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地层切片技术在水下分流河道砂体解释中的应用

2012-11-15陈兆明袁立忠周江江中海石油中国有限公司深圳分公司研究院广东广州510240

石油天然气学报 2012年10期
关键词:同相轴层序惠州

陈兆明,袁立忠,周江江 (中海石油 (中国)有限公司深圳分公司研究院,广东 广州510240)

地层切片技术在水下分流河道砂体解释中的应用

陈兆明,袁立忠,周江江 (中海石油 (中国)有限公司深圳分公司研究院,广东 广州510240)

三角洲前缘沉积中,水下分流河道非常发育。水下分流河道砂体在横向上迁移摆动,垂向上相互叠合:在远离物源方向叠合不严重,上下2套砂体对应2套地震同相轴;在物源方向叠合很严重,上下2套砂体对应1套地震同相轴。因此,在地震剖面上进行人工解释很困难,往往会出现 “串轴”问题。地层切片技术能使地震解释地质化,有助于找出有利砂体:应用单个地层切片,在平面上能很好地识别出多套砂体在横向上的迁移摆动情况,以便分析沉积相;应用相互关联的多张地层切片,在垂向上能判断每个砂体发育时间,刻画出砂体发育的期次。利用该方法在惠州X构造进行砂体解释,识别出A、B、C、D共4套砂体,经钻探证实,惠州X构造B砂体为有商业价值的岩性地层圈闭。

地层切片;水下分流河道;发育期次;砂体;岩性地层圈闭

1998年曾洪流等[1,2]首次提出 “地震沉积学”的概念和地层切片分析等重要技术,得到了广泛应用,分别在不同的油田取得了一定的应用效果[3~5]。但以前的研究仅局限在单个地层切片分析其沉积相和识别河道、扇体等岩性异常体,而没有研究地层切片的 “时间”属性。为此,以惠州X构造为例,应用单个地层切片,在平面上识别出多套砂体在横向上的迁移摆动情况;而且结合地层切片的 “时间”属性,应用相互关联的多张地层切片,在垂向上判断出每个砂体发育时间,刻画出砂体发育的期次,进而对人工解释出现的 “串轴”问题进行了合理解释,有助于找出有利砂体。

1 问题的提出

惠州X构造位于东沙隆起西北斜坡惠州凹陷南部,属于惠西含油气系统,邻近已证实的富烃洼陷,油源充足。富烃洼陷的油先沿着边界大断层垂向运移、再沿构造脊上的珠海组砂岩输导层横向运移到惠州X构造成藏。所以非常有必要研究惠州X构造的储层特征,特别是砂体的空间展布情况。

惠州X构造沉积相研究表明:该区目的层段所处沉积相主要为近滨、三角洲前缘和前三角洲亚相;上部发育较厚层的前三角洲泥岩,下部发育水下分流河道、河口坝和远砂坝砂岩。水下分流河道砂体在横向上迁移摆动,垂向上相互叠合:在远离物源的方向上不同砂体的叠合不严重,如图1(a)所示,UP层和DOWN层在构造南面是清晰的2个地震同相轴,UP层和DOWN层上下2套砂体对应2套地震同相轴;而向北的另一条剖面 (图1(b))上,从左向右边追踪DOWN层既可以走上,也可以走下,UP层和DOWN层的解释存在多解性;越到北面越是难解释,如图1(c)中,从左向右边追踪DOWN层完全就可以走上面的轴,也就是说,UP层和DOWN层从南向北、从左向右,2套地震同相轴可以追踪到一个同相轴。因此,在地震剖面上进行人工解释很困难,往往会出现 “串轴”的问题。

2 方法原理

目前使用的地层切片技术主要有4种:时间切片、沿层切片、等比例切片和地层切片 (图2)。时间切片是沿垂直于时间轴的方向上某一固定时间对地震数据体进行切片,在一定时窗内可以得到地震平面属性。当地层倾斜时,时间切片是地下不同层位的地震属性信息在同一时刻的综合反映。单张时间切片可以反映不同层位地震波的振幅、频率、信噪比、断层及同相轴的变化等,多张连续时间切片上波峰、波谷宽度可以提示地层倾角、频率的变化。例如,在频率不变的条件下,时间切片上的同相轴宽度大,说明地层的倾角小;反之,则倾角大。沿层切片是沿着或平行于追踪地震同相轴所得的层位进行切片。等比例切片是在2个层位之间按等比例内插一系列界面再进行切片。但由于时窗固定不变,当时窗厚度大于地层厚度时会引起时窗穿层现象。

地层切片是结合以上3种切片的特点,在层序格架内,以2个等时层序界面为顶、底,在层序内按照地层接触关系等比例内插一系列的层面,在变化的时窗内,根据内插的层面内的数据,生成地震属性切片。这种切片比前3种切片更加合理而且更接近于等时沉积界面。实现步骤主要分3步:首先是选择与地质时间相同的层序界面,确定所选的层位一定要是等时的,通常情况下是选择海相泥岩为标准层,2个层序界面相差即层序的厚度不宜太大;再根据地层接触关系生成内插模型,接触关系包括平行顶底、削截、超覆、河道、断层等;最后根据层序厚度等比例分成连续的小层,把地震数据或者反演数据转换成层序数据,提取地层切片。

