表

图2 理论砂岩与中江气田沙溪庙组砂岩顶面反射系数曲线对比图

图3为不同AVO特征砂体类型正演叠前道集与叠加剖面（重复65道）。从图上可以直观地看到Ⅰ类和Ⅱa类AVO砂体的接触类型，砂体顶近道为波峰反射（正反射系数），反射振幅随入射角（偏移距）的增大而减弱，随着入射角的不断增大发生极性反转，过零点从正的反射系数向负的反射系数变化，最终形成叠加剖面上振幅呈弱波峰或弱波谷的反射特征。这是中江气田沙溪庙组部分河道在叠后剖面上隐蔽的原因之一。同时可以看出Ⅱb类AVO砂体顶近道为弱波谷反射，随入射角增大，负振幅（波谷）增强，叠加后可以形成中等振幅，叠加的振幅强弱与最大入射角有关，理论认为最大入射角超过30°才能形成较强反射振幅。Ⅲ类AVO砂体顶近道为中强波谷反射，随入射角增大，负振幅（波谷）增强，叠加后可以形成较强的振幅，表现为“亮点反射”，叠后容易被识别。但Ⅱb类AVO砂体叠加形成的中等振幅容易被Ⅲ类AVO砂体的亮点特征所遮盖，形成识别陷阱，导致不能被正确认识，具有一定的隐蔽性。

图3 中江气田沙溪庙组AVO砂体类型正演叠前道集与叠加剖面图

通过AVO正演模拟分析，“物性隐蔽河道”形成原因主要是该类砂岩具有中高波阻抗，叠前道集上表现为Ⅰ类及Ⅱ类AVO特征，在道集上呈现出近道或远道极性反转现象，加之叠加平均效应，导致叠加后能量相互抵消而减弱，形成中弱反射特征。同时，砂体的这种叠加隐蔽性，具有叠前AVO（振幅随偏移距的变化）特征，这为针对不同类型的砂体开展AVO分析与识别奠定了理论基础。

1.2 厚度隐蔽特征河道砂体地震响应机理

根据Widess[13]楔形模型理论，地球物理中的调谐效应表现为地质体的厚度和地震频率（波长）之间的关系，地震分辨的极限即调谐厚度为1/4波长，地层视厚度大于1/4波长时地震上可分辨其厚度；地震识别的极限是1/8波长，地层视厚度介于1/4波长～1/8波长时，厚度大小无法分辨，但地震上可识别地质异常体的存在；在地层视厚度小于1/8波长后，理论上在地震上是难以识别的。一些新的理论研究证明，在上下地层波阻抗差异较大时或者采用先进的提高分辨率处理技术能突破1/8波长[14-15]。

小于1/4波长的单个薄层砂体具有调谐效应，由不同岩性组成的薄互层也具有明显的调谐效应[16]。笔者所谓的厚度隐蔽指单层河道砂体厚度较薄，薄于地震调谐厚度，或者纵向上发育多层砂泥岩组合，互层振幅调谐，形成不明显的地震反射特征，砂体厚度无法通过地震有效识别、预测。

对于厚度隐蔽砂体，除了上述理论模型典型的“泥包砂”情况，研究区内还发育一种“砂包泥”情况。以J2s33-1砂组为例，钻井揭示J2s33-1砂组普遍发育两套砂体夹一套泥岩，上部发育一套厚度约10 m的高波阻抗砂岩，下部发育一套厚度约20 m的砂岩。该砂组总体属于中高波阻抗砂岩，两套砂体所夹泥岩厚度有变化。

建立楔状模型，模型参数为：泥岩速度为4 200 m/s，密度为2.50 g/cm3，上部高波阻抗砂岩速度为4 800 m/s，密度为2.60 g/cm3，下部中等波阻抗砂岩速度为4 300 m/s，密度为2.55 g/cm3。采用30 Hz主频地震子波开展正演，正演结果表明泥岩顶（上部砂体底）为波谷反射，泥岩底（下部砂体顶）为波峰反射，调谐厚度为35 m（1/4波长）处振幅最强，小于调谐厚度振幅先逐渐减弱为弱波谷，后随泥岩减薄到一定程度（小于5 m），变成上部砂体顶与下部砂体顶的组合调谐响应为中强波峰；大于调谐厚度振幅先减弱，直到大于1/2波长（70 m）后，振幅平稳无变化。鉴于研究区泥岩夹层基本介于10～20 m，小于调谐厚度。因此，在小于调谐厚度的情况下，泥岩夹层越厚，泥岩顶底振幅越强，这种泥岩夹层带来的振幅调谐变化，影响了砂岩的真实响应特征，造成厚度及储层预测的多解性（图4）。

