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1、基于坡度属性的生物礁边界精细预测方法以四川盆地罗顶寨地区二叠系长兴组为例 吴勇 周路 钟斐艳 钟克修 袁兵 周洁玲 西南石油大学地球科学与技术学院 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学电气信息学院 中国石油西南油气田公司川东北气矿 中国石油川庆钻探工程公司地球物理勘探公司 摘 要： 基于地貌学中的坡度理论, 将坡度作为一种面属性, 并结合古地貌分析方法, 建立一种利用地震构造精细解释层位数据进行高精度坡度属性计算的台缘型生物礁边界识别方法。综合采用常规地震预测方法、钻井成果和地层厚度资料对该方法进行了验证和补充, 并对川东北罗顶寨地区二叠系长兴组生物礁边界采用坡度属性进
2、行平面“成像”。研究表明, 该方法识别的生物礁边界特征与钻井揭示的生物礁分布特征一致, 生物礁边界局部特征更加精细, 对比采用相同地震解释层位为基础数据识别生物礁边界的常规地震预测方法, 该方法对台缘型生物礁边界的平面“成像”结果不存在多解性问题。关键词： 四川盆地; 二叠系长兴组; 生物礁; 地震解释; 坡度; 边界识别; 作者简介：吴勇 (1982-) , 男, 陕西咸阳人, 博士, 西南石油大学地球科学与技术学院讲师, 主要从事地震资料解释、地震岩性与储集层预测等方面的研究与教学。地址:四川省成都市新都区, 西南石油大学地球科学与技术学院, 邮政编码:610500。E-mail:wyca
3、n_作者简介：周路 (1962-) , 男, 四川武胜人, 博士, 西南石油大学地球科学与技术学院教授, 主要从事地震资料解释、地震岩性与储集层预测等方面的研究与教学。地址:四川省成都市新都区, 西南石油大学地球科学与技术学院, 邮政编码:610500。E-mail:收稿日期：2017-04-20基金：国家自然科学重点基金项目“四川盆地东部多重滑脱构造变形系统及其控油气作用” (41430316) Fine prediction of reef boundary based on slope attributes: A case study of Permian Changxing Forma
4、tion in Luodingzhai area, Sichuan Basin, SW ChinaWU Yong ZHOU Lu ZHONG Feiyan ZHONG Kexiu YUAN Bing ZHOU Jieling School of Geosciences and Technology, Southwest Petroleum University; School of Electrical Engineering and Information, Southwest Petroleum University; Northeast Sichuan Gas Gield, Southw
5、est Oil & Gasfield Company, PetroChina; Chuanqing Drilling Engineering Company, Geophysical Exploration Company, PetroChina; Abstract： Based on the slope theory in geomorphology, a method, which can identify the boundary of platform reef by high precision slope attribute calculation based on the hor
6、izon data of fine seismic interpretation, combining the ancient geomorphic analysis method, was established. The conventional seismic prediction methods, drilling results and the thickness data of Changxing Formation were used to verify and supplement this method. Then, this method was used to ident
7、ify the boundary of uplifted reef on the planar image in the Permian Changxing Formation in Luodingzhai area of Sichuan Basin. The results show that the reef boundary imaged by this method is consistent with the reef distribution revealed by the drilling, and is clearer in local details. Compared wi
8、th conventional seismic prediction methods, the reef boundary identified based on the same fine seismic horizon interpretation results by this method has no multiple solution on the planar image.Keyword： Sichuan Basin; Permian Changxing Formation; reef; seismic interpretation; slope; boundary identi
