（地质资源与工程专业论文）大港张东地区地震地质综合储层预测研究.pdf

中文摘要 针对大港滩海张东地区油气勘探具“井少、井距大、以地震资料为主”的特点，提出 地震地质综合预测的思路、内容、方法和技术。开展层序地层学和地震储层预测综合研 究，强调地质概念、模式和认识的指导作用对岩性油气藏储层的准确预测和精细描述十 分关键。 本文以沉积学和层序地层学理论为依据，结合地震、测井、岩心等多项资料对研究 区古近系层序地层界面进行识别，并将其划分为3 个三级层序，建立了张东地区沙河街 组的层序地层格架。在此基础上，通过岩心观察及地震、测井、岩心等资料的综合分析， 对研究区沙河街组沉积相标志特征、沉积相类型及其时空展布规律进行了研究，指出了 沙二段发育的辫状河三角洲前缘河口坝微相为有利储层。 在精细储层地质特征描述的基础上开展了地质地震资料综合解释研究，认为张东构 造被张东断层分割为南、北两个断鼻圈闭，断鼻内部发育北东东走向、东西走向次级断 层，将南、北两断鼻进一步分割成多个断鼻。 针对有利含油层沙二段发育砂泥岩薄互层的特点，开展了砂泥岩薄互层正演模拟分 析，在此基础上，对目的层段波形进行聚类分析，并结合岩心相、测井相与地震反射特 征之间的关系，实现地震相到沉积相的转化。 开展的井旁地震道频率属性特征与层序内部结构的关系的研究表明，张东地区沙二 段发育的水退和水进两个中期旋回与中低频整体的分布趋势存在着较明显的对应关系， 而沙二段低级次的层序则与较高频时频分布特征相符。 针对张东地区目的层段砂泥岩速度差别不大、阻抗相互叠置的难点，利用伽马曲线 的阻抗重构技术提高对薄互层储层预测的能力，对储层纵向的演化和平面上的分布的描 述与地质认识基本相符。 地质概念、模式和认识指导和约束下的地震相分析、时频分布研究、地震分频解释、 储层地震反演和含油气检测等多手段联合的综合储层预测，并结合对油藏类型及油气分 布规律的分析，认为下降盘张海6 东断鼻构造和张2 8 斜2 北断鼻构造沙二段发育的三 角洲前缘河口坝微相为含油的有利区。 关键词：层序地层学，正演模拟，时频分析，分频解释，地震反演，储层预测 s t u d yo nt h es e i s m i cg e o l o g yc o m p r e h e n s i v e r e s e r v o i rp r e d i c t i o ni n z h a n g d o n ga r e ao fd a g a n g o i lf i e l d z h a n gj i a n g h h a ( g e o l o g yr e s o u r c e s & g e o l o g ye n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f l i nc h e n g y a n a b s t r a c t a i m i n ga tt h ef o l l o w i n gc h a r a c t e r i s t i c so fo i la n dg a se x p l o r a t i o ni no f f s h o r ea r e ai e ，t h e s p a r s e n e s so fw e l l s ，d o m i n a t e db ys e i s m i cd a t a ，w ed e v e l o p e d t h ei d e a s ，t h ec o n t e m ，t h em e t h o d a n dt h et e c h n o l o g yo f “s e i s m i cg e o l o g yc o m p r e h e n s i v er e s e r v o i rp r e d i c t i o nt e c h n i q u e ”i ti s v e r yi m p o r t a n tf o rt l l ep r e d i c t i o na n dc h a r a c t e r i z a t i o no fl i t h o l o g i co i l 。g a sr e s e r v o i r st oc a r r y o nt h es y n t h e s i ss t u d yo ns e q u e n c es t r a t i g r a p h ya n ds e i s m i cr e s e r v o i rp r e d i c t i o ni nt h eg u i d e o fc o n c e p t ，m o d e la n du n d e r s t a n d i n go fg e o l o g y t h es e q u e n c e sb o u n d a r ys u r f a c eo fp a l e o g e n es e c t i o n so ff o r m a t i o ni si d e n t i f i e db a s e do n t h et h e o r yo fs e d i m e n t o l o g ya n ds e q u e n c