基于波形聚類的沉積微相定量解釋技術(shù)研究
——以中東地區(qū)X油田為例

徐 海,都小芳,高 君,孫紅軍,鄭 磊,陸紅梅,胡 鵬

(1.中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院,北京100871;2.中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司研究院烏魯木齊分院,新疆烏魯木齊830016;3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院,北京100083)

精確的沉積微相研究是(隱蔽性)油氣藏高效勘探與開發(fā)的基礎(chǔ)[1]。傳統(tǒng)沉積微相分析一般基于地質(zhì)工作者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行大量人工識(shí)別,可重復(fù)操作性較差,工作效率較低,難以客觀地刻畫沉積微相[2]。隨著地震勘探技術(shù)方法的飛速發(fā)展,海量三維地震數(shù)據(jù)資料極大地豐富了人們識(shí)別與理解地質(zhì)現(xiàn)象的手段與途徑。地震波形分類屬性的分析方法最早于1982年由Naaman Keskes 等提出,并應(yīng)用于二維地震測(cè)網(wǎng)的追蹤研究[3-4]。1984年,SIBILLE[5]較為系統(tǒng)地提出了波形聚類分析基本原理,即根據(jù)地震反射界面中同相軸排列組合的多種屬性(雜亂、波狀、平行和復(fù)合波形),采用多元統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行歸類,并將其初步用于地震相分析研究。早期主要應(yīng)用于無井監(jiān)督的地震相分類[6-7],之后隨著計(jì)算機(jī)硬件的快速發(fā)展,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫丶s束下的自動(dòng)分類。2000年前后地震相分類技術(shù)被成功移植到一些主流解釋軟件平臺(tái),廣泛應(yīng)用于沉積相定性-半定量分析中。

目前比較成熟的自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一類無教師示教神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),具有自組織、自適應(yīng)性的聚類功能。當(dāng)其應(yīng)用于復(fù)雜地質(zhì)現(xiàn)象的無監(jiān)督分類時(shí),其分類數(shù)因個(gè)人經(jīng)驗(yàn)差異在一定深度上削弱了“無監(jiān)督”分類法的價(jià)值;若采用井控約束下的有監(jiān)督分類,其可保證井周沉積相預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,但受分類參數(shù)、時(shí)窗、古地貌等的綜合影響,難以保證大范圍內(nèi)的非井控區(qū)的沉積相預(yù)測(cè)精度。在當(dāng)前“勘探開發(fā)一體化研究”的大背景下,3D地震解釋與預(yù)測(cè)工作正逐步從傳統(tǒng)意義上的面向勘探轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蚋〕叨鹊拈_發(fā)目標(biāo)延伸[8-10],同時(shí),也由盆地級(jí)別的地質(zhì)建模向儲(chǔ)層精細(xì)沉積微相建模轉(zhuǎn)變,因而對(duì)其工作的時(shí)效與精度也提出了新的挑戰(zhàn)?？碧浇?jīng)驗(yàn)表明,以波形分類為基礎(chǔ)的地震相預(yù)測(cè)研究能夠有效篩選有利勘探目標(biāo),可為勘探開發(fā)部署工作提供直接依據(jù)[11],但其具體應(yīng)用受限于不同勘探階段、地質(zhì)背景、地震資料品質(zhì)、儲(chǔ)層物性與流體分布差異、井-震標(biāo)定與層序界面的解釋精度以及現(xiàn)階段聚類方法與參數(shù)選取等多方面因素影響[12]。因此,為最大程度地降低或消除以上不利因素的影響,提高地震波形-沉積微相的識(shí)別精度,本次研究以中東地區(qū)伊朗X油田白堊系碳酸鹽巖礁灘儲(chǔ)層沉積微相預(yù)測(cè)為例,依次開展了地震資料品質(zhì)分析與處理、井震聯(lián)合高精度垂直各向異性(VTI)標(biāo)定、地層掃描解釋、波形微相預(yù)測(cè)參數(shù)等研究工作。在區(qū)內(nèi)高精度、高頻地震層序格架下,將傳統(tǒng)無監(jiān)督分類與井震有監(jiān)督聚類有機(jī)地相結(jié)合,系統(tǒng)性地開展了基于“無井監(jiān)督+有井監(jiān)督”的自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的波形聚類定量分析的解釋技術(shù)研究,實(shí)現(xiàn)了高精度沉積微相的定量表征,解決了導(dǎo)致產(chǎn)能差異變化大的生產(chǎn)難題,進(jìn)而為提高開發(fā)儲(chǔ)量預(yù)測(cè)精度、指導(dǎo)不同相帶的開發(fā)部署提供依據(jù)。

