叠前AVO技术在番禺天然气区的应用实例研究.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9 年8 月第3 1 卷第4 期 J o u r n a l o f O i l a n d Ga s T e c h n o l o g y J ． J P I A u g ． 2 0 0 9 V o 1 ． 3 1 N o ． 4 2 4 3 叠前 AV O技术在番 禺天然气区的应用实例研究 赵仁永 ，张永江 ，轩义华 ， 秦成岗 汪 瑞 良 ， 袁 立 忠 ， 张 忠 涛 ， 屈 亮 5 1 0 2 4 05 1 0 2 4 0 圳 分 公 醐究 院 ＼ 广 东 广 州 ／ [ 摘 要] 珠江 口盆地番 禺天然气 区 P Y 3 5 2圈 闭面积大 ，受 断层控 制分为 南块 和北块 。在 该地 区开展 了地 震储层含气 性预 测方法的研 究与应用工作 。研 究结果表 明叠前 AV O 属性能准确 预测 P Y 3 5 2圈闭南块 绪层的含气性，这一点南块的验证井P Y 3 5 - 2 - 5井已经证实；而位于圈闭北块的验证井P Y 3 5 2 3井实钻结 果表 明圈闭北块含 气砂岩 的 AVO特征 与南块含气储层特征不 一致。为进 一步研究该 区南北块 AV O 响应 特征，研究了储层泊松比及反射系数特征与 AV O类型的对应性，从理论上分析落实了南北块含气砂岩的 AV0特征。研究认为，番禺天然气区P Y 3 5 - 2圈闭的 AV 0特征存在多样化的特点。 [ 关键 词]叠前地震属性 ；A VO技 术；天然 气；珠江 口盆地 ；番 禺天然气 区 [ 中图分类号]P 6 3 1 ． 4 4 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 0 9 0 4 0 2 4 3 0 4 白云凹陷是珠江 口盆地 面积最 大、基 底最 深 的 凹 陷，且 长 期 沉 降、有巨厚的新生代沉积。白云凹 陷存在 3套烃 源岩，即文昌组 、恩 平组 陆相 烃源 岩和 珠江一 珠海 组海 相烃 源岩 。P Y3 0 1气 田、P Y3 4 1 气 田、L W3 1 等气 田的发现 ，证明 了白云凹陷有巨大的生烃潜力。番 禺天然气区位于珠 江 口盆地中南部 的番 禺低 隆起一 白云 凹陷北坡 图 1 。天然气 区中 P Y3 5 2圈闭主要 目的层段 S B 2 1 ． 0沉积体 是一个位 于 2 1 ． O Ma层序界 面之上 的 “ 构造 岩性”复合 圈 闭。受 断层 控制 ， P Y 3 5 - 2圈闭被分成南北两个部分 。 在 P Y3 5 2圈 闭内先后 钻探了 4口 图 1 番 禺低隆起一 白云凹陷北 坡区域 位置图 井 ，其 中南 块 的 P Y 3 5 2 一 l井 和 P Y3 5 2 5井 钻 遇 工业 气 流。AVO 正演 模 拟结 果表 明，P Y3 5 2 1 、 P Y3 5 2 5两井储层 的 AVO特征均具有 明显 的第Ⅳ类 AVO含气异 常特征 ，在南块钻探 的 P Y3 5 2 4井 钻遇水层 ，其 AVO类型表现为第 Ⅲ类 AVO异常；北块岩性圈闭中的 P Y3 5 2 3 井含气特征与 P Y3 5 2 4井特征一致 ，但该井却钻遇毛厚度为 1 6 ． 1 m、净厚度为 1 4 m、有效孔隙度为 1 4 的含气储层 。笔者拟 在前人研究的基础上 ，分析 P Y3 5 2圈闭南北块含气砂岩的泊松 比与反射系数特征，进一 步从理论上研 究落实该圈闭南北块含气砂岩的 AVO特征 ，这不仅有助于深化研究该地区 AVO属性特征 ，而且也有 助于指导该圈闭下一步的勘探评价工作 。 [ 收稿 日期 ]2 0 0 90 4 0 2 [ 作者简介]赵仁永 1 9 6 4 一 ，男，1 9 9 9 年大学毕业，工程师，现主要从事地球物理储层含油气性分析及预测方面的研究工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9年 8 月 1 叠前 A V O模型正演 叠前 AVO技术是油气勘探领域中的一项新技术 ，已经逐渐替代常规的叠后反演成为油气储层预测 中不可缺少的技术 。叠前 AVO技术 使用的是叠前道集 ，反演 的参数考虑了入射角 因素，并与纵波速 度 、横波速度、密度参数有 关 ，包 含 了大 量 的地 震信 息，使 获得 的岩 性和 物性 信 息更 加丰 富和 可 靠[ 1 ] 。该技术的理论基础是描述反射系数随入射角及地层岩性参数变化关系的 Z o e p p r i t z方程 。