AVO疊前反演技術在生物礁儲層油氣檢測中的應用

摘 要

摘要：在四川盆地北部地區，生物礁儲層是重要的油氣儲集體且主要發育在上二疊統長興組。由于其埋藏深，非均質性強，勘探風險大，常規的地震勘探技術雖然可以識別生物礁，但很難對生物礁
摘要：在四川盆地北部地區，生物礁儲層是重要的油氣儲集體且主要發育在上二疊統長興組。由于其埋藏深，非均質性強，勘探風險大，常規的地震勘探技術雖然可以識別生物礁，但很難對生物礁是否具備儲層條件以及儲層中是否含有油氣進行判別，需要利用疊前地震資料的AV0響應進行含油氣性檢測，以達到評價生物礁相油氣藏的目的。首先介紹了AV0技術的理論基礎Zoeppritz方程；其次選取四川盆地syb地區3個共偏移距數據體，用2口井作約束實施了AV0疊前反演，得到了一系列反演數據體；再根據生物礁含氣儲層的測井數據敏感性分析，最終確定了氣藏最有利含氣區帶。研究結果為四川盆地生物礁油氣藏勘探提供了目標。
關鍵詞：四川盆地；北；AV0；疊前反演；生物礁相；油氣；檢測；應用
    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，主要以川北為主戰場，勘探的主要層位是上二疊統長興組和下三疊統飛仙關組。長興組主要以生物礁相為主，飛仙關組主要以各種灘相為主。勘探的成果主要體現在普光氣田的發現，而隨后勘探成效并不大。究其原因：一方面是生物礁相儲層的預測難度大，鉆探成功率低，礁圈閉預探井失誤率非常高；另一方面是即使成功鉆遇生物礁儲層，也不見得含有油氣。在計算機技術飛速發展的今天，對地震資料進行疊前處理已經成功實現，AVO疊前反演技術已經成功地對四川盆地syb地區生物礁儲層進行了綜合預測，同時對生物礁儲層中的含流體性進行了檢測，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]方程進行的。當縱波非垂直入射到彈性分界面時，可以產生反射縱波、透射縱波、反射橫波和透射橫波，把5個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種介質的密度；vpi為第i種介質的縱波速度；vsi為第i種介質的橫波速度；App為縱波位移反射系數；Aps為橫波位移反射系數；Bpp為縱波位移透射系數；Bps為橫波位移透射系數。
2 AV0疊前反演技術流程
    AV0疊前反演包括幾個主要的過程：①疊前地震資料分析；②縱、橫波曲線及密度曲線擬合；③對多個共偏移距數據集提取子波，制作合成記錄；④利用縱橫波同時進行約束稀疏脈沖反演。
2.1 疊前地震資料分析
    在syb工區，筆者研究已鉆探井(syb1井與 syb1c1井，其中syb1c1井是syb1井的側鉆井)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興組的上部(見圖1中綠色、粉紅色)，經過共偏移距抽道集(偏移距分別是0～2500m，2500～4500m，4500～6500m)，得到了3個數據體，分別稱為近道、中道和遠道數據體，3個數據體的過井地震剖面見圖1。
 

    對3個數據體進行頻譜分析，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，遠道分辨率最低。在圖1中，可以看出近道剖面顯示出的細節性要比遠道剖面清晰得多，中道好于遠道而差于近道。
    通過試井資料，并分析含氣層所對應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Xu White[3～4]模型，可以計算出縱波和橫波速度曲線，利用計算出來的橫波曲線以及syb1c1井的其他曲線，可以計算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，經過敏感屬性分析，最后確定在本地區對氣層的敏感屬性為vp/vs與橫波阻抗。好的儲氣層段(一類和二類儲氣層)應該是低vp/vs，低橫波阻抗，同時還應該是低泊松比、低縱波阻抗和低密度。
2.3 子波估算與合成記錄制作[5～7]
    對于近道、中道和遠道數據體分別提取了子波，經過多次子波估算，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井的近道數據的估算子波及其合成記錄，圖2-b是過syb1井的中道數據的估算子波及其合成記錄，圖2-c是過 syb1井的遠道數據的估算子波及其合成記錄。
2.4 縱橫波同時約束稀疏脈沖反演
    經過多次參數對比和選擇，在實施縱橫波同時約束稀疏脈沖反演時選控制參數λ為9.17，其反演結果見圖3、4。
 
3 反演結果分析
    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圖中的藍色部分。平面位置分布見圖4-a中的藍色部分。
    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圖中藍色區域。平面位置分布見圖4-b中的藍色部分。
4 有利氣層預測
從反演結果(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出不是良好的儲氣層段，而 syb1c1井的井底位置恰好在多種屬性分析上都表現出是良好的儲氣層段。這也直接驗證了syb1井是低產井，而syb1c1井是一個高產氣井的客觀事實。對于本區含氣儲層段，橫波阻抗和vp/vs屬性是檢測氣藏非常好的2個參數，因此，選擇橫波阻抗和vp/vs屬性體進行有利氣層預測。圖3-c和圖4-c是有利氣層預測的過井剖面圖及目的層平面上有利氣層預測圖。
5 結論
利用AV0疊前地震反演技術進行油氣檢測，可以得到密度、橫波阻抗、λρ、μρ、vp/vs以及泊松比等多個屬性剖面，經過井曲線敏感屬性的分析，最后確定本地區對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據體和vp/vs數據體圈定了氣藏在礁-灘復合體中的發育區帶，為四川盆地生物礁相氣藏勘探提供了思路。
參考文獻
[1] T00LEY R D，SPENCER T W，SAGOCI H F.Reflection and transmission of plane compressional waves[J].Geo physics，1965，30(8)：552.
[2] DENJAM L R，PALMEIRA R A R.Discussion on reflection and transmission of plane compressional waves[J].Geophysics，1984，49(10)：2195.
[3] XU Shi-yu，WHITE R E.A new velocity model for claysand mixtures[J].Geophysical Prospecting，1995，43(1)：91-118.
[4] XU Shi-yu，WHITE R E.A physics model for shear-wave velocity prediction[J].Geophysical Prospecting，1956，44(4)：687-717.
[5] 周仲禮，張艷芳，馮趙劍，等.地震反演技術在生物礁(灘)儲層預測中的應用[J].天然氣工業，2008，28(12)：34-36.
[6] 王權鋒，周仲禮，張艷芳.天然氣儲層綜合預測技術在錦州27區的應用[J].天然氣工業，2008，28(8)：46-48.
[7] 李正文.沉積盆地有效儲集層綜合識別技術[M].成都：四川科學技術出版社，2002.
 
(本文作者：張艷芳1 王權鋒2 周仲禮2 1.成都理工大學能源學院；2.成都理工大學數學地質四川省重點實驗室)