es t r a t i g r a p h yc o m b i n e dw i t hs e i s m i cd a t a ，l o g g i n g d a t a ，d r i l l i n gc o r ea n do t h e rg e o l o g i ci n f o r m a t i o n ，a n dt h ep a l e o g e n es t r a t aa r ec l a s s i f i e da s t h r e e3 r d o r d e rs e q u e n c e s t h u st h ef r a m e w o r ko fs h a h e ji em e m b e rs e q u e n c es t r a t i g r a p h yi s e s t a b l i s h e da tz h a n g d o n ga r e a t h es e d i m e n t a r yf a c i e sf e a t u r e sa n dp a t t e r n s ，a n dt h es p a t i a l a n dt e m p o r a ld i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa tt h es h a h e j i em e m b e ra r ei n v e s t e da n do b t a i n e dt h e m a po fh o r i z o na n ds p a t i a lp o s i t i o no ff a v o r a b l er e s e r v o i r sb a s e d o nt h ec o r ed e s c r i p t i o na n d t h es e i s m i cd a t a ，g e o g r a p h i cl o g g i n g ，w e l ll o g g i n g t h er e s u l t ss u g g e s t st h a tt h eo p t i m i s t i c r e s e r v o i r ss h o u l db et h em o u t hb a ri nb r a i dr i v e rt h ed e l t a f r o n tf a c i e so ft h es h a 2m e m b e r t h es t u d yo fs e i s m i cg e o l o g yc o m p r e h e n s i v ei n t e r p r e t a t i o nb a s e do nf i n er e s e r v o i r g e o l o g i cc h a r a c t e r i s t i cd e s c r i p t i o ns h o w e sz h a n g d o n gs t r u c t u r ei sd i v i d e di n t on o r t ha n d s o u t h f a u l tn o s e st r a p ，w h i c ha r ed i v i d e di n t os m a l l e rf a u l tn o s e sb ys u b l e v e lf a u l to fn e e e w t r i k e d i r e c t i o n f a c e d 、析t l lt h ec h a r a c t e r so ft h es h a 2m e m b e ro ft h et h i ni n t e r - b e d s ，t h ep a p e ra p p l i e s a n a l y z i n gt h em o d e le x p e r i m e n to ft h et h i n i n t e r - b e d so fs a n d s t o n ea n dm u d s t o n e a n d c o r r e l a t i v ea n a l y s i so nw a v e f o r mo fa i mi n t e r v a lc a nr e a l i z ei n v e r s i o nf r o ms e i m i cf a i c et o s e d i m e n t a r yf a c i e sb yc o m b i n i n gw i t hk n o w i n go fc o r ef a c i e ，l o g g i n gf a i c ea n dt h ec h a r a c t e r o fs e i s m i cr e f l e c tr e s p o n s e t h es t u d yo ft h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ef r e q u e n c ya t t r i