图4 中江气田沙溪庙组正演模拟图

2 隐蔽河道砂体地震识别关键技术

AVO研究地震反射振幅随炮检距的变化，叠前数据较全叠加数据信息更丰富[17]，叠前道集质量的好坏是叠前AVO分析和叠前反演的关键。中江气田叠前道集覆盖次数较高（88次），分布均匀，达到了叠前预测的要求。图5为W5井测井曲线、井旁AVO正演模拟角度道集、道集优化后角度道集和原始角度道集对比结果，对角度道集入射角范围进行评价，可以看到目的层段的最大入射角可达45°，满足叠前预测对角度的需求。同时，可以看到正演道集和实际道集能量和波形上有一定的差异，这是因为测井曲线的采样率可以达到约0.1 m的分辨率。该气田地震资料主频约30 Hz，按照4000 m/s的地震速度，地震能分辨的最小砂体厚度约为30 m，厚度低于30 m会受到AVO调谐和地震分辨率的影响，造成实际地震资料与正演结果的差异，但AVO趋势是一致的，不影响叠前AVO分析。

图5 中江气田W5井AVO正演模拟角度道集、道集优化后角度道集和原始角度道集对比图

从图5可以看到，W5井J2s33-1砂组下部砂体（紫色箭头位置）具有比泥岩略高的中等波阻抗和明显低纵横波速度比特征，近道表现为弱波峰，随着入射角（偏移距）增大，地震极性反转成波谷，在远角度产生强波谷AVO异常；J2s33-2砂组下部砂体（蓝色箭头位置）具有比泥岩略低的中等波阻抗和明显低纵横波速度比特征，近道表现为弱波谷，随着入射角（偏移距）增大振幅增强，在远角度产生强波谷AVO异常。利用远道强波谷特征可以进行此类隐蔽砂体识别。W5井J2s33-1砂组上部砂体（红色箭头位置）具有高波阻抗和较低纵横波速度比特征，近道为强波峰，随着入射角（偏移距）增大振幅减弱（实际道集远道有一定的拉伸畸变），因此，利用近道强波峰特征可以进行此类砂体识别。

综上所述，分别利用近道（偏移距道或角度道）部分叠加数据和远道部分叠加数据识别高波阻抗和中等波阻抗两种类型砂体，可实现物性隐蔽特征河道砂体识别。

针对薄层识别，Portniaguine等[18]探讨了一种叠后谱反演方法，该方法可以解决小于调谐厚度的薄层预测问题，该方法利用反射系数的奇偶分量来提高识别薄层的分辨能力[19]。

基于地震波形特征指示的高分辨反演技术是近年来兴起的高分辨反演新技术，已取得了较好的应用效果。该反演技术与常规反演技术相比，具有更高的分辨率，能够更准确地反映出砂体厚度，并且能够增强地层横向连续性[20-21]。

综上分析认为，将谱反演应用到地震数据的拓频处理中，可以在拓频处理后的高分辨地震数据上实现薄、窄河道砂体的精细描述以及对叠置河道进行分期剥离刻画。在拓频处理后的地震数据上开展波形指示高分辨反演，能更精确地反映出砂体厚度，增强地层横向连续性，指导水平井跟踪和轨迹优化调整，提高优质储层钻遇率，最终实现厚度隐蔽特征河道砂体精细描述。

2.1 优势道集叠加技术

为了突出隐蔽河道砂体地震异常特征，避免全道集数据叠加带来的反射特征弱化，在地震道集高保真目标处理的基础上，需要结合隐蔽性河道砂体的偏移距（入射角）范围，优选能够最大程度上体现叠加异常振幅的优势偏移距道或者角度道进行分偏移距或者分角度叠加成像。

2.1.1 高保真道集优化处理技术

叠前道集保幅处理使道集保持可靠和符合规律的AVO特征，是AVO反演分析中极其重要的一步。由于地震波反射能量受地震采集激发/接受条件、观测系统、吸收衰减、薄层调谐、噪音干扰、地层横向各向异性等因素影响，这些因素会导致地震信号的振幅、频率和相位产生畸变，造成叠前道集品质偏低（如：道集不平、能量不均衡和子波拉伸畸变等），严重影响叠前反演和AVO分析质量。为了确保AVO特征的正确性，必须尽可能地消除影响振幅的非地质因素[22]。

