約束稀疏脈沖反演在歧南西斜坡儲層預(yù)測中的應(yīng)用

吳 佳,毛寧波 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

任竟雄 (東方地球物理公司研究院大港分院，天津 300280)

王 春 (中石化管道儲運公司信息中心，江蘇 徐州 221008)

約束稀疏脈沖反演在歧南西斜坡儲層預(yù)測中的應(yīng)用

吳 佳,毛寧波 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

任竟雄 (東方地球物理公司研究院大港分院，天津 300280)

王 春 (中石化管道儲運公司信息中心，江蘇 徐州 221008)

歧南西斜坡帶屬于復(fù)雜斷塊區(qū)，主要發(fā)育灘壩相砂體，儲層厚度較薄，橫向變化大，儲層預(yù)測存在一定困難。約束稀疏脈沖反演技術(shù)是目前較為實用的一種反演技術(shù)，其反演結(jié)果比較忠實于地震信息。介紹了約束稀疏脈沖反演技術(shù)的技術(shù)原理及技術(shù)流程，闡述了影響約束稀疏脈沖反演的關(guān)鍵技術(shù)，并對歧南西斜坡帶的砂體進行了預(yù)測。研究表明，利用該方法獲得的預(yù)測效果與鉆井資料吻合較好，對隱蔽油氣藏勘探具有一定指導(dǎo)作用。

約束稀疏脈沖反演；波阻抗；子波估算；儲層預(yù)測

隨著勘探技術(shù)的進步，儲層預(yù)測技術(shù)日趨成熟，在巖性、物性和含油氣性預(yù)測中發(fā)揮著越來越重要的作用，并逐步形成了以地震屬性分析、AVO分析和地震反演等為主體技術(shù)的一整套儲層預(yù)測技術(shù)[1]。地震反演是儲層預(yù)測的核心技術(shù)，其中，以波阻抗反演為代表的地震反演技術(shù)最為成熟。波阻抗反演將實際的測井資料，地震資料和地質(zhì)資料相結(jié)合，對地質(zhì)構(gòu)造和儲層物性進行重構(gòu)，在儲層預(yù)測和油藏描述中應(yīng)用廣泛。通常，波阻抗反演分為疊前和疊后2大類，常用的波阻抗反演方法有約束稀疏脈沖反演和模型約束的反演。

目前，約束稀疏脈沖反演普遍應(yīng)用于在疊后的地震資料，該反演方法充分結(jié)合了測井資料和地震資料，由于在反演過程中加了部分低頻和高頻成分，使之在一定程度上拓寬了反演頻帶，提高了反演精度，現(xiàn)已成為油氣儲層預(yù)測的有效手段之一[2]。在實際應(yīng)用中，約束稀疏脈沖反演的效果得到了充分的肯定，在反演方法中的地位日益顯著。

歧南西斜坡位于南大港斷層以南，孔店-羊三木凸起以東，歧南凹陷的西坡。歧南斜坡屬于緩斜坡帶，開闊箕狀凹陷中寬度比較大，坡度比較緩，地層總體產(chǎn)狀東傾，儲層主要是沿岸灘壩沉積的砂體，圈閉受構(gòu)造和砂體上傾尖滅線共同控制，凹陷至斜坡區(qū)呈底超頂剝、逐層減薄直至尖滅。斜坡區(qū)地層的超覆和剝蝕明顯，斷層發(fā)育將圈閉進一步復(fù)雜化，同時也使油藏關(guān)系復(fù)雜化。筆者針對該地區(qū)的特點，利用約束稀疏脈沖波阻抗反演技術(shù)刻畫了有利砂體的空間展布，為該區(qū)的儲層預(yù)測提供了有利依據(jù)。

1 約束稀疏脈沖反演

約束稀疏脈沖反演是建立在一個快速的趨勢約束的稀疏脈沖反演算法上，其波阻抗模型由地震道的振幅產(chǎn)生，在地震解釋層位和測井資料共同約束下，對波阻抗的趨勢和幅值范圍進行控制。采用脈沖算法產(chǎn)生的寬帶結(jié)果，在一定程度上部分恢復(fù)了缺失的低頻和高頻成分。

約束稀疏脈沖反演的目標函數(shù)為：

J=∑|ri|p+λq∑(di-si)2+a2∑(ti-zi)2

(1)

式中，J表示目標函數(shù)；ri表示反射系數(shù)采樣；λ表示合成地震記錄與實際地震道殘差的權(quán)重因子；p,q表示L模因子；di表示地震道數(shù)據(jù)采樣；si表示合成地震記錄采樣；a表示趨勢權(quán)重因子，一般a=1；ti表示根據(jù)測井資料定義的波阻抗趨勢采樣；zi表示介于最大和最小波阻抗之間的波阻抗采樣；i表示地震道采樣點序號；式(1)右邊第1項表示反射系數(shù)絕對值之和，右邊第2項表示實際地震道與合成記錄之差的平方，右邊第3項表示定義趨勢約束與波阻抗之差的平方和[3]。

約束稀疏脈沖反演適用于井?dāng)?shù)較少的工區(qū)，可以獲得具有寬頻帶的反射系數(shù)，對初始模型依賴性較小，可以得到較為真實的波阻抗反演模型[4-5]。

2 反演中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

2.1測井資料標準化處理

在不同的時間和環(huán)境下，不同的儀器測量獲取的測井資料存在一定的系統(tǒng)誤差和隨機誤差。一般采取對測井資料做標準化處理來減少這些誤差，這種標準化處理主要包括環(huán)境校正、深度校正和刻度校正等[6]。由于在相同沉積環(huán)境的沉積物，具有巖性和電性大致相同的特點，因而同一研究區(qū)不同井的同類測井曲線，其同一標準層段的測井響應(yīng)是近似的。通常選取工區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定的泥巖段作為標準層段，進行測井資料的標準化。

