王笑雪;骆帅兵;胡琏;张博;王琴
黑白花奶牛【摘 要】2006年,我国第一口深水探井C3(水深达1480m)取得了重大天然气发现,证实了南海北部陆坡白云深水区蕴藏着巨大的油气资源量.但由于识别深水优质含气砂岩层的难度较大,仅通过地震同相轴或地震剖面宏观解释,很难到达理想的效果.采用地震波波形分析方法,即根据砂岩含气之后导致地震波传播速度降低,在地震波波形上凸显出独有的特征,可识别含气砂岩层.该方法对含气砂岩层的刻画和油气开发意义重大.
【期刊名称】《工程地球物理学报》
【年(卷),期】2015(012)005
【总页数】7页(P576-582)
【关键词】南海北部陆坡;白云深水区;波形分析;含气砂岩层
【作 者】王笑雪;骆帅兵;胡琏;张博;王琴
鲁迅艺术学院【作者单位】成都理工大学能源学院,四川成都610059;成都理工大学能源学院,四川成都610059;中国海洋石油有限公司深圳分公司,广东广州510240;成都理工大学能源学院,四川成都610059;中国石油天然气股份有限公司长庆油田公司,陕西西安710000
【正文语种】中 文
【中图分类】P631.5
随着地震勘探目标逐步向多层和薄层转移，地震解释人员仅通过地震同相轴来认识地下地质情况的难度也随之增加，有时甚至出现错误判断，严重影响油气勘探[1,2]。对此，本文利用不同岩性之间的波阻抗差异所产生的特定、各异的地震波形，从微观的角度识别砂岩层(尤其是含气砂岩)，即地震波波形分析方法。近年来在白云凹陷不同相带的砂岩层中，油气勘探已取得重大突破[3,4]。研究表明：①深水区三角洲、滩坝、斜坡扇、盆地扇各种类型的砂体，其地震波波形存在很大的差异；②砂岩层含气之后，对地震反射有明显影响，地震波波形表现出独特性；③灰岩层段产生的极强振幅易与含气砂层混淆。本文在构造背景、层序地层格架、沉积体系等已基本确定的情况下，通过地震波波形分析的方法研究并总结了白云深水区含气砂岩层的地震波波形特征，以期能为深水区含气砂岩层的识别
提供帮助。
位于中国南海北部的珠江口盆地是一个新生代被动大陆边缘的断陷盆地，其面积约为1.75×105 km2。古珠江充足的沉积物供给和中国南海北部频繁的海平面变化，使得盆地内沉积了众多类型各异的砂岩层。其中，白云凹陷是珠江口盆地最大、最深的一个凹陷，位于南海北部水深从200～2 000 m的陆坡区，面积约为20 000 km2，总体沉积物厚度超过11 km[5-8]。云荔低隆起将白云凹陷分为白云主凹和白云南凹(荔湾凹陷)两部分(图1)。23.8 Ma以前，白云凹陷为浅海陆架环境，沉积了一系列三角洲、滩坝等砂岩体；但23.8 Ma以来随着南海海底地不断扩张，白云凹陷由于深部地幔上隆而产生强烈的热沉降，陆架坡折带由位于白云凹陷南侧转变成位于凹陷北侧，进而白云凹陷也由浅海陆架环境转变成陆坡深水环境，发育大量叠置的斜坡扇、盆地扇以及水道砂体[9-16]。这些类型各异的砂体含气之后，在地震剖面上将产生特殊且独特的形态。
在地震波波形中，常见的波形有对称波形、微分波形和积分波形(低频波形)三种类型。所谓波形分析，就是以这三种基本波形为基础，分析不同情况下砂岩层顶、底面的反射波或复合波(当砂岩层厚度小于1/4波长时，顶、底面反射波相干作用而成)的组合形态特征，进而判断砂岩层含气与否。
3.1 地震波波形分析方法与原理
早在20世纪80年代，安斯蒂[17]就详细地阐述了地震波波形分析识别砂岩储层的方法与原理，其内容包括：砂层类型；砂泥岩的波阻抗随深度变化规律；孔隙充填介质(杂基、胶结物、含气、含水)对砂层波阻抗的影响；薄层顶、底面干涉形成的微分波形；砂泥岩薄互层等效地震响应问题及过渡层的低频波形问题；海进和海退砂体的波阻抗结构问题；常见的不同波形类型及与之对应的砂层地质条件。通过地震波波形分析可以确定地震波波形的地质内涵[18]。本文仅讨论砂岩层含气后的波形特征。