b u t ec h a r a c t e ro fs e i s m i ct r a c e s n e a r b yw e l la n ds e q u e n c ei n t e r n a ls t r u c t u r e sw i t ht i m e f r e q u e n c ya n a l y s i st e c h n o l o g ys h o w e s f o r m a t i o no ft h ef r e q u e n c ys e q u e n c e sh a v eo b v i o u s l yc o r r e s p o n d i n gr e l a t i o n s h i pw i t h m e d i u m t e r ma n ds h o r t t e r ms e d i m e n t a r yc y c l e n f o rt h ed i m c u l t yo fs m a l lv e l o c i t yd i f f e r e n c e sb e t w e e ns a n d s t o n ea n dm u d s t o n e ，a sw e l l 硒 t h e i ra c o u s t i co v e r l a y , t h er e s e r v o i rp r o p e r t yl o gr e b u i l d i n gt e c h n i q u ec a l lu p g r a d er e s e r v o i r p r e d i c t i o n o ft h et h i ni n t e r _ b e d s s e i s m i ci n v e r s i o nr e s u l tc o m f o r m e dt og e o l o g i c u n d e r s t a n d i n go fr e s e r v o i re v o l u t i o na n dt h er e g u l a r i t yo fr e s e r v o i rd i s t r i b u t i o n t h ec o m p r e h e n s i v er e s e r v o i rp r e d i c t i o nw h i c hi su n i o no fm u l t i - m e a n ss u c ha ss e i s m i c f a c i e s a n a l y s i s ，t i m e - f r e q u e n c ya n a l y s i s ，s p e c t r a ld e c o m p o s i t i o na n a l y s i s ，r e s e r v o i r s e i s m i c i n v e m i o na n dh y d r o c a r b o nd e t e c t i o n ，丽t hc o m b i n a t i o no fa n a l y s i so fo i lt y p ea n di t s d i s t r i b u t i o n ，c o n s i d e r e st h a tt h eo p t i m i s t i cr e s e r v o i r ss h o u l db et h em o u t hb a r i nt h ed e l t af r o n t f a c i e so f t h es h a 2m e m b e ri nt h ee a s to f z l l l l 6f a u l tn o s ea n dt h en o r t ho f z 2 8 x 2f a u l tn o s e k e yw o r d s ：s e q u e n c es t r a t i g r a p h y , f o r w o r dm o d e l i n ga n di n v e r s i o n ，t i m e - f r e q u e n c y a n a l y s i s ，s p e c t r a ld e c o m p o s i t i o n ，r e s e r v o i rp r e d i c t i o n 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的 成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外， 本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油 大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名： 裤日期：跏7 年阳细 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印 刷版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机 