測(cè)井約束地震反演在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

康紅慶，馬春華，宋考平

(1.中油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163511; 2.教育部提高油氣采收率重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163000)

測(cè)井約束地震反演在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

康紅慶1，馬春華1，宋考平2

(1.中油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163511; 2.教育部提高油氣采收率重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163000)

AB油田的聲波測(cè)井曲線(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層的響應(yīng)差異不明顯，因此選擇對(duì)儲(chǔ)層反映明顯的自然電位曲線(xiàn)替換聲波曲線(xiàn)，即利用相鄰井的時(shí)深關(guān)系把自然電位曲線(xiàn)重構(gòu)成具有聲波曲線(xiàn)量綱的新曲線(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，將測(cè)井曲線(xiàn)的高頻信息和三維地震資料精細(xì)、三維可視化的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行井約束地震反演，對(duì)井間儲(chǔ)層進(jìn)行預(yù)測(cè)。反演結(jié)果表明，4 m以上砂體識(shí)別率為97.9%，主力油層井間河道砂體分布準(zhǔn)確率達(dá)到80%以上。

測(cè)井約束地震反演;聲波曲線(xiàn)重構(gòu);儲(chǔ)層預(yù)測(cè);砂體識(shí)別;AB油田

引言

測(cè)井約束地震反演是目前儲(chǔ)層反演最實(shí)用、最完善的方法之一［1－5］，也是儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)的核心內(nèi)容。采用普通地震資料進(jìn)行反演，通常受地震頻帶寬度的限制，其精度和分辨率都不能滿(mǎn)足油田開(kāi)發(fā)對(duì)薄砂層的要求。測(cè)井約束地震反演從地質(zhì)模型出發(fā)［6－7］，將測(cè)井與三維地震資料有機(jī)結(jié)合，以地震解釋的層位或?qū)有驗(yàn)榛A(chǔ)，從井點(diǎn)出發(fā)內(nèi)插外推，形成初始波阻抗模型，再通過(guò)不斷修改、更新模型，使模型正演合成地震資料與實(shí)際地震數(shù)據(jù)吻合度最高，則該最終模型的數(shù)據(jù)便是反演結(jié)果。本文通過(guò)正演得到反演結(jié)果，回避了由地震資料直接反演產(chǎn)生的問(wèn)題，可獲得高分辨率的地層波阻抗資料，為薄層油藏精細(xì)描述提供有利條件。

砂泥巖薄互層沉積是AB油田的儲(chǔ)層特點(diǎn)，該地區(qū)主力油層平均厚度為35 m，可細(xì)分為7個(gè)沉積單元。從地震剖面上看，相鄰的小層間地震反射相互干涉。儲(chǔ)層頂面對(duì)應(yīng)T11地震反射同相軸，儲(chǔ)層內(nèi)部小層沒(méi)有明顯反射標(biāo)志層，難以連續(xù)對(duì)比追蹤。為了研究主力油層砂體的橫向展布情況與儲(chǔ)層的有利部位，以AB油田Y區(qū)塊為例，在密井網(wǎng)條件下應(yīng)用井約束地震反演技術(shù)進(jìn)行薄互儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，利用反演數(shù)據(jù)體對(duì)主力油層河道砂體進(jìn)行解釋和追蹤，確定主力砂體的分布范圍，提高井間砂體的預(yù)測(cè)能力。

1 聲波曲線(xiàn)重構(gòu)

當(dāng)聲波時(shí)差曲線(xiàn)能夠很好地反映區(qū)域巖性變化以及地層真實(shí)情況時(shí)，直接用聲波時(shí)差曲線(xiàn)來(lái)約束反演是可行的。但當(dāng)其不能很好地分辨砂巖儲(chǔ)層時(shí)，也就預(yù)示著僅用聲波曲線(xiàn)做測(cè)井約束時(shí)所建立的模型不能很好地分辨該區(qū)薄層砂體的展布特征，特別是砂體較發(fā)育的主力油層。

研究區(qū)測(cè)井曲線(xiàn)的電性特征統(tǒng)計(jì)分析表明，該區(qū)聲波時(shí)差曲線(xiàn)不能有效地區(qū)分砂泥巖，砂泥巖的聲波時(shí)差值均集中在280～340 μs/m(圖1);密度曲線(xiàn)和伽馬曲線(xiàn)整體上可區(qū)分砂泥巖，但也有較大重疊部分。劃分砂泥巖最好的曲線(xiàn)是自然電位曲線(xiàn)，因此，地震反演可采用自然電位曲線(xiàn)進(jìn)行反演。

