河道砂体油气检测方法探讨
——以埕岛地区明化镇组为例

刘 静

(中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东 东营 257015)

河道砂体油气检测方法探讨
——以埕岛地区明化镇组为例

刘 静

(中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东 东营 257015)

油气检测就是依据油气的地震响应特征，定性和定量预测储层的含油气情况。不同的地震资料和岩性组合对油气检测的效果有不同的影响。在埕岛地区明化镇组，针对河道砂体中泥包砂的岩性组合，采用分时窗子波同态谱估算衰减谱进行了油气检测实验，通过与实钻资料对比，证实了该技术在特定岩性组合条件下进行油气检测的适用性。

河道砂 油气检测 振幅属性比 分时窗子波同态谱估算衰减谱

油气检测一般利用的都是叠后地震资料，检测的方法有多种，吸收分析类属性反映了油气层在高频端对地震波的吸收作用，利用含油气砂体在地震频谱上表现的主频降低、左移，频带变窄的特征来进行油气检测[1-8]。但岩层纵横向上的变化对地震频率的吸收作用影响很大，常规的油气检测方法大多没有考虑上覆岩层的因素，直接针对油层所在的层段进行预测，准确性值得怀疑。本文采用分时窗子波同态谱估算衰减谱，定性分析目的层内部的岩性和流体特征，可消除地层的影响，使得流体检测更具针对性。该方法与油层厚度及振幅强弱关系不大，与时窗的限定关系密切。

1 方法原理

分时窗子波同态谱估算衰减谱主要是从信号谱中提取子波同态谱，计算时窗内不同有效频带的能量强弱，然后对比目的层上下有效频带中不同频率的衰减是否变化来定性分析目的层内部的岩性和流体的特征(图1)[9]。

该方法在油层所在位置的上下分别设定时窗，将油层“夹持”在一个固定的时窗内。由于油层的上覆地层对地震频率的吸收作用影响很大，所以为了减小地层的这种影响，可以通过对比进入油层之前和通过油层之后两个时窗内的子波同态谱的对应频率成分来分析，如果在高频端频谱有衰减的现象，就可以近似认为是油层的吸收造成的，使得流体检测更具针对性。此外，采用倒谱变换技术提取子波同态谱来估算衰减量，准确识别信号的组成成分。估算地震频谱的方法则采用基于滑动平均自回归模型(ARMA)的参量法，可以在较短的时窗内有效估算信号的最大熵谱。该方法基本的思想是：假设一个地震信号是由一系列有限的参数决定的，那么所有这个信号的统计特性(包括其功率谱)就都可以用这些参数表示出来[13]。参量法近似估算地震频谱包括三个步骤：第一步，选择用来表示实际地震数据的参量时间序列模型；第二步，估算模型参数；第三步，将参数代入到模型的理论功率密度谱表达式中[12]。

图1 分时窗子波同态谱估算原理示意

滑动平均自回归(ARMA)的输入信号x(n)可以用下式表示：

上式中，等式右边第一部分为自回归项，第二部分为滑动平均项。其中,u(n)是一个独立的恒等分布数列。其中自回归项可以用下式表示:

其中,a(0)=1；A(z0)=0→z0<1

同理，滑动平均项用下式表示:

这里,B(z)被假设为零相位。

将参数代入到模型的理论功率密度谱表达式中，则滑动平均自回归的功率谱可以表示为：

其中z=ej2πf,f为频率。

将参数建模处理后的功率谱求取对数，采用倒谱变换得到子波同态谱。其中，倒谱变换的公式为：

与常用的功率谱相比较而言，子波同态谱更易于识别信号的组成成分，特别是高频端的信号组成。

2 实例分析

埕岛地区位于山东省东营市河口区北、渤海湾南部的浅海、极浅海海域。该地区具有多元复合成烃和复式油气聚集的特点。该区的明化镇组近几年多口井见到良好的油气显示并上报储量，预示着明化镇组油藏具有较大的勘探潜力。