构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、 借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、 缩印或其他复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签 指导教师签名： 日期：伽7 年 日期：硼年 6 月二，日 6 用乙日 创新点摘要 1 在砂泥岩薄互层正演模拟分析的基础上，对目的层段波形进行聚类分析，并结合 岩心相、测井相与地震反射特征之间的关系，认为张东地区沙二下亚段主要发育三类波 形地震相：中一强振幅钟形反射波、强振幅上旋反射波和弱振幅扁状反射波，分别对应 着三角洲水下分流河道微相、河口坝微相和席状砂微相。( 见第5 章) 2 地质旋回体理论模型时频分析印证了沉积旋回与时频特征有较好的一致性，满足 优势频率随沉积物颗粒由粗到细和地层厚度由大到小的变化而由低变高分布的规律。由 此展开的井旁地震道和测井特征曲线的时频特征分析对沙二段发育的水退和水进两个 中期旋回和次级旋回及其结构特征的确定有指导作用。( 见第5 章) 3 以层序为初始模型低频补偿和储层特征曲线重构高频校正的随机反演既能反映等 时格架下的地层展布规律，又能反映波阻抗和岩性的空间变化，并结合地震频谱分析技 术和单井砂体的解释成果，可以较好地解决薄互层储层定量预测中的岩性识别、薄层分 辨等难题。( 见第6 章) 4 地质概念、模式和认识指导和约束下多手段地震地质综合储层预测研究，结合对 油藏类型及油气分布规律的分析，认为下降盘张海6 东断鼻构造和张2 8 斜2 北断鼻构 造沙二段发育的三角洲前缘河口坝微相为含油有利区。( 见第5 、6 、7 章) 中国石油入学( 华东) 博t 学位论文 第一章引言 1 1 选题目的及研究意义 渤海湾盆地滩海地区面积为1 7 x 1 0 4 k m 2 ，约占盆地总面积的7 。从目前的勘探状 况来看，油气勘探程度仍很低【l 】。但近些年来，滩海地区的勘探工作量相对有所增加。 滩海地区已形成了埕岛潜山披覆构造带、海南潜山披覆构造带和赵东潜山披覆构造带等 若干重点探区。已发现油田2 7 个。在1 9 9 7 年度渤海湾盆地探明储量当中，滩海地区所 占比例约近一半。其中济阳坳陷滩海占5 0 ，辽河坳陷滩海占3 3 ，黄骅坳陷滩海占 1 7 【2 】。截至1 9 9 7 年底，滩海累计探明石油地质储量近5 l o s t 。油气剩余总资源量大于 4 0 x 1 0 8 t 。2 0 0 7 年冀东南堡油田的发现标志着渤海湾滩海地区勘探获得重大突破，并展 示出良好的勘探前景【3 矧。大港油田滩海地区油气勘探工作持续稳定发展。经多年勘探， 已发现赵东、关家堡、张东、张东东等油田，其中的赵东油田建成了中国石油第一个百 万吨生产能力的海上油田。张东地区在构造位置上位于埕宁隆起向歧口凹陷过渡的斜坡 部位，处大港油田南部滩海埕北断阶区。张东构造是在前第三系基岩潜山背景上长期继 承性发展的大型背斜构造。研究区内断裂系统发育，圈闭类型丰富多样，流体性质复杂。 在目前形势下，寻找以岩性或构造一岩性油气藏为主的勘探接替区块是该区勘探的重点 及难点【卜1 2 j 。 以预测储层分布为主要目的发展起来的层序地层学和高分辨率层序地层学，力图将 地层的沉积规律、分布模式与地震反射剖面和测井资料更紧密的结合起来，从而得出更 精确的地层学解释和预测更小单元的储层【1 3 。1 5 】。陆相层序地层学的广泛应用，很好的解 决了地层划分的等时性及等时界面内的相变问题，提高了油气分布的预测能力。为沉积 体系的空间展布和在时间上的演化规律的研究及有利的储集相带的预测提供了可靠的 依据。 近年来，物探技术的发展，尤其是高分辨率地震处理与分析技术的不断发展，为层 序地层学的应用及地震储层横向预测研究创造了条件；地震岩石学和岩石物理学方法的 产生及其应用精度的不断提高，使得人们可以获取地震反射信号同沉积层序之间的有关 信息如地层速度、地震反射的连续性、地震波的波形、振幅和频率等参数【1 睨1 1 ，它们都 可以用来解释和定性地确定地层岩相的分布和沉积物的沉积环境。同时，利用地层的速 度、密度、厚度和吸收资料也可以对储集层的岩性、物性作出较为客观的定量估算【2 2 - 2 9 ， 这些对于识别和发现隐蔽油气藏是十分有利的。 第一章引言 因此，本论文针对滩海地区“探井、评价井少，井距大，且资料以地震数据为主”的 勘探特点，充分发挥利用井点资料( 包括测井、录井、取心及试油、试采、生产资料等) 的纵向高分辨率与地球物理信息的横向连续性的优点，以地震地层学、层序地层学和地 震沉积学等学科为理论指导f 3 0 3 6 1 ，开展层序地层的划分与对比、构造精细解释、地震相 及其沉积相分析、地震多元属性分析、地震储层横向预测和综合分析及评价等研究【3 7 4 5 1 ， 重点解决地质模型约束下的岩性油气藏储层准确预测和精细描述的问题，为研究对于其 他油f 只的滩海地区地震地质储层综合预测研究具有参考意义。 1 2 国内外研究现状 储层预测技术是从现有的、有限的、尺度不同的地震、测井、钻井、地质资料出发， 来综合推测地下未知储层的空间形态、物性特征、含油气性等。