陈小同现状3.2 砂岩层的地震波速度与波形
不同岩性之间具有不同的波阻抗，岩石所具有的波阻抗Z=ρv[式中，Z为岩石所具有的波阻抗(g/cm3·m/s)；ρ为岩石的密度(g/cm2)；v为地震波在岩石中传播的速度(m/s)]。在其分界面上将产生不同的反射系数RC(i),且而ρ(i)=kv(i)a(式中，k为比例系数；a=0.23)。将上述3个公式进行整合可得到由于不同的反射系数产生不同的地震波波形，而反射系数又与地震波传播速度有关，所以速度的不同将决定波形的各异[19-22]。
通过砂泥岩压实曲线分析，可以初步掌握地震波在砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩中传播的速度差异，以及它们的波阻抗随深度的变化规律。根据地震波在砂泥岩中传播速度不同，可将砂岩层分为3类：Ⅰ类砂岩(传播速度小于泥岩)；Ⅱ类砂岩(传播速度与泥岩基本相同)；Ⅲ类砂岩(传播速度大于泥岩)。其中Ⅰ类砂岩分选、磨圆较好，孔隙度、渗透性较高，杂基含量较少，是油气勘探中需要寻的主要砂岩层(图2)。其含气之后，地震波在其中的传播速度将会大幅度降低，从而产生特定的波形。
企业国有产权转让管理暂行办法3.3 砂岩层的地震波速度误差分析
大量的井-震对比分析表明，含气砂岩层的测井速度与地震波速度有很大差异，需要根据其孔隙度和含气饱和度，使用Gassman方程和Domenico效应[20-22]，适当调整含气层的测井速度值，使合成记录与井旁地震记录的相位、波形和振幅都一致。图3是根据C18井含气砂岩层的测井调整前后速度建立的井-震对比剖面图。从图3(a)可以看到，该井的人工合成记录与井旁地震记录道的相位基本一致，但振幅匹配较差，尤其是ZHSB6之下，与实际地震响应不一致，强波谷A2、A4和强波峰A3均未能体现出来。通过分析得知，这种情况是由于砂岩层含气造成的。根据含气砂岩层孔隙度大小，适当调整速度值后，其结果与实际地震响应取得一致(图3b)。聚甲基丙烯酸丁酯
3.4 几种含气砂岩层的地震波波形
图4为几种含气砂岩层的地震波波形。
图4(a)表示的是基本的一对反射面(砂岩层顶面)及其反射特征。当地震波通过反射面时，波阻抗突然减小，产生负反射，地震波波形呈零十字对称，即上、下旁瓣以主波瓣对称；该种砂岩体具有高孔渗特征，是很好的Ⅰ类砂岩。
图4(b)表示的是与图4(a)相对应的砂岩层顶面反射特征。当地震波通过反射面时，波阻抗突然增加，产生正反射，地震波波形也呈零十字对称；该种砂岩体较为致密，孔渗性差，为Ⅲ类砂岩。
图4(c)反映了一种高孔渗含气砂岩低速夹层的情况。砂岩层顶、底面极性相反，且厚度小于1/4波长(20～30 m)，表现为一个具有微分波形特征的复合波形式，砂层的复合波可以用4个相关相位进行分析。其中：A2为对应砂层顶面，是顶面反射主波瓣和底面反射上旁瓣的迭加响应；A3为对应砂层底面，是底面反射主波瓣和顶面反射下旁瓣的迭加响应；A1为顶面反射上旁瓣；A4为底面反射下旁瓣。地震波波形呈右下倾斜对称波形，即A1与A4对称，A2与A3对称，从A2到A3振幅变化最大，砂岩层顶、底面分别对应波谷和波峰。
图4(d)表示的是一种高速夹层(灰岩层或不干净低孔渗致密砂岩夹层)的情况，与图4(c)相对应，只是地震波波形呈左下倾斜的对称波型，即高速夹层顶、底面分别对应波峰和波谷。
图4(e)表示的是高孔渗含气砂岩层夹在上、下两套海进过渡层中的情况。其中A1表现出低频波形(通常我们可以通过低频波形来发现过渡层的存在)，具有积分波形特征，呈B字型波(波谷或波峰)；A3由于低速含气砂岩层的存在而呈现一个中—较强振幅的波峰。
