薄砂巖儲(chǔ)層的地震反演預(yù)測研究

秦貞超 黃超 蘭明杰（中國石化西北油田分公司 勘探開發(fā)研究院 烏魯木齊 830011）

隨著地震勘探技術(shù)的不斷進(jìn)步，隱蔽油氣藏地震勘探和預(yù)測技術(shù)越來越受到人們的重視，特別是針對薄砂巖儲(chǔ)層的空間展布和儲(chǔ)層特征的預(yù)測研究[1-2]。由于薄砂巖儲(chǔ)集層大多具有厚度薄、縱向上砂泥巖多層疊置、橫向物性變化快的特點(diǎn)，同時(shí)受到地震分辨率和薄層調(diào)諧效應(yīng)的影響，薄砂巖儲(chǔ)層反射特征不能在地震資料上得到清晰的反映，且通過常規(guī)的波阻抗反演方法在實(shí)際應(yīng)用中不能有效的對薄砂巖儲(chǔ)集層進(jìn)行預(yù)測[3]。為此，總結(jié)提出了一套新的反演流程，探索性的開展了儲(chǔ)層特征及擬聲波反演的地震反演預(yù)測研究，為薄砂巖儲(chǔ)集層的預(yù)測提供了可行的方案，并對塔中北坡志留系坷坪塔格組下段薄層砂巖進(jìn)行了描述，取得了較好的效果。

一、基本原理與方法

對于薄砂巖類儲(chǔ)層，將儲(chǔ)層特征反演與擬聲波反演進(jìn)行有效結(jié)合，可以有效的提高儲(chǔ)層的預(yù)測精度。圖1為反演流程圖，其主要思想是通過儲(chǔ)層特征反演得到反演數(shù)據(jù)體，由于反演數(shù)據(jù)體能夠很好地刻畫儲(chǔ)層的分布范圍，因此可以在反演數(shù)據(jù)體上直接解釋儲(chǔ)層的頂?shù)捉缑?，以解釋成果為約束，進(jìn)行基于模型的擬聲波建模與反演，提高了擬聲波反演的精度，其反演結(jié)果較好的反應(yīng)了儲(chǔ)層物性橫向特征變化規(guī)律。

圖1 反演流程圖

儲(chǔ)層特征反演主要采用統(tǒng)計(jì)分析方法，建立能夠表征儲(chǔ)層特征如速度、密度、孔隙度、巖性百分含量的測井曲線與地震屬性之間的非線性關(guān)系[4]，然后反演得到全工區(qū)的巖石物性特征,進(jìn)而得到反演數(shù)據(jù)體,在反演數(shù)據(jù)體上直接對儲(chǔ)層進(jìn)行解釋，得到儲(chǔ)層的空間展布范圍，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擬聲波反演。統(tǒng)計(jì)分析方法是將測井曲線與井旁地震屬性按分層進(jìn)行擬合，根據(jù)擬合的相關(guān)性，選擇一個(gè)最佳的擬合公式。進(jìn)行儲(chǔ)層特征反演時(shí)，仍然考慮了構(gòu)造框架、沉積模式的約束等。

擬聲波反演能夠有效的分辨薄砂巖儲(chǔ)集層，這是由于其使用對儲(chǔ)集層較為敏感的測井曲線構(gòu)建新的具有聲波量綱的曲線，該曲線融合了對儲(chǔ)層較為敏感的測井曲線的高頻信息與聲波曲線的低頻信息[5]。

二、應(yīng)用實(shí)例

研究區(qū)域位于新疆塔里木盆地中央隆起帶北坡，2011年WELL1井對柯坪塔格組下段加砂壓裂獲得油流，實(shí)現(xiàn)了塔中北坡志留系柯坪塔格組下段油氣勘探的突破，初步展示了順托果勒低隆志留系良好的勘探前景。但隨后針對該儲(chǔ)層的多口鉆井無良好油氣顯示，分析其原因是儲(chǔ)層埋藏深度大（5000 m-6000 m），砂體厚度較?。▎螌由绑w2 m-3 m），橫向物性變化快，直接利用聲波曲線地震反演不能準(zhǔn)確預(yù)測儲(chǔ)集層。因此使用圖1中的反演流程，將儲(chǔ)層特征反演與擬聲波阻抗反演相結(jié)合，來提高優(yōu)質(zhì)砂體儲(chǔ)集層的預(yù)測精度。

1.儲(chǔ)層特征反演

（1）曲線標(biāo)準(zhǔn)化處理

通過井曲線的分析研究，決定采用GR曲線作為源曲線，由于不同年代不同單位及不同儀器采集的測井?dāng)?shù)據(jù)，同一曲線其基線值存在著漂移，因此首先對GR曲線做了標(biāo)準(zhǔn)化處理，主要是以測試結(jié)果較好的WELL7井GR曲線作為標(biāo)準(zhǔn)，對其它井進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

（2）精細(xì)井震標(biāo)定

主要針對研究區(qū)7口的直導(dǎo)眼井進(jìn)行精細(xì)標(biāo)定，利用已做過環(huán)境校正和標(biāo)準(zhǔn)化處理的聲波曲線和密度曲線進(jìn)行合成地震記錄標(biāo)定。通過對聲波和密度曲線環(huán)境校正和標(biāo)準(zhǔn)化處理后合成地震記錄與實(shí)際地震資料吻合度較高。

