基于高分辨率层序地层分析的古近系储层精细预测技术

第24卷第"期断块油气田
FAULT-BLOCK OIL & GAS FIELD2017年5月
doi: 10.6056/dkyqt201703013
基于高分辨率层序地层分析的古近系储层精细预测技术
邓君，谢祥，樊建华，沈洪涛，郭乃川
(中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300452)
基金项目：国家科技重大专项课题“近海大中型油气田形成条件与分布”（2011ZX05023-006)
摘要受埋藏深度以及复杂构造的影响，渤海湾盆地辽东湾坳陷旅大构造区东营组储层在横向和级向上变化均较快，单 一的地球物理方法存在较强的多解性。

在实际工作基础上，建立了 一套基于高分辨率层序地层分析的古近系储层精细预测技术。

首先，通过层序地层分析和等时地层格架的建立，在宏观上识别出不同期次的沉积体，并确定各自的优势沉积中心；
其次，结合地震相分析及正演模•，总结出不同沉积微相对应的地震响应特征，分析表明，强振幅、低频、较连续反射为优质储层的典型特征；最后，根据不同相带的地震反射特征，优选能够反映富砂区反射规律的地震属性进行储层精细研究，实现储层边界由定性到半定量的刻画。

研究结果表明，该方法在旅大构造区东三段储层预测中取得了较好的效果，且预测结果得到已钻井的证实，为该区后续的勘探开发工作提供了有力支撑。

关键词层序地层分析；储层预测；地震相；正演模拟；地震属性；波形聚类
中图分类号:TE122 文献标志码：A
Precise Palaeogene reservoir prediction technology based on high resolution sequence
stratigraphy
DENG Jun, XIE Xiang, FAN Jianhua, SHEN Hongtao, GUO Naichuan
(Tianjin Branch of CNOOC Ltd., Tianjin 300452, China)
Abstract：B ein g in flu en ced by b u ried d ep th an d com p lex stru ctu res,th e reservo irs w ith in D on gyin g G ro u p of L yu d a S tru ctu re in
B o h ai B ay B asin ch an ge quickly in b o th h o rizo n ta l an d vertical d irectio n s,w h ich leads to stro n g u n certain ty fo r geoph ysical
m eth o d s.O n th e b asis of p ractical w o rk,a p recise P alaeogen e reservoir p red iction tech n ology based o n h ig h-reso lu tio n sequ en ce stratigra p h y an alysis is p ro p o sed.F irstly,sed im en tary b od ies of d ifferen t stages a re id en tified an d th e corresp on d in g d ep ocen ters a re
d eterm in ed accord in g to th
e iso ch ro n al stratigra p h ic fra m ew o rk.Secon dly,seism ic facies an alysis an d fo rw a rd m o d elin g a re
in tegrated to su m m a rize th e seism ic resp on ses o f d ifferen t sed im en tary m icrofacies.A nalysis in d icates th a t qu ality reservoir p resen ts
a s stro n g am p litu d e,lo w frequen cy an d co n tin u o u s reflection.T h en,seism ic a ttri
b u tes w h ich can h igh ligh t th e reflection o f reserv o irs
a re selected to con d u ct qu alitative to sem i-q u a n titative ch aracterization of th e reservoir d istri
b u tio n.R esult sh o w s th a t th e m e th o d is
w ell applied to th e reservoir p red iction of D3 M em b er in L yu d a tecton ic reg io n,w h ich is co n firm ed b y drillin g o u tco m es a n d p ro vid es referen ces fo r th e su b seq u en t exp lo ratio n an d d evelop m en t.
Key words：sequen ce stratigrap h ical analysis;reservoir p red iction;seism ic facies;fo rw a rd m o d elin g;seism ic attrib u te;w avefo rm clu ster
0引言
古近系储层精细描述一直是油气勘探阶段的重要 工作[$-2]，随着勘探程度的不断深人，地质和地球物理 工作者面临的问题日益复杂。

