東營凹陷深部儲(chǔ)層流度屬性提取及應(yīng)用

張軍華，王作乾，譚明友，于正軍，趙 杰，田志宏

（1.中國石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島266580；2.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院，山東東營257022）

表1 模型巖石物理參數(shù)

對(duì)該模型進(jìn)行廣義S變換（generalized s-transform，GST）時(shí)頻分析以及單道流度屬性提取，選取經(jīng)過油層的第31道（圖1b紅線所在位置），如圖2所示。可以看出：①模型的主頻為35Hz，流度屬性在35 Hz左右最為明顯，與所給定的儲(chǔ)層主頻相吻合；②與常規(guī)時(shí)頻譜對(duì)比，流度屬性對(duì)含油層更敏感，而背景噪聲和上下非儲(chǔ)層的界面信息得到有效抑制；③流度屬性從本質(zhì)上來說，就是通過求導(dǎo)來放大地質(zhì)體在頻譜上的異常，一階導(dǎo)數(shù)（成像屬性）不夠，一階導(dǎo)數(shù)平方做進(jìn)一步放大。

對(duì)該模型進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換（short-time fourier transform，STFT）和GST 時(shí)頻分析，選取35 Hz譜分析的單頻剖面和流度屬性單頻剖面做比較，結(jié)果如圖3所示。

從圖3 可以看出：①對(duì)于常規(guī)的譜分析方法，STFT 分辨率很低，預(yù)測厚度與模型厚度差別很大；GST 分辨率有明顯提高，但抗噪性能不強(qiáng)；②對(duì)于流度屬性的提取，STFT 由于時(shí)窗長度的選取不同，其約束能力也不同，流度屬性單頻剖面上會(huì)出現(xiàn)雙軸現(xiàn)象或橫向不均衡現(xiàn)象；GST 提取的流度屬性吻合度最高，含油層和干層出現(xiàn)不同強(qiáng)弱的能量團(tuán)，背景噪聲也比較干凈；③從理論推導(dǎo)來看，流度屬性與某個(gè)低頻的譜導(dǎo)數(shù)平方最具相關(guān)性，從模型分析看，將儲(chǔ)層主頻作為優(yōu)勢頻率為最好，以上認(rèn)識(shí)與圖2單道分析結(jié)論也完全一致；④模型模擬時(shí)，透鏡體中部沒有任何地層變化，使得透鏡體中部流度屬性沒有值，但實(shí)際資料儲(chǔ)層中的小層只要是有變化，頻譜上就會(huì)有異常，流度的值也會(huì)有變化，因此，儲(chǔ)層內(nèi)部情況在分辨率足夠的情況下是可以預(yù)測的。

圖2 單道譜分析與單道流度屬性提取效果a單道頻譜；b 單道流度屬性

圖3 常規(guī)譜分析與流度屬性理論模型識(shí)別效果的對(duì)比a STFT 單頻剖面；b GST 單頻剖面；c STFT 流度屬性單頻剖面；d GST 流度屬性單頻剖面

3 實(shí)際資料應(yīng)用

3.1 連井剖面分析

以東營凹陷東部陳官莊—王家崗三維工區(qū)為例，先選取一連井剖面（圖4a）進(jìn)行分析，剖面中包含兩種測井曲線，分別是SP曲線（藍(lán)色）和聲波時(shí)差曲線（紅色）。圖4a為原始地震剖面，研究區(qū)儲(chǔ)層為深部儲(chǔ)層，有兩套目的層，分別為沙四下（紅—橘）和孔一中（紫—黃），wx131井及wx132井孔一中儲(chǔ)層SP曲線呈負(fù)異常，聲波時(shí)差曲線值較低，但異常不明顯，孔一中儲(chǔ)層深部信號(hào)總體上強(qiáng)振、中頻、高連續(xù)特征明顯，常規(guī)儲(chǔ)層描述與預(yù)測方法對(duì)該儲(chǔ)層的預(yù)測效果不理想。先選取經(jīng)過孔一中儲(chǔ)層的單道（圖中黃色線所在道）進(jìn)行譜分析和流度屬性提取，確定最為有利的儲(chǔ)層頻率范圍。分析圖4b和圖4c可以看出，35 Hz為該儲(chǔ)層主頻，這一認(rèn)識(shí)與目標(biāo)層的地質(zhì)認(rèn)識(shí)一致。目標(biāo)層為干燥環(huán)境下沉積的一套薄互層地層，俗稱紅層，這是一套特殊的地層，該層地震波的主頻比其上、下地層中地震波的主頻要高。

