根据低角度前积地震反射特征划分分流砂坝型浅水三角洲相带.pdf
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1、2023 年 8 月第 58 卷 第 4 期根据低角度前积地震反射特征划分分流砂坝型浅水三角洲相带周 琨*(中国石化胜利油田分公司物探研究院,山东东营 257022)摘要:Z6区块钻井分布不均,目标储层砂泥岩构成复杂且砂岩、泥岩波阻抗特征相近,因此对于 Z6区块西侧少井地区,分析有利沉积相带展布特征及准确刻画砂体边界存在一定困难。单凭地震反射振幅特征难以区分砂、泥岩,应用常规叠后地震反演等技术无法有效预测储层展布范围。为此,借助三维地震及钻井资料,结合前人的浅水三角洲沉积特征研究成果,建立适合 Z6区块的沉积模式和正演模型,通过砂体地震响应特征分析、地震属性优选,预测有利储层展布范围,获得以下
2、认识:低角度前积或侧积对于下伏地层地震波形的影响是判断砂体边界的关键,适用于划分分流砂坝型浅水三角洲沉积相带,对勘探阶段预测有利储层的延展范围尤为关键;相较于传统的振幅类属性,瞬时相位和瞬时频率属性更清晰地刻画了 Z6区块分流砂坝和分流间湾边界,尤其是瞬时相位属性不受振幅影响,对于岩性尖灭等地质体的相位变化也十分敏感;靠近物源方向,砂体受分流河道控制较明显,呈条状特征;靠近湖中心位置,砂体受湖浪改造作用更明显,呈坨状、朵叶状。上述研究表明,在少井情况下,在沉积模式的指导下,利用地震属性分析预测的分流砂坝砂体展布范围与钻井资料揭示的砂、泥岩发育情况吻合较好,通过分析有效的地震属性可合理地刻画分流
3、砂坝型浅水三角洲砂体边界。关键词:分流砂坝型浅水三角洲,沉积模式,正演模拟,地震属性,储层预测中图分类号:P631 文献标志码:A doi:10.13810/ki.issn.1000-7210.2023.04.021Division of distributary sandbartype shallowwater delta facies belts based on lowangle progradation seismic reflection characteristicsZHOU Kun(Shengli Geophysical Research Institute of SINOPEC
4、,Dongying,Shandong 257022,China)Abstract:The distribution of drilling in the Z6 block is nonuniform,and the target reservoir is composed of complex sandstone and mudstone with similar wave impedance characteristics.Therefore,for the region with few wells on the west side of the Z6 block,it is diffic
5、ult to analyze the distribution characteristics of favorable sedimentary facies belts and accurately characterize the sand body boundaries.Relying solely on seismic reflection amplitude characteristics makes it challenging to distinguish sandstone from mudstone,and conventional poststack seismic inv
6、ersion techniques are ineffective in predicting reservoir distribution.Thus,a sedimentary model with its forward modeling suitable for the Z6 block is established based on threedimensional(3D)seismic and drilling data,coupled with previous studies on the sedimentary characteristics of the shallowwat
7、er delta.Through analysis of the seismic response characteristics of sand bodies and seismic attribute optimization,the favorable reservoir distribution is predicted.The following findings are obtained:The influence of lowangle progradation or lateral accretion on the seismic waveform of the underly
8、ing strata is the key to determining the boundary of sand bodies.This approach is suitable for delineating the sedimentary facies belts of the distributary sandbartype shallowwater delta,and it is critical for predicting the extension range of the favorable reservoir during the exploration phase.Ins
9、tantaneous phase and instantaneous frequency attributes more clearly depict the distributary sandbar and the boundary between the distributary channel bays compared with traditional amplitudetype attributes,especially the instantaneous phase attribute,which is not affected by amplitude and is sensit
