罗家地区扇三角洲微相的伪波阻抗反演地震识别

时间：2024-05-22

吴满，路慎强，杨风丽，张猛，

（1.胜利油田地质科学研究院，山东东营 257015；2.同济大学海洋与地球科学学院，上海 200092；3.胜利油田物探研究院，山东东营 257022）

吴满1，2，路慎强3，杨风丽2，张猛2，3

（1.胜利油田地质科学研究院，山东东营 257015；2.同济大学海洋与地球科学学院，上海 200092；3.胜利油田物探研究院，山东东营 257022）

扇三角洲；微相识别；伪波阻抗反演；罗家地区；济阳坳陷

0 前言

近年来，随着油气勘探程度的进一步提高，地层、岩性、潜山等隐蔽油气藏已成为进一步勘探的重点。在我国东部渤海湾盆箕状断陷湖盆边缘的各斜坡带及陡坡带上，发育了大量的冲积扇、三角洲、扇三角洲、近岸水下扇、滑塌浊积扇等砂砾岩扇体，它们临近生油洼陷，形成了一系列岩性、地层及复合型隐蔽圈闭，蕴含着巨大的资源潜力。然而由于该类储层常具有埋藏深、非均质性强、侧向变化快的特点，常规的地震资料及勘探技术还远不能达到储层精细勘探的要求。

针对这一问题，作者在本文以发育于济阳坳陷罗家地区古近系沙河街组四段的扇三角洲为例，以高密度三维地震资料，十二口井的钻井、测井及岩性数据作为基础研究资料，以测井曲线重构伪波阻抗反演作为主要技术方法，以沉积相及储层的精细识别作为目标进行探索。其结果突破了常规波阻抗反演预测精度不足的局限，使沉积相的地震预测达到了直接识别微相的精度，为罗家地区隐蔽油气藏的地震勘探，提供了直接的证据和有力的指导。

1 沉积与储层特征

罗家地区位于济阳坳陷沾化凹陷陈家庄凸起北坡鼻状构造带东翼（见下页图1），其基底为北北东倾向的缓坡带。前人研究表明［1、2］，罗家地区古近纪沙河街组四段依次发育了七期扇三角洲沉积包括扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲三个亚相。各期扇三角洲随着沉积物的推进逐渐进入湖盆，其中前扇三角洲亚相与滨浅湖～半深湖相相过度，在剖面上与湖相泥岩互层产出。

储层主要发育于扇三角洲前缘，并受到沉积微相的控制。储层岩性主要为砂砾岩（包括砾岩、砂岩、少量灰质、白云质砂岩砾岩等）等中粗碎屑岩厚度为二米到数十米不等，对应于扇三角洲前缘亚相的水下分流河道微相；与砂砾岩互层，厚度为2m左右，最大不超过10m的泥岩常作为隔层，对应于水下分流河道间微相［4、5］。

2 测井曲线重构伪波阻抗反演

2.1 基本原理

测井曲线重构拟声波反演，是将与地震反射无直接关系但却能反映地层岩性的特征曲线，加入到与地震反射有直接关系的曲线中（一般为速度类曲线），使储集层的地震波传播速度与围岩的地震波传播速度分开，通过测井约束反演、内插、外推，直接反映地层岩性变化，从而达到预测储层的目的［6］。其具体实现过程通常包括曲线标准化处理，归一化预处理及拟声波曲线制作，地震子波提取，拟声波地震波阻抗反演几个方面［7］。

2.2 实现过程

测井曲线重构伪波阻抗反演在实现中主要按以下步骤展开。

2.2.1 储层敏感测井参数选取

在每口井中按照岩性的不同，逐段统计每种测井参数的数值，用测井～岩性交汇法或测井参数交汇法寻找能敏感区分不同岩性的测井曲线。经比较，单一测井参数无法对研究区砂砾岩和泥岩加以区分。在声波（AC）～自然伽玛（GR）交汇图中，除极个别点外，代表二种岩性的样本点分别聚集，区分效果最明显（见下页图2）。将声波（AC）和自然伽玛（GR）定位最终选取的敏感测井参数。

2.2.2 测井曲线重构

在选定敏感测井参数的基础上，设法将敏感测井参数与能反映常规波阻抗信息的声波、密度参数建立联系，针对研究目标探索出适用于该地区的曲线重构算法，将敏感参数所携带的高频信息加入最终的反演结果中。

图1 罗家高密度三维地震工区、扇三角洲分布范围，剖面地震测线及罗家地区沙河街组地层示意图［3］Fig.1 3Dhigh－density seismic survey，fan－delta distribution area，selected profile seismic line and strata schematic diagram in the formation of Es4in Luojia area