储层预测的方法有很多， 按学科大致可分为地质方法和地震方法两大类。地质方法主要以沉积学、层序地层学和 储层地质学为基础，强调沉积体系控制砂体展布，据此指出砂体有利相带，建立砂体预 测的基本框架。层序地层学方法是储层地质预测方法的代表，它是由地震地层学发展而 来。它综合测井、地震和地质等资料，详细划分并建立地层格架，进而研究其沉积环境 变化、岩相分布特征等。储层地震预测的方法很多，主要是利用地震属性技术、波阻抗 反演技术、谱分解技术和油气检测技术，并综合多种地震信息来预测和描述储层。 1 2 1 层序地层学研究历史与现状 层序地层学是2 0 世纪8 0 年代形成的融地层学、沉积学和地震地质学为一体的综合 学科( v a i lpr ，1 9 7 7 ；p o s a m e n t i e rhw ，1 9 8 8 ) 4 6 4 7 1 。2 0 世纪9 0 年代进入理论研究和 生产应用全面发展时期。在理论上出现了e x x o n 层序地层学、g a l l o w a y 成因地层掣4 8 4 9 】 及c r o s s 高分辨率层序地层学【5 0 - 5 1 1 3 个不同的学派；在实践上，通过年代地层格架的建 立，层序地层学为含油气盆地的地层分析和盆地规模的储层预测提供了坚实的理论基础 和油气勘探的有效手段，并有力地推动了石油地质学的发展。同时，高分辨率层序地层 分析理论和技术( c r o s sta ，1 9 9 4 )的出现进一步提高了层序地层分析的分辨率和储 层预测的准确性，并在油气勘探开发中发挥了显著的作用和重要的影响。 经典层序地层学在分析沉积地层的时代和岩石关系时提供了有力的方法手段。理论 上，它重视相对海平面升降周期对地层层序形成的控制作用；实践上，它通过年代地层 格架的建立，对地层分布模式做出解释，对层序格架内的体系域做出划分，并对沉积体 系的相分布做出预测。这为盆地规模的储层预测提供了理论基础和有效手段。 2 中国石油大学( 华东) 博十学位论文 我国层序地层学理论研究及应用的广度、深度与国外尚有一定差距。2 0 0 2 年a a p g 年会的6 2 篇论文涉及层序地层学及储集层评价。在圈闭研究和油藏描述方面层序地层 学有新的应用。 层序地层学是在研究海相地层的基础上发展起来的。这套理论能不能适用于陆相地 层，国内外学者近几年来在这方面都开展了深入的研究，1 9 9 1 年在加拿大b a n f f 召开的 n u n a 讨论会上专门组成一个工作组来探讨层序地层学概念在陆相地层中的应用，认为 层序地层学的原理及概念能有效地应用于陆相地层。姜在兴等【5 2 1 对济阳坳陷，李丕龙等 【5 3 】对东营凹陷，操应长等【5 4 】对惠民凹陷进行研究，认为陆相层序地层学理论也适合在湖 相地层中应用。因为湖平面的变化对湖相产生基本控制，其方式与相对海平面对浅海地 层的控制极为相似，而且地震资料中所观察到的湖相地层的层序地层单元尽管比相应的 海相单元薄，但在形态上与许多被动陆缘盆地的观测结果极为相似。层序地层学作为一 套新理论、一种新技术，有可能在湖相领域发挥更大的作用。将层序地层学理论应用于 陆相地层研究可有效地提高地层对比及砂体几何形态和展布规律的描述精度【5 5 - 5 7 1 ，从而 提高对各类储集砂体预测的成功率。 1 2 2 地震储层预测研究历史与现状 地震储层预测就是以地震信息为主要依据，综合利用其他资料( 地质、测井、岩石 物理等) 作为约束，对油气储层的几何特征、地质特性、油藏物理特性等进行预测的一 项专门技术。通常从储层的岩性、形态、物性和含油气性四大方面对储层进行表征。就 技术方法而言，地震储层预测技术可分为：地震多属性分析技术【5 8 粕1 和储层地震反演技 术【6 7 - 8 2 1 。 储层预测的基础理论研究可以追溯到2 0 世纪初，早在1 8 9 9 年和1 9 1 9 年，k n o t t 和 z o e p p r i t z 就完成了a v o 理论的基础工作，奠定了日后储层地震预测的理论基础。1 9 5 1 年g a s s m a n n 研究了地震速度与岩石物理性质的关系，成为日后孔隙流体预测的基础【8 3 】。 1 9 5 6 年，多次覆盖技术问世后，显著改善了地震资料的信噪比，使得构造解释较为容易， 储层预测技术也得到了蓬勃发展。1 9 6 9 年，c o o k 和t a n e r 发现速度谱中包含有相当丰 富的岩性和地层变化信息，利用速度资料识别出了泥岩段和砂岩体，并且利用d i x ( 1 9 5 5 年) 发现的均方根与层速度间的关系式，进行岩性( 主要是砂地比) 预测。1 9 7 0 年e x x o n 石油公司发表了三维地震勘探技术，l i n d s e t h ( 1 9 7 2 ) 和l a v e r g n e ( 1 9 7 7 ) 研究了道积 分和递推反演方法，进一步推动了储层预测技术的发展。 2 0 世纪8 0 年代储层预测在理论研究和方法技术方面有较大的进展，并开始广泛应 3 第一章引言 用到实际生产活动中。