低频阴影在薄层油气预测中的应用

Application of low frequency shadow in oil and

 gas prediction of thin layer

柯兰梅

（中石化石油物探技术研究院，江苏 南京 210000）

Kelanmei

（Sinopec Geophysical Research Institute，JiangSu，Nanjing 210000）

摘要

低频阴影是油气藏正下方的一个高能瞬时低频区域。该文运用低频阴影原理在国外某区块三角洲前缘相带泥包砂以及埋藏浅，砂体薄，横向变化快等地质情况下，有效的预测了目的层段的含油气性，并且可以运用S变换分频技术刻画了油气储层的岩性边界和空间展布，减小油气储层检测的多解性。

关键词：低频阴影   薄层 S变换  调谐频率

Key words：Requency shadow；Thin layer；S Transform；Tuning frequency

Summary

The low-frequency shadow is a high-energy instantaneous low-frequency region directly below the oil and gas reservoir. In this paper, low frequency shadow principle is used to predict the oil-gas content of the target zone under the geological conditions such as shallow burial, thin sand body and rapid transverse variation, etc. It is also possible to characterize lithologic boundary and interspace distribution of oil and gas reservoirs by generalized S-transform frequency division technique, thus reducing the polylysis of oil and gas reservoir detection.

地层衰减和吸收衰减影响着地震波在实际地层中的传播，这两者均是随频率而改变。Spencer在研究中指出：地层衰减和吸收衰减之和构成地震波在地层中的衰减，大于10Hz时随着频率的升高吸收衰减部分扮演了重要角色。因此利用反射地震资料得到的地震波的衰减可以指示地层的吸收性质。Taner 等人在 1979 年就观测到含气砂岩底部的低频阴影区。Ebrom于1996年总结了10个能够解释低频阴影的机理。Korneev在其模型实验中观测到了低频阴影现象^[1]并对一维弥散粘滞型波动方程检测衰减特性进行了否定；国内贺振华等不少专家都通过实验室模拟验证了低频伴影用于油气检测技术的可行性^[2]。

1 S变换的原理

时频分析方法的选取是检测低频阴影的关键^[3]。傅立叶变换时窗的选取比较困难，短时窗会忽视低频同相轴。大时窗获取更佳的统计解释，但会忽视细节；CWT允许自适应地震道采集法保留效果比DFT更好，但不能有效区分时间域邻近的低频同相轴^[4]；时间-频率连续小波变换（TFCWT）比CWT法的分辨率更高，但耗费计算时间。此次研究选取S-变换，它能根据频率的变化时窗可以实时移动，它生成结果分辨率更高-计算时间比TFCWT法少^[5]。

S变换是短时窗傅立叶变换和小波变换的组合。具有无损可逆性。

先对S变换基本理论进行阐述：

S（，ƒ）=  dt

s是h(t)的S变换;、t是时间，f为频率;，是控制时间轴上高斯窗的位置。S变换可以用两种方式推导得到，S变换中含有相位因子，这是其与小波变换最大区别。

2 油气预测

地震波在地下介质中传播时还存在非完全弹性引起的地震波振幅的吸收衰减。而地层并不是理想的完全弹性介质，使得地震波的振幅产生衰减，地震波的子波形态也不断发生变化，而地下岩层的吸收作用决定了子波形态的变化速度。不同岩性具有不同的吸收程度，吸收越强的地层子波形态变化越大，地震波的高频成份衰减的速度也越快。故吸收系数的变化与岩性关系较大。

低频阴影检测技术就是运用地震波在低频段的瞬时强振幅响应来检测油气，Liu Y等通过饱和流体岩石物理模型试验得出结论：油气储层对底界面反射波影响大于顶界面，对底界面的振幅，到达时间，储层属性等均有更大影响。因此，含油气层底部表现为高频衰减、低频增加的特性。

在海外某区块，目的层发育三角洲前缘相带，地质情况复杂，具有泥包砂特性，并且埋藏浅，砂体薄，横向变化快。油气层难以预测。

选取目的层段进行分频处理，得到822ms的不同频率的平面振幅属性，以及834ms的不同频率的振幅属性，如下图所示：

图2-1  822ms不同HZ时A井砂体均方根属性

图2-2  834ms不同HZ时A井砂体均方根属性

在822ms时，A井在25hz振幅响应较好，随着频率的增大，增幅逐渐增强。在834ms时，A井在25hz，35hz时振幅逐渐增强，到45hz，55hz时A井振幅很弱。对A井储层进行分析，在822ms时，含油，在其底部的834ms，在低频时，振幅值较大，高频时振幅减弱，即出现低频阴影。

对其它单井进行单道的频谱衰减分析，如图所示：

图2-3  过A井单频属性剖面

该方法在该区运用效果明显，与实际井的吻合率达到80%以上。有很好的适应性，运用该方法预测的井位产能高。具有很大的经济效益。

3 刻画储层边界

地震分频技术还可揭示地层的纵向变化规律以及沉积相带的空间演变,并能根据调谐频率来预测薄砂体的厚度。

实际地震波信息是砂泥岩薄互层的综合响应,多个薄层会产生复杂的调谐反射,每个薄层产生的地震反射信号经过数学变换后,都会在频率域产生与之唯一对应的频率成分。地震反射波的单个薄层信反应了调谐反射振幅谱的相干信息,

采用与地质体厚度物理性质有关的地震振幅陷波模式，可以描述薄层时间厚度变化。同时，利用相位谱的变化识别横向不连续性，结合两者的干涉现象，可对薄层的岩性物性进行定性与定量识别。

该区块D井发育河道，但是由于砂体薄，横向变换快，常规属性无法将河道边界刻画清楚。

图3-1  D井30hz，40hz，50hz，60hz平面属性图

对该区块D井进行分频处理后分析。在30到60hz,可以看到在30hz到50hz时振幅值随着频率的增高越来越大，当从50hz到60hz时，振幅值又随着频率的增高逐渐变小。并据此推断，D井的调谐频率是50hz，用公式结算对应的调谐厚度是10米。同时50HZ砂体形态也最能代表该砂体真是形态。据此描绘了该块砂体的展布形态。

结论：

虽然低频阴影现象有多解性，但是在确定该方法再该区适用性后，可以作为油气检测提供一种重要依据，并且可以运用S变换分频技术刻画了油气储层的岩性边界和空间展布，为油田定井提供了有利依据。

参考文献

[1]张波，王真理，周水生.谱分解在含气检查中的应用[J].地球物理学进展:2010

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[2]陈学华,贺振华,黄德济. 时频域油气储层低频阴影检测[J]. 地球物理学报,2009,52(1)：

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[3]高刚，桂志先，贺振华等.时频连续小波变换检测含气储层及其在苏里格气田的应用[J].石油天然气学报,2012，34（1）

[4]高静怀，等．地震 资料处理 中小波 函数 的选取 研究[J]．地球物理学报，1996 ，

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[5]雷振东,陈海峰等. 低频阴影检测技术在碳酸盐岩储层预测中的应用[J].大庆石油地质与开发.2015：12（34）