图2 luo37井沙四段AC－GR测井曲线交汇图Fig.2 AC－GR logs cyossplot of Es4in well luo37

经比较发现，GR与DEN曲线具有较明确的相关关系，表现在：①总体变化趋势相反；②对砂砾岩和泥岩段的反映呈严格的此消彼长规律。进一步发现，GR较DEN对砂砾岩和泥岩的区分具有两点优势，表现在：①GR曲线上两种岩性的差值幅度较DEN更大；②GR曲线每个对应岩性段的曲线的形态总体起伏较小、锯齿幅度小（见图3）。

图3 沙河街组四段luo37井AC、GR、DEN曲线形态Fig.3 Logging curves of AC、GR and DEN in Es4，well luo37

为了在保留常规波阻抗数据AC＊DEN原有变化趋势的同时，最大限度地扩大不同岩性段的数值差别，获得更加精确、易认的反演效果，可将GR直接替代DEN作为重构的“拟密度曲线”，记为GR－den，再将GR－den与AC结合进行反演。2.2.3 伪波阻抗反演

将AC曲线和用上述重构算法得到的GR－den曲线进行简单预处理后，使用STRATA反演软件，作为工作平台进行基于模型的反演，得到的伪声波反演数据体记为AC＊GR。由于输出的反演数据体AC＊GR不具有波阻抗的物理意义，仅通过GR与DEN相关保留并放大了地层中原有的储层与围岩间波阻抗的相对数值差别，因此上述过程称为“伪波阻抗反演”。

2.3 反演效果

伪波阻抗反演比常规波阻抗反演能够更加清晰地在剖面上展示不同期次扇三角洲发育的成层性特征，通过在扇体末端高值的紫色与低值红色黄色间的交错变化，真实反映了前扇三角洲进入滨浅湖相与高值泥岩互层沉积的岩性特征（如图4所示）。在平面上，伪波阻抗反演体更加清晰地刻画了扇体边缘轮廓及内部形态，并在工区东北部明确地展示了滨浅湖相的存在（见下页图5）。

图4 过BB’剖面常规波阻抗与伪波阻抗反演效果对比Fig.4 Vertical effect comparison of pseudo－wave impedance inversion with conventional wave impedance inversion in profile BB'

3 建立岩性～测井～地震定量关系及沉积微相的识别预测

在单井中，将已知的岩性、测井、伪波阻抗反演信息根据不同岩相段逐一对应，并分别统计其定量参数，得到罗家地区沙河街组四段各井扇三角洲亚相、微相的岩性～测井～地震定量关系模式（见下页图6）。

在该定量模式中，水下分流河道微相中的砂砾岩在测井参数上的统计值为：声波（AC）180～220自然伽玛（GR）2.5～7；自然电位（SP）90～115；电阻率（R4）30～100；其伪波阻抗值较低，为4 660～25 000（绿色）。水下分流河道间微相中泥岩的各测井参数统计结果为：声波（AC）200～320；自然伽玛（GR）5～11；自然电位（SP）85～110；电阻率（R4）20～80；其伪波阻抗值较高，为25 000～35 000（黄色～橙黄色）（见下页图7）。

图7 各期扇三角洲亚相、微相的伪波阻抗反演地震识别Fig.7 Sub－facies and micro－facies seismic identification by pseudo－wave impedance seismic inversion in every set of fan－delta

通过定量模式的标定，在伪波阻抗反演数据体中，可识别出各个扇体平面的亚相、微相展布形态。总体上，各期扇体的亚相、微相按沉积的先后顺序，自南向北北西、北北东向依次展布并逐渐进入湖盆。水下分流河道也随着各期扇三角洲沉积体的演化，先以北西向发育为主，后转向北东方向，并在发育过程中经历了发展、退缩、分叉和合并的改变，形成了复杂的储层分布。

4 结论

（1）利用高密度三维地震资料，通过敏感参数分析，测井曲线重构伪声波反演，对罗家地区沙河街组四段进行沉积微相预测，达到了在地震上直接识别沉积微相的精度。

（2）罗家地区沙河街组四段水下分流河道微相和水下分流河道间微相的测井参数响应值分别为声波（AC）180～220、200～320；自然伽玛（GR）2.5～7、5～11；自然电位（SP）90～115、85～110；电阻率（R4）30～100、20～80；伪波阻抗反演值为泥岩25 000～35 000；砂砾岩4 660～25 000。

（3）用GR曲线直接替代DEN的曲线重构算法适用于罗家地区以碎屑岩为主，砂砾岩、泥岩简单互层的地质背景中，不具有普遍适用性。在对其它地区进行研究时，应有针对性地提取敏感参数并探索个性化的重构算法。

（4）进一步，可尝试依据水下分流河道微相的分布确定井位。

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