2.1.1.1 叠前道集噪音压制

叠前道集中的噪音主要包括相干噪音（规则干扰，如线性噪音、面波、多次波等）、随机噪音（不规则干扰），压制噪音同时还需保持振幅的相对关系。

对于相干噪音，采用高精度Radon（τ-P域）域叠前去噪技术，该技术根据时间—空间域（T-X域）的有效信号和相干噪声在τ-P域的不同表达形式，将T-X域的地震数据变换到τ-P域，通过滤波算子对相干噪音进行分离去除，去除相干噪音的同时也保护了有效信号。

对于随机噪音，采用最新的叠前投影去随机噪音技术，该技术将T-X域的地震数据变换到频率—波数域（F-X域），然后应用投影滤波算子去除随机噪音。相比传统的F-X域去噪技术，该技术在去除随机噪音的同时保护了有效信号。

2.1.1.2 保AVO特征道集拉平

叠前时间偏移处理后的CRP道集上有很多地震同相轴没有拉平的现象，速度分析不准、地层横向速度变化等都可能是造成这种现象的因素。这些现象给地震叠加处理、AVO属性分析和地震叠前反演等带来了困难，需要开展道集拉平处理。笔者采用可变时窗波形匹配互相关技术拉平由于速度精度不够产生的不平道集，满足叠前反演和AVO属性分析基本要求，可以不受极性反转影响，适用于各类型AVO道集拉平处理[23]。其具体步骤是：①选择随机噪音小、靠近小偏移距（角度）的一组道进行部分叠加形成参考道；②选择一个对于所有偏移距至少包含一个波组的时窗，将该时窗内的所有道与参考道进行互相关，求得每道最大相关系数所对应的时移量；③根据相关系数的门槛值和时移量门槛值剔除异常时移值，得到各道的校正时移量，将校正时移量应用于该时窗数据；④时窗沿时间方向滑动至道尾完成一个道集的处理，逐道集处理完成整个工区道集拉平处理。

2.1.1.3 子波拉伸校正

动校正将会引起子波拉伸、使频谱向低频移动，导致远道数据频率低于近道数据，产生反射波调谐，降低了地震分辨率，这些因素不利于AVO分析和叠前反演。拉伸量与反射角度有明显联系，在地震角道集上，可以方便地求得拉伸校正因子进而达到子波拉伸校正的目的[24]。该技术为反余弦滤波技术，采用反余弦滤波技术对动校子波拉伸进行校正，可以提高远偏移距道集分辨率，消除远道畸变。

2.1.2 优势偏移距（角度）道集分选叠加技术

不同偏移距（入角度）范围道集部分叠加体现不同类型砂体的AVO信息，可以指示不同类型的砂体地震响应特征，因此，可以利用AVO特征优选出能够反应不同类型砂体的优势道集（偏移距道集或角度道集）范围，根据分选出来的优势道集叠加特征来开展不同类型隐蔽河道砂的识别描述。①为了便于AVO分析，把偏移距道集转换为角度道集。在叠前道集和正演道集上分析不同类型砂体的AVO特征，通过观察和分角度（偏移距）叠加试验，确定高波阻抗砂体从近道到远道振幅减弱的最佳高截角度、确定中等波阻抗砂体从近道到远道振幅增强的最佳低截角度；②在确定了远道和近道叠加最佳截止角度后，通过近道最佳高截角度以下的道集叠加识别高波阻抗砂体，通过远道最佳低截角度以上的道集叠加识别中等波阻抗砂体。对于中江气田沙溪庙组来说，近道叠加角度一般介于0°～10°或者0°～15°，远道叠加角度依据地震数据实际最大角度，一般介于20°～30°或者30°～40°。需要注意的是，由于远道道集一般存在杂乱、道集数据缺损、拉伸畸变等现象，必要时需做切除处理。

图6为通过全叠加（叠后）数据和叠前远道（偏移距道或者角度道）部分叠加数据提取的中江气田HXC—FG地区J2s33-1砂组下部中等波阻抗砂体对应的地震最大波谷振幅属性。从图6-a可以看到，全叠加属性图中北部发育一条高阻抗细河道（钻井证实为J2s33-1砂组上部高波阻抗砂体），由于两套砂距离很近，叠后属性受到上部高波阻抗波峰旁瓣的调谐影响，不能完全消除，而远道叠加属性则消除了它的影响（6-b）。究其原因：在叠前道集上，上部高波阻抗砂体表现为近道波峰、远道振幅减弱的特征，下部中等波阻抗砂体表现为近道波谷、远道振幅增强的特征，通过远道叠加，减弱了上部高波阻抗砂体波峰旁瓣的影响，增强了下部中等波阻抗砂体波谷响应，因此，远道叠加属性能够消除它的影响。可见，叠前远道叠加最大波谷属性可以清晰地刻画出Js3-123砂组主力河道的空间展布，河道更加清晰连续，河道边界的刻画更加清楚，消除了泥岩陷阱，砂泥岩的区分度更高，且与实钻吻合，而全叠加最大波谷振幅属性难以准确刻画主力河道的空间展布特征。

