畅永刚 （中石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西 西安710018）

苏里格气田致密砂岩储层孔隙空间细小，微观孔隙类型多样，结构复杂，储层中存在多种类型的孔隙喉道，不同类型组合使得储层储集性能相差悬殊，宏观物性上表现为孔隙度分布范围宽。储层中不同类型孔隙结构差异表现出明显的储层非均质性和非线性分布，这些都是造成地震吸收衰减影响因素复杂、波场响应复杂的主要原因。因此，有必要对储层的岩性、物性、孔隙流体性质等展开全面分析，合理地指导应用地震衰减特性来预测致密砂岩储层。

1 研究现状

地层是非完全弹性介质，当地震波在地层介质中传播时，地震信号的能量被吸收，而衰减量包含了该地层的岩性及含流体信息，与其他参数相比，具有更高的灵敏度［1～11］，所以研究地层的吸收衰减规律意义重大。根据频谱比斜率确定的吸收系数，比直接利用相邻反射波振幅衰减比值计算的结果更加准确，因为频率和吸收系数关系密切［12～16］，频谱能较好地反映出不同频率的变化强度。起初一些研究人员在时间域中利用波的振幅衰减信息进行吸收系数成像，如Brzostowski等［17］与Leggett等［18］做过该类试验；Gladwin等［19］根据吸收过程地震波脉冲增宽现象，提出了上升时间原理；Youli Quan等［20］根据地震波吸收过程中高频成份的吸收快于低频成份的特点，利用频谱主频的偏移进行吸收成像研究。

2 基本概念与测定误差分析

吸收系数是描述地层对地震弹性波动信号吸收特性的重要参数，是将地层介质的岩石性质、物理性质、岩石组分结构、孔隙结构、充填流体特性等作为研究对象，也就是说上述地层非完全弹性特性表现出来其对弹性波的吸收特性。

衰减系数是弹性机械波在完全非弹性地层介质中传播时的特性，应结合地层介质特性，重点围绕激发弹性波特性展开研究，主要应用弹性波动理论、阻尼振动、能量守恒及弹性波其他特性展开分析。

地层品质因子Q是表示地层吸收特性的物理量，是完全非弹性介质的固有属性。影响因素诸多，主要有孔隙度、流体成份等，特别是储层含气性对吸收特性影响较为明显。Q用地震波在地层介质中储存的最大能量和波传播经过时所损耗能量的比值来描述。

在实验室测定吸收衰减系数面临一些困难，如疏松岩石无法打磨、温度压力与实际差异大、岩样小、超声波频率太高、无法利用与实际地震信号频率匹配的信号源等都是导致误差的因素。野外测定相对于实验室测定好，对于研究地震波吸收衰减的总体规律有帮助，但距实际储层预测要求也有较大差距。目前，主要应用地面地震资料、井中地震资料2类野外数据求取吸收衰减系数等。

3 提取吸收衰减属性的方法

目前，提取地震波吸收衰减属性的方法主要有3种：①傅里叶算法，直接用振幅谱求取衰减率对数，适用于反射波单一、稳定、信噪比高的原始资料。②功率谱求取吸收系数法，在复杂信号分析中，要借助随机信号、复杂统计信号的分析方法，根据功率谱求取衰减率对数，适用由于薄互层干涉现象使波形发生畸变等波场信息复杂、信噪比不高的原始资料。③分离子波法，地震记录是子波与反射系数褶积得到的，而反射系数恰好是地层变化差异的体现，那么地震波传播过程中，由于地层差异和吸收特性使得传播过程中子波也发生衰减变化，这种子波的变化恰好就是地层吸收特性的表现；将记录分离成子波分量和脉冲分量，用子波振幅谱比法估算吸收衰减，可消除反射层结构（反射系数）对吸收衰减求取的影响；子波在地震信号传播中是波前和波后叠置存在的，因此分离子波不是严格意义上的分离子波，只能是估算子波的包络形态。由于地质目标层很薄，往往比一个子波的长度还要短很多，时窗的选取较为困难，因此无论哪种提取方法都是一个估算或者一个大时间窗内的平均值。

4 应用研究

4.1 含气储层特征

苏里格气田的主要储集层系为二叠系石盒子组8段（P2sh8）及山西组1段（P1sx1）的三角洲平原相辫状河道沉积的致密砂岩储层，主河道呈南北纵向延伸、东西横向迁移、频繁交叉复合的展布格局，表现为垂向上河道砂体复合叠置，平面分布具有相当的规模，但单砂体较小且分散。钻探揭示，主力储层P2sh8复合砂体或砂层组厚度较大（一般25～30m），但单砂体厚度较薄，尤其是孔、渗条件相对较好的有效储层厚度一般都小于10m。苏里格气田储层岩性多为石英砂岩和纯石英砂岩，石英体积分数一般在90%以上，最高可达95%，多为含砾粗砂岩，其孔隙多为晶间孔、粒间孔、溶蚀孔和微裂隙；孔隙度多小于10%，渗透率约0.7mD，有效砂体多呈孤立状分布，规模小、连续性差，以次生孔隙为主，具有低孔、特低渗致密砂岩储层特征。