1 波形聚類影響因素分析

地震波形的總體變化是地震波振幅、頻率、相位綜合作用的結(jié)果,是地下地質(zhì)體物理性質(zhì)差異的直觀反映?；诘卣鸩ㄐ蔚姆诸惣夹g(shù)可刻畫地震波形的細(xì)微差異[13]。地震波的波形分類一般使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),根據(jù)地震道的波形特征,在某一時(shí)窗范圍內(nèi)根據(jù)模型道模擬人腦思維,逐道對(duì)地震數(shù)據(jù)的橫向變化進(jìn)行對(duì)比訓(xùn)練,形成平面離散的“地震相”。同時(shí),根據(jù)已知鉆井地質(zhì)信息標(biāo)定,對(duì)其進(jìn)行平面歸類處理與綜合地質(zhì)解釋,從而實(shí)現(xiàn)地震相的半定量化與定量化研究。但是,在波形聚類過程中,聚類結(jié)果與地質(zhì)認(rèn)識(shí)往往會(huì)受多種因素的綜合影響,比如地震數(shù)據(jù)質(zhì)量、聚類方法、聚類參數(shù)選取、地震相與沉積相間的量化原則等。所以,在沉積微相定量表征前,需對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)質(zhì)量與方法進(jìn)行精細(xì)分析與研究。

1.1 有監(jiān)督聚類與無監(jiān)督聚類

利用主成分分析(PCA)法進(jìn)行多屬性降維去噪是一種可以突出有效波和壓制干擾波,提高地震資料品質(zhì)的通用方法,被普遍用于波形聚類的預(yù)處理中。若根據(jù)波形-微相預(yù)測(cè)過程中是否有井的參與,可進(jìn)一步劃分為“PCA+神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無監(jiān)督”和“PCA+神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有監(jiān)督”兩種不同的操作流程。其中采用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自組織、自適應(yīng)性以及聚類功能,但由于在運(yùn)用過程中,是以某些相似性或差異性指標(biāo)為基礎(chǔ),鑒于指標(biāo)選取的非唯一性,經(jīng)驗(yàn)聚類參數(shù)選取的差異在一定程度上削弱了波形分類法的價(jià)值,影響了沉積微相預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

1.2 聚類敏感參數(shù)分析

在具體波形聚類過程中,其預(yù)測(cè)精度直接取決于時(shí)窗大小、聚類數(shù)、激勵(lì)函數(shù)、迭代次數(shù)4個(gè)重要參數(shù)?；谝话憬?jīng)驗(yàn)的積累,傳統(tǒng)做法都遵循以下4項(xiàng)原則,即:①波形-沉積相劃分時(shí),受層位解釋精度的限制,分類時(shí)窗一般采用大于半個(gè)波形的等時(shí)時(shí)窗;②為了匹配測(cè)井沉積相,聚類數(shù)一般定為7～15類;③一般認(rèn)為,運(yùn)用激勵(lì)函數(shù)會(huì)使得信號(hào)和噪聲同時(shí)放大,但放大的主要是地震的高頻噪聲,不建議使用;④受早期計(jì)算器運(yùn)算速率的限制,在基本保證預(yù)測(cè)精度的前提下,為避免迭代次數(shù)過多而影響工作效率,通常以30次為迭代次數(shù)上限。