图6 中江气田HXC—FG地区J2s33-1砂组下部中等波阻抗砂体最大波谷振幅对比图

图7为通过全叠加（叠后）数据和叠前近道部分叠加数据提取的中江气田HXC—FG地区J2s33-1砂组上部高波阻抗砂体对应的地震最大波峰振幅属性。从图7中可以看出，全叠加数据刻画高波阻抗河道不够清楚，并且还受到下部中低波阻抗砂体的影响，而近道叠加数据清晰刻画出一些类似网状河的细小河道，且与实钻吻合。

图7 中江气田HXC—FG地区J2s33-1砂组上部高波阻抗砂体最大波峰振幅对比图

2.2 高分辨处理及反演技术

2.2.1 谱反演高分辨处理技术

在优势道集部分叠加地震数据上可以实现隐蔽河道砂的识别描述，如果在这种数据上进一步开展高分辨（拓频）处理，能够消除薄互层调谐效应（厚度隐蔽），从而进一步提高隐蔽河道砂的识别能力和精度。

谱反演是一种采用先验信息和谱分解技术来提高小于调谐厚度的薄层成像地震处理技术[25-26]。其操作步骤为：①反射系数奇偶分解。通过奇分量和偶分量的分辨率分析研究两者对薄层的识别能力，为反演目标函数的建立和反演过程提供依据。②目标函数建立。目标函数由变换到频率域的地震子波、反射系数的奇偶分量、原始地震数据组成。反演过程中，使目标函数达到最小，作为判断反演结果正确与否的依据。③谱反演非线性反演方法选择。建立目标函数后，采用模拟退火或蒙特卡洛等非线性反演方法，通过全局寻优的方法得到最佳的结果。

通过谱反演拓频处理，地震资料频带得到拓宽，拓频前地震剖面频带宽度介于10～45 Hz，拓频后频带宽度扩大至8～65 Hz，主频从30 Hz提高到40～50 Hz。在拓频处理后的地震资料上开展精细解释，河道形态刻画取得重大进展。如图8所示，在拓频前，地震资料上解释的J2s23砂组河道展布形态不清晰、连续性较差，通过在谱反演拓频处理后的地震资料上开展重新解释，该层的河道连续性变好，河道走向清晰，并且消除了其他层河道的影响。

图8 中江气田DP地区J2s23砂组拓频前后地震资料河道刻画对比图

2.2.2 波形指示高分辨反演技术

波形特征指示高分辨反演方法是在传统地质统计学基础上发展起来的新统计学方法。该技术体现了“相控”的思想，具有反演结果精度高、随机性小的特点，反演结果从完全随机到逐步确定，并且适用于不均匀分布井位，可以为开发评价阶段薄储层预测提供更可信的定量预测结果。笔者采用“地震波形驱动的结构化表征”方法[27-28]，其基本思想是：①利用地震波形的横向变化信息取代变差函数来表征空间结构的变异性，根据地震相似性和空间距离两个因素优选样本，然后根据样本井曲线确定储层结构；②利用优选样本统计波形与储层组合结构的关系；③在贝叶斯框架下模拟初始模型的高频成分，模拟结果符合地震中频成分和井曲线结构特征（条件分布概率），在保证反演结果与原始地震一致的前提下，反演结果既能在空间上体现地震相约束的意义，又能在平面上更加符合地质沉积规律，最终提高储层预测的精度和可靠性。

在高分辨处理后的地震资料上开展波形特征指示高分辨反演，可以进一步提高分辨率，实现河道砂体的纵向高分辨刻画及厚度精准定量预测。W211井从井深3 053 m开始钻遇粉砂质泥岩，后确认出砂体底部，从常规反演波阻抗剖面来看井轨迹位于异常中下部（图9-a），说明常规反演波阻抗反演砂体厚度偏厚（20 m）。而从波形特征指示高分辨反演剖面上来看，轨迹位于异常底部（图9-b），这与实钻出砂底基本吻合。进一步说明波形特征指示高分辨反演结果也能很好地反映砂体厚度横向变化情况。