当反 射波地震勘探使用主要产生纵波的震源 ，接收的是反射纵波时，Z e o p p r i t z 方程可 以被大大简化 ，即只 考虑平面纵波入射产生的反射振幅随入射角的变化情况 。一方面可以节省计算工作量 ，另一方面更有利 于 AVO技术的研究和应用。R ． T． S h u e y给出的简化公式是 目前人们使用最多的 Z o e p p r i t z 近似方程L 6 ] 。 地震振幅与炮检距关系正演理论模型研究在 AVO技术中占有很重要 的位置 。根据储层阻抗与围岩 阻抗的相对高低关系及振幅随偏移距的变化情况 ，可以将 AVO类型分为 4类[ 7 ] 第 1类是正高阻抗含 气砂岩 ，第 Ⅱ类是近零阻抗含气砂岩 ，第 Ⅲ类是反射振幅变化梯度小于 0的负高阻抗含气砂岩 ，第Ⅳ类 是反射振幅变化梯度大于 0的负高阻抗含气砂岩。 对 P Y3 5 2 1 井 、P Y3 5 2 4井和 P Y3 5 2 5井及 P Y3 5 2 3井测井曲线做方波化，形成气层顶界的单 界面状态，并采用 S h u e y方程生成正演的 AVO道集 、提取道集的振幅曲线 图 2 。对照图 2可以看到 4口井存在两 种不 同的 AVO 响应特 征 其 中 P Y3 5 - 2 1井 和 P Y3 5 2 5井 为 Ⅳ类 AVO 的特 征，而 P Y3 5 2 4井和 P Y3 5 - 2 - 3 井表现为 Ⅲ类 AV0的特征 图 2 。 图 2 P Y 3 5 2 1井、4井、5井和 3井正演道集 与 A V O振幅响应 曲线 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 1 卷第 4期 赵仁永等 叠前 AV O技术在番禺天然气 区的应用实例研究 P Y3 5 2圈闭内这 4口井的实际钻探结果为 P Y3 5 2 1井钻遇有效厚度达 2 6 ． 3 m 的含气砂岩储层 、 P Y3 5 2 4井钻遇有效厚度达 3 3 ． 3 m含水砂岩 、P Y3 5 2 5井钻遇有效厚度为 6 ． 4 m的含气砂岩 、北块的 P Y3 5 - 2 3井钻遇到有效厚度为 1 4 m 的含气砂岩。上述 AVO模型正演研究结果表明P Y3 5 - 2圈闭南块 的含水砂岩 AV 0特征与北块含气砂岩储层 AVO特征一致 。因此 ，有必要在该地区展开 AVO基础理 论的细化研究 ，加强该区各井 AVO特征类型的总结、合理解释 ；并在充分认识该 区 AVO响应特征 的 基础之上 ，应用 AVO属性有助于指导海上油气勘探及提高钻探商业成功率 。 2 A V O类型分析 Ko e { o e d详细研究[ 。 了入射角小于 3 0 。 的情况下泊松 比对反射 系数 的影响。当界面两侧泊松 比相同 时，不论上下地层的波阻抗差为正或负，其反射 系数绝对值随着人射角的增加而减小；当上覆介质的泊 松 比大于下伏介质的泊松比时，不论上下地层的波阻抗差为正或负，其反射系数代数值随着入射角的增 加而减小；当上覆介质的泊松 比小于下伏介质的泊松 比时，不论上下地层的波阻抗差为正或负，其反射 系数代数值随着入射角的增加而增加。 C a s t a g n a建议[ 妇 对于很大的反射系数值和小 的泊松 比变化 ，可能会看到 与标准第 Ⅲ类异常相反的 情况 ，C a s t a g n a把这定义为第Ⅳ类异常。由此可以推 出产生第Ⅳ类异 常的条件是 砂岩具有很大的反 射系数 ，且与盖层有较小 的泊 松比差 。现 在来看 P Y3 5 2 - 1井 、P Y3 5 - 2 - 4井、P Y3 5 - 2 - 5井和 P Y3 5 2 - 3 井是否具有这 2个条件 图 3 。 a P Y 3 5 - 2 1 井 c P Y3 5 - 2 - 5 b P Y 3 5 - 2 4井 f d P Y 3 5 2 3 井 图 3 P Y 3 5 - 2 - 1井、P Y 3 5 2 - 4 、P Y 3 5 - 2 5 、P Y 3 5 2 - 3井 曲线特征 从图 4可以看出P Y3 5 2 一 l井 S B 2 1 ． 0砂岩具有很大的负反射系数 、为波谷 ，是珠江 口盆地一个很 明显的最大海泛面 MF S 1 8 ． 5 ，反射系数值约为一O ． 0 1 5 。而泊松 比从盖层到 S B 2 1 ． 0砂岩是一个逐渐 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9 年 8 月 递减 的过程 ，并不是突变的。因此具有较小 的 泊松 比差值 。所 以 P Y3 5 2 1井满足这 2个条 件 ，为第Ⅳ类 AVO异常 。