在對(duì)測(cè)井曲線(xiàn)進(jìn)行預(yù)處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行儲(chǔ)層物理特征曲線(xiàn)重構(gòu)。根據(jù)速度三元(骨架、泥質(zhì)、流體)模型及聲波曲線(xiàn)構(gòu)成(直流+低頻+高頻)，提出用自然電位曲線(xiàn)重構(gòu)聲波曲線(xiàn)進(jìn)行地震反演的新方法，重構(gòu)后的聲波曲線(xiàn)能夠反映出砂泥巖的不同(圖2)。

圖1 砂泥巖聲波時(shí)差密度曲線(xiàn)和伽馬曲線(xiàn)概率分布

圖2 重構(gòu)前后目的層段聲波曲線(xiàn)直方圖分布

2 子波頻率

制作合成地震記錄最關(guān)鍵的參數(shù)是子波頻率，不同頻率的子波會(huì)產(chǎn)生不同的標(biāo)定結(jié)果。利用LandMark中不同頻率Ricker子波制作合成地震記錄標(biāo)定(圖3)，從圖中可以看出，40 Hz的Ricker子波頻率合成的地震記錄與地震剖面匹配效果最佳，其波形特征相似、時(shí)深標(biāo)定波組關(guān)系合理、波組對(duì)應(yīng)關(guān)系較好、合成記錄與井旁地震道的相關(guān)性較好。

圖3 不同頻率Ricker子波的合成地震記錄對(duì)比

3 層位標(biāo)定及層位追蹤精細(xì)解釋

層位信息在地震資料反演中起著重要作用，地震層位解釋越準(zhǔn)確，初始模型就越接近實(shí)際地下地質(zhì)情況，在建立初始模型時(shí)可引導(dǎo)約束測(cè)井資料的內(nèi)插和外推。其具體方法是確定標(biāo)志層的地震響應(yīng)，在單井標(biāo)定的基礎(chǔ)上，利用過(guò)井、連井剖面進(jìn)行多井閉合標(biāo)定，做到井間地質(zhì)－地震層位的全區(qū)統(tǒng)一。從地震剖面上看，AB油田T06、T1、T1－1、T2在全區(qū)均為較強(qiáng)的波阻抗界面，橫向較穩(wěn)定，遵循相對(duì)的強(qiáng)相位對(duì)比原則，即T04、P142、G11、T2Y1各反射層反射特征較明顯，表現(xiàn)為連續(xù)的中強(qiáng)振幅反射波，又由于各組地層橫向變化較穩(wěn)定，地層厚度漸變性良好。因此，可參考相鄰標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)反射界面，橫向上與強(qiáng)反射界面間保持一定厚度變化，按地震對(duì)比原則展開(kāi)追蹤。

層位對(duì)比解釋過(guò)程遵循從地震資料品質(zhì)好、地震反射特征明顯的剖面入手的原則，針對(duì)各時(shí)期地質(zhì)沉積特點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的地震反射特征，應(yīng)用地質(zhì)理論等尋求合理的構(gòu)造解釋模式，提供可靠的構(gòu)造解釋成果。在層位追蹤解釋的基礎(chǔ)上，以小層分層數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在LandMark軟件中進(jìn)行多輪標(biāo)定，進(jìn)一步確認(rèn)了薩Ⅰ、薩Ⅱ、薩Ⅲ、葡Ⅰ、高Ⅰ等5個(gè)地質(zhì)單元的頂界面(圖4)。

圖4 精細(xì)井震標(biāo)定剖面

4 地震阻抗體反演

地震波阻抗模型建立實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)井資料的內(nèi)插與外推，即把地震信息與測(cè)井波阻抗正確結(jié)合起來(lái)的過(guò)程。對(duì)地震而言，主要是正確解釋起控制作用的波阻抗界面;對(duì)測(cè)井來(lái)說(shuō)，即是為波阻抗界面間的地層賦予合適的波組信息［8－10］。縱向分辨率是決定反演精度的重要指標(biāo)，影響各小層砂體分布狀況的精細(xì)刻畫(huà)。研究表明，地震阻抗體反演比常規(guī)地震的分辨率更高。圖中變密度顯示是A井原始地震剖面，背景剖面是地震反演結(jié)果，兩者比較可見(jiàn)，反演結(jié)果對(duì)于地層的分辨能力有了很大的提升。

