引言

X105区块经过18 a的开发，Z含油层系处于中等含水开发期，剩余油逐步分散^[1-2]。局部加密井证实，井间还存在井网难以控制的微幅度构造^[3-4]，部署于构造高部位的油井生产能力强于低部位油井，是注水开发未波及的剩余油富集区^[5-6]。因此，进一步准确描述井间微幅度构造，是剩余油挖潜的重要方向^[7-8]。

随着三维地震、计算机绘图、地震属性切片、精细构造成图等技术的发展与进步，微幅度构造识别、描述精度大大提高^[9-12]。然而，密井网资料证实还存在一些假的或者客观存在而未识别出的微幅度构造。本文以X105区块为例，在原始地震数据高保真处理的基础上创新相位体约束的层位解释方法，为微幅度构造识别提供准确的基础数据，并在密井网区从井震匹配合理性的角度出发，对识别出的微幅度构造进行筛选，去伪存真，提高了X105区块Z油层砂岩组顶面微幅度构造描述精度，为开发剩余油挖潜奠定了基础。

1 区域地质概况

X105区块位于大庆长垣向三肇凹陷过渡斜坡带的大型鼻状构造上。目的层Z油层沉积为浅水水下环境，自下而上整体为一水进过程。物源来自北部，沿湖盆长轴方向，砂体延伸较远。Z油层主要发育水下分流河道砂体和%三角洲前缘相席状砂体，在平面上大面积错叠连片。断层发育且均为正断层，整体上从深层到浅层断层由密到疏，目的层段主要发育三、四级断裂，断距范围20~100 m，同时发育上覆地层向下延伸的小断层。三、四级断裂配合背斜构造，形成了研究区有利油气富集区。

2 微幅度构造识别技术

不同开发阶段微幅度构造描述精度不同^[13-14]。X105区块开发早期井网部署完全依据探井、评价井资料绘制的深度构造图，微幅度构造描述精度低。现阶段开展微幅度构造识别技术研究，在已成熟技术基础上需更加注重基础数据的准确把握，重点体现在使用高保真的地震资料、准确的层位解释成果，最终井震结合对识别出的微幅度构造进行辨识，提高微幅度构造识别精度。

2.1 地震资料保真处理

三维地震资料是开展构造研究的重要数据基础，优质的地震数据有利于微幅度构造识别^[15-17]。静校正、噪音压制、振幅一致性、速度建模是提高微幅度构造成像的关键环节，开展如下针对性技术对原始地震数据进行振幅高保真处理。

(1) 组合静校正。X105区块静校正量由折射静校正量和探区模型静校正量两部分组成。通过采用微测井求取的低频分量和折射波求取的高频分量来消除表层带来的静校正影响。在此基础上，应用三维地表一致性剩余静校正处理去除地震资料中存在的剩余静校时差，保证构造准确成像。

(2) 保幅噪音压制。原始记录上噪音干扰类型较多，采取“多域分析、多域去噪、先强后弱、多次迭代、循序渐进”的原则选择保真保幅去噪方法，最大限度地压制噪音，提高资料的信噪比，同时也保护有效信号不受损失。

(3) 振幅一致性处理。采用空变速度实现纵向能量补偿，炮间能量均衡实现横向能量补偿，地表一致性技术实现地表条件差异引起的能量补偿，有效消除非地质因素造成的振幅差异。

(4) 高精度速度建模。共反射点道集(CRP)反映的是地下相同点反射信息，叠前偏移速度在CRP道集上分析更有利于振幅保真。利用速度控制线的叠加剖面约束，沿层进行速度宏观拾取，保证速度平面上平稳过渡。然后在目的层段放大精细解释速度，提高速度建模精度。

经高保真处理后的三维地震成果与原结果对比(图 1)，目的层段频带变宽，横向上相位变化清晰，便于开展精细的层位追踪解释。

2.2 相位体约束层位解释 2.2.1 方法原理

地震波的主要参数为：周期、波长和振幅。将任何一道地震数据看作一个波形，其周期和振幅都是随时间变化的。为此，采用分频技术将全频带地震数据体分解为若干个单频数据体，选出与主频相近的单频数据体进行相位转化，其过程分为分频处理和相位转化两步。

