叠前AVO特征分析方法在惠州地区油检测中的应用

陈兆明

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司 广东广州 510240)

惠州凹陷东沙隆起区三角洲前缘砂体受后期抬升隆起形成上倾尖灭，NE—SW向岩性尖灭线与NW—SE向构造等值线之间形成的岩性圈闭是珠江口盆地进行地层岩性圈闭勘探最有利目标［1］。然而，受地震分辨率的限制，岩性尖灭线的位置很难准确落实，导致岩性圈闭封闭的范围很难确定，迫切需要对本地区的有利砂体进行油的检测，以证实岩性圈闭封闭性与成藏条件，减小勘探风险。

目前烃类检测的方法有“亮点”、“平点”、“暗点”技术，AVO技术，吸收系数、阻抗、分形、波形、三瞬技术，多波多分量勘探技术，储层反演烃类特征重构，聚类分析，模式识别神经网络等技术［2-9］，这些技术可分为叠前、叠后属性两大类。随着地震属性分析从叠后走向叠前，20世纪90年代以来应用P波反射特征随偏移距变化(AVO)识别流体已成为研究热点，并广泛应用于国内外碎屑岩、碳酸盐岩乃至致密砂岩储层［2-8］，珠江口盆地通过地震剖面“亮点”或AVO异常识别也在番禺-流花和白云深水区取得了一系列天然气的重大发现［9-10］。

叠前AVO特征分析以前多用于气的检测［10］，2013年汪瑞良 等［11］在珠江口盆地中浅层油藏中通过提取实际地震资料的甜点属性、均方根振幅和反射强度交流分量等叠后属性实现了对富油层段的识别。在此基础上，本文结合惠州地区原油低密度特性，开展了叠前AVO特征分析在该地区原油检测中的应用工作，预测了目标井的含油性，与钻井情况吻合较好。

1 叠前AVO特征分析方法

当储层孔隙流体不同时，反射PP波的反射系数随入射角度变化的特征不同，前人据此划分出了4种AVO特征，并从AVO特征判断储层中的含油性。叠前AVO特征分析方法有以下2个关键步骤。

1)针对目的层岩石物理特征，利用式(1)对测井数据进行正演，分析已钻井的AVO特征，初步判定研究区的叠前AVO特征。当入射角θ＜50°时，假定vP=2vS，Zoeppritz方程式中反射PP波的反射系数可写成Shuey近似形式［12］

式(1)中：θ为入射角度；IP1、IP2分别为上下介质的纵波阻抗，(IP1-IP2)/(IP1+IP2)反映纵波穿过地层界面时的相对变化；IS1、IS2分别为上下介质的横波阻抗，(IS1-IS2)/(IS1+IS2)反映横波穿过地层界面时的相对变化；ρ1、ρ2分别为上下介质的密度，(ρ1-ρ2)/(ρ1+ρ2)反映介质密度在地层界面的相对变化。

2)对目的层进行流体替换，再利用式(1)进行正演，分析流体变化对AVO特征的影响，进一步界定研究区的叠前AVO特征。基于Gassmann方程［13-14］进行流体替换的步骤为：

①由测井数据得到流体1的纵波速度vP1、横波速度vS1和体积密度ρ1。

②提取流体1的体积模量K1和剪切模量μ1，即

③进行流体替换，即

式(4)中：φ为孔隙度；Km为固体基质体积模量(利用V-R-H模型计算)；Kfl1为孔隙中流体1的体积模量，Kfl2为孔隙中流体2的体积模量(均用Batzle-Wang方法计算)。