在番禺圈闭南块 的 P Y3 5 2 5井同样满足这样 的条件。而 P Y3 5 2 4 井的泊松 比曲线 ，S B 2 1 ． 0砂岩 处是一个 明 显的突变界面，变小。所 以 P Y3 5 2 4井合 成 地震记录与实际道集 AVO类型一致都表现为 第 Ⅲ类 AV0异常。位于圈闭北块的 P Y3 5 2 3 井依据同样的认识，为第 Ⅲ类 AVO异常 。因 此 ，可以证实 P Y3 5 2圈闭内南北两块含气储 层的 AV0特征是不同的。 前人的研究结果表明泊松 比的变化范围 为 O ～0 ． 5 。由于气 体是可压缩 的，其 泊松 比 丑 溪 } ．／ ， ＼ 唇 ／ 白 云 岩 硬 石 膏 ＼砂 岩 流 体 王 兰 ～ 、 ～ ，／一 一 厂／ ／ 砂 岩 气／ ／ ／ I I l I I I I 纵波速度／ k m s ‘ 1 图 4 沉积岩纵波速度与泊松 比关系图 等于 0 ． 5 ；各种岩石的泊松比值介于 0和 0 ． 5之间。图 4 是几种岩石与泊松 比和速度之间的关系图。从 图4 中可以看出不同岩石和同一岩右含不同流体时，其泊松比有明显的差别。因此利用泊松比与岩性 的唯一关系 ，可以较好地确定岩石性质及所含流体的性质。利用测井资料 ，统计了该地区 P Y3 5 2圈闭 内已钻 4口井 的泊松比数据 表 1 。研究表 1中的数据可发现 P Y3 5 2 1 、P Y3 5 2 5和 P Y 3 5 2 3井的 含气砂岩的泊松比值高于 P Y3 5 2 4井的含水砂岩的泊松 比值 ，而北块的 P Y 3 5 2 3井主要 目的层含气砂 岩的泊松 比值明显高于构造南块的 P Y3 5 2 1 、P Y3 5 2 5井 的储 层 泊 松 比值。统计数据充分说明由于坡 折带特殊的沉积环境 ，番禺天然气 区 P Y3 5 2圈闭 内储层 的岩性和岩 石物理特征有很大变 化。对 比图 4 和表 1 ，可见常规沉积岩泊松 比与 表 1 P Y 3 5 - 2圈闭内 4口井主要 目的层储层泊松 比值统计表 岩性的关系在 P Y 3 5 2圈闭内并不适用 。 3 结 语 P Y3 5 - 2圈闭内不同井上不同的 AVO类 型表现 ，反映了很 多现象 ，且能提供其他有关的信息，下 面作一个粗浅的分析。 众所周知 ，岩石的泊松 比受多种参数的影响。总的来说 ，可分为两个方面的内容 ，即沉积岩的岩性 和岩石物理特征 ，即岩石成分、孔隙度 、孔隙纵横比、孔隙压力 、储层埋藏温度和围压等等因素发生改 变时 ，泊松 比就会发生变化。通过仔细研究测井 曲线 ，认为 S B 2 1 ． 0砂体地震反射之所 以很强 ，实质是 与其上 的一套厚度为 5 0 m的高速高阻的泥岩有关 。 “ 高速高阻泥岩层”的孔隙度极低 ，S B 2 1 ． 0砂本身是 低速度低密低阻抗的，但将 S B 2 1 ． 0砂与 “ 高速高阻泥岩层”之上的泥岩盖层 比较会发现 ，S B 2 1 ． 0砂 的纵波速度高于 “ 高速高阻泥岩层”之上 的泥岩盖层 ，横波速度更是明显高 ，只有密度是低值 的。另 外 ，如前所述 ，P Y3 5 2圈闭内 S B 2 1 ． 0储层 的岩性和岩石物理特性也较常规认识不 同，气砂 的泊松 比 值高于水砂的泊松比值。所以该地区 AVO异常的结果反映的是 S B 2 1 ． 0砂体上 “ 高速高阻泥岩层”泊 松比与下伏 S B 2 1 ． 0储层泊松 比差值的情况，本质上是两者在不同位置 的不 同泊松比决定了 AVO响应 类型 。从前人研究泊松 比与岩石的物理性质 的关系，推测 P Y 3 5 2 1井 、P Y3 5 2 5井 的第Ⅳ类 AVO含 气异常、P Y3 5 2 4井含水砂岩 的第 Ⅲ类 AVO异常和圈闭北块 P Y3 5 2 3井的第 Ⅲ类含气 AVO异常反 映的可能与 “ 高速高阻泥岩层”含钙量的多少、“ 高速高阻泥岩层”的成分及形成历史及下伏储层 的岩 石物理特征有关 ，是两套地层多因素综合决定 的。 