9、fication; Received： 2017-04-20引用:吴勇, 周路, 钟斐艳, 等.基于坡度属性的生物礁边界精细预测方法:以四川盆地罗顶寨地区二叠系长兴组为例J.石油勘探与开发, 2017, 44 (6) :907-918.WU Yong, ZHOU Lu, ZHONG Feiyan, et al.Fine prediction of reef boundary based on slope attributes:A case study of Permian Changxing Formation in Luodingzhai area, Sichuan Basin, SW Ch
10、inaJ.Petroleum Exploration and Development, 2017, 44 (6) :907-918.0 引言生物礁是在一定地质条件下原地生长, 主要由生物和生物作用形成的, 具有 (古) 地貌隆起的碳酸盐岩体, 常呈现丘状的外部形态1-3。生物礁型油气藏主要是发育在碳酸盐台地边缘沉积相带的台缘礁及台地相的台内礁油气储集体内, 地震精细预测难度较大3-4。刘殊等5将四川盆地二叠系长兴组生物礁型油气藏勘探开发历程通俗地描述为“想打的打不到, 不想打的又碰到”, 诠释了生物礁型储集层地震预测难的问题;贺振华等6总结认为, 生物礁油气藏特殊的岩性特征、储集层空间分布的强
11、非均质性、储集层与围岩存在较大差异、埋藏深度较大及地震资料品质低等因素, 是地震识别和流体检测难度较大的主要原因。国内外学者针对生物礁的发育及空间分布特征, 进行了大量的地震预测方法研究, 重点分析生物礁在地震资料中的地震反射结构、能量差异等特性, 实现对生物礁进行定性及半定量的地震预测7-14。以上地震预测方法在一定条件下提高了生物礁型储集层预测的吻合度, 但由于生物礁的生长发育规模受控于沉积作用4,15-17, 生物礁在平面上分布边界的精细预测难度较大, 多解性强。台缘型生物礁生长发育及其特殊的地质环境, 是造成上覆地层底部沉积地貌局部突变的重要因素1-2,4,15。周路等18认为地形坡度
12、的突变是坡折带控制可容纳空间和沉积作用的重要因素, 利用坡折带上下的坡度变化特征实现了坡折带平面分布的定量预测。台缘型生物礁的地貌特征同样会造成地形坡度的变化, 特别是生物礁两侧, 地形坡度会发生一定的突变15,17。坡度是描述地形突变及起伏形态的重要地质参数, 主要反映地面的倾斜程度18-19。笔者在坡折带定量研究的基础上, 根据坡度算法, 利用三维地震层位解释数据求取发育生物礁地层顶的曲面坡度, 根据坡度的变化特征, 对四川盆地罗顶寨地区二叠系长兴组生物礁边界进行预测研究。综合生物礁常规地震预测方法, 建立了一种以地层坡度分析为主的生物礁边界的精细预测方法。该方法减小了断层对生物礁边界识别
13、的影响, 提高了生物礁边界识别的可靠性。1 台缘型生物礁地震响应特征四川盆地东北部地区在二叠系长兴组沉积时期由碳酸盐缓坡演变为开阔台地的相对深水的陆棚沉积环境, 环开江梁平深水陆棚相的台地边缘相带发育晚二叠世和早三叠世的礁滩组合, 为油气勘探的重要靶点3-4,15。罗顶寨地区位于川东高陡构造区北部边缘地带, 北邻黄龙场构造, 南接五百梯、大天池构造 (见图 1) 。研究区二叠系长兴组生物礁是发育在环开江梁平陆棚相的台地边缘礁的一部分3-4, 15。图 1 研究区位置及地质概况图 下载原图1.1 长兴组生物礁单井地震相罗顶寨地区二叠系长兴组生物礁的岩性在纵向上具有明显的上、中、下三段式的叠置特征
14、。上部以含溶孔白云岩、云质灰岩和白云岩为主, 与上覆三叠系飞仙关组一段的泥质灰岩对比, 具有低声波时差 (高声速) 、高密度的特征;地震正演模拟显示该段为较强振幅的波峰反射特征, 含气段地震波振幅相对较弱 (见图 2) 。中部主要以灰岩为主, 夹多套白云岩, 厚度相对较大。相对上部, 具有高声波时差 (低速度) 、低密度的特征, 地震反射特征表现为弱振幅反射或大段的空白反射特征。在含气段, 声波速度降低, 低电阻率特征明显, 产生相对较强振幅的波峰反射特征 (见图 2) 。下部地层富含有机质, 岩性多以灰岩为主, 自然伽马值明显偏高, 声波时差和电阻率值较高, 为台地边缘相礁基沉积, 地震反射
15、特征表现为弱振幅的波谷反射 (见图 2) 。图 2 四川盆地罗顶寨地区 DT002-6 井长兴组生物礁单井地震标定图 下载原图1.2 长兴组生物礁地震相特征选取既过典型井、又在地震剖面存在类似生物礁地震反射特征的连井地震剖面, 采用罗顶寨地区 TD2 井生物礁的岩石物理参数, 以岩性替换的方式, 建立地质模型, 并进行二维地震正演模拟。正演模拟响应剖面与实际地震剖面具有极高的相似性, 特别是进行岩性替换的剖面东侧位置, 正演结果与实际地震剖面反射特征吻合, 从而证实工区东侧极有可能发育生物礁 (见图 2、图 3) 。根据地震正演模拟结果, 建立该区地震相与沉积相的对应关系 (见表 1) , 利
16、用长兴组层间地震振幅切片, 以表 1 为相带划分基础, 进行相带的平面分布分析和划分, 初步勾画出长兴组生物礁的平面分布特征 (见图 4) 。长兴组沉积相在平面上由西向东划分为陆棚、台地边缘相和开阔台地相3-4,15。陆棚相为强振幅连续的平行反射;台地边缘相以弱振幅反射为主, 地震剖面具有丘状反射特征, 生物礁内部呈现断续或杂乱的地震反射特征, 地层厚度明显增加, 形成了两条北西南东 (NWSE) 向延伸的厚度异常条带, 但受构造运动的影响, 其断层发育带地层厚度也明显增厚, 形成了南西北东 (SWNE) 向的厚度异常带 (见图 5) ;开阔台地相为中弱振幅较连续反射, 剖面上具有亚平行波组反射特征 (见图 3、图 4) 。2 坡度分析方法根据对生物礁在地震剖面上丘状反射形态的分析, 发现在发育生物礁位置的地层顶部通常呈现异常凸起, 且异常凸起的横向宽度与生物礁发育宽度基本一致 (见图 3) 。未发育生物
