AVO疊前反演技術(shù)在生物礁儲(chǔ)層油氣檢測(cè)中的應(yīng)用

摘 要

摘要：在四川盆地北部地區(qū)，生物礁儲(chǔ)層是重要的油氣儲(chǔ)集體且主要發(fā)育在上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組。由于其埋藏深，非均質(zhì)性強(qiáng)，勘探風(fēng)險(xiǎn)大，常規(guī)的地震勘探技術(shù)雖然可以識(shí)別生物礁，但很難對(duì)生物礁
摘要：在四川盆地北部地區(qū)，生物礁儲(chǔ)層是重要的油氣儲(chǔ)集體且主要發(fā)育在上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組。由于其埋藏深，非均質(zhì)性強(qiáng)，勘探風(fēng)險(xiǎn)大，常規(guī)的地震勘探技術(shù)雖然可以識(shí)別生物礁，但很難對(duì)生物礁是否具備儲(chǔ)層條件以及儲(chǔ)層中是否含有油氣進(jìn)行判別，需要利用疊前地震資料的AV0響應(yīng)進(jìn)行含油氣性檢測(cè)，以達(dá)到評(píng)價(jià)生物礁相油氣藏的目的。首先介紹了AV0技術(shù)的理論基礎(chǔ)Zoeppritz方程；其次選取四川盆地syb地區(qū)3個(gè)共偏移距數(shù)據(jù)體，用2口井作約束實(shí)施了AV0疊前反演，得到了一系列反演數(shù)據(jù)體；再根據(jù)生物礁含氣儲(chǔ)層的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)敏感性分析，最終確定了氣藏最有利含氣區(qū)帶。研究結(jié)果為四川盆地生物礁油氣藏勘探提供了目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：四川盆地；北；AV0；疊前反演；生物礁相；油氣；檢測(cè)；應(yīng)用
    四川盆地海相碳酸鹽巖資源十分豐富，從震旦系到中三疊統(tǒng)大量分布著海相碳酸鹽巖，在海相碳酸鹽巖油氣藏的勘探中，主要以川北為主戰(zhàn)場(chǎng)，勘探的主要層位是上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組和下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組。長(zhǎng)興組主要以生物礁相為主，飛仙關(guān)組主要以各種灘相為主?？碧降某晒饕w現(xiàn)在普光氣田的發(fā)現(xiàn)，而隨后勘探成效并不大。究其原因：一方面是生物礁相儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)難度大，鉆探成功率低，礁圈閉預(yù)探井失誤率非常高；另一方面是即使成功鉆遇生物礁儲(chǔ)層，也不見得含有油氣。在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，對(duì)地震資料進(jìn)行疊前處理已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)，AVO疊前反演技術(shù)已經(jīng)成功地對(duì)四川盆地syb地區(qū)生物礁儲(chǔ)層進(jìn)行了綜合預(yù)測(cè)，同時(shí)對(duì)生物礁儲(chǔ)層中的含流體性進(jìn)行了檢測(cè)，為四川盆地生物礁油氣藏勘探提供了思路。
1 AV0疊前反演方法原理
    AV0疊前反演是基于Zoeppritz[1～2]方程進(jìn)行的。當(dāng)縱波非垂直入射到彈性分界面時(shí)，可以產(chǎn)生反射縱波、透射縱波、反射橫波和透射橫波，把5個(gè)波的位移矢量各自在X、Z方向的位移分量分別代入位移邊界條件和應(yīng)力邊界條件，可以得到Zoeppritz方程：
 
式中α為縱波入射角；α1為縱波反射角；α2為橫波反射角；β1為縱波透射角；β2為橫波透射角；ρi為第i種介質(zhì)的密度；vpi為第i種介質(zhì)的縱波速度；vsi為第i種介質(zhì)的橫波速度；App為縱波位移反射系數(shù)；Aps為橫波位移反射系數(shù)；Bpp為縱波位移透射系數(shù)；Bps為橫波位移透射系數(shù)。
2 AV0疊前反演技術(shù)流程
    AV0疊前反演包括幾個(gè)主要的過程：①疊前地震資料分析；②縱、橫波曲線及密度曲線擬合；③對(duì)多個(gè)共偏移距數(shù)據(jù)集提取子波，制作合成記錄；④利用縱橫波同時(shí)進(jìn)行約束稀疏脈沖反演。
2.1 疊前地震資料分析
    在syb工區(qū)，筆者研究已鉆探井(syb1井與 syb1c1井，其中syb1c1井是syb1井的側(cè)鉆井)周圍大約16.48 km2的面積，垂直采樣深度超過7000m，采樣間隔1ms，研究的目的層段是長(zhǎng)興組的上部(見圖1中綠色、粉紅色)，經(jīng)過共偏移距抽道集(偏移距分別是0～2500m，2500～4500m，4500～6500m)，得到了3個(gè)數(shù)據(jù)體，分別稱為近道、中道和遠(yuǎn)道數(shù)據(jù)體，3個(gè)數(shù)據(jù)體的過井地震剖面見圖1。
 