下转第 2 5 0页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 5 0 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9 年 8 月 [ 参考文献] I - 1 3 Yi l ma z O ． S e i s mi c d a t a p r o c e s s i n g[ C ]． S E G 1 9 8 7 ． I s ] N a w a b S ， Q u a t i e r i T ． S h o r t - t i me F o u r i e r t r a n s f o r m [ J 1． A d v a n c e d t o p ic s i n s i g n a l p r o c e s s i n g ， 1 9 8 8 ，6 2 2 8 9 ～3 3 7 ． [ 3 3 C h a k r a b o r t y A，O k a y s n F r e q u e n c y t i me d e c o mp o s i t i o n o f s e i s mi c d a t a u s i n g wa v e l e t b a s e d me t h o d s[ 刀 ． Ge o p h y s i c s ， 1 9 9 5 ，6 O 6 1 9 0 6 ～ 1 9 l 6 ． [ 4 ]S h e n s a M． T h e d i s c r e t e w a v e l e t t r a n s f o r m We d d i n g t h e a t o r o u s a n d Ma l l a t a l g o r i t h ms[ J ]． I E E E T r a n s a c t i o n s ， 1 9 9 2 ， 4 0 1 0 2 46 4 2 4 8 2 ． [ 5 ]C o i f ma n R，Wi c k e r h a u s e r M． E n t r o p y - b a s e d a l g o r i t h ms f o r b e s t b a s i s s e l e c t i o n [ J ]． I EE E Tr a n s a c t i o n s ，1 9 9 2 ，3 8 2 ；7 1 3 7 1 9 ． [ 6 ]L i u E， C h a p ma n M． A p r a c t i c a l g u i d e t o t i me - f r e q u e n c y r e p r e s e n t a t i o n a n d s p e c t r a l d e c o mp o s i t i o n me t h o d[ J ]． E AP R e p o r t ， 2 0 0 5 ，1 3 3 1 ～ 4 3 ． [ 7 3 Mo r l e t J ，Ar e n s G，F o u r g e a u E， e t a 1 ． Wa v e p r o p a g a t i o n a n d s a mp l i n g t h e o r y ；P a r t I ，C o mp l e x s i g n a l a n d s c a t t e r i n g i n mu l t i l a y e r e d me d i a[ J ]． Ge o p h y s i c s ，1 9 8 2， 4 7 2 2 0 3 2 2 1 ． [ 8 1 Mo r l e t J ，Ar e n s G，F o u r g e a u E，e t a 1 ． Wa v e p r o p a g a t i o n a n d s a mp l i n g t h e o r y P a r t I I ，S a mp l i n g t h e o r y a n d c o mp l e x wa v e s[ J ] ．Ge o p h y s i c s，1 9 8 2，4 7 2 2 2 22 3 6 ． [ 9 3 Ma l l a t A t h e o r y o f m u l t i r e s o l u t i o n s i g n a l d e c o mp o s i t i o n ， t h e w a v e l e t r e p r e s e n t a t i o n[ J ]． I E E E T r a n s a c t i o n s ， 1 9 8 9 ， 1 1 7 6 7 4 ～ 6 9 3 ． r [ 1 0 ]Ma l l a t S ，Z h a n g Z ． Ma t c h i n g p u r s u i t wi t h t i me - f r e q u e n c y d i c t i o n a r i e s[ 1 3． I E E E T r a n s a c t i o n s ，1 9 9 3 ， 4 1 1 2 ；3 3 9 7 3 4 1 5 ． [ 1 1 ]G a b o r n T h e o r y o f c o