高分辨率反演在春風(fēng)油田儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

王有濤，陳學(xué)國(guó)，郝志偉，肖輝

（中國(guó)石化勝利油田分公司西部新區(qū)研究中心，山東 東營(yíng)257000）

2011年車排子地區(qū)春風(fēng)油田沙一段1 砂組近源沉積體系的排602 井區(qū)和車淺1-5 井區(qū)，上報(bào)控制儲(chǔ)量達(dá)771.5 萬(wàn)t，在勘探中顯示了較大的潛力。其北部的排609 井區(qū)有多口井鉆遇油層，然而儲(chǔ)層都較薄，且儲(chǔ)層在地震剖面上呈弱反射或空白反射，造成僅僅通過(guò)地震剖面分辨和識(shí)別儲(chǔ)層較為困難，加大了該區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)描述的難度。

目前，應(yīng)用較為廣泛的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法是測(cè)井約束地震反演，在油田勘探開發(fā)中發(fā)揮了重要作用［1-3］。該方法能較好地將已知地質(zhì)信息與測(cè)井資料緊密結(jié)合，利用測(cè)井資料中高頻信息，補(bǔ)充有限的地震頻寬，反演出地下波阻抗剖面，較為直觀地反映巖性橫向變化，進(jìn)而刻畫出砂體的空間展布及厚度分布特征，為研究區(qū)的勘探部署提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 基本原理

約束稀疏脈沖反演基本假設(shè)為地層的反射系數(shù)序列是由一系列服從高斯分布的大反射系數(shù)和小反射系數(shù)背景疊合而成的。在地質(zhì)意義上，大反射系數(shù)代表地下不連續(xù)界面和巖性分界面。技術(shù)關(guān)鍵是優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)（F），以對(duì)每一道計(jì)算出的初始波阻抗、反射系數(shù)進(jìn)行調(diào)整［4-5］。

式中：r 為反射系數(shù)；Z 為縱波波阻抗，（kg/m3）·（m/s）；d為地震道序列數(shù)據(jù)；s 為合成地震道序列數(shù)據(jù)；λ 為殘差權(quán)重因子；Lp為反射系數(shù)絕對(duì)值之和；Lq為合成地震道與實(shí)際地震道之差；L1為趨勢(shì)匹配誤差；α，βin，βx為不確定因子；下標(biāo)in，x 分別為主測(cè)線、聯(lián)絡(luò)測(cè)線。

約束稀疏脈沖反演是在波阻抗趨勢(shì)的約束下，用最少數(shù)目的反射系數(shù)脈沖，合成模擬地震記錄道，當(dāng)然，其要與實(shí)際地震道最佳匹配。求取的相對(duì)波阻抗與由井上波阻抗曲線得到的低頻模型相加，獲得絕對(duì)波阻抗。

2 技術(shù)應(yīng)用

2.1 地震資料目標(biāo)性處理

地震反演的分辨率主要取決于疊后地震資料本身的分辨率，所以要提高原始地震資料的分辨率［6-7］。高分辨率處理的目的是獲得比原始記錄分辨率更高的資料，原始記錄上信號(hào)的高頻成分較弱，信噪比也很低，所以處理中要采用提高信噪比的方法。疊加過(guò)程中，高頻信號(hào)對(duì)時(shí)間誤差較為敏感，則須進(jìn)行高精度校正處理。在地震資料有效頻帶之外，高頻信息永遠(yuǎn)多解［8］。

針對(duì)原始資料目的層分辨率較低、高頻能量較弱的問(wèn)題，須進(jìn)行振幅補(bǔ)償和頻率吸收補(bǔ)償，使地震波在時(shí)間和空間方向上能量保持一致。要進(jìn)行精細(xì)的速度分析和專門的相位校正處理，對(duì)目的層段進(jìn)行疊后反褶積與反Q 濾波等疊后拓頻處理，應(yīng)在提高地震資料分辨率的同時(shí)，保持較高的信噪比［9］，使處理后的地震資料層間信息更加豐富（見圖1）。

圖1 地震剖面

2.2 測(cè)井資料處理

測(cè)井資料處理，主要解決由于鉆井液侵入、井眼不規(guī)則、井壁垮塌等環(huán)境因素引起的測(cè)井資料質(zhì)量問(wèn)題，以及由于測(cè)量?jī)x器刻度不統(tǒng)一等引起的系統(tǒng)誤差［10］。因此，在反演之前，須對(duì)測(cè)井原始數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境校正和標(biāo)準(zhǔn)化處理，以獲得地下巖層較為真實(shí)的測(cè)井響應(yīng)，保證測(cè)井解釋結(jié)果和井震標(biāo)定的可靠性［11-12］。

