應用于塔34區(qū)塊地震反演的測井曲線處理方法研究

李一赫，王殿舉，汪 佳，顧海燕

(1.東北石油大學 地球科學學院， 黑龍江 大慶 163318；2.北京大學 地球與空間科學學院， 北京 100871 ； 3.大慶油田有限責任公司 勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163318)

應用于塔34區(qū)塊地震反演的測井曲線處理方法研究

李一赫1,3，王殿舉2，汪 佳3，顧海燕3

(1.東北石油大學 地球科學學院， 黑龍江 大慶 163318；2.北京大學 地球與空間科學學院， 北京 100871 ； 3.大慶油田有限責任公司 勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163318)

針對近年來在松遼盆地淺層儲層砂體刻畫研究中，測井資料存在曲線間差異大，測井數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，造成儲層砂體預測無法達到較高精度要求等問題，結合實際地質(zhì)資料，以松遼盆地西斜坡塔34區(qū)塊姚家組二、三段為研究主體，優(yōu)選基于擬合趨勢面的測井曲線標準化處理方法，并應用該技術進行測井曲線處理后的反演技術分析。研究結果表明，針對塔34區(qū)塊所選取的四次標準化系數(shù)對測井曲線刻畫效果最為準確，巖芯孔隙度與處理后曲線的相關系數(shù)和反演預測砂巖及有效砂巖精確度較處理之前明顯提高；基于趨勢面的曲線處理方法，可以有效地解決由于巖性發(fā)育所造成的各種區(qū)域地質(zhì)問題，使其與實際地質(zhì)信息相統(tǒng)一。本研究為后期地震反演工作提供了高度一致性的測井數(shù)據(jù)。

塔34區(qū)塊；測井；標準化；地震反演；趨勢面

塔34區(qū)塊位于松遼盆地西部斜坡區(qū)龍虎泡大安階地南部，發(fā)育大規(guī)模三角洲前緣，三角洲平原以及河流沉積體系，主要由分選較好的中、細砂巖和暗色泥巖組成，平行層理和波狀交錯層理發(fā)育[1]。自1983年油藏正式投入開發(fā)至今，一直采取井震結合的方法，前人往往著重于地震方向的精細研究，造成其對儲層預測的貢獻趨于最大化；而測井資料的研究地位確仍沒有突顯出來，造成至今沒有適合該地區(qū)巖性圈閉發(fā)育的最優(yōu)處理標準。

目前，研究區(qū)存在井位年限跨度較大，測井資料采集時間、儀器性能和型號不同，井壁不規(guī)則等，造成井田資料相互不統(tǒng)一的問題。同時，還存在由于巖性變化頻繁，造成測井曲線局部量綱突變的區(qū)域性問題[2-4]。因此，筆者針對該區(qū)實際地質(zhì)情況，優(yōu)選曲線處理方法，將其作為關鍵突破點，最終得到高度一致的測井數(shù)據(jù)，進而提高反演橫向對比性、巖性識別和儲層預測的準確性。本研究對于尋找有利巖性圈閉，打開西部斜坡區(qū)油氣勘探，為松遼盆地中淺層油氣勘探提供有力的地質(zhì)支持。

1 處理關鍵技術

1.1 標準層選取

標準層的選取要滿足的條件包括：沉積穩(wěn)定，分布廣泛，具有一定的厚度，巖性、電性特征明顯，便于全區(qū)追蹤對比[5-6]。結合34區(qū)實際情況，本次研究選取位于姚家組二、三段的一套標準層，厚度在30～100 m，巖性以灰黑色泥巖、灰綠色泥巖、灰色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖為主，其中粉砂巖以高電阻率、低時差、低伽瑪為主要特征；泥質(zhì)以低電阻率、高時差、高伽瑪為主要特征。圖1為塔1井測井曲線綜合柱狀圖。

圖1 塔1井測井曲線綜合柱狀圖

1.2 曲線預處理

姚家組二、三段自下而上整體表現(xiàn)為下細上粗的反旋回沉積特征。由于地層內(nèi)部受區(qū)域的沉積特征影響，表現(xiàn)為多種旋回組合。研究區(qū)巖性發(fā)育，處于扇三角洲前緣曲線，臨近半深湖相，區(qū)域巖性復雜，造成部分井存在自然電位曲線基線偏移，多種曲線有異常點和空值，深度與井資料不符等問題。為保證后期曲線處理的質(zhì)量，先對曲線進行預處理。通過對多種原始測井曲線進行綜合分析，對姚二、三段測井曲線進行統(tǒng)一基線漂移、濾波處理，得到與地質(zhì)響應符合度高、巖性特征分析準確的測井曲線。如圖2龍22井原始測井曲線綜合柱狀圖，圖3龍22井預處理后測井曲線綜合柱狀圖。