基于以上原則,波形聚類可較好地解決大尺度規(guī)模下沉積亞相預(yù)測(cè),但對(duì)于開發(fā)區(qū)精細(xì)建模的目的層而言,地震反射的一個(gè)波形內(nèi)往往包含3～5個(gè)小層,若采用現(xiàn)有方法與經(jīng)驗(yàn)參數(shù)實(shí)現(xiàn)單一小層小尺度下的沉積微相定量預(yù)測(cè)非常困難。為此,基于油藏地質(zhì)建模精細(xì)定量表征研究的需要,筆者嘗試通過對(duì)相應(yīng)的處理方法與聚類參數(shù)(如PCA降維去噪、分類數(shù)、激勵(lì)函數(shù)等)進(jìn)行理論分析與參數(shù)的試驗(yàn)研究,在技術(shù)上探索利用地震波形實(shí)現(xiàn)沉積微相定量劃分的可能性。

1.2.1 PCA主成分降維去噪試驗(yàn)

當(dāng)分類數(shù)與其它參數(shù)固定,以時(shí)間厚度范圍小于半個(gè)相位的第15小層為例進(jìn)行PCA主成分降維去噪實(shí)驗(yàn)。圖1a顯示了PCA為7時(shí),主要信號(hào)分量已占比99.8%,噪聲占比0.2%的結(jié)果,但隨著PCA增大到13和33時(shí),圖1b與圖1c中潮道細(xì)節(jié)刻畫愈加清晰。所以,對(duì)于高信噪比且小于半個(gè)波形的波形聚類,采用PCA降維壓制相干噪聲,在一定程度上會(huì)削弱高頻有效信號(hào),不利于巖性的邊界刻畫。

1.2.2 波形分類試驗(yàn)

以上參數(shù)固定,隨著分類數(shù)增加,分類數(shù)由7類逐漸增加至30類時(shí),潮道與潮灘邊界刻畫的清晰度逐漸增加(圖2a,圖2b與圖2c)。所以,傳統(tǒng)的7～15類分類方法不一定適用于小時(shí)窗內(nèi)波形相對(duì)變化的精細(xì)分類。

圖2 分類數(shù)實(shí)驗(yàn)(無監(jiān)督)a 分類數(shù)為7;b 分類數(shù)為15;c 分類數(shù)為30

1.2.3 Sigma激勵(lì)函數(shù)試驗(yàn)

Sigma是在波形聚類過程中對(duì)高頻信號(hào)或噪聲的能量起到放大或減弱作用的一個(gè)非線性功率函數(shù),有效值域范圍一般在0.1～1.0之間。圖3a,圖3b與圖3c為其它參數(shù)固定,Sigma激勵(lì)函數(shù)σ由0.1變化為1.0的弱信號(hào)放大試驗(yàn)。隨激勵(lì)函數(shù)的增大,弱高頻有效信號(hào)所刻畫潮道與潮灘細(xì)節(jié)的能力逐漸增強(qiáng)。所以,激勵(lì)函數(shù)在某種程度上也是影響地震相分類與細(xì)節(jié)刻畫的一個(gè)重要參數(shù)。

