钟 拥, 李 晶, 张尔华, 冯德永, 田仁飞

(1.大庆油田有限责任公司 勘探开发研究院，大庆 163712；2.成都理工大学 地球探测与信息技术教育部重点实验室，成都 610059；3.胜利油田分公司 物探研究院，东营 257000)

0 引言

塔东古城地区现已发现古城6、古城8、古城9等优质白云岩储层，展现了巨大勘探潜力，但该地区目的层埋藏深，地震资料分辨率低、信噪比低，而且碳酸盐岩储层储集空间复杂，地震响应特征不明确，岩石物理特征不清等给白云岩储层的地震预测造成不明确性。目前对于碳酸盐岩储层的地震预测方法还只局限于常规物探技术，对于塔东低频率地震资料的针对性技术尚未成型。

现有研究成果认为塔东地区碳酸盐岩储层岩石孔隙结构复杂，影响纵横波的变化[1-2]，同时理论分析已证实饱和含气储层存在明显的地震波频散特征[3-4]。为了刻画塔东地区碳酸盐岩储层的岩石物理特征，开展岩石物理测试及分析和黏滞—弥散波动方程数值模拟分析[5-6]，认为该地区碳酸盐岩储层纵横波速度频散特征明显，且频散与频率存在很好的相关性。目前，大量的理论和实际应用表明，频变AVO[7-10]能够反应地震波频散与频率之间的关系，特别是射频域频变AVO由于能够提取较高精度的射线曲线，更有利于地震波频散参数分析，获得可靠流体识别结果[1-13]。笔者在岩石物理分析和数值模拟的基础上，采用频变AVO技术对塔东古城地区碳酸盐岩气藏的含气性进行检测，取得了较好的应用效果。

1 岩石物理分析

首先做研究区岩石样品CT扫描和薄片分析，针对样品孔隙结构类型进行分类，之后做不同实验条件(有效围压、孔隙流体粘度、渗透率)和不同孔隙类型(微裂隙纵横比、孔隙均匀性)样品的跨频段实验。笔者针对三种类型岩石样品进行分析。第一种样品为裂隙型，岩性以灰岩为主，其孔隙结构以裂隙、微裂隙为主，跨频段岩石物理测试的纵、横波测试结果如图1所示，具有较小的纵横波比值；第二种样品为溶蚀孔隙型，岩性以白云岩为主，其孔隙结构以溶蚀孔隙为主，跨频段岩石物理测试的纵、横波测试结果如图2所示；第三种样品为裂隙-孔隙型，岩性以白云岩为主，其孔隙结构类型属于裂隙-孔隙型，跨频段岩石物理测试的纵波、横波测试结果如图3所示，具有较大的纵横波比，是古城地区优质储集层类型。

图1 第一种样品测试结果

图2 第二种样品测试结果

图3 第三种样品测试结果

当有效压力从0 MPa增大至10 MPa时，第一种样品和第二种样品的纵波速度和横波速度都明显增大(图1、图2)；当有效压力从10 MPa增大至15 MPa时，纵波速度和横波速度变化较小，并且横波速度的频散变化也非常微小。当有效压力从0 MPa增大至20 MPa时，第三种样品纵、横波速度变化非常明显(图3)，经过定量计算纵波速度增大了37.5%，纵波速度的视频散为28.2%；横波速度增大19.6%，横波速度视频散为18.3%。从图3也可以看出，纵波和横波速度的频散特征非常明显。该试验表明，随着测量频率的降低，纵横波速度降低，且裂缝孔隙型储层较孔洞型储层速度降低更快。

2 数值正演分析

由图4可以看出，上、下两部分为非储层区域，储层区包含了干层、和不同含气程度的含气层。这些含气层的参数根据含气程度而变化，随着含气程度增加，粘滞系数和弥散系数增加，品质因子降低。干层的粘滞系数为“0”、弥散系数为“0”、品质因子为10 000；差气层的粘滞系数为200、弥散系数为4、品质因子为100。中气层的粘滞系数为400、弥散系数为7、品质因子为70；好气层的粘滞系数为800、弥散系数为12、品质因子为30。

图4 含气储层地质模型

数值模拟的地震记录如图5所示，从该地震记录上可以发现，含气储层的地震响应明显低于干层，随着含气程度的提高，地震记录的振幅进一步降低。图6提取了记录中不同区域的地震波形及其频谱进行对比。对比波形可以发现，随着含气程度增加，地震波振幅衰减增加，相位的改变也越来越大。对比频谱可以发现，随着含气量增加，主频由高向低变化，即储层含气的变化和频率属性相关。

