綜合多種反演技術(shù)預(yù)測儲層含油有利區(qū)
——以溱潼凹陷帥垛-茅山區(qū)阜三段為例

楊曉榕，謝銳杰，楊亞華

（長江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢 430100）

綜合多種反演技術(shù)預(yù)測儲層含油有利區(qū)
——以溱潼凹陷帥垛-茅山區(qū)阜三段為例

楊曉榕，謝銳杰，楊亞華

（長江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢 430100）

帥垛區(qū)油氣賦存狀態(tài)受背斜構(gòu)造背景、斷裂復(fù)雜化作用、儲層砂體非均質(zhì)性以及泥巖隔層等因素的共同作用，油氣水關(guān)系十分復(fù)雜，各主要含油砂層斷塊的油藏邊界尚不清楚。如何運(yùn)用反演技術(shù)預(yù)測儲層含油有利區(qū)是該區(qū)油氣勘探的關(guān)鍵問題。通過地層、巖石物理特征、儲層等方面的成果的綜合分析研究的基礎(chǔ)上，探索用3種反演方法進(jìn)行含油性預(yù)測?；诘卣鹳Y料，根據(jù)約束稀疏脈沖反演得到的波阻抗剖面再結(jié)合隨機(jī)反演得到的反演砂體厚度圖預(yù)測砂體富集區(qū)，利用多參數(shù)反演預(yù)測砂巖含油性，判斷潛在有利區(qū)，結(jié)合3種反演方法可以較好的預(yù)測含油有利區(qū)。結(jié)果顯示:此方法能比較完整地保留地震反演的基本特征，不存在多解性問題，并能較好的對儲層進(jìn)行含油有利區(qū)的預(yù)測。

溱潼凹陷； 波阻抗反演 ； 隨機(jī)反演； 多參數(shù)反演； 含油有利區(qū)

0 前 言

帥垛—茅山區(qū)帶所處溱潼凹陷是蘇北盆地東臺坳陷的一個次級構(gòu)造單元，南以斷階帶與泰州凸起相接，東以小海、梁垛凸起與海安凹陷相隔，北與博鎮(zhèn)—吳堡低凸起相接，呈南斷北超的箕狀特征，阜三段沉積主要為三角洲前緣席狀砂和遠(yuǎn)端壩砂與泥互層沉積，席狀砂巖較為發(fā)育，憑借著較好的分選、磨圓及有利的粒度，常常成為三角洲沉積體系內(nèi)優(yōu)質(zhì)儲集層的發(fā)育地帶［1-3］。前人的研究顯示［2-3］：由于帥垛區(qū)油氣賦存狀態(tài)受背斜構(gòu)造背景、斷裂復(fù)雜化作用、儲層砂體非均質(zhì)性以及泥巖隔層等因素的共同作用，油氣水關(guān)系十分復(fù)雜。而地震反演是儲集層橫向預(yù)測的核心技術(shù)，可用于油氣勘探開發(fā)的各個階段，通過利用更多的鉆井進(jìn)行約束，提高地震反演的分辨率和［4-5］。本文主要以溱潼凹陷帥垛區(qū)阜三段進(jìn)行儲層預(yù)測，通過數(shù)據(jù)采集、處理與解釋等流程，推測地下巖層結(jié)構(gòu)和物性參數(shù)的空間分布，根據(jù)約束稀疏脈沖反演得到的波阻抗剖面再結(jié)合隨機(jī)反演預(yù)測砂體富集區(qū)，利用多參數(shù)反演預(yù)測砂巖含油性，判斷潛在有利區(qū)，綜合3種反演方法預(yù)測含油有利區(qū)并得到油氣分布特征。