圖3 激勵(lì)函數(shù)實(shí)驗(yàn)(無監(jiān)督)a σ=0.1;b σ=0.5;c σ=1.0

2 處理-解釋一體化下波形-微相定量表征

為滿足儲(chǔ)層精細(xì)建模的需求,最大程度挖掘地震波所蘊(yùn)含的物理信息,克服采集噪聲的影響,研究中采用了處理-解釋一體化的研究思路,以降低或消除影響波形聚類的多種不利因素,從而實(shí)現(xiàn)高精度的波形-微相定量表征(圖4)。首先開展品質(zhì)分析與提高分辨率處理,使處理后的地震反射界面能夠清晰地反映微相的變化;然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開展高精度井震聯(lián)合的VTI標(biāo)定,以搭建高精度層序地層格架(4～5級(jí)層序),實(shí)現(xiàn)高頻地震層序界面約束下的波形相對(duì)變化、聚類敏感參數(shù)、地震波形以及微相橫向變化規(guī)律的預(yù)測(cè)研究;最后,基于地震沉積學(xué)與層序地層學(xué)原理,結(jié)合井眼微相(巖相),在縱橫向上對(duì)高頻層序內(nèi)的波形進(jìn)行連續(xù)標(biāo)定,并進(jìn)一步將精細(xì)的波形分類數(shù)粗化為與沉積微相相對(duì)應(yīng)的分類。最終,以此方法完成所有小層沉積微相的定量轉(zhuǎn)化,進(jìn)而為儲(chǔ)層微相的空間建模提供定量的訓(xùn)練信息,實(shí)現(xiàn)沉積微相(巖相)分類數(shù)與波形分類數(shù)相一致的定量表征研究。

2.1 處理解釋配套技術(shù)

2.1.1 多窗口保邊濾波與邊緣檢測(cè)技術(shù)

高信噪比、高分辨率、高保真度是地震數(shù)據(jù)處理追求的目標(biāo),而信噪比又是高分辨率和高保真度的基礎(chǔ)[14]。由于地下有利地質(zhì)體或構(gòu)造的反射信息往往相對(duì)較弱或處于反射信息復(fù)雜區(qū)域,其邊界往往難以確定,常規(guī)處理技術(shù)難以對(duì)其進(jìn)行精細(xì)刻畫[15-19]。研究區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖內(nèi)幕反射較弱,高頻散射干擾嚴(yán)重,追蹤解釋困難。若直接提高地震數(shù)據(jù)分辨率,散射噪聲也將相應(yīng)增強(qiáng),從而影響地震數(shù)據(jù)波形的相對(duì)變化。為此,采用多窗口保邊濾波技術(shù)壓制高頻散射噪聲,地震剖面中高頻散射噪聲得到很好的壓制,處理前后頻譜沒有變化(圖5a,圖5b),處理后數(shù)據(jù)(圖6a,圖6b)的信噪比明顯提高。

為更好地突出高頻有效信號(hào),以更清晰直觀的方式突顯反射相對(duì)較弱的地質(zhì)邊界,采用了邊緣檢測(cè)的處理方法[20-21],以實(shí)現(xiàn)對(duì)小而薄目標(biāo)體(儲(chǔ)層、構(gòu)造)的精細(xì)刻畫。對(duì)比結(jié)果顯示,邊緣檢測(cè)后許多細(xì)微的反射特征更加清晰細(xì)膩(圖7a,圖7b)。圖中A2區(qū)比A1區(qū)中同相軸數(shù)量明顯增多、B區(qū)由高頻散射得到很好的壓制、C區(qū)斷面成像更加清晰,視分辨率與信噪比得到明顯提高。處理前后頻譜對(duì)比顯示,信號(hào)的有效帶寬不變(圖8a,圖8b),處理后主頻譜向高頻移動(dòng)。綜合研究表明,利用以上兩種技術(shù)組合,可在保持波形相對(duì)關(guān)系不變的情況下,提高弱反射界面(地質(zhì)體)視分辨能力。利用此處理流程,可大大增強(qiáng)地震反射界面的細(xì)微變化,利于提高地震數(shù)據(jù)的構(gòu)造與巖性界面的解釋精度,有助于獲取高頻地震層序地層反射界面。

圖4 基于波形聚類的微相定量解釋技術(shù)流程

圖5 多窗口保邊濾波前(a)、后(b)頻譜對(duì)比

圖6 多窗口保邊濾波前(a)、后(b)剖面對(duì)比

圖7 邊緣檢測(cè)前(a)、后(b)剖面對(duì)比

圖8 邊緣檢測(cè)前(a)、后(b)剖面頻譜對(duì)比

2.1.2 地層掃描解釋技術(shù)