圖5a、圖5b和圖5c分別為低頻（15 Hz）、中頻（35 Hz）和高頻（55 Hz）的流度屬性剖面。可以看到過低頻率和過高頻率流度屬性剖面，無論是沙四下儲(chǔ)層還是孔一中儲(chǔ)層效果都不好。通過35 Hz附近多個(gè)剖面的單頻剖面的對(duì)比，最終確定35 Hz為研究區(qū)目標(biāo)層的優(yōu)勢頻率。

圖4 單道流度屬性優(yōu)勢頻率確定a原始連井剖面；b 孔一中有利儲(chǔ)層單道頻譜；c孔一中有利儲(chǔ)層單道流度屬性

3.2 沿層切片對(duì)比

根據(jù)前面的分析，35 Hz頻率為儲(chǔ)層主頻，并將其作為求取儲(chǔ)層流度屬性時(shí)的優(yōu)勢頻率，為此對(duì)三維地震數(shù)據(jù)求取三維流度屬性數(shù)據(jù)體，提取沿層切片，對(duì)研究區(qū)重點(diǎn)目的層孔一中做典型解剖。圖6a為提取的流度屬性沿層切片，圖6b為井點(diǎn)厚度圖，可以看到流度屬性給出的分布范圍與井點(diǎn)厚度圖有很好的吻合度。作為對(duì)比，我們還提取了具有代表性的常用地震屬性——主頻和均方根振幅（圖7），也提取了其它多種屬性，對(duì)比后可以看出流度屬性的儲(chǔ)層預(yù)測效果要優(yōu)于常規(guī)地震屬性的儲(chǔ)層預(yù)測效果。

圖5 不同頻率流度屬性連井剖面比較a 15 Hz流度屬性剖面；b 35 Hz流度屬性剖面；c 55 Hz流度屬性剖面

圖6 孔一中儲(chǔ)層流度屬性沿層切片a 35 Hz流度屬性沿層切片；b 井點(diǎn)厚度圖

圖7 孔一中儲(chǔ)層常用地震屬性沿層切片a主頻；b 均方根振幅

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）流度屬性是滲流力學(xué)中的一個(gè)概念，定義為儲(chǔ)層滲透率與流體粘滯系數(shù)的比，在子波相對(duì)穩(wěn)定的條件下，可近似認(rèn)為它與低頻振幅譜對(duì)角頻率偏導(dǎo)數(shù)的平方成正比，可以應(yīng)用于儲(chǔ)層預(yù)測。

2）建立在時(shí)頻分析基礎(chǔ)上的流度屬性計(jì)算依賴于譜分析的精度，基于廣義S變換的儲(chǔ)層流度屬性較短時(shí)傅里葉變換和小波變換精度要高、抗噪能力也強(qiáng)。

3）流度屬性因?yàn)榕c頻譜的偏導(dǎo)數(shù)有關(guān)，它對(duì)油氣藏的識(shí)別能力無論是形態(tài)還是分布范圍，較常規(guī)的單頻分解要好。

4）以往人們計(jì)算流度采用的是較低的頻率，本文研究的東營深層主頻較高，我們用這一較高的主頻提取的流度屬性，效果明顯好于主頻、均方根振幅等常規(guī)屬性，拓展了流度屬性的應(yīng)用范圍。

5）理論上來說，本文方法也適用于淺部儲(chǔ)層，相關(guān)研究需要深入探討；另外，流度屬性嚴(yán)格意義上還應(yīng)能識(shí)別油、氣、水等不同流體，受資料品質(zhì)、埋深等限制，目前還沒能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。