統(tǒng)計(jì)Y區(qū)東部Ⅰ塊28口沒(méi)有參加反演的井主力油層的7個(gè)小層，共161個(gè)樣點(diǎn)，4 m以上砂體共有49個(gè)樣點(diǎn)，只有1個(gè)點(diǎn)不吻合，砂體識(shí)別率為97.9%;3～4 m砂體識(shí)別率為86.6%;2～3 m砂體識(shí)別率為73.0%;0.2～2.0 m砂體有58個(gè)樣點(diǎn)，其中有48個(gè)樣點(diǎn)不符，識(shí)別率為20.0%，基本難以識(shí)別。

5 應(yīng)用效果分析

利用地震反演成果輔助識(shí)別廢棄河道與點(diǎn)壩，對(duì)原僅靠井資料繪制的沉積相帶圖相關(guān)部位進(jìn)行了修改。研究區(qū)B1小層曲流河主體河道特征明顯(圖5)，在主體河道砂邊部尋找廢棄河道，通過(guò)A、B、C等井的測(cè)井曲線(xiàn)分析，確定一條彎月?tīng)顝U棄河道的存在。C井P122到P132之間，自然電位曲線(xiàn)由下向上呈增大趨勢(shì)，微電極曲線(xiàn)表明滲透性整體差，但河道底部稍好于上部，屬于廢棄河道特征;A井自然電位曲線(xiàn)呈指狀，微電極曲線(xiàn)表明地層從下到上滲透性逐漸變差，具有廢棄河道特征; B井自然電位曲線(xiàn)呈塔松狀，具有漸棄河道特征，微電極曲線(xiàn)表明由下到上滲透性逐漸變差，同樣具有廢棄河道特征。

圖5 B1小層地震反演成果

6 結(jié)論

(1)在密井網(wǎng)條件下，通過(guò)開(kāi)發(fā)資料與三維地震資料結(jié)合，利用測(cè)井資料約束地震反演，可以得到高精度的地震波阻抗反演體。

(2)利用反演數(shù)據(jù)體對(duì)主力油層河道砂體進(jìn)行解釋和追蹤，提高了井間砂體的預(yù)測(cè)能力，反演結(jié)果經(jīng)后驗(yàn)井驗(yàn)證，后驗(yàn)井主力油層河道砂體存在性預(yù)測(cè)區(qū)間符合率在80%以上。

(3)應(yīng)用多井約束下測(cè)井曲線(xiàn)重構(gòu)技術(shù)，形成了1套適合薄互層儲(chǔ)層的地震反演方法，能夠精細(xì)刻畫(huà)砂體分布特征。

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Application of log－constrained seismic inversion in reservoir prediction

KANG Hong－qing1，MA Chun－h(huán)ua1，SONG Kao－ping2
(1.Daqing Oilfield Co.，Ltd.，PetroChina，Daqing，Heilongjiang163511，China; 2.MOE Key Laboratory of Enhanced Oil Recovery，Northeast Petroleum University，Daqing，Heilongjiang163000，China)

There isn’t much difference in acoustic log responses between reservoirs and non－reservoirs in the AB oilfield，so that spontaneous potential curve which reflects obvious reservoirs has been used instead of acoustic log，i.e.to reconstruct SP curve into a new curve with the dimension of acoustic log curve by using the time－depth relation of offset wells.Therefore，the high frequency information of logs can be integrated with fine and visualized 3D seismic data to conduct seismic inversion and predict reservoirs.The inversion results demonstrate that the identification rate of sands over 4m thick is up to 97.9%，and the accuracy rate of cross－well channel sands distribution is up to 80%and above.

log－constrained seismic inversion;acoustic curve reconstruction;reservoir prediction;sand identification;AB oilfield

TE122.2

A

1006－6535(2012)03－0014－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.03.003

20110808;改回日期:20110908

國(guó)家自然科學(xué)基金“低滲透油層滲流機(jī)理研究”(50634020);國(guó)家自然科學(xué)基金“油層多孔介質(zhì)內(nèi)納米滲流動(dòng)力學(xué)模型”(10172028);黑龍江省科技攻關(guān)計(jì)劃“聚合物驅(qū)改變驅(qū)油波及體積的機(jī)理研究”(CC05S305)

康紅慶(1969－)，男，高級(jí)地質(zhì)師，1990年畢業(yè)于西北大學(xué)地質(zhì)專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事石油地質(zhì)勘探工作。

編輯黃華彪