    對(duì)3個(gè)數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分析，近道頻率范圍在4.32～80.37Hz之間，中道在4.32～64.24Hz之間，遠(yuǎn)道在4.77～60.77Hz之間，也就是說近道的剖面分辨率最高，中道次之，遠(yuǎn)道分辨率最低。在圖1中，可以看出近道剖面顯示出的細(xì)節(jié)性要比遠(yuǎn)道剖面清晰得多，中道好于遠(yuǎn)道而差于近道。
    通過試井資料，并分析含氣層所對(duì)應(yīng)的地震資料的均方根振幅，得到氣層的均方根振幅主要表現(xiàn)為中等偏低。
2.2 縱橫波曲線擬合及敏感屬性分析
2.2.1縱橫波曲線以及其他曲線擬合
根據(jù)Xu White[3～4]模型，可以計(jì)算出縱波和橫波速度曲線，利用計(jì)算出來的橫波曲線以及syb1c1井的其他曲線，可以計(jì)算vp/vs曲線、橫波阻抗曲線(Zs)、λρ曲線、μρ曲線和泊松比(σ)曲線。
2.2.2敏感屬性分析
    用計(jì)算的vp/vs曲線、橫波阻抗曲線(Zs)、λρ曲線、μρ曲線、泊松比(σ)曲線，經(jīng)過敏感屬性分析，最后確定在本地區(qū)對(duì)氣層的敏感屬性為vp/vs與橫波阻抗。好的儲(chǔ)氣層段(一類和二類儲(chǔ)氣層)應(yīng)該是低vp/vs，低橫波阻抗，同時(shí)還應(yīng)該是低泊松比、低縱波阻抗和低密度。
2.3 子波估算與合成記錄制作[5～7]
    對(duì)于近道、中道和遠(yuǎn)道數(shù)據(jù)體分別提取了子波，經(jīng)過多次子波估算，最后得到了比較理想的子波以及由估算的子波制作的合成記錄。圖2-a是過syb1井的近道數(shù)據(jù)的估算子波及其合成記錄，圖2-b是過syb1井的中道數(shù)據(jù)的估算子波及其合成記錄，圖2-c是過 syb1井的遠(yuǎn)道數(shù)據(jù)的估算子波及其合成記錄。
2.4 縱橫波同時(shí)約束稀疏脈沖反演
    經(jīng)過多次參數(shù)對(duì)比和選擇，在實(shí)施縱橫波同時(shí)約束稀疏脈沖反演時(shí)選控制參數(shù)λ為9.17，其反演結(jié)果見圖3、4。
 
3 反演結(jié)果分析
    圖3-a是反演橫波剖面，syb1c1井的井底位置剛好在低橫波阻抗處，與此低橫波阻抗相似的地方還有兩處，分別在syb1c1井的南部，見3-c圖中的藍(lán)色部分。平面位置分布見圖4-a中的藍(lán)色部分。
    圖3-b是反演vp/vs剖面，在目的層段syb1井處的vp/vs值中等偏高，而在syb1c1井的井底位置剛好在低vp/vs處，與syb1c1井井底vp/vs值相似的地方在syb1c1井南部還有3處，見3-b圖中藍(lán)色區(qū)域。平面位置分布見圖4-b中的藍(lán)色部分。
4 有利氣層預(yù)測(cè)
從反演結(jié)果(圖3-a，圖3-b，圖4-a，圖4-b)以及井曲線的敏感屬性分析可以得到，syb1井在目的層段的多種屬性基本上表現(xiàn)出不是良好的儲(chǔ)氣層段，而 syb1c1井的井底位置恰好在多種屬性分析上都表現(xiàn)出是良好的儲(chǔ)氣層段。這也直接驗(yàn)證了syb1井是低產(chǎn)井，而syb1c1井是一個(gè)高產(chǎn)氣井的客觀事實(shí)。對(duì)于本區(qū)含氣儲(chǔ)層段，橫波阻抗和vp/vs屬性是檢測(cè)氣藏非常好的2個(gè)參數(shù)，因此，選擇橫波阻抗和vp/vs屬性體進(jìn)行有利氣層預(yù)測(cè)。圖3-c和圖4-c是有利氣層預(yù)測(cè)的過井剖面圖及目的層平面上有利氣層預(yù)測(cè)圖。
5 結(jié)論
利用AV0疊前地震反演技術(shù)進(jìn)行油氣檢測(cè)，可以得到密度、橫波阻抗、λρ、μρ、vp/vs以及泊松比等多個(gè)屬性剖面，經(jīng)過井曲線敏感屬性的分析，最后確定本地區(qū)對(duì)氣層的敏感屬性為橫波阻抗和vp/vs[7]，利用反演所得的橫波阻抗數(shù)據(jù)體和vp/vs數(shù)據(jù)體圈定了氣藏在礁-灘復(fù)合體中的發(fā)育區(qū)帶，為四川盆地生物礁相氣藏勘探提供了思路。
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(本文作者：張艷芳1 王權(quán)鋒2 周仲禮2 1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院；2.成都理工大學(xué)數(shù)學(xué)地質(zhì)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)