2.2子波估算

子波提取的好壞直接決定了合成記錄制作的優(yōu)劣。在研究工區(qū)內(nèi)，首先利用時深關(guān)系將深度域的測井曲線轉(zhuǎn)換到時間域，然后根據(jù)地震資料的頻譜特征，對子波進行初步標定。在初步標定的基礎(chǔ)上，對目的層段提取實際子波并制作相應(yīng)的合成記錄，再與測井資料對比后重新提取子波。如此反復(fù)，直至得到的子波具有穩(wěn)定的相位譜，從而使合成記錄與井旁道的相關(guān)性達到最佳。

2.3初始模型的建立

精細的層位標定是波阻抗反演的基礎(chǔ)，在做合成記錄時，層位標定的精度越高，與井旁道的匹配性越好，得到的波阻抗反演結(jié)果就越準確。由于地震資料層位解釋的精度決定了初始模型的橫向分辨率，而測井資料的質(zhì)量又同時決定了模型的縱向分辨率。因此，為了更好的建立初始波阻抗模型，必須把地震資料和測井資料相互結(jié)合。

3 應(yīng)用研究

注：RT為電阻率；GR為自然伽馬；IMP為波阻抗，SP為自然電位。

歧南西斜坡沙河街組宏觀上為歧南次凹西、南盆緣構(gòu)造帶，沙三段至沙一段構(gòu)造繼承性發(fā)育。研究的目的層位為沙一下亞段生物灰?guī)r裂縫性油氣藏與沙三段砂巖構(gòu)造油氣藏。首先對扣33井、扣46井、扣50井、歧100井、歧南1-8井、莊64井進行了精細地層對比分析;然后制作了扣50井的合成記錄(見圖1)，從圖1可以看出，合成記錄與井旁道符合良好。

將約束稀疏脈沖反演的相對阻抗模型與波阻抗模型中低頻部分相結(jié)合，形成一個絕對波阻抗模型，其最終反演結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出，剖面中斷層明顯，波阻抗界面清晰連續(xù)(圖中粗線條所示)。

圖2 歧南地區(qū)扣G4-扣51-扣50井沙河街組反演波阻抗剖面

圖3 歧南地區(qū)扣50井區(qū)沙三段Ⅰ砂組砂體厚度圖

歧南地區(qū)扣50井區(qū)沙三段Ⅰ砂組砂體厚度圖如圖3所示。從圖3可以看出，該套地層具有東厚西薄、上傾減薄的特點。Ⅰ砂組砂體不僅單砂層厚度大，而且砂體物性較好，其厚度范圍在14～18m之間，在扣50井?dāng)鄩K內(nèi)，儲層橫向變化不大。

綜上所述，沙三段油氣藏為構(gòu)造巖性油氣藏，儲層主要是沿岸灘壩沉積的砂體，圈閉受構(gòu)造和砂體上傾尖滅線共同控制。該區(qū)沙三段厚度19.8m，孔隙度20%，單儲系數(shù)8.74,含油飽和度65%，體積系數(shù)1.256，控制儲量69×104t。在扣50井?dāng)鄩K分布Ⅰ砂體厚值區(qū)，砂體厚度15m左右，預(yù)測含油面積0.3km2，可以指導(dǎo)井位部署。

4 結(jié) 語

約束稀疏脈沖反演技術(shù)是目前較為實用的一種反演技術(shù)，其反演結(jié)果比較忠實于地震信息。利用該技術(shù)對歧南西斜坡帶的砂體進行了預(yù)測。從歧南西斜坡沙一下亞段至沙三段的反演結(jié)果來看，波阻抗的空間展布特征與地震資料、井的信息符合較好，基本能夠反映地層間巖性的相對變化，明確了沙河街組儲層的橫向展布特征。這說明約束稀疏脈沖反演技術(shù)在一定程度上能夠準確地預(yù)測儲層的巖性和空間展布，對今后的隱蔽油氣藏勘探具有一定的指導(dǎo)意義。

[1]董小魏. 唐家河構(gòu)造沙河街組精細構(gòu)造解釋及儲層橫向預(yù)測[D].成都：成都理工大學(xué)，2009.

[2] 何麗娟. 約束稀疏脈沖反演在大慶茂興地區(qū)泉四段儲層研究中的應(yīng)用[J].沉積與特提斯地質(zhì)，2009,29(1):90-92.

[3] 李慶忠. 論地震約束反演的策略[J] .石油地球物理勘探,1988,33( 4) : 425-429.

[4] 蘭素清，陸明華.多種地球物理方法組合在儲層預(yù)測中的應(yīng)用[J].勘探地球物理進展,2002,25(6):43-46.

[5] 白彥彬，楊長春，井西利，等.地質(zhì)規(guī)律約束下的波阻抗反演[J].石油物探，2002，41(1):61-64.

[6] 魯紅,李建民,劉情山,等.進行聲波測井資料校正的一種方法[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā), 1996, 15(1): 71-73.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.02.014

P631

A

1673-1409(2012)02-N045-03

2011-11-27

吳佳(1983-)，女，2006年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事地震資料解釋與儲層預(yù)測方面的研究工作。

毛寧波(1964-)，男，1984年大學(xué)畢業(yè)，博士，教授，現(xiàn)主要從事地震勘探方面的教學(xué)與研究工作。