渤海湾盆地作为中国十大含油气盆地之一具有丰富的油气资源,是我国东部地区重要的油气生产基地。在新构造运动的作用下,渤海湾盆地垂向上发育多套储盖组合,其中浅层油气藏在整个盆地的油气供给中一直占主导地位,其主要目的层是以河流相—三角洲相为沉积背景的新近系明化镇组和馆陶组。随着油田开发进程的推进及采出程度的增加,以渤中、渤南新近系明化镇组下段为代表的各河流相油田陆续进入开发阶段的中后期,油田单井产能递减、可采储量降低。为了保障国民能源需求及实现老区稳产,完善注采井网、优化剩余油挖潜方案成为了主要的工作。渤海湾盆地浅层油气藏受水动力条件和沉积环境的影响,沉积过程中河道频繁迁移、摆动,沉积物不断侧向加积,致使河流相储层整体较薄且内部呈现出多套砂体相互叠置、泥岩夹层发育的特征,形成了多变的砂体空间和复杂的连通关系,增强了储层的非均质性及油田开发的难度。但正是由于夹层的存在,使得河流相油田在开发的中后期仍存有大量剩余油,为油田的进一步挖潜保留了希望。精确评估储层的非均质性成为了影响注采井网完善和剩余油挖潜的关键因素。其中,对储层砂体构型的精细刻画成为了重中之重。受钻井平台位置及开发成本等多因素制约,海上油田井网稀、井距大,井控程度远远低于陆上油田,因此很难借鉴陆上油田凭借大量钻、测井资料来解剖储层砂体构型的做法。本论文以渤海海域QHD32-6油田新近系明化镇组下段为例,以“以震为主,井震结合”的技术思路为指导,在低于地震资料分辨率的情况下,针对海上油田特殊的工程环境形成了一套地质信息约束的河流相薄互层砂体垂向叠置模式表征技术体系。首先,从单井解释成果出发,厘清了薄互层砂体的地质相特征,基于堆叠型河道砂体的连井剖面、构型模式及结构模型抽象出了薄互层垂向叠置砂体的概念模型。以此为约束条件,结合砂、泥岩的速度和密度资料,建立了一套能反映砂体厚度差异及其空间叠置关系的薄互层垂向叠置砂体模型。其次,利用地震正演模拟方法分析了薄互层垂向叠置砂体的地震响应特征,总结了砂体间不同垂向叠置模式的波形变化特征。再次,基于单峰谷时窗和峰谷极值时窗在属性提取方面的优劣对比结果,针对薄互层垂向叠置砂体模型以前者提取了振幅类、瞬时类、频谱类、非线性类、层序类、小波系数类和波形结构类共59个地震属性。在“模式二分”思想的指导下,引入属性的最小差异量剔除了部分对薄互层垂向叠置砂体呈弱敏感和不敏感的地震属性,借助属性色卡分析了敏感属性之间的冗余性,最终确定了各步骤中具有强敏感性的地震属性,形成了敏感属性集合。最后,在二分决策树的基础上提出了地质信息约束的薄互层砂体垂向叠置模式分步预测法,它以逐级剖分的方式在无噪音和有噪音的情况下对模型中薄互层砂体的垂向叠置模式进行了识别。将地质尺度上的8种垂向叠置模式转换成了 6种地震尺度上可识别的模式,即纯泥模式、单层薄砂模式、单层厚砂模式、带厚砂互层模式、薄砂互层模式和砂泥多互层模式。之后,基于地震可识别模式定义了相应的相模式并确定了实际地震相的分步预测步骤。在实际应用中,通过单井资料和过井地震剖面拾取了 QHD32-6油田北区新近系明化镇组下段Ⅰ油组3小层薄互层砂体的垂向叠置模式,以地震可识别模式为参考,定义了 4种薄互层砂体的垂向叠置相,即纯泥相、单薄砂体相、单厚砂体相和带厚砂互层相。以敏感属性为输入信息,相模式为监督信息,利用分步预测法成功识别了目的层薄互层砂体的垂向叠置相,实钻结果验证了该方法的可行性和有效性。之后,利用高精度相控方法预测了目的层薄互层砂体的厚度,相对常规方法而言,该方法提高了预测精度。这两种非线性关系描述方法在低于地震资料分辨率的情况下分别从定性和定量的角度对薄互层砂体进行了表征,为注采井网的完善和剩余油的挖潜提供了有力的技术支持。