1 巖石物理特征

本次巖石物理物性統(tǒng)計以砂巖干層、砂巖油層和泥巖為主.其中，砂、泥巖物性關(guān)系統(tǒng)計和油水層特征統(tǒng)計（包括波阻抗統(tǒng)計和電阻率統(tǒng)計）用了15口井。根據(jù)帥垛區(qū)阜三段的巖石物理特征分析得到的交匯圖（圖1）可以看出：a泥巖顯示高伽馬（GR）值，砂巖顯示低伽馬（GR）值，依據(jù)伽馬值區(qū)分砂泥巖的門限值為90 API。b泥巖伽馬值范圍在90～145 API左右；砂巖伽馬值范圍在20～90 API左右。c從橫向上看，研究區(qū)泥巖波阻抗值一般在4 500～8 500 g·m/（s·cm3）左右，砂巖波阻抗值一般在8 200 ～ 14 000 g·m/（s·cm3）左右。巖石電阻率與巖性、儲油物性、和含油性有著密切的關(guān)系。可以根據(jù)深、淺電阻率差值劃分油水層。

帥垛—茅山區(qū)帶深、淺電阻率差值及真電阻率的統(tǒng)計結(jié)果見圖2。

圖1 帥垛—茅山區(qū)帶部分井GR-波阻抗交會

圖2 帥垛—茅山地區(qū)深、淺電阻率差—深度統(tǒng)計

從總體特征來看，帥垛—茅山區(qū)帶的深淺電阻率差呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，基本上符合砂巖水層＜砂巖干層＜砂巖油層，對應(yīng)砂巖水層段的RILM值在-2 Ω·m以下，砂巖干層段的RILM值在-1 Ω·m左右；砂巖油層段的RILM值在1 Ω·m以上。利用深淺電阻率差值可以將大部分的砂巖油層區(qū)分開來?；诟啡蔚膸r石物理特征了解到要結(jié)合多種方法反演方法對目的層段進(jìn)行分步預(yù)測。

2 波阻抗反演聯(lián)合隨機(jī)反演預(yù)測砂體富集帶

2.1 約束稀疏脈沖反演

常規(guī)波阻抗反演可以區(qū)分砂泥巖［7］，在帥垛—茅山區(qū)帶，波阻抗門限值設(shè)置為（4.7x-2 133）g·m/（s·cm3），大于該門限值為砂巖，小于該門限值為泥巖。

2.1.1 子波估算

地震子波的好壞直接影響波阻抗和測井曲線反演的質(zhì)量［8］。本次主要采取反復(fù)疊代標(biāo)定過程。在本區(qū)標(biāo)定時，首先提取雷克子波將大的地質(zhì)分層標(biāo)定好，然后提取井旁道子波進(jìn)行目的層的標(biāo)定?？紤]到地震反射資料的頻率、相位等特征在同一工區(qū)內(nèi)變化不大，同時照顧到后續(xù)的反演處理模塊對子波的要求，利用工區(qū)內(nèi)每口井分別估算的井旁道子波求取了一個平均子波，最后利用平均子波進(jìn)行了目的層的第3輪精細(xì)標(biāo)定。

2.1.2 建立模型

本次基于地震資料直接轉(zhuǎn)換的約束稀疏脈沖反演方法采用的軟件為Jason軟件，它是通過地層沉積模式的引入，將地質(zhì)、地震、測井有機(jī)的結(jié)合起來，互相補(bǔ)充與驗證［9］，減少其最終結(jié)果的多解性。其中研究通過EarthModel模塊計算低頻模型時必須加入包含小層頂?shù)酌娴牡貙幽Ｐ涂蚣?。根?jù)試驗，地震子波選取由實際資料統(tǒng)計的零相位平均子波；反演處理時窗以層位框架控制。最后在該模型約束下將地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成低頻阻抗體。為了使殘差數(shù)據(jù)的信噪比最大利用QC參數(shù)計算模塊，進(jìn)行λ值的檢驗，拓寬了反演剖面頻譜，在對研究區(qū)進(jìn)行波阻抗反演處理時，選取λ值為16.4，提高了分辨率。波阻抗剖面圖中黃色代表砂體富集帶。