④保持剪切模量不变，即μ2=μ1。

⑤计算修正流体变化的体积密度，即

⑥得到流体2的速度，即

2 在惠州地区油检测中的应用

2.1 方法适用性分析

叠前AVO特征分析以前大多是针对气的流体检测，很少用于对油的流体检测，这是由于通常情况下油与水的密度比较接近而很难区分。惠州地区M洼附近几个油田地面原油密度大多在0.81～0.91 g/cm3，地层原油密度为 0.52～0.90 g/cm3，与水的密度差异较大(表1)。分析认为，这可能与M洼原油的气油比较高有关，如靠近洼陷中心的H6油田的M32层地层原油密度低至0.52 g/cm3，原始气油比高达345.4m3/m3，其他油田虽远离洼陷中心，但DST测试时也产出不少气量。另外，研究区主要目的层埋深为2 000～2 600 m，目的层段入射角在35°左右，小于50°，满足Zoeppritz方程正演条件。

表1 惠州地区原油密度和气油比统计结果Table 1 Statistics of crude oil density and gas-oil ratio in Huizhou area

2.2 叠前AVO特征分析

以A井为例，该井是研究区内一口油井，其中L30up层是主要油层，L35、L45为水层。对该井进行叠前AVO正演模拟，结果显示L30up油层为III类AVO特征，L35、L45水层呈IV类AVO特征(图1)。通过对惠州地区多口井的正演模拟结果进行统计，初步判定，该区油层呈III类AVO特征，水层呈IV类AVO特征。

将A井L30up层从油层替换成水层，这时P波速度从3 570m/s增加到3 690m/s，增加约120 m/s，变化约3.3%；S波速度变化较小；密度从2.25 g/cm3增加到 2.29 g/cm3，增加约 0.04 g/cm3，变化约1.8%(图2)。沿L30up层底面向上提取AVO属性，L30up层含油时为III类AVO特征，L30up层含水时为IV类AVO特征(图2)。

将A井L35层从水层替换成油层，这时P波速度减小约200 m/s，变化约-5.7%；S波速度变化较小；密度减小约0.06 g/cm3，变化约-2.7%(图3)；沿L35层底面向上提取AVO属性，L35层含油时为III类AVO，L35层含水时为IV类AVO(图3)。

流体替换结果表明，惠州地区油层一般呈III类AVO特征，水层呈IV类AVO特征，应用地震数据体的叠前AVO特征分析能够进行油检测。

图1 A井AVO正演结果Fig.1 AVO forward modeling of W ell A

图2 A井L30up油层流体替换前后AVO正演结果Fig.2 AVO forward modeling before and after fluid substitution of L30up oil layer in W ell A

图3 A井L35水层流体替换前后AVO正演结果Fig.3 AVO forward modeling before and after fluid substitution of L35 water layer in Well A

2.3 检测效果

1)剖面检测效果。B-1井L60层有明显的III类AVO特征，L10low层有微弱的III类AVO特征，判断为油层，实钻结果显示L60层、L10low层均为油层，说明检测结果准确(图4)。C井L60层、L10low层有明显的IV类AVO特征，判断为水层，实钻结果与检测结果相吻合(图5)。

图4 过B-1井叠前道集Fig.4 Pre-stack gathers acrossW ell B-1

图5 过C井叠前道集Fig.5 Pre-stack gathers acrossW ell C

2)平面检测效果。为了在平面上进行叠前AVO特征分析，沿L60层分别提取远道数据体(10°～20°数据叠加)与近道数据体(1°～10°数据叠加)的振幅属性(图6a、b)，并用前者与后者相减(图6c)，找到差值小于0的范围，即远角度数据体振幅加强的范围(图6d中绿色区域)，再找出近道数据体负振幅属性的范围(图6d中红色区域)，两者重合的区域即为III类AVO区域。可以看出，B-1井在III类AVO区域内，判断为油层；B-2井不在III类AVO区域内，判断为水层，与实钻结果吻合。

图6 HB构造L60层振幅属性Fig.6 Amp litude attribute of L60 layer in HB structure

3 结束语

针对惠州地区原油高气油比、低密度的特性，利用叠前AVO特征分析方法界定了研究区的叠前AVO特征，该区油层一般呈III类AVO特征，水层呈IV类AVO特征。据此在该区无井区利用叠前地震数据进行AVO特征分析，有效区分了油层和水层，其检测结果与钻井结果相吻合，减小了勘探风险。

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