鄂南地区地震储层预测存在问题与思考

孙振涛

(中国石油化工股份有限公司 石油物探技术研究院，南京 211103 )

0 引言

鄂尔多斯盆地是我国重要的能源(油气、煤等)盆地，油气资源尤其丰富，盆地南部中生界主力产油层为延长组，储层为低孔、低渗的致密砂岩油藏，储层发育主要受沉积相作用控制，储层横向变化快，非均质性比较强[1-3]。

鄂南地区特殊的黄土塬地表和延安组多套煤层发育的特点，地震资料变得非常复杂，使得该区的地震勘探尤其艰难，针对黄土塬的厚度变化大、吸收衰减强等特点造成的地震资料采集、处理和解释等方面的难点，前人开展了很多有效的技术攻关，主要表现在黄土塬静校正技术的发展和弯线(沿沟布线，避开黄土塬)采集等方面[4-6]，解释方面主要表现在采用了相控储层预测的技术进行砂体刻画[7-9]。随着鄂南地区勘探开发的推进，基于地震反射结构的河道砂体描述方法虽取得了很大成功，同时也有失败地教训，对该区的储层预测带来了新的问题，如何针对该区地质条件和地震资料的特殊性，采用针对性的技术进行储层预测，是目前需要攻关的技术难题。笔者以鄂尔多斯南部D区块为例，进行了相关地分析和研究，对影响地震资料品质的因素进行了分析，针对该区地震资料的特点，提出了可行的储层预测的技术对策。

1 研究区概况

鄂南地区复杂的地震地质条件，造成了该区地震资料复杂性，主要表现在地表和地下两个方面，即黄土塬地表和延安组多套煤层对地震资料产生了很大地影响。黄土塬地表引起的吸收衰减和静校正问题、多套煤层产生的层间多次波对地震波形的改造问题，并且这两个因素交织在一起，对地震振幅和波形特征产生了很大地影响。

该区沉积地层自下而上为三叠系的纸坊组、延长组和侏罗系的延安组、直罗组、安定组。主要目的层为延长组的长8段，为致密砂岩储层，其上覆的长7段是该区的主力生油层(油页岩)，为鄂尔多斯盆地的标志层，对应的地震波组为T6c，本区延安组发育多套煤层。

图1 地震剖面及地表高程Fig.1 Seismic profile and surface elevation

2 黄土塬地表的影响

黄土塬地表的影响：①主要表现在黄土塬地表引起的静校正问题；②黄土层厚度变化大，吸收衰减横向变化大，造成地震的能量横向差异大。

针对黄土塬的采集和处理方面，很多学者、专家做了大量地研究，使得黄土塬地区的地震勘探取得了很大进展，尤其是静校正方面，基本消除了由于黄土厚度变化引起的地下构造形态变化的问题，资料能够满足构造解释的要求，但是在横向能量补偿方面，还存在比较大的不足，不能够完全消除黄土塬吸收衰减的影响[4-5]。如图1所示为该区的一条地震剖面，黑色线为地表高程，可以看到地震剖面的形态基本不受地表高程的影响，但同一套地层的能量在横向上存在较大差异，反应出还存在一定的横向振幅一致性问题，振幅异常区的分布形态与地形图的形态比较一致，由于黄土塬厚度变化以及吸收衰减变化引起的振幅横向差异依然存在，目前的处理技术还不能够很好地解决黄土塬的能量吸收衰减问题，因此，振幅属性不能完全代表储层的展布，在该区的储层预测中，应用与振幅相关的属性分析技术进行储层预测是不适用的，同样应用基于振幅的反演技术在该区也存在较强的多解性。

针对该区振幅不能准确反映储层的难点，研究应用基于地震波形信息的地震反射结构技术对储层进行刻画，笔者认为，在横切河道砂体的地震剖面上，河道砂体反映为透镜状体，其顶面平直，底面下凹；河床两侧一般不对称，一边陡，一边缓，认为该区地震波形能够较好反应河道砂体的发育情况，河道砂体在地震剖面上表现为宽波谷的反射特征，应用地震反射结构的方法对长8段的储层进行描述[10]。通过常规地震数据和提频地震数据联合进行识别，在分析该区长8河道砂体展布方向的基础上，垂直河道方向切地震剖面，常规地震数据有宽波谷特征，提频数据有顶平低凹的特征，两个条件都满足时，才确定为河道。应用层拉平技术，沿T6c层拉平后河道的透镜体特征更加明显，在垂直河道的方向的震剖面上，分析河道砂体的透镜体反射特征[10-11]。图2为过HH50井的沿T6c拉平的地震剖面图，图2(a)中，河道砂体表现为宽波谷、中弱振幅的反射特征；图2(b)中，河道砂体表现为顶平底凹的反射特征。在常规地震上，T6c下面的波谷表现为平行于T6c的强振幅，指示为砂体不发育，即不是河道发育的位置，如图2剖面的左边所示。