（3）儲(chǔ)層特征反演

以標(biāo)準(zhǔn)化后的GR曲線作為源曲線，以聲波、密度曲線標(biāo)定的結(jié)果為基準(zhǔn)時(shí)深關(guān)系，在已解釋成果的約束下，基于統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行儲(chǔ)層特征反演。從反演結(jié)果的連井剖面（圖2）來看，反演剖面與已鉆井鉆遇儲(chǔ)集層厚度趨勢上吻合較好，基本上反映了儲(chǔ)集層空間展布形態(tài)。因此可以認(rèn)定在研究區(qū)利用GR曲線作為儲(chǔ)層特征反演可行，能夠比較準(zhǔn)確刻畫儲(chǔ)集體邊界。

在反演結(jié)果剖面上，用自動(dòng)和交互結(jié)合的方式，直接解釋各類巖性地質(zhì)體，其中T 64為泥巖頂，T 65為儲(chǔ)集體的頂，粉紅色層位為解釋的儲(chǔ)集體頂?shù)捉缑妗?/p>

2.擬聲波反演

（1）擬聲波合成及預(yù)處理

利用反映地層巖性變化比較敏感的GR曲線，構(gòu)建具有聲波量綱的新曲線，結(jié)合聲波的低頻模型，合成擬聲波曲線，使它既能反映地層速度和波阻抗的變化，又能反映巖性的細(xì)微差異。擬聲波曲線合成方法主要通過地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法得到，其通過源曲線和目標(biāo)曲線之間統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)擬聲波的合成。

（2）擬聲波交匯分析與標(biāo)定

圖3 aWELL3井GR與聲波阻抗交匯圖

圖3 bWELL3 GR與擬聲波阻抗交匯圖

通過擬聲波曲線計(jì)算擬聲波阻抗，并與GR曲線進(jìn)行交會(huì)分析，圖3 a是聲波阻抗與GR的交匯圖，圖3 b是擬聲波阻抗與GR的交匯圖，對比分析，可以看到圖3 a中波阻抗不能夠很好的將泥巖和砂巖分開。圖3 b中砂泥巖與擬聲波阻抗對應(yīng)關(guān)系都比較明確，能夠很好的區(qū)分砂巖與泥巖，因而擬聲波阻抗中砂泥巖對應(yīng)的波阻抗值是能夠區(qū)分開的，整體上，砂巖對應(yīng)擬聲波阻抗值大于11500 g/c m3·m/s。這也給利用擬聲波阻抗反演方法及相關(guān)參數(shù)的選取奠定了基礎(chǔ)。

擬聲波標(biāo)定主要是在聲波精細(xì)標(biāo)定的基礎(chǔ)上，在不改變原有的時(shí)深關(guān)系的前提下，以擬聲波替代聲波曲線進(jìn)行擬聲波合成記錄的制作，通過對子波頻率、相位等的不斷調(diào)整，保證在原有的時(shí)深關(guān)系不變的條件下，擬聲波合成地震記錄與地震資料在目的層段的相關(guān)系數(shù)最大，達(dá)到合成記錄與地震數(shù)據(jù)的最佳吻合。

（3）擬聲波反演及結(jié)果分析

圖4 擬聲波反演（上）與屬性特征反演（下）對比圖

在上述研究的基礎(chǔ)上，在屬性體解釋成果約束下基于分形插值算法進(jìn)行擬聲波反演，從擬聲波反演與屬性特征反演的連井剖面對比圖（圖4）可以看到，在屬性特征反演數(shù)據(jù)體解釋結(jié)果約束下，擬聲波反演得到的儲(chǔ)層砂體的波阻抗剖面與已鉆井對應(yīng)關(guān)系良好，較好的反映了儲(chǔ)集層橫向物性變化規(guī)律，與擬聲波反演相比，屬性特征反演對儲(chǔ)集層物性的橫向變化不敏感。因此只有通過儲(chǔ)層特征反演與擬聲波反演相結(jié)合才能有效全面的預(yù)測薄砂巖儲(chǔ)集層。

結(jié)論

（1）針對薄砂巖儲(chǔ)層預(yù)測存在的問題和難題，設(shè)計(jì)了以屬性參數(shù)反演與擬聲波反演相結(jié)合的反演預(yù)測流程，提高優(yōu)質(zhì)砂體儲(chǔ)層預(yù)測精度，深化了儲(chǔ)層認(rèn)識(shí)，為該區(qū)落實(shí)有利勘探目標(biāo)提供了有效技術(shù)支持。

（2）儲(chǔ)層特征反演體能夠較好的描述儲(chǔ)層空間展布，在屬性體上解釋結(jié)果約束下，擬聲波阻抗能夠比較好的反映儲(chǔ)層的好壞，在一定程度上解決了薄砂巖儲(chǔ)集層展布與物性變化規(guī)律的預(yù)測。

[1]王延光.儲(chǔ)層地震反演方法以及應(yīng)用中的關(guān)鍵問題與對策[J].石油物探，2002，41(3)：299-303.

[2]寧松華.利用高分辨率地震反演研究薄砂巖儲(chǔ)層[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2006，28(2)：60-62.

[3]秦銳，丁國棟，崇麗萍等.低孔滲薄互層多參數(shù)地震儲(chǔ)層預(yù)測反演[J].石油物探，2004，43（增刊）：104-106.