利用地層體掃描形成的高精度、高密度解釋界面可極大豐富地震地層學(xué)的內(nèi)涵,可快速高效、最大限度地挖掘地震反射所包含的波形變化信息。以下是研究區(qū)S儲(chǔ)層地震反射特征,其S儲(chǔ)層內(nèi)部包含5個(gè)油組,劃分為23個(gè)小層(圖9),累計(jì)時(shí)間厚度約180ms,大約6個(gè)周期,每個(gè)周期內(nèi)平均包含約4個(gè)小層。若采用傳統(tǒng)的單層解釋技術(shù)所獲得的層位數(shù)量有限(圖10a),使得其層序劃分精度與解釋效率均無法滿足沉積微相精細(xì)刻畫的要求。為彌補(bǔ)以上的不足,運(yùn)用地層掃描解釋技術(shù)最終在目的層段內(nèi)一次性獲取了200個(gè)高精度的地震反射界面(圖10b),為高頻層序地層界面的識(shí)別與高頻地震層序旋回的劃分奠定了基礎(chǔ)。

2.1.3 井震VTI精細(xì)標(biāo)定技術(shù)

在高精度巖性或薄互層油氣儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作中,層位標(biāo)定結(jié)果直接影響著地層掃描界面的定位與抽取、以及井旁地震相和沉積相的準(zhǔn)確識(shí)別[22-24]。受不同速度測(cè)量方法的差異與速度自身各向異性的影響,現(xiàn)有的層位標(biāo)定方法在不同程度上存在系統(tǒng)誤差[25-26]。

圖9 目的層地震反射與小層垂向分布

圖10 地層掃描解釋技術(shù)應(yīng)用前(a)、后(b)對(duì)比

為此本次研究以測(cè)井深-時(shí)轉(zhuǎn)換為標(biāo)尺,消除測(cè)井速度及其旅行時(shí)和地震速度及其旅行時(shí)之間的相對(duì)差異,在保持地震波組特征的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)井-震波形信息的精細(xì)匹配(圖11a,圖11b)。利用井震VTI高精度標(biāo)定結(jié)果與高密度地層掃描界面信息,準(zhǔn)確識(shí)別了具有地質(zhì)意義的高頻地震層序反射界面,構(gòu)建了高精度井震層序地層格架(四級(jí)/五級(jí)/六級(jí)),這為研究?jī)?chǔ)層內(nèi)部波形的相對(duì)變化,以及高頻地震層序內(nèi)的波形-微相聚類奠定了基礎(chǔ)。

圖11 VTI標(biāo)定與相對(duì)標(biāo)定對(duì)比(a)以及標(biāo)定后高精度井震層序格架(b)

2.2 基于“無監(jiān)督+有監(jiān)督”的波形定量聚類方法

為實(shí)現(xiàn)高頻地震層序約束下的波形-微相定量表征,在進(jìn)行地震波形聚類過程中,同時(shí)遵循了以下兩個(gè)原則:①井震相結(jié)合的波形標(biāo)定,用于定性判斷與研究高頻地震層序內(nèi)的波形相對(duì)變化;②依據(jù)高頻地震層序的巖性反射界面,獲取具有特定地質(zhì)意義的不等厚時(shí)窗,使其遵循同一沉積體的反射結(jié)構(gòu)和外形的能量匹配原則,用于研究反射體波形平面分類規(guī)律。但這種規(guī)律僅是波形、能量等屬性在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的分類,其聚類結(jié)果并不能與微相分類嚴(yán)格對(duì)應(yīng)。為實(shí)現(xiàn)波形與微相間的相互匹配,本次研究首先對(duì)初次波形進(jìn)行“無井監(jiān)督”精細(xì)分類,然后以單井平面微相與沉積認(rèn)識(shí)為指導(dǎo),進(jìn)行“有井監(jiān)督”的有效再聚類(圖12a),即將波形粗化為富有地質(zhì)意義的沉積相信息,實(shí)現(xiàn)波形-微相的定量表征與預(yù)測(cè)(圖12b)。