图9 中江气田W211井常规反演波阻抗剖面与波形特征指示高分辨反演波阻抗剖面对比图

结合实钻结果，对比常规反演与波形指示高分辨反演结果，证实波形指示高分辨反演能更准确地识别砂体厚度，特别是厚度10 m左右的薄砂体也被能准确地识别，并且对砂体厚度的横向变化也有很好地反应，这为薄砂体厚度定量预测提供了有力的数据支撑。

2.2.3 岩性指示因子构建技术

叠前反演可以反演出纵波速度、横波速度、密度，用这3个参数可以计算出很多弹性参数，利用这些弹性参数开展岩性、物性、流体预测。通常利用交会图，对计算好的各种弹性参数制作交会图，再在众多交会图中寻找对岩性、物性、流体有区分度的弹性参数或组合。如果利用反演的弹性属性能够构建一种岩性敏感因子用来指示岩性特征，将会带来极大的变革。笔者采用了便捷、高效、敏感性高的敏感因子构建方式，该构建方式将纵波波阻抗与横波波阻抗相结合，再融入角度因子形成一个新的变量[29]。该变量的表达式为：

式中I表示构建的指示因子；AI表示纵波波阻抗，（g/cm3）·（m/s）；SI表示横波波阻抗，（g/cm3）·（m/s）；Ф表示角度，（°）。

式（1）是对纵横波波阻抗进行坐标旋转，找到对某一属性特征区分度最高的最佳旋转角度，不同的角度可以代表不同的弹性参数，如：0°对应纵波波阻抗，90°对应横波波阻抗，315°对应纵横波速度比等。

针对主力产气层J2s33-1砂组，扫描不同角度下指示因子与自然伽马曲线的相关性可以得到与岩性相关度最好的角度，用该角度计算的指示因子可以认为是岩性指示因子（图10），研究区岩性指示因子最佳角度为298°。

图10 中江气田沙溪庙组不同角度岩性指示因子与自然伽马关系图

以叠前角道集数据作为输入，测井地质模型为约束，开展叠前三参数同时反演，得到纵波波阻抗、横波波阻抗及密度；以构建的岩性指示因子为依据，开展岩性识别。图11为中江气田GM地区J2s33-1砂组叠后最大波谷振幅与叠前岩性指示因子反演结果对比图。从图11中可见，叠后最大波谷振幅难以准确地刻画砂体的空间展布特征，而从叠前岩性指示因子反演结果中可以清晰看出砂体的空间展布特征，河道边界更为清晰，河道更连续，消除了泥岩陷阱，砂泥岩区分度更高。

图11 中江气田GM地区J2s33-1砂组叠后最大波谷振幅与叠前岩性指示因子属性对比图

3 结论

1）中江气田沙溪庙组隐蔽河道砂体主要属于中高波阻抗，地震上主要表现为“暗点型”中弱振幅，平面上主要表现为局部隐形、点状或段状不连续，常规振幅难以准确识别河道边界及河道展布。其地震响应机理为该类砂岩单层厚度普遍小于地震分辨率极限，具有明显的地震调谐效应，在叠前道集上表现为Ⅰ类及Ⅱ类AVO特征砂体，呈现出近道或远道极性反转现象，导致叠加后能量相互抵消而减弱，形成中弱地震反射特征。

2）通过叠前优势道集叠加技术使隐蔽河道砂体响应振幅增强，泥岩响应振幅基本不变，突出了砂岩响应特征，使砂泥岩区分度更高，刻画的河道更连续、河道边界更清楚，更好地识别河道平面展布特征。隐蔽河道在叠前优势角度道或偏移距道部分叠加振幅属性上局部振幅增强的部位为较好的有利目标区域，可作为下一步部署的方向。

3）谱反演高分辨处理可以获得高分辨率反射系数，呈现许多地质现象的细节，对储层的精细评价有着重要作用。波形指示高分辨反演技术比常规反演技术有更高的分辨率，能更精确地反映出砂体厚度，地层横向连续性也得到增强。在谱反演拓频处理后的地震资料上开展波形特征指示高分辨反演，可以进一步提高分辨率，能识别10 m厚度的砂体，实现了河道砂体的纵向高分辨刻画及厚度精准定量预测。

4）岩性指示因子与自然伽马曲线有较好的线性相关性，是很好的岩性解释弹性参数。用单一指示因子区分砂岩和泥岩，增大了区分度和识别率，为后续砂体雕刻及精细解释提供便利。利用指示因子构建理论，可进一步构建与孔隙度相关性最好的物性指示因子、与含气饱和度相关性最好的流体指示因子，开展气藏综合评价。