4.2 地震储层预测技术流程

苏里格气田是典型的致密砂岩气藏，主要目的层砂体纵向相互叠置，横向复合连片，有效储层相对较薄。以往通过二维地震吸收衰减属性分析技术结合AVO分析、叠前弹性参数反演技术的应用，对有效储层的预测取得了良好效果。但是，随着苏里格气田规模化开发，大量应用三维地震资料大势所趋，所以开展三维地震属性优化分析、降低地震储层预测多解性迫在眉睫。地震属性携带了地表噪声、采集脚印、处理痕迹等，更重要的是携带了地质储层特征信息，如构造特征、沉积环境、岩性、物性及含流体信息等。在地震属性数据中，首先应对资料做各影响因素的基础分析，然后按照各个因素对吸收衰减影响级别展开分类分析，最终甄选、优化可以用来预测储层含气性的地震属性。

研究区地震波吸收衰减影响因素主要有4个方面：①苏里格气田地表为沙漠，浅层成岩较晚，处于欠压实状态，岩石疏松，因此激发信号大量被吸收；②在大面积致密砂岩分布的地层中，处于同一岩石压实作用级别下，泥岩和致密砂岩的波阻抗差异小；③在其他条件（噪声水平、压实、岩性）相同时，砂岩孔隙度与地震波吸收系数之间呈现明显的正相关；④砂岩孔隙中充填了地层水、油、天然气等，它们对地震信号的吸收程度是不同的。笔者在综合分析地质、钻井、测井及录井资料的前提下，对地震属性进行优化分析的同时，重点从储层岩性、物性、含气性等方面做了最详细的分析，从而有效利用地震波吸收衰减属性预测致密储层含气性。图1为基于地震吸收衰减分析的储层预测技术流程。

4.3 有效储层预测

通过提取多种地震属性，再按照一定物理意义和储层预测目标参数分类后优化降维，以井点有效储层信息为指导，融合优化分类后的地震属性，预测三维地震工区目标层位的储层含气性。如图2、3所示，苏里格气田东区P2sh8沿层地震吸收系数剖面，25－44井、25－46井、23－46A井在P2sh8都表现为强吸收，通过邻井对比分析，25－44井、25－46井、23－46A井与各自的邻井在岩性、物性特征上基本接近。由于苏里格气田P2sh8致密砂岩分布相对连续，因此影响地震波在小范围内或井控范围内横向强吸收的因素应该是孔隙充填流体造成的。钻井结果显示，25－44井、25－46井、23－46A井P2sh8均有较好的含气显示，说明利用高频吸收系数预测储层含气性获得了成功。

图1 地震储层预测技术流程

图2 过25－44井及25－46井P2sh8致密气层吸收系数剖面

图3 过23－46A井P2sh8致密气层吸收系数剖面

经研究发现，在传播过程中对吸收衰减最敏感的是振幅能量类属性。因此，在提取吸收系数的同时，提取沿层振幅属性进行对比分析是非常重要的。分析认为，吸收系数与振幅属性在平面形态上有很大的相似性。地震波传播中大部分的强能量是由于岩石颗粒的内摩擦造成的，当岩性相对均一的情况下，强吸收可以指示物性和含气性；同时，气层对地震信号的选择性吸收也是预测气层的主要依据，气层对高频信号的吸收较为敏感。在实际应用中，还结合其他地震属性和井场钻探静态资料进行了综合分析。

图4为苏里格气田shan187区块三维地震P2sh8沿层吸收系数平面图，深色表示强吸收，浅色表示弱吸收；井点主要部署在吸收系数相对较强的地区，井点处的灰色柱子是该井的有效砂岩（气层）厚度统计。该区块面积约为915km2，部署的Ⅰ＋Ⅱ类开发井占到了80%以上。

4.4 预测效果分析

苏里格气田投入规模化开发以来，地震技术作出了突出贡献，基于地震吸收衰减条件下的多项地震技术综合应用起到了良好的应用成果，特别是以吸收系数预测致密砂岩气层含气性方面较为突出。苏里格气田致密砂岩岩性、物性相对均一，储层含气性在吸收系数上异常响应较为明显。应用地震吸收衰减预测致密气层技术，并综合应用地震波传播理论分析与实际致密砂岩储层岩石物理分析，提供各类开发井位，有力地支撑了苏里格气田天然气开发产能建设任务完成。表1是2013年和2014年苏里格气田D1区和D2区地震吸收衰减分析技术应用效果统计表，表明该技术的储层预测成功率在稳步提高。

图4 陕187区块三维地震P2sh8沿层吸收系数

5 结论

1）致密砂岩储层地震预测，在保证一定信噪比条件下，地震异常响应是地震波衰减特性、地层吸收特性造成的。因此基于吸收衰减分析地震储层预测方法是科学的。

2）地震波衰减因素广泛而复杂，分析吸收特性要综合多种因素，计算吸收系数的方法各有利弊，应综合资料的具体情况、算法本身的优劣选择计算方法，客观评价预测结论是必要的。

3）地震吸收衰减技术在苏里格气田致密气层预测中应用效果良好。

表1 地震吸收衰减分析技术应用效果统计表

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