受错综复杂的构造、地层 条件影响以及地震资料分辨率和信噪比的制约，精细 的古近系储层预测也成为勘探工作中的难点之一[3]。

为此，众多学者从地质和地震的角度开展了攻关研究，总结出多种技术手段，并取得了一定的效果[45#。

然而，
收稿日期=2016-11-30;改回日期=2017-03-20。

第一作者：邓君，女，1969年生，高级工程师，1991年硕士毕业于 中国地质大学（武汉）地球物理专业，现主要从事构造解释及储层
预测。

E-mail :dengjun@。

通讯作者：谢祥，男，1987年生，工程师，2013年硕士毕业于中国
石油大学（北京）地球探测与信息技术专业，现主要从事储层预测
及流体识别研究。

E-mail :xiexiang2@。

引用格式：邓君，谢祥，樊建华，等.基于高分辨率层序地层分析的古近系储层精细预测技术[J].断块油气田，2017,24(3):355-359.
DENG Jun，XIE Xiang，FAN Jianhua，et al. Precise Palaeogene reservoir prediction technology based on high resolution sequence stratigraphy [J]. Fault-Block Oil & Gas Field，2017,24(3)：355-359.
356断 块油气2017年5月
对于地质条件较为复杂的区域，地质方法的不确定性 以及地震方法的多解性始终是制约储层精细研究的2个关键因素"6]。

高分辨率层序地层分析和地震技术的有机结合是 解决上述问题的有效手段[710]。

通过层序地层划分和地 震相分析，建立井震统一的等时地层格架以及全区的 地层沉积模式，由此对沉积体的空间展布规律进行宏 观认识，为地震储层预测方法的应用提供有利的约束 条件，从而降低预测结果的多解性。

在此基础上，地球 物理方法会变得更加精细，其地质意义也更加明确，从 而有效提高储层研究的精度。

辽东湾坳陷旅大构造区主要目的层东三段埋藏较 深，受复杂断裂的影响，储层纵横向变化较快，导致储 层与非储层的地震响应特征相互混淆。

本文在高分辨 率层序地层学理论的指导下，充分利用岩心、测井以及 地震资料，对研究区东三段进行了层序地层划分和等 时地层格架的建立，进而识别出2期辫状河三角洲前 缘砂体，并利用地震方法分别在剖面和肀面上进行了 精细刻画，对该区的勘探开发具有重要的指导意义。

1研究区概况
旅大构造区位于渤海湾盆地辽东湾坳陷辽中南洼
西部斜坡带，为依附于2条走滑断层的复杂断块构造。

研究区紧临辽中富烃洼陷，围区已发现多个油田和含 油气构造，表明该区是油气聚集的有利区带。

目前，在
构造区2个独立断块的高部位分别钻探了 LD -1和 LD -1S 两口探井，均在主要目的层东三段获得良好的
油气发现，其中LD -1S 井测试日产油165+3,展示出 巨大的勘探潜力。

钻探成果表明，2 口井在东三段钻遇 储层的总厚度相当，但同时存在明显的差异：LD -1井 砂体位于东三段中部，含多套泥岩夹层；而LD -1S 井 钻遇砂体位于东三段底部，为连续的大套砂岩，可见储 层横向变化较大。

为了更好地指导该构造的进一步评
价，有必要对2 口井钻遇储层之间的关系及其空间展 布范围进行精细刻画。

2高分辨率层序地层格架的建立
渤海湾盆地为典型的断陷盆地，其古近系时期构
造和沉积条件均十分复杂，具有多物源、埋藏深、相变 快的整体特征。

因此，本文将V ail 的层序地层学理论 与T . A . Cr 〇SS 基准面旋回理论有机结合起来[11]，对研 究区东三段进行了层序地层分析。

将2种理论进行结 合的依据是二者具有相同的核心内容：首先寻找等时 界面，并建立区域等时地层格架；在此基础上进行沉积 体的响应特征识别，并分析其空间展布。

此外，T .A . Cr 〇SS 基准面旋回理论主要侧重于钻井资料分析，而后 者更侧重基于地震资料的层序地层分析，二者的结合 能够相互印证和补充。

2.1单井层序地层分析
根据单井测井曲线反映的沉积旋回周期变化以及 岩心和古生物等资料反映的沉积环境，依次对该区已 钻2 口井进行了单井层序地层划分（见图1)，在研究 区东三段内划分出4个长期基准面旋回，即SQ 1— SQ 4。

LD-1S
LD-
图1旅大构造区东三段连井等时地层格
架
第24卷第3期邓君，等.基于高分辨率层序地层分析的古近系储层精细预测技术357
基准面旋回S$1的底面SB1为东营组与下伏沙 河街组的界面，是一个稳定分布的不整合面，主要表现 为东营组地层超覆在沙河街组地层之上。