圖12 無監(jiān)督波形細(xì)分類(a)與相控監(jiān)督再聚類(b)示意

3 應(yīng)用效果分析

根據(jù)定量表征研究思路,為了便于綜合地質(zhì)分析與沉積微相的聚類,首先對(duì)研究區(qū)內(nèi)64口井目的儲(chǔ)層的井震響應(yīng)特征與巖性特征進(jìn)行了研究,用于定性判斷地震反射波形、測(cè)井相與沉積微相之間的映射關(guān)系,即地球物理響應(yīng)特征分析;其次,利用以上信息對(duì)井震信息進(jìn)行綜合標(biāo)定、整合后,劃分出符合地質(zhì)概念、地質(zhì)規(guī)律,并與地震反射信息相匹配的沉積微相,即井震綜合標(biāo)定與微相劃分。最后,將研究成果與傳統(tǒng)微相劃分結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析、交互檢驗(yàn),證明了結(jié)果的合理性。

3.1 地球物理響應(yīng)特征分析

其反射特征、電性特征與巖性的對(duì)應(yīng)關(guān)系大致可歸為以下3類:

1) 淺灘地震響應(yīng)特征為強(qiáng)峰強(qiáng)谷、強(qiáng)谷弱強(qiáng)峰相位、強(qiáng)谷弱峰相位組成,測(cè)井曲線特征為低自然伽馬(GR)、高聲波,主要巖性為生物骨架顆?；?guī)r;

2) 灘前與潮道地震相特征為弱波峰、中等波峰及弱強(qiáng)波峰波谷相位組成,測(cè)井曲線特征為低GR、低聲波,主要巖性為含泥及遠(yuǎn)洋生物化石的粒泥灰?guī)r、泥屑灰?guī)r、含泥灰?guī)r;

3) 灘間與瀉湖地震相以弱1/2波谷波峰為主,測(cè)井曲線特征為中等幅度GR和中等幅度聲波時(shí)差(AC)的特征,主要巖性為灰質(zhì)泥巖、粒泥灰?guī)r、灰泥灰?guī)r和泥灰?guī)r。

3.2 井震綜合標(biāo)定與微相劃分

利用4口巖心井,基于巖電震的綜合標(biāo)定建立了它們之間的相互映射關(guān)系?；谇拔牡谋碚鞣椒ㄅc相帶劃分原則,綜合了64口測(cè)井微相與其所對(duì)應(yīng)的地震反射信息,在古地貌恢復(fù)(圖13,圖15)與地質(zhì)模式指導(dǎo)下,以S5.2與S6.2小層為例,對(duì)各組波形(27類)進(jìn)行了微相橫向標(biāo)定與波形再聚類。圖14b聚類結(jié)果顯示,潮堤微相在北部呈面狀分布,中部與南部分布較為零星;中部主要發(fā)育潮池與潮間微相,鉆井顯示物性差、滲透率低;潮道呈北東南西向分布,鉆井顯示物性較差、滲透率較低(圖14b,粉紅色);中部的低洼處主要發(fā)育潮池微相,物性較差、滲透率極低;其余部分顯示的深黃與黃色部分為早期的淺灘與灘前微相(圖14b)。圖16a聚類結(jié)果顯示,淺灘微相主要分布在地貌高處(圖15中的①,②,③),對(duì)應(yīng)的沉積微相深黃色(圖16b),鉆井顯示物性好、滲透率高;在低洼處主要發(fā)育灘前微相,對(duì)應(yīng)沉積微相為黃色(圖16b),鉆井顯示物性差、滲透率低;淺灘與灘間洼地之間發(fā)育灘前微相,對(duì)應(yīng)沉積微相為淺藍(lán)色(圖16b),鉆井顯示物性一般、滲透率一般。