2.2 隨機(jī)反演

根據(jù)前面的巖石物理統(tǒng)計研究表明，砂巖和泥巖的波阻抗分布范圍不同，波阻抗與深度，流體性質(zhì)也有一定關(guān)系［10-11］，可能出現(xiàn)淺層砂巖波阻抗值與深層泥巖波阻抗的值范圍重疊。這里選（4.7x-2 133） g·m/（s·cm3）為門檻值 ， 得到砂泥巖反演巖性體（圖 3）。

圖3 過顧3、帥5-9、帥5-13巖性反演剖面

3 多參數(shù)反演預(yù)測砂巖含油性

研究區(qū)的巖石物理研究表明：帥垛—茅山區(qū)帶阜三段的干層與含油砂層在深淺雙側(cè)向電阻率之差上存在一定差別，電阻率可以大體劃分含油砂層段。

3.1 多參數(shù)反演

所謂多參數(shù)巖性地震反演就是在分析儲層的巖性、電性特征基礎(chǔ)上，選取多個對巖性區(qū)分敏感的儲層參數(shù)，與地震信息建立聯(lián)系，通過非線性函數(shù)映射和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)預(yù)測出整個巖性參數(shù)數(shù)據(jù)體，達(dá)到巖性識別和儲層預(yù)測的目的。他實質(zhì)上是一種地震—測井聯(lián)合地震反演方法，對于一些特殊儲層和薄儲層有獨(dú)特優(yōu)勢。

本次試驗主要利用Jason軟件的InverMod模塊。InverMod多參數(shù)巖性地震反演是一種基于模型的多參數(shù)巖性地震反演技術(shù)，他綜合了地質(zhì)、地震、測井等各類信息求得儲層參數(shù)，建立三維儲層參數(shù)屬性模型，根據(jù)地震資料反演出各種儲層地質(zhì)信息，克服了常規(guī)地震反演技術(shù)只能反演聲波、密度和波阻抗3種有限信息的缺陷，可以更加有效地進(jìn)行儲層預(yù)測和描述。

3.2 含油潛在有利區(qū)預(yù)測

由多參數(shù)反演得到的電阻率體，再結(jié)合約束稀疏脈沖反演得到的砂泥巖體，可以剔除泥巖電阻率，保留砂巖段電阻率。巖石物理統(tǒng)計表明，帥垛-茅山區(qū)帶電阻率值大于1.5 Ω·m，含油層的概率比較大。取大于1.5 Ω·m作為有利區(qū)（圖4），并由此得到反演剖面圖，黃色代表潛在有利區(qū)。

圖4 電阻率差反演剖面

4 3種反演技術(shù)預(yù)測效果分析

圖5 溱潼凹陷帥垛—茅山地區(qū)阜三段油組含油面積及有利區(qū)平面分布

帥垛—茅山區(qū)帶目標(biāo)層段內(nèi)，泥巖波阻抗值一般在5 000 ～ 8 200 g·m/（s·cm3）左右，砂巖波阻抗值一般在8 200 ～ 12 000 g·m/（s·cm3）左右，根據(jù)反演砂體厚度圖（將砂體較為發(fā)育的地區(qū)單獨(dú)圈出）、帥垛-茅山區(qū)帶目標(biāo)層段內(nèi)，泥巖波阻抗值一般在5000-8200 g*m/（s*cm3）左右，砂巖波阻抗值一般在8200-12000 g*m/（s*cm3）左右，根據(jù)反演砂體厚度圖（將砂體較為發(fā)育的地區(qū)單獨(dú)圈出）、和反演剖面圖作出綜合分析，由此分析出4個油組的含油有利區(qū)和較有利區(qū)。經(jīng)過阜三段各種反演分析，油氣分布具有以下特征（圖 5）：橫向上，帥垛區(qū)各小層油氣主要分布在帥5井區(qū)，含油面積最大，含油范圍一直延伸到帥4井，為全區(qū)油氣最富集區(qū)帶；其次是帥5-20井區(qū)，局部有砂體發(fā)育，含油面積次之，油氣潛力巨大，有利區(qū)集中在帥5-12井附近，較有利區(qū)主要在帥5-14井附近；次之為帥北井區(qū)和帥8井區(qū)，含油范圍及厚度均較小，其中帥8區(qū)為巖性油氣藏?？v向上，阜三段I、III油組為主要含油層。三種反演技術(shù)結(jié)合在一起可以較好的預(yù)測含油有利區(qū) ，為此區(qū)塊油氣勘探開發(fā)提供了一定的幫助。次之，油氣潛力巨大，有利區(qū)集中在帥 5 ～ 12 井附近，較有利區(qū)主要在帥 5 ～ 14 井附近。