10、ive to phase changes in geological bodies such as lithologic pinchout.Near the 综合研究 文章编号:1000-7210(2023)04-0961-09*山东省东营市东营区北一路 210号中国石化胜利油田分公司物探研究院,257022。Email:zhoukun_ 本文于 2022年 5月 17日收到,最终修改稿于 2023年 5月 6日收到。石 油 地 球 物 理 勘 探2023 年source direction,the sand bodies are significantly controlled by dis
11、tributary channels,exhibiting a linear feature,while near the center of the lake,the sand bodies are obviously affected by the lake wave,exhibiting lumpshaped and lobeshaped features.This study shows that under the guidance of the sedimentary model,the distribution of the distributary sandbar predic
12、ted by seismic attribute analysis and the characteristics of sandstone and mudstone revealed by drilling data match well in the case of few wells.Furthermore,the sand body boundaries of the distributary sandbartype shallowwater delta can be reasonably depicted through effective seismic attribute ana
13、lysis.Keywords:distributary sandbartype shallowwater delta,sedimentary model,forward modeling,seismic attribute,reservoir prediction周琨.根据低角度前积地震反射特征划分分流砂坝型浅水三角洲相带 J.石油地球物理勘探,2023,58(4):961969.ZHOU Kun.Division of distributary sandbartype shallowwater delta facies belts based on lowangle progradation
14、 seismic reflection characteristics J.Oil Geophysical Prospecting,2023,58(4):961969.0引言浅水三角洲的概念自 1954年由 Fisk等1 正式提出以来,经过不断研究以及在勘探实践中的不断发展日趋完善。20世纪 80年代至今,在中国诸多含油气盆地内均发现浅水三角洲,前人围绕其形成机制、构造背景、沉积模式及成藏条件等方面展开了一系列相关研究28。与常规三角洲不同,浅水三角洲沉积具有盆大水浅、构造沉降稳定、物源供给充足且地形坡度平缓、湖平面升降频繁等特点6。人们从三角洲供源系统3、分叉参数7 和沉积骨架8 等多角度研
15、究浅水三角洲,其中根据不同的沉积骨架将浅水三角洲分为分流砂坝型和分流河道型。分流砂坝型在平面上多呈朵叶状、坨状分布,相对于分流河道型受湖浪改造作用较大;分流河道型多呈条带状分布9,河道砂体下切作用较强,形态随水流能量改变而呈多样性7。分流砂坝型外前缘亚相发育范围较广,即扇主体多位于枯水期湖平面之下,而分流河道型则与之相反,其内前缘亚相更发育10。因此,在垂向上分流砂坝型多呈均质韵律或反韵律特征11,而分流河道型则呈多期叠置的正韵律特点12。前人主要研究了分流河道型,对于分流砂坝型多为沉积模式研究。张昌民等8、金振奎等13 通过考察鄱阳湖、洞庭湖的现代沉积建立了三角洲沉积模式;尹太举等11 利用
16、水槽模拟实验研究三角洲朵体的发育过程、展布形态;吴穹螈等9 利用开发井区的密井网资料精细刻画分流砂坝朵体内部构型单元并建立构型模式,为剩余油挖潜提供技术支持。目前对处于勘探阶段地区的分流砂坝型储层预测的实例较少,针对少井地区及浅水三角洲储层相对较薄、横向砂体变化快的特点,主要应用地震沉积学2,4、地震属性融合1415 等技术手段刻画砂体。本文以准噶尔盆地腹地盆 1井西凹陷 Z6区块侏罗系三工河组储层为例,在分流砂坝型沉积模式的指导下,利用正演模拟分析储层地震响应特征,通过优选地震属性预测分流砂坝展布范围及浅水三角洲前缘储层,为下一步勘探指明方向。1地质概况1.1区域地质背景Z6区块位于准噶尔盆
17、地腹地盆1井西凹陷东侧,北、东分别与石西凸起、莫北凸起相邻,南部为莫索湾凸起,主要物源来自北东东方向5(图 1)。早中侏罗世,准噶尔盆地在晚三叠世形成的大型坳陷湖盆背景上继续沉积,进入断陷伸展阶段16,盆地整体处于缓慢沉降状态,构造活动稳定10;位于盆地中央的凹陷湖盆边缘斜坡带地形平缓,气候湿润、物源充足,广泛发育浅水三角洲沉积体系5。图 1准噶尔盆地 Z6区块位置962第 58 卷 第 4 期周琨:根据低角度前积地震反射特征划分分流砂坝型浅水三角洲相带Z6区块下侏罗统三工河组(J1s)自下而上分为一段(J1s1)、二段(J1s2)和三段(J1s3)。J1s2又细分为上(J1s22)、下(J1
18、s21)亚段,J1s21主要发育厚层块状中粗砂岩,J1s22底部发育一套厚约 825 m 的粉细砂岩。根据前人研究成果17,J1s分为 2个三级层序以及 5个体系域(图 2)。三级层序界面位于 J1s21厚层砂岩顶部,在野外露头和钻井岩心上均能看到明显的风化壳及冲刷面特征18。界面之下随着可容空间与沉积物供给量比值(A/S)减小,砂体厚度逐渐增大;界面之上A/S值逐步增大,砂体向上减薄,最终沉积厚层泥岩。每一期体系域分界面 GR 曲线均呈较明显的突变特征,水进域向高位域转换的湖泛面附近发育稳定的泥岩沉积。J1s22的砂岩储层与 J1s3的厚层泥岩共同构成了准噶尔盆地腹地重要的储盖组合之一17,
19、是油气运聚的主要场所,也是本次研究的目标储层。1.2储层预测难点目前 Z6区块储层预测主要存在以下难点:钻井分布不均,多集中在东侧,难以分析西侧砂体发育范围及有利沉积相带展布特征;目标储层砂泥岩构成复杂,既有厚层块状砂体,也有薄层单砂体及砂泥岩互层,砂体厚度局部变化较大,难以准确刻画砂体边界;部分井区砂、泥岩波阻抗特征相近,单凭地震反射振幅特征难以区分,应用常规叠后地震反演等技术无法有效预测储层展布范围。本文借助三维地震及钻井资料,结合前人的浅水三角洲沉积特征研究成果,建立适合 Z6区块的沉积模式和正演模型,通过砂体地震响应特征分析、地震属性优选,预测有利储层展布范围。2浅水三角洲沉积模式2.