圖13 小層S5.2古地貌與地震屬性耦合

圖14 小層S5.2井震微相平面標(biāo)定與聚類a 無監(jiān)督地震相細(xì)分類;b 相控監(jiān)督再聚類;c 井點(diǎn)平面微相

圖15 小層S6.2儲(chǔ)層古地貌與地震屬性耦合

圖16 波形微相定量表征與傳統(tǒng)微相劃分對(duì)比a 波形精細(xì)分類;b 波形微相聚類;c 前人得到的沉積微相

3.3 波形微相定量表征與傳統(tǒng)微相劃分對(duì)比

圖16b與圖16c分別為同一儲(chǔ)層S6.2的波形-微相定量表征結(jié)果與前人得到的沉積微相。經(jīng)對(duì)比可明顯看出,兩種微相的劃分結(jié)果在地貌高點(diǎn)井點(diǎn)處的沉積微相都能一一吻合,但在具體相帶展布與沉積細(xì)節(jié)上卻存在很大差異?？赡苁芙?jīng)典礁灘分布模式的影響,圖16c相帶劃分更接近于理論模式,其礁灘的分布范圍較小;而基于本文的定量解釋技術(shù)獲取的波形-沉積微相,其在古地貌分布與相帶展布上,不但符合礁灘沉積的理論分布模式與井點(diǎn)微相的符合率,而且還能確保預(yù)測(cè)的沉積微相在空間分布上的合理性。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)相控模擬驗(yàn)證顯示,波形-微相與井孔微相的吻合率在85%以上,能夠很好地反映非均質(zhì)孔隙性碳酸鹽巖相帶分布,其剩余誤差可利用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行優(yōu)化校正。這種微相定量解釋技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中,可較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)沉積相帶與物性變化,有利于研究因相帶變化引起的油氣產(chǎn)能的變化,可為地質(zhì)建模、儲(chǔ)量計(jì)算等提供較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)分析數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

基于波形-微相定量表征的解釋技術(shù)研究表明,地震資料的保幅處理與波形相對(duì)變化的保持是研究微相分類的前提,反射界面的成像、高頻地震層序界面的追蹤解釋、井震標(biāo)定是研究沉積微相的三個(gè)關(guān)鍵,聚類方法與參數(shù)選擇是沉積微相定量表征的核心。基于一體化地球物理研究思路,利用波形-微相的定量表征方法可較為準(zhǔn)確地刻畫非均質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的縱橫向分布,是非均質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層巖相預(yù)測(cè)的有效方法之一,可推廣到其它類似沉積環(huán)境的儲(chǔ)層研究。但在實(shí)際應(yīng)用中需要注意:

1) 對(duì)于高保真高信噪比地震資料,PCA降維去噪分類不利于刻畫微相;

2) 波形聚類的分類增加可增強(qiáng)微相表征能力,但不利于巖相聚類;

3) sigma激勵(lì)函數(shù)增大利于放大弱信號(hào),雖放大噪聲,但總體利于微相分類;

4) 精細(xì)地震相分類取決于相應(yīng)配套地球物理技術(shù),如處理、標(biāo)定與精細(xì)層序界面解釋;

5) 精細(xì)沉積微相分類取決于相應(yīng)沉積模式指導(dǎo)與巖相分類(沉積模式與巖相標(biāo)定)。

致謝:本研究工作在后續(xù)井震聯(lián)合地質(zhì)建模、油藏開發(fā)工作中的有效應(yīng)用,得到了中石化勘探開發(fā)研究院開發(fā)地質(zhì)專家杜秀娟、張德民等,測(cè)井專家李艷華,油藏專家高慧梅等在不同學(xué)科間的有效交互驗(yàn)證以及項(xiàng)目組相關(guān)人員的幫助,在此一并感謝。