5 結(jié) 論

1） 基于地震資料直接轉(zhuǎn)換的約束稀疏脈沖反演方法能夠比較完整地保留了地震反演的基本特征（斷層、產(chǎn)狀），不存在基于模型方法的多解性問題，能夠明顯地反映巖相、巖性的空間變化。

2） 考慮到該區(qū)砂層斷塊的油藏邊界尚不清楚，油氣關(guān)系復(fù)雜，綜合多種反演技術(shù)能夠有效的提高預(yù)測的準(zhǔn)確性。通過波阻抗反演區(qū)分砂泥巖預(yù)測砂體富集區(qū)，利用隨機(jī)反演得到砂體厚度平面分布，再結(jié)合多參數(shù)反演預(yù)測含油有利區(qū)。

3） 經(jīng)過阜三段三種反演結(jié)合分析，油氣分布具有以下特征：本區(qū)有利區(qū)為帥5井區(qū)、帥5 ～ 20井區(qū)與帥北塊，砂體發(fā)育，含油面積最大，縱向上，阜三段I、III油組為主要含油層，砂體連續(xù)性好，厚度大，其中帥5井區(qū)開發(fā)井較多，可進(jìn)一步布置擴(kuò)邊井，擴(kuò)大含油面積；其次，較有利含油區(qū)帥8井區(qū)、帥西1井區(qū)附近砂體發(fā)育，含油面積較大，縱向上砂體連續(xù)性較好，厚度適中，成藏條件次之，可作為布井的后備。

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Combining Various Inversion Technique to Predict Favorable Oil Regions of Reservoirs ：A Case Study from Fu III M ember of Shuaiduo-maoshan Area in Qintong Depression

YANG Xiaorong，XIE Riujie，YANG Yahua
（Geophysics and Petroleum Resources of Yangtze University，Wuhan，Hubei 430100，China）

Oil and gas occurrence state of Shuaiduo area is affected by anticline structure background， complicated fracture effects，heterogeneity of reservoir sand and shale interlayer and other factors， where the relationship between water， gas and oil becomes very complex. Reservoir boundary of each main oil sand block is still unclear. The critical problem for oil and gas exploration of this area is how to use inversion techniques to predict favorable oil regions of reservoirs. Trough comprehensive analysis and research on results of stratums，rock physical features and reservoirs，three inversion methods have been used to predict oiliness. Based on seism ic data，wave impedance sections got from constrained sparse pulse inversion combining w ith inversion sand thickness maps got from random inversion can be used to predict sand enriching area. Multi-parameter inversion is used to predict sand oiliness， which can determine potential favorable areas. Combining three inversion methods could better predict oil favorable areas，Results indicate that this method can maintain basic characteristics of seism ic inversion more completely， where exists no multi-solution problem and can better conduct prediction on oil favorable areas of reservoirs.

Qintong Depression；Wave impedance inversion；Random inversion；Multi-parameter inversion；Oil favorable area

T155

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.03.050

2016-08-10

湖北省教育廳青年基金項目（Q200512003）

楊曉榕（1990-），女，湖北咸寧人，研究方向：層序地層學(xué)、沉積相和勘探研究，手機(jī)：15826512457，E-mail：454343537@ qq.com；通訊作者：謝銳杰（1965-），男，湖北咸寧人，教授，研究方向：層序地層學(xué)與沉積相研究，手機(jī)：13797469365，E-mail：xieruijie@yangtzeu.edu.cn.