2.2.1.1 分频处理

原始地震数据是包含大量不同频率信号而合成的，具有一定频带宽度地震信号。

使用固定频率地震数据体才能得到理想的地震相位体，需要对原始数据进行分频处理。目前发展起来的各种分频处理技术都是基于经典傅立叶变换理论，将时间域地震数据变换到频率域得到系列单频数据体。广泛使用的算法有：短时傅立叶变换法、最大熵谱法、连续小波变换法、Wigner-Ville法、匹配追踪法等。为提高地震层位解释精度，本次采用匹配追踪算法进行分频处理^[18-20]。

对地震信号进行匹配追踪，首先要建立一个用来分解信号的基本函数库，这个函数库能把信号成分从时、频两域分开，定义为

$ {g_{{a_n}, {\tau _n}, {\omega _n}}}(t) = \frac{1}{{\sqrt {{a_n}} }}g\left( {\frac{{t - {\tau _n}}}{{{a_n}}}} \right){{\rm{e}}^{{\rm{j}}{\omega _n}t}} $

(1)

式中：

g-基本函数库；

a_n-选取的时窗长度，ms；

τ_n-时窗移动距离，ms；

ω_n-采样频率，Hz；

t-地震双程旅行时，s；

下标n-地震双程旅行时离散化个数。

匹配追踪算法的实现步骤如下。

(1) 从函数库中选出与给定信号f(t)最为匹配的函数g₀(t)，即g₀(t)与f(t)的内积〈f(t), g₀(t) 〉是所有库内成员与f(t)内积最大的一个。把f(t)分解成

$ f(t) = {\rm{ }}\langle f(t), {g_0}(t)\rangle {g_0}(t) + {R_0} $

(2)

式中：f-地震信号；g₀(t)-第一次匹配基本函数；R₀-第一次匹配后的残余。

(2) 对R₀作类似匹配，从库中再选出对R₀最匹配的另一个基本函数g₁(t)，把R₀分解成

$ {R_0} = {\rm{ }}\langle {R_0}, {g_1}(t)\rangle {g_1}(t) + {R_1} $

(3)

式中：g₁(t)-第二次匹配基本函数；

R₁-第二次匹配后的残余。

(3) 重复该步骤对残余部分不断匹配。第n次匹配后有

$ {R_{n - 1}} = {\rm{ }}\langle {R_{n - 1}}, {g_{n - 1}}(t)\rangle {g_{n - 1}}(t) + {R_n} $

(4)

式中：g_n-1(t)-第n次匹配基本函数；

R_n-1-第n次匹配后的残余。

把n次匹配结果依次回代，便可得到分解公式

$ f\left( t \right) = \sum\limits_{n = 0}^{N - 1} {\langle {R_n}, {g_{n - 1}}\left( t \right)\rangle {g_{n - 1}} + {R_N}} $

(5)

式中：N-求取匹配残余值次数。

利用式(5)即可对地震信号进行匹配追踪分频处理，使用迭代法不断地寻找最佳匹配，当剩余值低于预定阈值便停止迭代。对所有地震数据进行处理后，可得到时频数据体。该算法能准确刻画地震信号的频谱特征，真实反映地下沉积体信息。

2.2.1.2 相位转化

相位是描述信号波形变化的度量，指信号波特定时刻在它循环中的位置，可以在波峰、波谷或它们之间的某点标度。采用分频技术处理得到的单频地震数据体，任何一道地震数据仅振幅随时间变化，而频率为固定值。因此，每一道地震数据可表示为如式(6)所示的正弦波形式。

$ y = A(t)\cos (\omega t + \phi ) $

(6)