但是随着勘探开发的深入，发现有的井钻遇到了地震剖面上特征明显的透镜体，但却没有钻遇河道砂体，说明应用透镜体识别河道的方法还存在一定的不确定性，如图3所示为过某井的地震剖面，在T6c层位下面的地震为宽波谷、中弱反射、下凹的透镜体的地震反射特征，符合该区河道砂体地震反射结构的识别标志。但是该井却没有钻遇砂体，通过研究认为该失利井钻遇的透镜体反射是由于延安组多套煤层产生的层间多次波形成的，因此，对该区延安组煤层多次波的特征进行研究，准确识别假透镜体反射，排除多次波干扰。

图2 地震反射结构分析河道Fig.2 Seismic reflection structure analysis of river channel(a)常规地震；(b)提频后地震

3 延安组煤层的影响

延安组沉积时期，发育了多套煤层，煤层的地震反射对应图1中t4(绿色层位)波组，煤层为低波阻抗特征，与围岩存在较大的波阻抗差，煤层在地震上为强反射特征，煤层层数和厚度的变化会引起地震反射同向轴的变化，同时也会对下面地层的地震反射产生影响，其主要影响表现在：①煤层的屏蔽作用，煤层下面延长组的地震反射能量受煤层层数和煤层厚度的影响，对地震振幅影响大，煤层厚度越大，对地震波的衰减越强，对地震波的屏蔽越强；②多套煤层之间产生多次波，多次波对下覆地层的地震反射产生了较大的改造作用。由于煤层之间产生的多次波对长8段的基于地震反射结构的储层描述方法产生较大影响，因此，重点分析煤层多次波发育区的识别方法。

图4 多次波正演模拟Fig.4 Multiple wave forward modeling(a)正演模型；(b)反演结果

3.1 多次波产生机理分析

根据研究区情况分析多次波形成的机理，煤层与围岩之间存在强的波阻抗界面，地震波在两套煤层中间产生振荡，形成层间多次波，多次波的形态与两套煤层的形态基本一致，呈周期性向下延拓，当煤层没有下凹形态时，多次波也没有下凹形态；反之当煤层有下凹的形态时，其形成的多次波也具有同样的下凹形态，在长7的页岩下面也容易形成下凹的反射形态，当该下凹形态刚好出现在需要解释的目的层时，多次波形成的下凹的类似透镜体的反射特征与真实的河道砂体的反射特征比较类似，对河道砂体的透镜体反射结构特征产生了很大地干扰作用。而这种层间多次波速度上与一次波速度差异不大，因此在资料处理中消除难度较大。图4(a)为根据研究区的地层参数设计的模型，并参考实际的地震观测系统，进行了波动方程的正演模拟，并按照资料处理流程进行了叠前时间偏移等处理工作，图4(b)为处理得到的地震剖面，可以看到煤层下凹处的多次波在长7页岩的地震反射下部也产生了类似于透镜体的反射特征，而在模型中，这里是没有速度变化，本应该是没有透镜体地震反射的。

3.2 多次波识别特征及对策

对由于多次波的影响而产生的假的透镜体反射特征剔除掉(非透镜状的多次波不影响透镜体的解释)，是储层描述及提高钻井成功率的关键。多次波残存区(处理过程没有去除干净)在地震上的识别主要有两条依据：①从测井曲线上来看(图5中的蓝色曲线为波阻抗曲线)，在煤层反射(T4)与长7页岩反射(T6c)之间的延长组地层，不存在大的波阻抗界面，只是在延安9段附近发育多套低阻抗的煤层，在长7段发育低阻抗的页岩，因此在合成记录上，几乎是空白反射(煤层反射和页岩反射的振幅能量比较强，延4到延7段的地震反射能量比较弱)，而在地震剖面上，在该层段如果有中等振幅的地震反射，合成记录与地震的对应关系不好，可能是多次波的反射；②在T4反射层下部存在与煤层的构造形态比较一致，等周期的地震同向轴，如图3所示，在T6c下部能清楚看到与煤层下凹特征相同的地震反射，可以判断为多次波的发育区。

图5 多次波发育区的识别Fig.5 The identify of multiple wave zone

3.3 有利区优选

依据地震反射结构识别河道砂体的方法，在地震数据上将透镜体发育区描述出来(图6中的红色区域)，河道砂体的展布方向为近北东向。多次波发育区的描述方面，根据多次波的识别特征，将多次波发育区解释出来(图6中的绿色区域)， 透镜体发育区里面剔除掉多次波发育的区域，认为是描述的河道砂体比较落实的区域(红色区域)。该区储层为致密砂岩，裂缝的发育情况与产油情况关系密切，裂缝发育的地方，产油量高，因此，裂缝发育区是比较有利的部位，图6中黑色为高精度本征值相干图，黑色代表裂缝发育。按照有利区优选的三条原则：即河道砂体发育(最好是河道交汇处)，裂缝比较发育，同时排除多次波发育区，优选了有利区范围，即为图6中黄色线包围的区域。后续的钻井在该有利区内也取得了良好的效果，获得了工业油流，证明了该套方法技术在鄂南地区的适用性。

