蘇里格地區(qū)儲層地震預測技術(shù)研究及應用

夏密麗 楊友運 強敏

1．西安石油大學地球科學與工程學院 710065

2.東方地球物理公司研究院長慶分院，陜西 西安 710021

1、 概述

儲層地震預測主要是利用地震技術(shù)研究儲層特征，主要是研究儲層的巖性預測、儲層的物性預測、儲層的形態(tài)預測以及儲層的含油氣性預測，進而有效識別儲層、油氣圈閉評價、井位選擇、儲量預測等。針對蘇里格氣田的預測難點和地質(zhì)特點，明確了以地震資料為基礎(chǔ)，地質(zhì)背景和測井資料為指導，多學科、多方法相結(jié)合的有效儲層預測流程。

2、 儲層地震預測技術(shù)的發(fā)展

地球物理技術(shù)整體上從二維到三維，從疊后到疊前，從聲波到彈性波，從各向同性到各向異性，從單一到多學科綜合應用的總體發(fā)展趨勢。

首先在多次覆蓋技術(shù)與數(shù)字地震技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，地震儲層預測技術(shù)得到了快速發(fā)展。多次覆蓋技術(shù)的主要優(yōu)勢在于提高地震資料的信噪比，而數(shù)字地震技術(shù)的優(yōu)勢是提高地震記錄的動態(tài)范圍，增強地震記錄的后續(xù)處理能力，這兩種技術(shù)的發(fā)展使地震資料的處理品質(zhì)有了質(zhì)的飛躍，奠定了地震儲層預測技術(shù)發(fā)展的基石。1963年，Sergeyev和Churlin發(fā)現(xiàn)了油氣直接檢測的四個重要參數(shù)：油氣藏邊界干涉模式、吸收系數(shù)、亮點和平點。1969年，Taper和Cook發(fā)現(xiàn)地層巖性和地層變化在速度譜中有重要體現(xiàn)，可以先從速度譜中獲取識別泥巖段和砂巖段識別信息，然后綜合均方根速度和層速度之間的關(guān)系，進行巖性特別是砂地比的預測。

其次，后來隨著三維地震勘探技術(shù)的進一步發(fā)展，地震儲層預測技術(shù)得到了進一步的發(fā)展。19世紀70年代，Lindseth和Lavergne利用道積分反演和遞推反演進行儲層預測。20世紀70年代，Anstey利用砂巖含氣后對波阻抗的影響，提出了利用振幅變化所產(chǎn)生的亮點、暗點現(xiàn)象預測砂巖的含氣性，從而識別含氣性砂巖。1974年，Gardner指出地震反射系數(shù)的影響因素有很多種，而速度和密度的影響因素除了巖石顆粒形狀和骨架的礦物成分以外，巖石中膠結(jié)物的類型、流體成分，孔隙度和圍壓對速度和密度也有很大的影響，并詳細討論了巖石中存在的微裂隙所產(chǎn)生的壓力對地層速度的影響。同時，在Anstey的工作基礎(chǔ)上，Turhan Taner提出了復數(shù)地震道屬性分析法，從而，吸收系數(shù)、瞬時相位、瞬時振幅和瞬時頻率屬性在含油氣性預測方面得到了更為廣泛的應用。

20世紀80年代，采集處理技術(shù)的發(fā)展促進了AVO技術(shù)的研究，疊前地震資料得到了廣泛的應用，逐步發(fā)展了利用疊前地震資料識別“亮點”、估算巖性、確定彈性反演參數(shù)。隨后一系列新的反演方法不斷出現(xiàn)，例如，廣義線性反演方法、地震巖性模擬方法、寬帶約束反演方法、蒙特卡羅搜索法、速度反演、模擬退火、遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡法等。

20世紀90年代，隨著三維地震采集技術(shù)的發(fā)展，三維資料得到了廣泛的應用，由三維資料提取的相干數(shù)據(jù)體在識別斷層和檢測地質(zhì)異常體方面有明顯的效果，三維屬性體技術(shù)得到了普遍關(guān)注，如面元屬性體反演、隨機模擬地震反演等，這些方法實現(xiàn)了反演與統(tǒng)計模擬技術(shù)的有機結(jié)合，使地震、測井和地質(zhì)資料得到了最大限度的利用，使反演結(jié)果既能受到地質(zhì)模型和測井曲線的控制又符合地震反射特征，并能與實際鉆井信息相吻合，從而提高了儲層分辨率。

2000年以來，多分量技術(shù)在儲層地震預測中也得到了進一步的應用，如利用多分量資料進行裂縫檢測、改善地震成像、識別巖性和流體等24項應用研究。

20世紀80年代以來，地震儲層預測技術(shù)逐步發(fā)展成熟，形成了一整套預測方法，如AVO分析、地震反演和屬性分析等，在巖性識別、物性分析和含油氣性檢測等方面發(fā)揮了重要的作用，在油氣勘探開發(fā)中發(fā)揮著重要的主導作用，隨著使用的增多，這些技術(shù)也將不斷得到改進和完善。