9 0 年代以来，地震属性体检测技术随着全三维解释技术和计算机 可视化技术的发展而得到广泛应用【肄船1 ，先后出现的多维属性分析，如倾角和方位角 ( d a l l e y ，1 9 8 9 ) 及三维连续属性分析，如相干数据体( b a h o r i c h ，f a r m e r ，1 9 9 5 ) 8 9 j ， 由于它们的地质含义明确，给地震属性分析带来了新的活力。1 9 9 9 年p a r t y k a 等【9 0 】借助 先进的计算机技术把时频分析技术转化为一种实用、便捷的解释工具，即所谓的地震“谱 分解”( s p e c t r a ld e c o m p o s i t i o n ) 技术。这项新的地震属性技术己成功应用于储层预测多 个方面，如m a r f u r t 和k i r l i n t 9 1 。9 2 1 ( 2 0 0 1 年) 用短时傅立叶变换把时间地震信号转到频 率域进行薄层可视化和沉积相分析；m i c h a e l ，c a s t a g n a 等【9 3 - 9 4 1 ( 2 0 0 3 年) 和s i n h a 等【9 5 】 ( 2 0 0 5 年) 采用小波变换谱分解方法进行烃类检测。 三维连续性属性的成功应用，使得人们对于地震属性的应用更趋理性化，进入本世 纪以来，物探技术与仪器的发展以及对复杂油气藏的研究同时也推动了地震属性研究的 发展【9 6 。1 0 2 1 ，对地震属性的研究不再拘泥于叠后数据体，有着明确地质意义的新属性不 断被推出，新的地震属性和属性分析方法的提出正在使地震属性分析走向定量和半定量 化。属性分析方法由线性方法逐渐向非线性方法发展，通过聚类、神经网络或协方差进 行地震多属性分析已经广泛应用于储层特征分析和地质建模中【1 0 3 邶5 1 。地震属性分析技 术虽然已经成为三维数据精细解释不可缺少的一项技术，但它仍处于发展之中。随着岩 性解释和隐蔽油气藏勘探活动的增加，以及计算机可视化等技术的发展，地震属性分析 技术的发展速度将会加快，其作用将越来越明显，应用越来越广泛。 地震反演技术是另一项十分重要的地震储层预测技术【1 0 6 2 1 。2 0 世纪8 0 年代中后 期，r h s e y m o u r 等提出的模型波阻抗反演方法避开了地震数据带限问题，可以将波阻 抗反演的分辨率提高到储层级，这是波阻抗反演划时代的里程碑。周竹生的宽带约束反 演；g l u c ks 的地层反演方法；c a n o nd ，s c h l u m b e r g e re p 的井中和地面的井控地层反 演；b r a et 用地层模型解释先验信息的反演；m a r t i n e zrd 的多参数约束反演方法从方 法上克服了模型波阻抗反演对初始模型的依赖和多解性的问题。1 9 9 9 年b p a m o c o 公司 的p a t r i c kc o n n o l l y 率先将纵波反射系数随炮检距变化的思想引入叠后地震资料的正、 反演问题中，提出了弹性阻抗( e i ) 的概念【1 1 3 川4 1 ，用于解决地震波非垂直入射条件下 纵波的正、反演问题。在此基础上建立的适合常规叠后资料的、非零炮检距纵波资料的 广义弹性阻抗( g e n e r a l i z e de l a s t i ci m p e d a n c e ) 模型不仅包含波阻抗，还包含了纵横波速 度等岩性信息。进一步发展纵波与转换波弹性阻抗的联合反演，能更准确地获得纵横波 速度信息，还能获得流体饱和度及渗透特性的信息，是地震反演发展的最新方向。2 0 0 0 4 中国石油大学( 华东) 博_ i ：学位论文 年l a t i m e r r b 和d a v i s o n r 在发表的“地震反演波阻抗数据体的理解和运用”一文中详细 探讨了地震反演波阻抗数据体相对于地震数据的优越性，提出了波阻抗数据体比地震数 据包含的信息更加丰富，分辨率更高，并以实例说明了波阻抗数据体的解释方法。 地震反演通常分为迭前和迭后反演两大类。近2 0 年来，迭后地震反演取得了巨大 进展，已形成了多种成熟技术。按测井资料在其中所起作用大小又可分成4 类：地震直 接反演、测井控制下的地震反演、测井地震联合反演和地震控制下的测井内插外推。 它们分别用于油气勘探开发不同阶段。从实现方法上可分为3 类：递推反演、基于模型 反演和地震属性反演。 道积分方法无需钻井控制，在勘探初期即可推广应用，实用性强。其主要优点是计 算简单、递推累计误差小。其结果直接反映了岩层的速度变化，可以岩层为单元进行地 质解释。 基于地震资料直接转换的递推反演方法比较完整地保留了地震反射的基本特征( 断 层、产状) ，不存在基于模型方法的多解性问题，能够明显地反映岩相、岩性的空间变 化，在岩性相对稳定的条件下，能较好地反映储集层的物性变化。由于受地震频带宽度 的限制，递推反演资料的分辨率相对较低，不能满足薄储集层研究的需要。 基于模型反演技术把地震与测井有机地结合起来，突破了传统意义上的地震分辨率 的限制，理论上可得到与测井资料相同的分辨率，是油田开发阶段精细描述的关键技术。 多解是基于模型反演方法的固有特性，主要取决于初始模型与实际地质情况的附合程 度。 1 3 论文研究内容 本文主要的目的就是针对滩海地区油气勘探的特点，在充分认识到层序地层学和地 震储层预测技术是岩性油气藏勘探的两项核心技术的基础上，再进一步综合利用层序地 层学方法、小层对比技术、构造精细解释技术、地震相分析方法与技术、储层预测技术、 有利圈闭评价技术等，并将其有机衔接来研究。