圖2 龍22井原始測井曲線綜合柱狀圖

圖3 龍22井預處理后測井曲線綜合柱狀圖

1.3 基于趨勢面法的曲線標準化

標準化曲線有多種研究方法，結合后期研究發(fā)現(xiàn)，在預處理的基礎上選取趨勢面法進行曲線標準化獲得的最終結果更符合塔34區(qū)塊的地質(zhì)認識，油藏分布情況也更合理。特別是研究區(qū)的塔212井區(qū)合率最高，對后期工作指導性也更強。

本次研究姚二、三段測井曲線雖然有一定的差異性，但整體有明顯的趨勢，可將其用數(shù)學方法進行擬合，得到相應的空間函數(shù)，即為趨勢面[7-9]。消除姚二、三段內(nèi)不同井資料之間存在的誤差，使同一類型的曲線具有統(tǒng)一的標準，反應相似的規(guī)律，提高姚二、三段地震反演橫向對比性及儲層預測的準確性，進而應用于塔34區(qū)塊各個目的層，更好地反應其真實的地球物理特性。

通過趨勢面擬合公式的二元次多項式方程建立基本模型進行研究，以如下常規(guī)算法進行計算：

Z′=B1+B2X+B3Y+B4X2+

B5XY+B6Y2+…+e.

(1)

式中：e為隨機偏差；Bi(i=1,2,…,p)為多項式Z′的待定系數(shù)；X,Y為井位坐標。

由于實測點數(shù)目是有限的，擬合的只是有限的測點，所以可把擬合多項式改為：

Z=B1+B2Y+B3Y+B4X2+

B5XY+B6Y2+… .

(2)

以隨機偏差平方和為最優(yōu)估計，確定多項式的系數(shù)，也即：

f=e=(Z′-Z)=Z′-

(B1+B2Y+B3Y+B3Y+

B4X2+B5XY+B6Y2+…)=fmin.

(3)

使其一階偏導數(shù)為零，即：

(4)

解此方程組，可求得系數(shù)B1,B2,… .

根據(jù)不同目的層的地質(zhì)情況及環(huán)境確定多項式系數(shù)，得到準確的趨勢面。通過不同系數(shù)確定的趨勢面進行曲線標準化后，直接應用于反演計算。通過反演結果的砂體預測能力及效果，確定在姚二、三段當系數(shù)為2時的測井曲線處理結果，對反演儲層預測的貢獻展現(xiàn)了很好的一致性，圖4-圖7為曲線處理前后地震反演效果對比。

圖4 無處理反演預測結果

圖5 系數(shù)為1時反演預測結果

圖6 系數(shù)為2時反演預測結果

圖7 系數(shù)為3時反演預測結果

1.4 曲線歸一化校正

在曲線原有特征恒定的情況下，為使姚二、三段各井曲線的形態(tài)一致，在各曲線標準化的基礎上，再對除聲波曲線外的曲線進行歸一化處理[10]，即研究區(qū)內(nèi)20口井的曲線數(shù)值范圍規(guī)范到固定區(qū)間，以保證其貢獻的一致性(圖8為曲線標準化歸一校正圖)。采用如下公式對研究區(qū)各曲線進行歸一化：

(5)

式中：Xg，i為歸一化后曲線的各樣點值；Xi為原曲線各樣點值；Xmin為該曲線所有樣點中的最小值；Xmax為該曲線所有樣點中的最大值；n為曲線的樣點數(shù)。

“以謠生利”，“謠”為“利”來，切斷了兩者之間的聯(lián)系，“謠”自然就減少了。鑒于當前謠言已經(jīng)嚴重擾亂經(jīng)濟秩序和社會秩序，必須從法律上明確造謠責任，讓惡意造謠者付出應有代價。因造謠而產(chǎn)生的收入，不能“落袋為安”，對于這一問題也應該有所規(guī)范。就平臺方來說，處理也不能“對號不對人”，應該把號背后的人列入黑名單，嚴格準入資格，不再為其提供造謠機會。

在多井研究中，曲線歸一化處理是必要的，但是在實際工作中，應針對不同地區(qū)及其地質(zhì)規(guī)律采用相應的處理方法。

圖8 曲線標準化歸一化矯正圖

2 測井約束地震反演

2.1 反演效果

根據(jù)本區(qū)巖性特點和儲層預測要求，選擇基于模型的測井約束反演方法，以測井資料豐富的高頻信息和完整的低頻成分補充地震資料有限帶寬的不足，用已知地質(zhì)信息和測井資料作為約束條件，推算出高分辨率的地層波阻抗資料，為儲層厚度精細描述提供可靠的依據(jù)[11-14]。

高品質(zhì)的測井資料是提高地震反演和儲層預測研究精度的保障。曲線處理之后，進行波阻抗反演分析，通過處理前后效果對比分析可以發(fā)現(xiàn)曲線對反演效果影響很大。如塔234、塔231井，處理前受到周圍井曲線的影響，整體砂體不發(fā)育，砂體刻畫不明顯，與實際地質(zhì)資料及生產(chǎn)資料差異很大；處理后，該井井點砂巖分布合理，與實際地質(zhì)資料符合率高。由此看出，曲線處理推廣全區(qū)后，地震反演預測砂體分布合理，縱向有明顯的分帶性，橫向連通性好，反演結果與實際地質(zhì)信息吻合度高。在強調(diào)了整體相關性的同時，從整體上對儲層屬性的空間分布提供了不確定性的度量，又反映了儲層空間的非均質(zhì)性，使得反演的儲層分辨能力大大增強。