该界面之下 为一套灰质粉砂岩与白云质泥岩的互层，界面之上为 含砾中一细砂岩，是LD-1S井的主要储层段。

测井响 应整体上表现为典型的箱型结构。

在地震剖面上，SB1通常对应S型或斜交前积结构反射的底面，为一套较 低频、强振幅的连续反射。

基准面旋回S$2的底面SB2之上为一套全区稳 定分布的褐灰色厚层泥岩沉积，单层最大厚度约100 *，夹少量薄层细一粉砂岩。

该界面为一个明显的岩性 突变界面，其地震响应表现为一套-行的中低频、中强 振幅、较连续反射。

基准面旋回S$3的底面SB3之上为厚层灰色钙 质中砂岩夹灰色薄层泥岩，界面之下为褐灰色厚层泥 岩。

该界面同样为岩性突变界面，其上部大套砂岩为 LD-1井的主要储层段，受泥岩夹层影响，其测井曲线 整体表现为锯齿状，局部可见小型箱装结构。

在地震剖 面上，该界面为中高频、中弱振幅、较连续反射。

基准面旋回SQ4的底面SB4之上为一套稳定分 布的褐灰色一黑灰色厚层泥岩夹薄层泥质细一粉砂 岩，该界面地震响应为较高频、较弱振幅的较连续反射 同相轴，其上部可见前积反射。

2.2层序地层格架建立及沉积体系分析
层序地层研究的最终目的，是在单井高分辨率层 序地层划分的基础上，建立井震统一的等时地层格架，由此分析沉积地层的时空分布规律(12$14)。

通过单井的 沉积旋回分析，结合精细的井震标定，建立了 2 口井之 间的连井等时地层格架(见图1)。

在基准面旋回S$1时期，研究区内发育辫状河三 角洲前缘沉积，主要表现为LD-1S井钻遇的含砾中一 细砂岩。

由连井地震剖面可见，该时期沉积中心位于 LD-1S井附近，井上钻遇砂体厚度较大，几乎不含泥岩 夹层。

沿前积方向，砂体厚度逐渐减薄并尖灭，LD-1井 缺失该沉积旋回。

基准面旋回S$2时期，研究区主要 发育前辫状河三角洲沉积，表现为褐灰色厚层泥岩夹 少量灰色薄层细一粉砂岩，在全区稳定分布。

基准面旋 回S$3时期，同样发育辫状河三角洲前缘沉积。

其沉 积中心位于LD-1井附近，井上钻遇厚层灰色钙质中 砂岩夹黑灰色薄层泥岩，向LD-1S井方向厚度逐渐减 薄，且含砂率降低。

基准面旋回S$4时期，研究区发育 滨一浅湖相沉积，主要表现为大套褐灰色厚层泥岩。

在等时地层格架建立的基础上，对研究区东三段 的4个层序地层界面（SB1—SB4)进行了全区范围内的精细解释（见图2)，从而建立了该区的三维层序地 层格架。

可见S$1和S$3时期发育的2套辫状河三角 洲前缘沉积体为研究区的主力储层，2期沉积体厚度 的横向变化均较快，在2 口井之间呈“跷跷板”形态。

LD-1S LD-1
2 250
産2500
2750
图2旅大构造区东三段连井高分辨率层序地层学解释剖面
分别制作了 2期沉积体的时间厚度图(见图3)。

由图可见，在东三段早期，沉积中心位于研究区中南部，来自西侧辽西凸起的物源在研究区卸载，形成第1期辫状河三角洲沉积；到东三段中后期，在走滑应力的作 用下，沉积中心逐渐北移，形成第2期辫状河三角洲沉 积。

层序地层和沉积体系分析为储层的认识提供了宏 观指导，为地震技术的应用提供了约束条件。

b第2期砂体
图3研究区东三段2期沉积体的时间厚度
:项面-
第_砂体:
第1期砂体
时间厚度/m s
-20
-40
-60
-80
120
358断 块油气2017年5月
3层序地层约束下的储层精细预测
在层序地层和沉积体系分析的约束下，应用正演 模拟和地震属性分析相结合的方法[15]，实现了储层剖 面反射特征以及X面展布范围的精细刻画。

3.1剖面反射特征分析对应辫状河三角洲前缘远端（次富砂区）；最后转变为 强振幅、高频连续反射，表明地层以大套泥岩夹薄层砂 岩为主，对应前辫状河三角洲沉积&富泥区）。