强调地质概念、模式和认识的指导作用 是降低地震储层预测多解性，进行岩性油气藏储层的准确预测和精细描述的关键。 主要研究内容包括六部分： ( 1 ) 综合利用完钻井录井、测井、地震资料，交互对比建立井震等时地层格架， 为后续的地震储层预测提供先验地质模式的指导与约束。 ( 2 ) 开展沉积体系及储层特征研究，在单井相分析的基础上，对研究区主要目的 层进行沉积相平面展布规律研究，并分析储集体三维空间展布规律。系统分析沉积相带、 5 第一章引言 储层物性变化与油气分布的配置关系和对油气成藏的控制作用。 ( 3 ) 构造精细分析研究。研究应用有效的地球物理构造分析技术，如多方法立体 层位标定、微小断层和低幅度构造的精确解释、基于三维地震数据体和相干数据体的可 视化体解释、变速成图等，开展精细构造研究，落实复杂构造圈闭。 ( 4 ) 根据本区储层的薄互层特点，分析地震响应特征及应用地震参数预测储层分 布的方法。采用适合本区的储层预测方法，对重点含油层段进行储层横向预测，研究各 砂体的空间展布特征。 ( 5 ) 储层地震资料的综合解释是储层横向预测的基础和关键。研究应用多种储层 预测及含油气性预测技术，如地震波形聚类、地震反演、时频分析、多种地震属性参数 提取分析与优化等，分析地震相分布、砂体的展布及其含油气性。 ( 6 ) 进行有利储集体综合评价，优选勘探目标。 1 4 研究方法与技术路线 1 4 1 研究方法 针对张东地区断裂发育，构造破碎，储层变化快的特点，在借鉴其它类似地区研究 经验和收集国内外类似地区勘探开发成果资料的基础上，充分了解和消化吸收国内外先 进技术经验，综合利用层序地层学、沉积学、地震地层学等理论和方法辅助以先进的地 球物理方法及计算机技术，开展以地质因素为约束条件的综合储层预测研究。 1 4 2 技术路线 运用先进的层序地层地质分析方法和相干体技术相结合帮助建立复杂断块区的地 层约束模型，提高储层预测精度；综合考虑物源、沉积相等地质条件于测井数据归一化 过程，增强测井约束条件的有效性；运用沉积相地质分析结果在反演中作为约束条件， 和反演结果相互印证，以限制其任意性，增强合理性，从而提高储层预测结果的有效性。 具体技术路线见图1 1 。 6 中国石油大学( 华东) 博十学位论文 地震资料 测井资料录井资料试井资料分析化验资料 ili l i ii l l l 层序地层格架精细构造解释地震属性分析测升解释成果地震阻抗反演 iiiii i 地层格架模型 构造模型沉积模型 储层骨架模型 储层属性模型 i i iii 储层地质模型储层含油气检测 ji j l 储层预测与综合评价 图1 - 1 地震地质综合储层预测流程 首先对区内探井及邻区钻井进行统一地质分层，制作高精度合成记录，进行井震对 比，全三维解释，进一步落实断层展布、构造形态，建立构造格架。 其次充分利用地质、地震、测井等勘探资料，运用地震地层学、应用沉积学、测井 沉积学理论和技术进行层序地层分析和沉积相分析，建立区内层序地层格架与弄清沉积 相展布规律。 再者借助反演软件进行储层预测，并利用反演结果进行孔隙度横向展布规律预测及 对含油气性进行预测研究。 最后，在储层展布规律、空间展布形态、及其物性变化趋势等研究结果的基础上， 结合构造解释、沉积相分析结果进行有利目标评价。 1 5 主要工作量与研究成果 1 5 1 主要工作量 通过整个论文工作的开展过程中，在进行理论的学习的同时，也学习了很多具体的 应用能力。完成本论文的具体工作量如下： ( 1 ) 查阅、收集了研究区的科技文献、论文，主要在沉积学、层序地层学、三维 地震资料处理与解释以及储层预测储层等方面进行分析和调研。 ( 2 ) 收集了2 2 口井的钻井信息、勘探地质分层数据、测井数据、录井数据、取心 及其测试数据、试油数据等，并对测井资料进行了预处理。 ( 3 ) 对研究区含油层段沙河街组2 2 口井进行了层序地层分析与小层细分对比，将 张东地区沙河街组地层划分为两个三级层序，在此基础上进行小层细分对比。 ( 4 ) 在地层对比的基础上，基于地震、测井解释资料并结合岩心、分析化验等资 7 第一章引言 料进行了单井相、连井相、地震相和沉积相的综合分析和研究。 ( 5 ) 通过多井合成地震记录精细标定、相干体技术、三维可视化技术等，开展三 维地震构造精细解释工作。完成研究区内2 21 2 1 井合成地震记录标定；对e s l f e s 2 上、 e s 2 、e s 3 上和e s 3 层位共5 个层解释和构造成图；并分层段提取多种地震属性及其分析； 落实了张东开发区构造特征，分析其对油气的控制作用。 ( 6 ) 开展砂、泥岩互层模型的地层特征、地震反射特征正演研究，分析了地震反 射随着模型厚度的变化产生相对响应的特征。 ( 7 ) 综合利用分频技术、时频分析和波形分类等多种技术手段从不同属性角度对 研究区砂泥岩薄互层的地震响应特征进行分析，从而提高储层预测精度。 ( 8 ) 开展储层特征重构基础上的地震反演技术研究。在分析不同反演方法的参数 的选取，反演各项技术的使用条件和使用方法的基础上，分别实现了稀疏脉冲反演和随 机反演的预测，并将反演结果结合地质情况进行了分析。 ( 9 ) 综合地震、测井、沉积、构造等信息，开展了有利区的预测和研究，并进行 了有利区划分和综合评价。 