图6 有利区优选图Fig.6 Favorable zone optimization

4 结论

通过对鄂尔多斯盆地南部地区的地震资料、地质条件的剖析，认识到该区储层预测所面临的难点，分析了黄土塬地表和延安组煤层对地震资料的影响，尤其是延安组多套煤层形成的层间多次波对应用地震资料进行储层预测的影响，总结了该区层间多次波识别的模式，研究形成了比较完善的基于地震反射结构的透镜体识别技术，有效排除多次波的影响，能够对储层进行准确地识别，满足了鄂南地区勘探开发的需求。层间多次波在很多地区都对有效波存在影响，目前的处理技术在消除层间多次波方面还没有有效的处理方法，建议在地震资料处理环节开展针对层间多次波消除方法的技术攻关研究，从根本上解决类似地区储层描述的难题。

致谢

本研究得到了李洋、魏三妹、罗延的帮助，在此向他们表示衷心地感谢！

参考文献：

[1] 邓国振，张树海，龙利平，等.黄土塬二维地震测线地震勘探方法及效果[J].石油物探, 2003, 42(2): 35-39.

DENG G Z,ZHANG S H,LONG L P,et al.Methods and effects of 2-D straight line seimic exploration in area of loess tableland[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2003,42(2):35-39.(In Chinese)

[2] 李敏杰.陕北富县黄土塬区三维地震资料处理技术[J].石油物探, 2012, 51(3): 285-291.

LI M J.3D seismic data processing technique for loess tableland area in Fuxian, North Shanxi province[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2012,51(3):285-291. (In Chinese)

[3] 郭艳琴，邱雅洁，李百强，等.鄂尔多斯盆地富县地区长8成岩相及其对储层类别的控制[J]. 西安科技大学学报,2013,33(6):690-697.

GUO Y Q ， QIU Y J，LI B Q，et al. Diagenetic facies and its control over reservoir types of Chang 8 in Fuxian Area of Ordos Basin[J].Journal of Xi'an University of science and Technology,2013,33(6):690-697. (In Chinese)

[4] 刘宝国.鄂尔多斯盆地南部黄土塬三维地震勘探关键技术研究[J].石油物探, 2014, 53(3): 330-337.

LIU B G.The key technologies of 3D seismic exporation in loess plateau area of Southern Ordos Basin [J].Geophysical Prospecting for Petroleum, 2014, 53(3): 330-337. (In Chinese)

[5] 程建远，李宁, 侯世宁,等.黄土塬区地震勘探技术发展现状综述[J]. 中国煤炭地质,2009,21(12):72-76.

CHENG J Y , LI N，HOU S N，et al. Development status overview of seismic prospecting technology in loess tableland[J]. Coal Geology of China, 2009,21(12):72-76. (In Chinese)

[6] 陈旭, 董玉文，胡强，等. 黄土塬区二维地震施工方法：以苏里格南工区为例[J]. 地质科技情报,2012,31(4):132-136.

CHEN X，DONG Y W，HU Q,et al.2D Seismic prospecting operation techniques in loess tableland:an example from Sulige Exploration area[J].Geological Science and Technology Information, 2012,31(4):132-136. (In Chinese)

[7] 关达，张卫华，管路平，等.相控储层预测技术及其在大牛地气田D井区的应用[J].石油物探, 2006, 45(3): 230-233.

GUAN D, ZHANG W H,GUAN L P,et al. Reservoir prediction under the constraint of seismic or sediment phase and application to DND gas field[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2006, 45(3): 230-233. (In Chinese)

[8] 张卫华，刘忠群, 陈胜红,等.用物探预测方法对岩性气藏有利目标区作选区评价——以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例[J].天然气工业, 2013, 33(3): 24-27.

ZHANG W H, LIU Z Q,et al. Seismic-based play fairway analysis in lithologic gas reservoir exploration: A case study from the Daniudi gas field in the Ordos basin[J]. Natural Gas Industry,2013,33(3):24-27. (In Chinese)

[9] 关达. 大牛地气田D区块山1段三维地震储层预测[J]. 勘探地球物理进展,2008,31(1):44-47.

GUAN D. 3D seismic reservoir prediction for segment 1 of Shanxi member in block D, Daniudi gas field[J]. Progress in Exploration Geophysics, 2008, 31(1) : 44- 47. (In Chinese)

[10] 邹新宁,孙卫，张盟勃，等.沼泽沉积环境的辫状河道特征及其识别方法[J].石油地球物理勘探,2005,40(4):438-443.

ZOU X N ,SUN W,ZHANG M B,et al. Braided channel characters in palustrine environment and its identified methods[J]. Oil.Geophysical Prospecting, 2005,40(4) :438-443.(In Chinese)

[11] 凌云, 林吉祥, 孙德胜,等.基于三维地震数据的构造演化与储层沉积演化解释研究[J]. 石油物探,2008,47(1):1-16.

LING Y,LIN J X,SUN D S,et al.Interpretation on structural evolution and reservoir deposit evolution based on 3-D seisimic data[J]. Geophysical Prospecting for Petroleum, 2008 47(1): 1-16.(In Chinese)