3、 儲層地震預測技術(shù)的研究應用

研究方法：針對蘇里格氣田的預測難點和地質(zhì)特點，明確了以地質(zhì)背景和測井資料為指導，多學科、多方法相結(jié)合的有效儲層預測流程。即以地震資料為基礎(chǔ)，通過對蘇里格地區(qū)巖石物理特征進行系統(tǒng)的分析，交匯優(yōu)選儲層敏感因子，在AVO分析的基礎(chǔ)上，綜合利用疊前反演、彈性參數(shù)反演、地震屬性等技術(shù)手段，開展儲層預測和含氣預測，為油藏預探、評價井位優(yōu)選提供技術(shù)依據(jù)。研究內(nèi)容具體如下：

（1）地震巖石物理研究

巖石物理是連接地震屬性和儲層參數(shù)的橋梁,是地震儲層預測的基礎(chǔ)。地震巖石物理是利用地震資料為主，結(jié)合測井資料研究儲層的各種物性參數(shù)，包括縱波、橫波速度、頻率、相位、振幅，阻抗，密度、彈性參數(shù)，吸收系數(shù)及粘滋系數(shù)等。根據(jù)這些地層巖石物理的差異來分辨、識別、預測巖性，甚至油氣層。

（2）彈性參數(shù)及敏感參數(shù)優(yōu)選

利用已鉆井的測井、巖心資料、鉆井和試油資料，對盒8段有效儲層測井曲線進行統(tǒng)計分析，優(yōu)選該區(qū)的儲層及流體敏感因子，將已知井點的彈性參數(shù)進行交會分析，尋找儲層的巖石物理特征，用有效的地球物理技術(shù)預測儲層參數(shù)。

（3）AVO正演模型建立

通過對研究區(qū)域基礎(chǔ)資料收集,包括已有地質(zhì)、鉆井、測井地震資料研究，研究儲層含氣與不含氣時不同的地球物理特征，利用地質(zhì)、井資料建立合理的地震模型行綜合分析，人工合成地震剖面，分析含氣與不含氣時不同的地震波形，分析反射波振幅隨偏移距變化特點，確定符合該工區(qū)的AVO類型。模擬當儲層含油氣層時在地震剖面上的響應，總結(jié)反射特征，在AVO正演模型指導下，在常規(guī)地震剖面上有效追蹤砂體及汽水識別，本次主要研究P波AVO正演模型。

（4）地震反演

地震反演是在地震正演的基礎(chǔ)上，以地質(zhì)、測井資料作為約束，利用數(shù)學物理的手段，將地震剖面轉(zhuǎn)換成地質(zhì)剖面、巖性剖面，達到對地下儲層構(gòu)造形態(tài)、及巖性的研究，通過地震反演，地震反射界面直接轉(zhuǎn)化成了地質(zhì)界面，能夠很好地利用已知鉆井和測井資料，以巖層為單元進行儲層研究。

（5）地震屬性提取

地震屬性分析主要研究地震波在不同的巖層中傳播時，波的運動學和動力學特征，地震屬性分為幾何屬性和物理屬性兩大類，主要有振幅、頻率、相位、傾角、曲率等，地震屬性的變化與地下地質(zhì)構(gòu)造及巖性密切相關(guān)，當巖層上下段地層穩(wěn)定時，通過提取地震屬性，分析研究不同的屬性特征可以很好的研究目的層段（含油氣砂巖段）儲層厚度及含油氣性。

4、 結(jié)語

（1）AVO技術(shù)、疊前同時反演技術(shù)、彈性阻抗技術(shù)和彈性參數(shù)等為代表的疊前地震預測技術(shù)在該研究區(qū)的運用是有效可行的。

（2）疊前地震預測技術(shù)的應用提高了低滲透氣藏有效儲層預測的準確率和勘探成功率。

[1]Castagna J P,Swan H W,Foster D J. Framework for AVO gradientand intercept interpretation[J]. Geophysics,1998,63:948-956.

[2]Marpuardt D.W.. An algorithm for least-squares estimation of noliner inequalities. SLAM JAppl. Math., 11, 1963, 431-441.

[3]Cooke D.A, Schneider W. A.. Generalized liner inversion of reflection seismic data.Geophysics, Vol.48.No.6, 1983, 665-676.

[4]Klaus Mosgaard, Vestergaard. A simulated annealing approach to seismic model optimizationwith sparse prior information.Geophysical Prospecting, Vol.39, 1991, 599-612.

[5]石玉梅. 彈性參數(shù)在巖性油氣藏勘探中的應用——以蘇里格氣田為例[J]. 中國石油勘探,2006，(4): 80～84.

[6]楊華,席勝利,魏新善等. 蘇里格地區(qū)天然氣勘探潛力分析[J].天然氣工業(yè),2006,26(12):45-48.

[7]竇偉坦,杜玉斌,于波. 全數(shù)字地震疊前儲層預測技術(shù)在蘇里格天然氣勘探中的研究與應用[J]. 巖性油氣藏,2009,21(4):63-68.

[8]董瑞霞，范曉敏. 致密砂巖氣層綜合識別方法的改進[J]. 世界地質(zhì)，2003，22(3)：266-270