图4(f)表示的是与图4(e)相对应的不存在低速含气砂岩层的情况，此时A3呈现为一个极弱振幅的波峰或消失，故在这种情况中，A3的表现形式将预示着含气砂岩层的存在与否。陈利丹
除此之外，当砂岩层的厚度小于1/4波长时，薄互层的地震响应与累计厚度地层的地震响应等效，其波形也符合上述特征。
通过上述分析可知，砂岩层含气之后，由于其地震波波速的大幅度降低而造成的与上、下围岩波阻抗的巨大差异，地震波波形将表现出特定形式。在沉积环境、沉积相已基本确定的前提下，可以通过这些特定的波形来识别含气砂岩层。
本文以白云凹陷两口含气井C18、C28为例，针对其含气段砂岩层波形特征分别进行分析。
图5为C28井层序地层综合柱状剖面图。由图5可知，该井处于斜坡扇上扇位置，发育碎屑流、浊流等沉积砂体，顶部(2 700～2 900 m)钻遇低位斜坡扇干净水道砂体，这些砂体从强制海退晚期到低位再到海进早期，分多个期次发育，不同的砂层组之间都有比较厚的泥岩隔层。其中Ⅰ砂层组(泥质含量15.4 %，孔隙度22 %，渗透率194.8 MD)与Ⅲ砂层组(泥质含量13.6 %，孔隙度21.2 %，渗透率194.7 MD)储集物性好，为优质储层。底部(2 900～3 000 m)钻遇强制海退斜坡叠覆扇砂体，这些砂体受后期泥质作用改造，其中Ⅳ砂层组(泥质含量19 %，孔隙度16 %，渗透率55.6 MD)与Ⅰ、Ⅲ砂层组相比，储集物性较差。
同时，由图5还可看到，Ⅰ、Ⅲ两套LST砂层组，其底界面为突变界面，显示水道砂的底冲刷特征，砂体之下为一套泥岩；砂体之上为一海进泥灰岩高速过渡层，砂体含气之后，表现出异常低速。含气的该砂岩层，其反射主要为顶、底面干涉形成的复合波，其中Ⅱ与Ⅲ砂层组为上述所说的薄互层情况，其与累计厚度地层的地震响应等效。砂岩层顶面，当砂岩层厚度大于1/8λ时对应于波谷，当砂岩层厚度小于1/8λ时略低于波谷；砂岩层底面，由于含气导致的地震波速度降低，通常略高于波峰，整体上呈一个右下倾斜对称波形，与图4(c)所示波形基本一致。其表现为在中—弱振幅反射背景下的极强振幅反射，其中A1、A4
<A2≤A3，在变密度显示剖面中，这3个相位呈“浅红(或橙)—黑—红”组合，如图6所示。Ⅳ这套FR砂层组，其上为一个速度逐渐减小的过渡层；其下为厚层粉砂岩，含钙(主要可能是远洋的生物碎屑)。Ⅳ砂层组含气之后，也表现出异常低速的特征，并且由于低速砂岩层的存在，其波形与图4(e)所示类似。
图7为C18井层序地层综合柱状剖面图。由图7可知，该井珠海组上段发育滨浅海三角洲沉积体系，砂岩以细砂岩和粉砂岩为主，这些砂体从高位到强制海退再到低位，多期次发育，其间被大段泥岩层分割。其中Ⅲ砂层组(泥质含量17.8 %，孔隙度15.4 %，渗透率42 MD)和Ⅳ砂层组(泥质含量21.2 %，孔隙度17.1 %，渗透率50.4 MD)与其他砂层组相比，储集物性较好，为主力产气层。珠江组开始发育海侵砂体，以细砂岩和粉砂质泥岩为主，Ⅰ砂层组(泥质含量29.5 %，孔隙度12.4 %，渗透率9 MD)储集物性较差。
同时，由图7还可看到，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ含气砂层组的波形整体上主要为右下倾斜对称，与图4(c)所示波形类似。Ⅴ砂层组为低孔渗含水砂岩，其波阻抗与泥岩在埋深较大时差异较小，这种砂岩与含气砂岩相比，速度较大，可视为高速层。砂岩层顶、底面分别对应波峰和波谷，表现为左下倾波形，与图4(d)所示波形类似。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议