2.2 精度分析

塔34區(qū)塊姚二、三段砂體類型為三角洲前緣水下分支河道砂體，次生孔隙為次，屬于中孔、中滲型儲層?？紫抖日w分布在4.6%～29.33%之間，滲透率多處于1×10-3μm2以上，以中-高滲透類為主。

表1 塔34區(qū)塊20口井精度分析表

圖9 20口井處理前孔隙度與處理后孔隙度對比圖

通過測井資料處理后反演結果可以發(fā)現(xiàn)，砂體響應及預測效果明顯，處理后反演砂體與井上原始砂體高度吻合。圖10為參與井處理后反演結果單井砂體吻合圖。經(jīng)過反演砂巖厚度結果分析，處理后砂巖厚度平均絕對誤差為0.97%，平均相對誤差為6.74%。高吻合度的同時提高了反演結果的縱向分辨率以及砂體連通性，為儲層綜合評價工作提供了可靠基礎數(shù)據(jù)。

圖10 參與井處理后反演結果單井砂體吻合圖

為了驗證反演結果的可靠性即控制反演的穩(wěn)定性，需要增加驗證井對反演結果進行驗證。驗證井來自兩個部分，一是在反演之前每個區(qū)塊選擇2～3口井；二是新鉆井作為驗證井。通過驗證井參與反演前后對比，反演結果穩(wěn)定性較好。

2.3 應用

結合反演研究基礎，綜合研究區(qū)地質(zhì)條件、圈閉、沉積、臨井等情況外擴優(yōu)勢開發(fā)區(qū)，并提供反演預測砂巖厚度在4～8 m，處于巖性圈閉，與臨井構造和成藏特征相似，或臨井本身為產(chǎn)油開發(fā)井的鉆探目標井5口。

3 結論

通過塔34區(qū)塊姚二、三段測井曲線處理方法的應用研究，得出以下結論：

1) 三維地震趨于完善后，測井曲線的精細處理研究應該成為提高地震反演預測、砂體刻劃、油氣分布等技術精度的關鍵突破點。結合研究區(qū)實際地質(zhì)情況，綜合多種算法分析，優(yōu)選最佳處理方法來增強對后期工作的指導作用。

2) 基于趨勢面的曲線處理方法對塔34區(qū)塊的測井曲線有精準的校正，特別是有效地解決了該區(qū)由于巖性發(fā)育所造成的各種區(qū)域地質(zhì)影響，使其與實際地質(zhì)信息高度一致。

3) 本次針對塔34區(qū)塊所選取的4次標準化系數(shù)對研究區(qū)測井曲線刻畫效果最為準確，對后期地震反演工作提供了保障，能夠進一步準確地指導該區(qū)科研和生產(chǎn)工作。

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(編輯：龐富祥)

Study of Logging Curve Processing Methods inTa34 Block Seismic Inversion

LI Yihe1,3，WANG Dianju2，WANG Jia3，GU Haiyan3

(1.EarthSciencesInstitute,NortheastPetroleumUniversity,Daqing,Heilongjiang163318,China;2.EarthandSpaceScienceInstitute,PekingUniversity,Beijing100871,China;3.ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofDaqingOilfieldCompany,Daqing,Heilongjiang163318,China)

In recent years,for the logging information in shallow reservoir sand characterization study of Songliao Basin,there exist some issues,e.g.,large difference exists between curves,logging data are not unified,reservoir sand body prediction can not meet the requirements of higher accuracy.Logging curve processing can effectively eliminate the systematic error of the data and is the critical basic work to improve the knowledge of reservoir sand body,reservoir prediction and hydrocarbon accumulation precision in new description.Combined with the practical situation of geological data,the paper optimized logging curve processing methods by fitting the trend surface development of Yao No.2 and No.3 section in Ta34 block.Inversion analysis with four sets of standardization coefficients gives the most accurate characterization of logging curves in Ta34 block.This methods could effectively contain various regional geological effects caused by the development of rock in this area,and provide highly consistent logging data to improve development precision.

Ta34 block；well log；normalization；seismic inversion；trend surface

1007-9432(2015)06-0666-06

2015-08-28

中國石油天然氣股份公司重大專項資助：大慶探區(qū)非常規(guī)油氣勘探開發(fā)關鍵技術研究與現(xiàn)場試驗(2012E-2603-02)； 東北石油大學研究生基地創(chuàng)新培養(yǎng)基金資助：松遼盆地北部西斜坡層序格架與巖性圈閉評價(YJSJD2015-003NEPU)

李一赫(1988-)，女，哈爾濱市人，博士生，主要從事地震沉積學研究，(E-mail)chichiyimuzi@126.com，(Tel)15776559006

P618.13；P631.84

A

10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2015.06.007