图1 UP层和DOWN层人工解释剖面

图2 不同的切片方法示意图

3 实例应用

应用地层切片技术,在惠州X构造UP层和DOWN层上、下选取稳定泥岩层的层序界面SB1和SB3,SB1和SB3之间平均时间间隔为20ms;进行了20份地层切片,每一层切片的平均时间间隔是1ms,在垂向上以时间大小给切片编号为切片1到切片20,切片1的时间小于切片20的时间。图3为SB1到SB3之间的地层切片2,从图3上可以看到,平面上有4套砂体异常范围,分别对应剖面上A、B、C、D这4套砂体;可以识别出A和B是朵叶体,C、D为河道,间接证明其沉积相为水下分流河道沉积相。

图3 SB1到SB3之间的地层切片2的地震剖面 (a)及平面分布 (b)

图4 SB1到SB3之间的地层切片1、2、3

在层序格架下进行地层切片还能有效解释砂体发育期次,单张切片反映的是砂体的异常范围,多张切片关联起来就有了 “时间”概念。联系前后相关联的切片1到切片3(图4)就可以看出A、B、C、D共4套砂体在时间上出现的先后顺序:时间最早的是切片3(图4(c)),在切片3上只有A、B共2套砂体,而且B砂体刚刚形成;时间最迟的是切片1(图4(a)),在切片1上有A、B、D等3套砂体,而且A砂体只有部分残余,D砂体比切片2(图4(b))上的更发育。综合切片1、2、3可以判断A、B、C、D共4套砂体出现的时间顺序为:A→B→C→D;综合分析水下分流河道沉积的地质模式为:先沉积朵叶体A,再沉积朵叶体B,然后沉积分流间湾C,最后沉积分流间湾D。从时间上看,朵叶体B比朵叶体A发育晚;从深度上看,朵叶体B比朵叶体A构造部位高。因此,考虑到砂体在纵向上叠置或连通,朵叶体B比朵叶体A形成岩性地层圈闭的可能性大。应用地层切片技术可以较好地弥补人工解释带来的 “串轴”问题 (图5)。经B-1井、B-2井、B-3井等3口井的实际钻探表明,朵叶体B为岩性地层圈闭,单层地质储量超过1200×104m3。

图5 人工解释 (a)与地层切片解释 (b)对比图

4 结论与建议

在层序格架下进行地层切片将地震解释地质化,能有效解释砂体发育期次,单张切片上能识别砂体异常范围,反映出当时沉积的沉积相;多张相关联切片有了 “时间”概念后,可以反映出砂体发育期次。地层切片是建立在高精度的层序格架下,所以层序界面追踪的准确度直接影响后面的切片;地质建模也是地层切片好坏的关键;在反演体、岩性体上进行地层切片更能反映砂体发育期次情况。因此,建议在高精度的层序格架下准确建立地质模型,在岩性体上开展砂体发育期次研究。

[1]Zeng Hongliu,Backus M M,Barrow K T,et al.Office stratal slicing,part I:realistic 3-D seismic model[J].Geophysics,1998,63(2):502~513.

[2]Zeng Hongliu,Henry S C,Riola J P.Stratal slicing,part II:real 3-D seismic data[J].Geophysics,1998,63(2):514~522.

[3]王鹏,高伟,张红斌.地震切片演化技术在乍得A区块的应用 [J].石油地球物理勘探,2008,43(增刊1):115~118.

[4]王长江,刘书会,穆星.提高地震属性分析精度的方法及其应用 [J].石油物探,2004,43(增刊):112~114.

[5]刘勇,邓安雄,高洁.应用LandMark解释模块制作地层切片识别非构造圈闭 [J].石油地球物理勘探,2009,44(增刊1):101~104.

Application of Stratigraphic Slicing in Sandbody Interpretation of Underwater Distributary Channel

CHEN Zhao-ming,YUAN Li-zhong,ZHOU Jiang-jiang(First Author’s Address:Research Institute of CNOOC Ltd-Shenzhen,Guangzhou510240,Guangdong,China)

Underwater distributary channels were well developed in the delta front deposits.They migrated back and forth laterally and overlapped with each other vertically during the process of sedimentation.The overlapping of sandstone away from the source was not serious,the two sets of sandbodies upper and down were equals to 2sets of seismic axis and they were equal to only one seismic axis when overlapping of sandstone was serious.Therefore,seismic interpretation was difficult to be done manually and mistakes would take place sometimes.The application of single stratum slicing makes it easy to recognize the migration and swing of several sets of sandbodies in the horizontal direction and analyze the sedimentary facies on the plane.Several strata slicing which correlated with each other in the vertical direction could be used to identify the times of sandstone developed and characterize the periods of sandstone development.Strata slicing which brings geological significance to the seismic interpretation can help us find the favorable sandstone.The 4sets of sand A,B,C and D can be recognized by using the method to interpret Sand B in Structure A of Huizhou Sag.The sand B of the prospect A in Huizhou was drilled and proven to be a lithological trap,it obtains the commercial value.

stratum slice;underwater distributary channel;period of sandstone development;sand body;lithologic-stratigraphic trap

P631.44

A

1000-9752(2012)10-0055-04

2012-02-20

陈兆明 (1981-),男,2004年长江大学毕业,硕士,工程师,主要从事油气勘探研究工作。

[编辑] 龙 舟

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