20、1沉积微相特征根据前人对现代三角洲沉积模式的研究8,13,认为较低的可容纳空间、较大的砂体沉积速率以及不稳定的沉积物供给通道是分流砂坝型浅水三角洲形成的基本条件。三角洲前缘亚相主要包括分流砂坝、分流间湾、废弃河道及席状砂等微相(图 3)。分流砂坝在平面上多呈朵状、坨状,剖面上呈“底平顶凸”形态,坝体中间厚、四周薄。分流砂坝之间一般以分流间湾泥岩互相分割,多是与砂体同时期沉积的产物。河道沉积会因分流作用而弱化,并伴随着水动力条件的减弱在后期废弃,即在沉积后期细粒沉积物会在局部地区就地卸载,形成以砂质泥岩为主的废弃河道。受水进期湖浪作用影响,一部分砂坝会在后期被改造成连片发育的薄层席状砂,以粉砂岩
21、、泥质粉砂岩为主。2.2岩心、测井相、地震反射特征Z6区块在J1s沉积期构造背景稳定,地势平缓、湖图 2Z6区块 J1s层序划分方案GR、AC、SP、DEN分别为自然伽马、声波时差、自然电位、密度测井。图 3浅水三角洲沉积微相分布示意图8963石 油 地 球 物 理 勘 探2023 年盆宽广,为近物源沉积环境且沉积物供给充足,湖平面升降频繁,具备发育浅水三角洲的基本条件。在盆大水浅的沉积背景下,即便是小幅度的湖平面升降也会导致较大的水域面积变化,伴随着长距离湖岸线迁移,供给水道改道频繁,难以稳定发育。因此沉积区的地貌被反复改造,砂体前积或侧积迁移,呈朵体形态叠置。因此,浅水三角洲在岩心、测井相
22、、地震反射特征等方面有别于常规三角洲。由 Z6 区块的岩心照片可以识别楔状交错层理(图 4a)和冲刷面、泥砾定向排列(图 4b)等沉积构造。粒度累积概率曲线也呈以跳跃组分和悬浮组分为主的两段式(图 5)19,反映了强水动力条件的牵引流沉积特征3;植物碳屑和泥岩碎屑代表浅而动荡的湖水环境。测井曲线形态多呈齿化箱型的均质韵律,部分井J1s22底部可见向上变粗的反旋回粒序特征(图6),反映砂体内部被多次冲刷改造;“钟形”的正韵律(分流河道)沉积不发育9,11。在以西山窑组(J2x)煤系地层为标准层拉平的地震剖面(图7)上,目的层呈亚平行、不连续反射结构的低角度前积地震反射特征,这种隐性前积现象是浅水
23、三角洲典型的地震沉积学特征4。2.3沉积模式结合 Z6区块钻井资料、地震反射特征及现代沉积的研究成果,认为该区发育典型的分流砂坝型浅水三角洲。分流砂坝是浅水三角洲的沉积骨架,在沉积区内多呈叠覆式连片分布;砂坝会在一定区域内尖灭,不同位置的砂坝沉积厚度一定程度上受沉积时古地形影响;分流河道下切作用较弱,主要为供源通道。最终呈现以分流砂坝为优势储层、分流间湾为分流砂坝的间隔、分流河道废弃充填的沉积特征。3有利储层展布范围预测3.1储层岩石物理特征及地震响应特征本文依据现有的沉积模式作为指导,首先研究目标储层测井岩石物理特征、地震响应特征。利用 Z6区块已有的 19口井数据精细对比地层,并分层段统计
24、岩石物理参数。该区 J1s21由平均厚度约为 80 m的厚层高速砂岩与顶部厚度为 514 m的高位域向低位域转换期的低速泥岩组成;J1s22由平均厚度约为20 m的分流砂坝砂岩复合体与顶部厚度约为30 m的水进域低速砂质泥岩段组成。J1s3整体由高位域高速泥岩组成,厚度约为 95110 m;J1s3底部是一套厚度为 35 m的水进域向高位域转换期的湖泛面泥岩段,速度和密度呈异常低值特征,且在全区分布稳定,是识别J1s3和J1s2的重要标志(图8左)。图 6Z6井 J1s22垂向相序(均值韵律与反韵律叠加)图 4Z6区块 J1s22岩心沉积构造(a)灰色粗砂岩(Z6,4005.4m),可见楔状交
25、错层理;(b)灰色泥质粉砂岩(Z6,4006.8m),可见冲刷面、植物碳屑、泥砾图 5M17及 QS1井 J1s22粒度累积概率曲线19964第 58 卷 第 4 期周琨:根据低角度前积地震反射特征划分分流砂坝型浅水三角洲相带钻井声波和密度数据统计以及合成记录井震标定结果表明,J1s22整体呈“2波峰+1波谷”地震反射特征,而砂岩储层主要对应双轴反射内部的波谷区域。通过J1s3、J1s2岩性组合正演波形拆分可见,受J1s3底部极低速泥岩和J1s22砂泥岩组合的调谐效应的影响,目标砂体部分呈波谷反射特征(图8右)。此外,Z6区块的分流砂坝砂岩与分流间湾泥岩的岩石物理特征基本相近(图 9),与上覆
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