1 5 2 主要研究成果 ( 1 ) 建立了研究区的古近系层序地层格架。共划分为3 个三级层序( 长期基准面 旋回) 层序i 相当于沙河街组沙三段地层，沙二段为层序i i 的低位体系域，沙一下亚段 地层相当于层序i i 的湖侵体系域。 ( 2 ) 从构造特征上看，张东地区主要发育北东向的张北和近东西向的张东两条主 干断层。张东和张北断层的形成和发展，从整体上控制了滩海区张东构造的形成和发展。 张东、张北断层的活动特点是控制断层两侧局部圈闭形成的关键因素。张东构造位于张 北断层的上升盘，是在前第三系基岩潜山背景上长期继承性发育的大型背斜构造。该背 斜被近东西走向的张东断层分割为南、北两断块。在区域性n w - s e 方向拉伸的作用下， 受张北、张东两条断层的共同影响，形成了以北东东向为主的分支断层体系。 ( 3 ) 研究区沙河街组沉积物源来自埕宁隆起，经历了扇三角洲深湖、半深湖三角 洲静水湖湾碳酸盐岩台地的沉积演化过程。沙三段、沙二段储层岩石类型以岩屑质长 石砂岩为主，沙一下亚段发育白云岩、白云质粉砂岩、钙质泥岩、油页岩互层。 ( 4 ) 进行了砂泥岩薄互层模型试验分析，对其地震反射特征进行了研究。薄互层 反射波的振幅强弱主要由物性差异决定。薄互层组反射剖面中起主要作用的是薄互层组 的顶、底界面，而不是其内部界面。一般来说，薄互层组项界面反射波初至到达时，不 8 中国石油大学( 华东) 博上学位论文 受薄互层组结构和地震子波性质的影响，始终等于薄互层组顶界面的旅行时。频率对薄 层厚度的敏感度与地层厚度成正比，对于超薄层的识别不仅需要有高的频率信息，而且 要有较宽的频带。 ( 5 ) 地震频率属性除了能反映地下不同级次的层序界面外。还携带着层序内部结 构信息。应用时频分析技术研究地震道频率属性特征与层序内部结构的关系，模型正演 表明时频层序的形成，与地层属性、沉积旋回间存在着较明显的对应关系。直接利用频 率属性的各种特征，能够从不同角度更合理地划分多期次旋回的各类时频层序，可以较 准确地分辨出较低级次的层序细节，从而实现对薄储层的高精度预测。 ( 6 ) 声波测井曲线重构使约束反演的地质意义更明确，分辨性能更强：由于在声 波曲线中加入了自然电位、自然伽玛、电阻率等反映岩性、物性、含油性更为敏感的测 井信息，使得作为联系地震信息和地质信息的纽带。拟声波曲线的特征更接近于地下岩 层的实际情况，有利于进一步改善反演效果。 ( 7 ) 综合地震、钻井、测井等资料，进行储层地震地质综合预测。结合构造特征、 预测的储层砂体展布和油藏类型及其分布规律进行了分析，认为下降盘张海6 东断鼻构 造和张2 8 斜2 北断鼻构造除为局部高点外，其沙二段所处的三角洲前缘河口坝微相及 其相邻井张海6 和张2 8 斜2 井的油藏类型及其含油气特征等方面都指向其为下一步勘 探的有利目标区。 1 。6 主要创新点 ( 1 ) 在砂泥岩薄互层正演模拟分析的基础上，对目的层段波形进行聚类分析，并 结合岩心相、测井相与地震反射特征之间的关系，认为张东地区沙二下亚段主要发育三 类波形地震相：中一强振幅钟形反射波、强振幅上旋反射波和弱振幅扁状反射波，分别 对应着三角洲水下分流河道微相、河口坝微相和席状砂微相。 ( 2 ) 地质旋回体理论模型时频分析印证了沉积旋回与时频特征有较好的一致性， 满足优势频率随沉积物颗粒由粗到细和地层厚度由大n j , 的变化而由低变高分布的规 律。由此展开的井旁地震道和测井特征曲线的时频特征分析对沙二段发育的水退和水进 两个中期旋回和次级旋回及其结构特征的确定有指导作用。 ( 3 ) 以层序为初始模型低频补偿和储层特征曲线重构高频校正的随机反演既能反 映等时格架下的地层展布规律，又能反映波阻抗和岩性的空间变化，并结合地震频谱分 析技术和单井砂体的解释成果，可以较好地解决薄互层储层定量预测中的岩性识别、薄 层分辨等难题。 9 第一章引言 ( 4 ) 地质概念、模式和认识指导和约束下多手段地震地质综合储层预测研究，结 合对油藏类型及油气分布规律的分析，认为下降盘张海6 东断鼻构造和张2 8 斜2 北断 鼻构造沙二段发育的三角洲前缘河口坝微相为含油有利区。 1 0 中国石油大学( 华东) 博士学位论文 第二章研究区地质概况 2 1 区域地质概况 2 1 1 区域构造背景 黄骅坳陷属于大陆内部裂陷一坳陷盆地，从裂谷动力学及运动学的角度看，介于被 动裂谷及拉分盆地之间，是基底走滑与盖层伸展双体制下的产物。盆地构造特征表现出 时空上的叠合性和时间上的序列性，表现出多旋回成盆、多旋回构造反转及多层结构的 总特点。这些构造风格及演化的特殊性主要由黄骅盆地特殊的区域构造背景及盆地结晶 基底构造的不均一性所决定，而后者显然是影响盆地发展的主因。黄骅盆地第三纪裂陷 盆地发育在鲁西、太行山及燕山三大结晶基底交接部位。大致以深部结晶基底缝合线位 置为界，可划分为三个大构造区块，即陆地北东向构造区、滨浅海北东东向构造区及北 塘构造区。据内部断块发育特点又可将裂陷区进一步划分为若干个次级断块区，各断块 区具有不同的构造样式及演化特点( 图2 1 ) 。 图2 - 1 黄骅坳陷构造纲要图( 局部) 第二章研究区地质概况 2 1 2 区域构造演化 歧口凹陷所处的渤海湾盆地自漫长的地质历史发展中，经历了阜平、加里东、印支、