mmu n i c a t i o n[ J 3． J o u r n a l o f t h e I n s t i t u t e o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r s ，1 9 4 6 ，9 3 3 4 2 9 5 7 ． [ 1 2 3 Wa n g Y． S e i s mi c t i me - f r e q u e n c y s p e c t r al d e c o mp o s i t i o n b y ma t c h i n g p u r s u i t[ 1 1． G e o p h y s i c s ，2 0 0 7 ，7 2 1 1 3 2 0 ． [ 1 3 1 Ta n e r M， Ko e h l e r F，S h e r r i f R ． C o mp l e x s e i s mi c t r a c e a n a l y s i s[ J 3． Ge o p h y s i c s ，1 9 7 9 ， 4 4 6 1 0 4 1 1 0 6 3 ． [ 编辑] 弘文 上接 第 2 4 6页 因此 ，由于 P Y3 5 2圈闭位于陆架陆坡转折带上 ，特殊 的沉积环境导致该 圈闭岩性和岩石物理特征 发生了一定程度的变化 ，直接影响到岩石的泊松 比，导致该地 区 AVO异常特征出现复杂化、多样化 的 特征 。因此，充分认识番禺天然气区含气砂岩的 AVO特征 ，有助于指导下一步的勘探评价工作 、降低 勘探风险。 [ 参考文献] [ 1 ]陆基孟 ．地震 勘探原理 [ M1．东营 石油大学出版社 ，1 9 9 3 ． [ z ]殷八斤，曾灏，杨在岩 ．A V O技术的理论和实践 [ M1． 北京石油工业出版社，1 9 9 5 ． 1 9 1 3 2 5 ． [ 3 1杨文采 ． 地球 物理反演理论和方法 [ M]． 北 京 地质出版社 ，1 9 9 7 ． [ 4 ]雍扬 ． T I 介质多波 A V A方程及参数反演 [ J ]． 石油物探，2 0 0 4 ，4 4 1 1 1 1 6 ． [ 5 3盂宪军 ，姜秀娣 ．叠前 AVA广义非线性纵 、横波速度反演 口]．石油地球物理勘探 ，2 0 0 4 ，3 9 6 6 4 5 6 5 0 ． [ 6 3 S h u e Y R A s i mp l i f i c a t i o n o f t h e z o e p p r i t z e q u a t i o n s e l i．Ge o p h y s i c s ，1 9 8 5 ，5 0 4 6 0 9 6 3 4 ． [ 7 3 C a s t a g n a J P ，He r b e r t W S ， Do u g l a s J F ． F r a me wo r k f o r AVO g r a d i e n t a n d i n t e r c e p t i n t e r p r e t a t i o n [ J ] ．Ge o p h y s i c s ，1 9 9 8 ，6 3 9 4 8 ～ 9 5 6 ． [ 8 ]K o e f o e d 0 ． O n t h e e f f e c t o f P o i s s o n s r a t i o n s o f r o c k s t r a t a o n t h e r e f l e c t i o n c o e f f i c i e n t s o f p l a n e w a v e s[ J ]． G e o p h y s i c a l P r o s p e c t i o n ， 1 9 5 5 ， 3 3 81 ～ 3 8 7 ． [ 9 ] C a s t a g n a J P，B a t z l e M L，Ea s t wo o d R L Re l a t i o n s h i p s b e t we e n c o mp r e s s i o n a l - wa v e a n d s h e a r wa v e v e l o c i t i e s i n c l a s t i c s i l i c a t e r o c k s [ J ]． Ge o p h y s i c s ，1 9 8 5 ，5 0 5 7 1 “ - 5 8 1 ． [ 编辑] 弘文 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m