式中：

y-正弦波瞬时振幅，无因次；

A-最大振幅，无因次；

ω -角频率，rad/s；

ϕ -初始相位，rad。

相位描述信号波形变化的度量，通常以度(角度)作为单位。当信号波形以周期的方式变化，波形循环一周即为360°。这样在一个周期范围内，可以根据需要将式(6)中的相位部分分成若干等份，每一份用特定颜色区分，实现地震波形的相位转化。将单频数据体任何道地震数据均按上述方法处理，就得到地震数据相位体。在地震数据相位体中，地震反射同相轴被非线性地分割成若干个小层，且离散分色显示。

2.2.2 层位精细解释

地震层位解释数据所反映构造形态的真实性、准确性决定了微幅度构造的识别精度。X105区块Z油层共划分2个砂岩组、8个沉积单元。生产要求编制砂岩级顶面构造图，即Z油层顶面(同Z₁₁单元顶面)、Z₄₁单元顶面和Z油层底面。利用高保真地震数据成果，Z油层仅占一个地震反射同相轴，反射时间在10~15 ms。通过精细地震地质层位标定得出，砂岩组级顶面反射特征为：Z油层顶面标定在全区一个稳定同相轴波峰偏上1 ms左右，强振幅、高连续反射特征；Z₄₁单元顶面标定在Z油层顶下的波峰至波谷转换点位置，上下波动，连续性较好；Z油层底面标定在Z油层顶下第一个波谷位置，连续性好，反射能量强。

从标定结果看，Z油层底面地震反射特征稳定，而Z₁₁和Z₄₁单元顶面尽管标定在地震反射特征稳定的位置，但不能实现横向层位稳定追踪、准确解释。如果按照常规仅追踪波峰或转换点的方式解释，漂移控制产生相应解释层位，深度构造会产生3 m左右的系统误差，影响微幅度构造识别。为保证两个砂岩组顶面解释层位的准确，采用匹配追踪算法对原始地震数据进行分频处理，选择与主频匹配的45 Hz单频数据体制作相位体(图 2)。进一步在井分层控制下，找到砂岩组顶面对应的地震相位位置，以此为约束完成层位的准确追踪解释。该方法可以实现沉积单元顶面层位解释，相比于漂移控制或等比例内插生成的层位，层位解释更加真实、准确。

2.3 井震匹配矛盾分析

密井网条件下，地震地质层位标定密度大，发现存在大量井震匹配矛盾问题，这些矛盾位置容易造成微幅度构造假象，或掩盖一些真实存在的微幅度构造，需要对其进行剔除或校正。这在X105区块表现得尤为突出，井震匹配矛盾主要体现在两个方面。

(1) 厚砂体井震匹配矛盾。X105区块Z油层发育两种相对较厚的砂体类型，一种是“土豆”状的水下分流河道砂体，一种是呈零星片状分布的相对较厚的席状砂体。这两种类型砂体物性好，测井曲线特征表现为声波时差曲线为高值、密度曲线为低值，形成了与邻区截然相反的地震反射特征。物性好的水下分流河道砂体使相应位置地震反射同相轴上拉，Z油层顶地震同相轴波峰变波谷(图 3a)；而物性好的席状砂体也使Z油层顶面地震同相轴发生畸变，呈现波峰至波谷转换点反射特征(图 3b)。上述情况均可能误把砂体边界位置解释为断层，因此，必须在掌握此类砂体地震反射特征的基础上手工精细修改，保证层位解释准确，以免形成假微幅度构造。

(2) “深浅”井震匹配矛盾。指的是井与井之间存在测井地质分层海拔深度深而地震剖面时间深度浅的矛盾，反之亦然。这种矛盾有两种类型，一种是断距小于20 m的断层地震成像不清晰、不干脆，地震反射同相轴扭而不断，断层下降盘上拉现象，通常认为是断层下降盘受断层活动产生逆牵引导致地层上翘(图 4a)。

通过密井网地震地质层位标定发现，X62-106井附近依据地震反射同相轴解释层位产生上翘(图 4a)，但与临井X64-106井海拔深度进行对比，地层是向断层方向下倾的趋势，产生井震匹配矛盾，按地震同相轴趋势解释会遗漏断层附近的微幅度构造。