图5 模拟的地震记录

图6 干层和不同含气程度的含气层的对比

通过岩石物理测试和数值模拟，证实了塔东古城地区优质碳酸盐岩储层的地震波具有频散特征，为频变AVO属性的应用提供了借鉴。

3 频变AVO方法原理

频变AVO能够反应反射系数(振幅)与频率之间的关系，这是与常规AVO分析或分频AVO本质的不同。在含油气储集层中，地震波的传播在低频部分与高频部分具有不同的响应特征。采用频变纵波AVO近似公式[10]为式(1)。

(1)

截距表示为式(2)：

1.2.2.2 以创新培训方式保证皮肤护理方案专项培训的可行性 ①短语线索化教育。以可行性皮肤护理方案中的10个短语为护理记忆线索，分别是评估、包裹、红斑区保护、温和清洗、滋润皮肤、隔离保护、失禁管理、破溃渗液管理、联合管理与预警启动，利用上述短语的形象生动简练特性提高记忆学习理解效果。②工作坊演示教育。以工作坊方式开展各类科学评估工具、皮肤护理产品设备等实践性应用教育。③真实案例设障解决教育。精心选择既往典型失禁性皮炎案例，以住院过程为时间顺序，在该患者所涉及各失禁性皮炎预控关键维度设置问题障碍，启发护理人员积极思考主动解决。

(2)

梯度表示为式(3)：

(3)

碳氢检测因子表示为式(4)：

HC=P(fi)×G(fi)

(4)

流体检测因子表示为式(5)：

ΔF=0.71P(fi)×0.29G(fi)

(5)

拟泊松比表示为式(6)：

σ=P(fi)+G(fi)

(6)

(fi-f0)A1(θi)Ia+

(fi-f0)A2(θi)Ib

(7)

因而，对频率求偏导数，可以获得相对于主频率的纵波阻抗IP为式(8)，以及横波阻抗IS为式(9)。

(8)

(9)

设Af代表主频为f时对应的AVO属性，当主频f1、f2相差不大且，f1

(10)

式中：c为常数；Af1是在参考频率下入射角为θ时振幅谱的最大值；Af2在分解频率f下入射角为θ时的振幅谱的最大值。利用式(10)即可计算新的频变AVO属性。

详细的理论推导可参考文献[10,13]，参考文献[10]讨论了流体检测因子、拟泊松比在含气储层中的应用，认为流体检测因子对储层的含气性比较敏感。

4 频变AVO属性应用效果

根据岩石物理测试和数值模拟，证实了塔东古城地区纵、横地震波发生不同程度的频散和衰减，利用射线域 Zoeppritz方程，将频率因素引入AVO分析中，用频变AVO方法分析速度频散异常特征，从而预测优质含气白云岩储层(图7)。叠前道集对频变AVO反演结果的影响较大，本次研究已经对叠前道集进行优化使其满足频变AVO反演的要求。由于频变AVO反演方程中引入了裂缝等表征参数形成多尺度信息，因而采用连续小波变换对叠前道集数据进行频谱分析。

图7 频变弹性参数反演与流体识别技术流程

从图8中可以看出，在鹰3段中部有明显的异常响应。在图9中,该井处鹰3段中部同样出现了异常响应，证明频变AVO属性能够较好地预测含气储层。图10为过古城9井的AVO截距剖面，图11为过古城6井的AVO截距剖面，从中可以看出，优质含气白云岩储层的AVO截距表现为单一的亮点异常响应。而图8、图9中的频变AVO属性在横向上分布更广，与现有钻井和地震认识更为吻合。

图8 频变AVO属性过古城9井剖面

图9 频变AVO属性过古城6井剖面

图10 过古城9井AVO截距剖面

图11 过古城6井AVO截距剖面

从图12中可以看出，研究区三口气井古城6井、古城8井以及古城9井的位置处均有频率衰减异常响应，钻遇干层的古城7井在频变AVO属性中都没有异常响应，进一步说明该方法能够区别含气储层、含水储层和差储层。利用频变 AVO属性对研究工区现有11口钻井进行统计，其中9口井频变AVO异常与钻井吻合，符合率达81.82%，只有硅质含量较高古城12井区、古城14井区由于受硅质影响，其结果与钻井不能完全对应。因此，利用该方法所得异常响应即代表研究区内含气储层，最终实现储层含气性检测。

5 结论

笔者通过岩石物理测试和数值模拟，证实了研究区优质储层和频率息息相关。将频率因素引入AVO分析中，从而建立了频变AVO弹性参数反演与流体识别技术流程，通过过井分析，含气的井出现了频率衰减异常，从研究区平面上也能看出三口含气的井有异常显示，而另外两口水井无异常显示。优选的频散属性对流体储层具有比较强的敏感性，可识别高含气的储层，从而预测优质含气白云岩储层。