2.3 合成地震記錄標(biāo)定與子波提取

合成地震記錄是將深度域的測(cè)井資料與時(shí)間域的地震資料聯(lián)系起來(lái)，因此地震子波的質(zhì)量會(huì)影響反演結(jié)果質(zhì)量［13-14］。在井震標(biāo)定過(guò)程中，首先，使用與地震資料主頻相同的雷克子波和聲波測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)合成初始地震道，利用研究區(qū)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)層的地震響應(yīng)特征與合成初始地震道進(jìn)行對(duì)應(yīng)，即保證強(qiáng)反射軸的較好對(duì)應(yīng)；其次，對(duì)合成記錄道從波組、波形等方面進(jìn)行局部細(xì)調(diào)，使得合成記錄與實(shí)際地震道的匹配關(guān)系進(jìn)一步提高；最后，從井旁地震道提取的子波，確定最終的時(shí)深關(guān)系。

結(jié)合研究區(qū)多井約束地震反演的應(yīng)用實(shí)際，求取一個(gè)平均子波用于下一步的反演，這樣合成記錄與地震數(shù)據(jù)的殘差更小，反演結(jié)果更接近于實(shí)際地質(zhì)情況。

2.4 地震地質(zhì)模型建立

地質(zhì)模型融合了構(gòu)造、測(cè)井資料、地質(zhì)、地震等信息，能基本反映研究區(qū)地質(zhì)特征，是進(jìn)行測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)內(nèi)插的關(guān)鍵［14-18］，可提高反演的可靠性。建立模型具體的做法：以地震解釋層位為控制，按地質(zhì)體的沉積規(guī)律，以一定的插值方法對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)沿層進(jìn)行內(nèi)插外推，建立較為符合地下實(shí)際情況的阻抗模型。

2.5 反演參數(shù)選擇

反演參數(shù)直接影響反演結(jié)果的精細(xì)程度。結(jié)合研究區(qū)資料和反演目的，對(duì)稀疏脈沖反演中的敏感性參數(shù)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，以達(dá)到最優(yōu)效果。參數(shù)主要有控制反演脈沖稀疏程度的λ、采樣率、子波、頻帶補(bǔ)償?shù)龋?9］。

3 效果分析

對(duì)研究區(qū)目的層段地震資料開展解釋性目標(biāo)處理，結(jié)合工區(qū)內(nèi)的測(cè)井資料，采用約束稀疏脈沖反演的方法進(jìn)行了波阻抗反演。由反演剖面可看出，該井在目的層段鉆遇儲(chǔ)層，與實(shí)鉆結(jié)果較吻合，可明顯看出沙一段1 砂組儲(chǔ)層的橫向分布特征（見圖2）。

圖2 沙一段1 砂組連井波阻抗反演剖面

對(duì)工區(qū)地震資料進(jìn)行提高分辨率處理后，結(jié)合區(qū)內(nèi)測(cè)井資料及巖石物理特征分析，進(jìn)行測(cè)井約束波阻抗反演，獲得了高分辨率的波阻抗體，從而明確了目的層阻抗分布范圍，并對(duì)工區(qū)內(nèi)沙一段砂體在平面上進(jìn)行了刻畫描述（見圖3）。分析認(rèn)為，研究區(qū)中部區(qū)域及西部靠近物源方向，沙一段1 砂組儲(chǔ)層發(fā)育。

圖3 目的層波阻抗反演

4 結(jié)論

1）針對(duì)地震資料存在的弱反射及空白反射問(wèn)題，開發(fā)了精細(xì)目標(biāo)處理技術(shù)，提高了目的層地震資料的分辨率，應(yīng)用效果比較明顯。

2）在精細(xì)地震資料目標(biāo)處理基礎(chǔ)上，利用約束稀疏脈沖方法，加強(qiáng)測(cè)井低頻、高頻分量的合理補(bǔ)償，獲得了高分辨率的波阻抗反演結(jié)果。

3）反演結(jié)果精細(xì)描述了研究區(qū)儲(chǔ)層的展布規(guī)律，在研究區(qū)中部及西部靠近物源方向上儲(chǔ)層較為發(fā)育。

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