另一种是存在于非断层部位，地震剖面上X62-110井比X62-108井时间深度浅(图 4b)，而两口井的测井分层海拔深度关系正好相反(图 4c)，井间地震同相轴还存在小幅度高值。这样，井间在等T₀构造图上不存在的微幅度构造，到深度构造图上就显示成为假微幅度构造。产生的原因是顶部地层存在异常速度带，当异常速度带为高速时，下部地层对应地震反射同相轴上拉；当异常速度带为低速时，下部地层对应地震反射同相轴下拉。针对上述情况处理办法是，对已识别出来的微幅度构造井震联合逐一筛选，去伪存真。

3 微幅度构造识别结果

利用上述技术对X105区块开展了微幅度构造识别，经查实Z油层顶面发现微幅度构造130个，Z₄₁单元顶面发现136个(表 1，图 5)。定义微幅度构造的两个指标是闭合高度和闭合面积，根据生产需求和微幅度构造规模对剩余油挖潜的指导意义，以闭合高度2 m和闭合面积0.1 km²作为分界点，将识别出的微幅度构造分成3类。Ⅰ类微幅度构造：闭合高度大于2 m且闭合面积大于0.1 km²；Ⅱ类微幅度构造：闭合高度大于2 m且闭合面积小于0.1 km²；Ⅲ类微幅度构造：闭合高度小于2 m。

表 1为X105区块目的层发育3类微幅度构造统计表，Ⅰ类类微幅度构造在开发中作为重点的剩余油挖潜部位，指导实际生产。

对识别出来的微幅度构造依据断层控制作用进行成因分析。(1)断层控制成因。研究区在拉张应力场背景下仅发育正断层，断层下盘受不均衡拖拽力影响，拖拽力强处上凸形成褶皱，或者断层上盘在断层活动过程中，下降速度快也形成上凸形褶皱。上凸部位受断层遮挡形成的局部构造高点，以小断鼻或小断块形式存在。(2)非断层控制成因。研究区块Z油层主要发育席状薄层砂，纵向上呈现“泥包砂”发育特征，单元间泥岩隔层厚度相对较大，地层塑性特征明显。原始地层沉积后，受砂、泥沉积物的差异压实作用或原始古地形高影响，形成局部微幅构造。

4 应用实例

X105区块即将进入高含水采出阶段，地下油水关系复杂，剩余油分布既零散又有相对富集部位。结合储层认识成果，在识别出的微幅度构造部位优选出两类剩余油挖潜区域。

(1) 未波及型剩余油挖潜

X61-斜102井与X59-斜105井井间Z₁₁单元顶面发育独立型微幅度构造、Z₄₁单元顶面发育小断鼻构造，两井距离约为485 m。根据砂岩厚度图、有效厚度图及各沉积单元微相图，证实井间微幅的正向构造与井间砂体形成未波及型剩余油，部署补充开发油井。

(2) 完善注采关系型剩余油挖潜

X86-100断块东部发育小断鼻构造，该断鼻构造东、南、北部均受断层遮挡，且周围只有注水井，构造内砂岩厚度和有效厚度均发育良好，无采油井。X86-100注水井驱油到小断鼻构造内，形成死油区，在内部补充一口开发井完善注采关系，对剩余油可有效动用。

5 结论

(1)对X105区块原始地震资料开展针对性的高保真处理，提高了地震资料的保真度，横向上相位变化清晰，利于开展微幅度构造识别。

(2)地震地质层位标定表明，研究区Z₁₁、Z₄₁单元顶面反射特征不稳定。应用相位体约束的层位追踪方法，实现了砂岩组顶界面稳定追踪解释，为微幅度构造成图提供准确的层位数据。

(3)油田处于中等高含水开发期井网密，发现存在大量“深浅”矛盾等井震匹配问题。在层位解释和构造成图中要给予校正，以免造成假的或遗漏一些微幅度构造。

(4)重新认识了X105区块微幅度构造发育特征，从生产上将其分成3类，从成因上将其分成断层控制和非断层控制两种，该成果有力地指导了剩余油挖潜。