埕岛地区明化镇组(Nm)与下伏馆陶组地层无明显的沉积间断，但在垂向上的岩性组合存在较为明显的变化。明化镇组地层横向厚度变化不大，厚度在850 m左右，Nm纵向上发育4个短期沉积旋回，据此分为4个砂组。Nm含油层位主要集中在Nm4砂组。Nm4沉积属于高弯度曲流河沉积，泛滥平原亚相广泛发育，河道分布范围小，而且呈弯曲的窄带状。从岩性上看，主要发育粉砂岩、细砂岩、砾状砂岩、泥岩、粉砂质泥岩和泥质砂岩等，岩性组合上以大套泥岩夹砂岩为主要特征。Nm4从下到上砂岩逐渐减少，泥岩增多，砂地比小于40%。Nm4油藏埋深都在1 300 m以上，油藏埋深浅，油层厚度60%超过8 m，横向对比关系复杂，纵向上相互叠置。

图2 埕岛地区Nm埕北258-埕北242正演剖面

埕岛地区Nm砂体在自然电位曲线上表现为正异常，速度和泥岩差异不大。砂体含油后速度略微降低，电阻率曲线上呈现高值。整体来看，泥质粉砂岩速度最高，泥岩速度最低。砂岩速度分布区间为2 300～2 700 m/s，泥岩速度分布区间为2 100～2 700 m/s，砂泥岩速度存在较大的重叠区，砂体含油后速度有所降低但降低幅度不大，分布区间为2 400～2 500 m/s。以此根据工区内6口已钻井储层及油层的厚度、速度设计储层地质模型，采用30 Hz正极性子波进行了正演模拟。通过正演模拟，可以看到储层基本上均呈强振幅反射特征，砂体含油后速度降低但幅度不大，总体仍表现为强振幅(图2)。此外，在频谱剖面上，油层大部分表现为低频的特征，干层大部分表现为高频的特征(图3)。

图3 埕岛地区Nm埕北257和埕北43频谱剖面

图4 埕岛地区Nm42油层井分时窗频谱衰减剖面

实例中，尽管油层厚度有差异，且不同厚度的油层地震振幅强弱不一，但是通过下时窗和上时窗的频谱差异计算衰减谱后，在衰减谱上都能够检测出油层的衰减异常，而非油层没有衰减异常(图4、图5)，说明分时窗谱衰减能够有效减小油层厚度以及振幅强弱对流体检测的影响。利用三维地震数据体，对油层上下时窗的同频率(高频端)能量分布也进行了计算，上时窗中红黄色高能量若在下时窗属性图上减小为蓝色低能量，则可能代表油气存在造成的衰减异常，而在两张图上都为红黄色高能量的区域则为非油气区，总体吻合率为72%(图6)。通过砂体描述和油气检测分析，对砂体进行评价分类，Nm42砂组共描述砂体60余个，总面积为37.2 km2，有利含油气区面积23.6 km2。

图5 埕岛地区Nm42分时窗频谱衰减剖面

图6 埕岛地区Nm42含油气检测效果

3 结论

(1)浅层砂体速度和泥岩差异不大。砂体含油后速度略微降低，砂泥岩速度存在较大的重叠区，砂体含油后速度有所降低，总体仍表现为强振幅，表现为低频特征。

(2)对于油藏埋深浅、砂地比低、油层厚度小的泥包沙岩性组合，利用振幅频率比属性就能达到很好的的油气检测效果。该方法突出流体信息，对于强振幅、低频的含油气储层比值会更加明显，而分时窗频谱差值技术可消除地层的影响，使得流体检测更具针对性。

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(编辑 韩 枫)

Discussion on the oil and gas detection method of channel sand :taking Minghuazhen Formation in Chengdao district as an example

Liu Jing

(GeologicalScientificResearchInstituteofShengliOilfieldCompany,SINOPEC,Dongying257015,China)

Hydrocarbon detection is based on the seismic response characteristics of the oil and gas to predict the oil and gas of reservoir qualitatively and quantitatively.Different seismic data and lithologic combinations have different effects on the oil and gas detection.In Minghuazhen Formation of Chengdao district,in view of the mud pack sand lithology combination of channel sandbody ,the amplitude to spectrum ratio and time window spectral energy difference technology was adopted for oil and gas detection experiments.The comparison with the real drilling data proved the applicability of the technology for oil and gas detection under the special lithology combination conditions.

channel sand；oil and gas detection；amplitude to spectrum ratio；spectral energy difference

P631.4

A

10.16181/j.cnki.fzyqc.2015.03.006

2015-01-08；改回日期2015-07-21。

刘静(1980—)，工程师，主要从事油气勘探工作,电话:13963386405, E-mail: jing1980one@163.com。