通过对地 震反射特征与钻探结果的对比分析，建立了不同沉积 亚相对应的岩性组合与地震响应特征之间的联系。

3.2 储层平面展布范围精细刻画
地震相分析表明，砂体在横向上表现为典型的S 型-斜交型前积反射。

为了分析不同地震反射特征的形 成机理及对应的岩性组合，进行了地震正演模拟研究。

根据辫状河三角洲的沉积模式，构建了一个简化的初 始地质模型（见图4a)。

模型共包含3层，顶层和底层 均为背景泥岩，中间为目的层砂岩。

模型各层的纵波速 度和密度参数均由实际测井曲线得到。

采用主频为25 H*的雷克子波进行正演模拟，结果如图4+所示，可见 砂体的前积结构能够得到较好的反映。

CDP号
200 400 600800
200 400 600 800
u p l=3 200 m/s, 0=2.25 g/cm3
^=3400 m/s,P2=2.45 g/cm3
t?p3=3 250 m/s,P3=2.27 g/cm3
a初始模型
CDP号
b模拟结果
图4初始模型及对应的正演模拟结果
将正演模拟结果与实际地震剖面（见图2)进行对 比，可见二者的反射特征十分相似:井点处的厚层砂岩 表现为强振幅、低频连续反射，对应辫状河三角洲前缘 主体&富砂区）；沿前积方向逐渐过渡为中强振幅、中高 频断续反射，表明砂体厚度减薄，以砂泥岩互层为主，
地层岩性、物性以及含油气性的变化会导致其纵 横波速度和密度等参数的差异，进而引起地震响应特 征的改变，具体表现为振幅、频率、相位等地震属性的 异常。

然而，由于复杂构造和沉积环境的影响，地层参 数的变化与地震属性的异常之间往往并不是一一对应 的关系，脱离地质背景的地震属性解释往往存在多解 性。

因此，利用地震属性分析进行储层研究，必须在地 质-地震一体化理念的约束和指导下进行™。

研究区东三段发育辫状河三角洲沉积，沿物源方 向依次为辫状河三角洲前缘主体、前缘远端、前辫状河 三角洲以及湖相沉积。

然而，不同沉积亚相对应的地震 振幅在横向上变化较小，且地层尖灭处厚度调谐效应 引起的强振幅与井点处富砂区的强反射特征相混淆，使得常规的振幅属性并不适用。

地震相分析表明，不同 沉积相带之间的整体反射规律和反射频率存在一定差 异。

因此，优选波形聚类和瞬时频率属性进行了分析。

地震波形是地震反射振幅、频率及相位等参数的 综合响应，能够反映地震反射的整体规律。

波形聚类技 术基于神经网络算法，逐道对地震数据进行分析对比，实现地震波信号横向变化的定量刻画[17]。

对研究区内 什么期辫状河三角洲沉积体进行波形聚类分析（见图5)，结果表明，砂体的展布趋势与宏观的沉积体系以及 2口井的钻探结果均较为吻合。

由于研究区物源来自 北西方向，结合沉积背景，图5a中蓝绿色代表了第1期辫状河三角洲前缘砂体的沉积范围，呈规律性片状 分布；图5+中橘红色表示第2期砂体的展布范围。

a第1期砂体b第2期砂体
图5 2期砂体的波形聚类结
果
第24卷第3期邓君，等.基于高分辨率层序地层分析的古近系储层精细预测技术359
为降低预测结果的多解性，同时应用瞬时频率属 性进行了分析(见图6)。

结果表明，从物源区到沉积末 端，沉积体的反射频率呈由低到高的变化趋势。

由此可 见，富砂区对应低频反射，这与剖面响应特征十分一 致。

此外，第1期沉积体的外围存在一个明显的高频条 带（见图6a )，对应富泥的沉积末端，由此可以非常清 晰地刻画出储层的V 面分布范围。

a
第1期砂体
b
第2#|砂体图6 2期砂体的瞬时频率属性
根据储层研究成果，在LD -1S 井西南部断块以及 LD -1井南部断块分别设计并钻探了 LD -2S 井和LD - 2井。

钻探结果与钻前预测吻合较好，从而证实了上述 方法的有效性。

4结论
1)
通过高分辨率层序地层分析，在研究区东三段
划分出4个长期基准面旋回，由此建立了井震统一的 等时地层格架，进而识别出了该区的主力储层——
S *1和S *3对应的2期辫状河三角洲前缘沉积体。

2)
在层序地层分析的约束下，分别利用正演模拟
和地震属性分析，对储层的剖面反射特征和平面展布 范围进行了精细刻画，储层预测结果得到钻井证实，为 研究区后续的勘探开发提供了有力指导。

3)
精细的层序地层和沉积体系分析是开展古近系
储层精细研究的基础，尤其对于渤海湾盆地这种勘探
程度较低、地质条件复杂的断陷盆地，运用地质-地震 一体化的研究思路有助于从宏观上了解储层的“来龙 去脉”，从而有效降低地震相分析和地震属性解释的多 解性，提高储层预测精度。

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(编辑孙薇
）。