疊前地震反演在蘇里格地區儲層含氣性檢測中的應用

張巧玲 (長江大學地球科學學院，湖北 荊州 434023)

曹 陽 (中海油湛江分公司研究院，廣東 湛江 524057)

張顯政 (中國石油天然氣管道局第一工程分公司，河北 廊坊 065000)

疊前地震反演在蘇里格地區儲層含氣性檢測中的應用

張巧玲 (長江大學地球科學學院，湖北 荊州 434023)

曹 陽 (中海油湛江分公司研究院，廣東 湛江 524057)

張顯政 (中國石油天然氣管道局第一工程分公司，河北 廊坊 065000)

蘇里格地區盒8段儲層橫向非均質性強，砂體不連續，利用疊后波阻抗反演方法進行烴類檢測存在多解性，不能有效預測儲層。針對上述情況，運用AVO反演和彈性阻抗反演2種疊前地震反演方法對蘇里格盒8段地層進行含氣性檢測。結果表明，2種方法預測的含氣區域一致，證明疊前地震反演方法進行儲層含氣性檢測是可行的。

蘇里格地區；疊前反演；AVO反演；彈性阻抗反演；含氣性檢測

蘇里格上古氣藏位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡構造帶上，為巖性氣藏。其中，二疊系盒8段為辮狀河流沉積相砂體，是蘇里格地區的主要含氣層段[1]。由于蘇里格地區盒8段有效砂體呈孤立、分散狀分布，而且相互疊置，橫向變化快，常規地震儲層識別技術對于該區氣層識別難度較大。

由于疊后地震資料建立在地震反射波垂直入射的基礎上，損失了由炮檢距變化導致的反射振幅與極性變化的信息，最終降低油氣檢測精度[2]。疊前地震反演中的AVO反演和彈性阻抗反演都充分利用了疊前道集保留大量原始信息，并考慮了入射角的影響，因而其反演結果更加可靠。為此，筆者應用疊前反演方法對蘇里格地區盒8段儲層含氣性進行了檢測，以分析該方法的可行性。

1 理論基礎

1.1AVO反演

AVO技術的理論基礎是Zoeppritz方程，但由于該方程給出的反射系數形式過于復雜，而且不容易直接看出各參數對反射系數的影響，因而許多學者對其進行了簡化，目前常用于反演的是Shuey的三參數簡化方程[3]：

R(θ)=A+Bsin2θ+C(tan2θ-sin2θ)

(1)

式中，R為反射系數;θ為入射角；A為AVO截距，表示零入射角時的反射系數；B為AVO斜率，表示反射系數隨入射角的變化梯度；C為AVO曲率。

在AVO反演中，A、B和C作為3個基本參數，將其數學組合可以得到一系列反映流體性質的AVO屬性剖面，如泊松比、流體因子等。研究表明[4]，當儲層含氣后，密度降低，縱波速度急劇降低，而橫波速度基本不變。泊松比與縱橫波速度比密切相關，也呈現出明顯的降低趨勢，說明泊松比對砂巖含氣的變化尤其敏感。此外，流體因子也能很好地指示儲層流體的變化，因為砂巖含氣后會導致流體因子明顯下降。上述地球物理響應特征是應用AVO反演方法進行儲層含氣檢測的依據。

1.2彈性阻抗反演

由于式(1)沒有考慮炮檢距對子波的影響，為此，Connolly[5]提出了彈性阻抗的概念，并將含有縱波速度Vp、橫波速度Vs及密度ρ的彈性阻抗定義為：

(2)

式中，EI是彈性阻抗，K是Vs與Vp比值的平方。

彈性阻抗反演能充分利用不同炮檢距數據以及縱波速度、橫波速度、密度等測井信息，因而反演出的彈性參數能更好地反映巖性、含油氣性的情況。彈性阻抗反演流程如下[6]：①利用縱波、橫波及密度曲線得到不同入射角的彈性阻抗曲線；②基于褶積模型S(θ) =R(θ)W(θ) (S為地震記錄，R為反射系數，W為子波)，用彈性阻抗曲線與角道集疊加數據體進行約束，獲得近、遠角度彈性阻抗反演剖面。因為在不同偏移距的彈性阻抗上氣層與非氣層表現明顯的差異性，由此可以檢測出砂體中的有效儲層。

2 應用實例分析

2.1AVO反演的應用

由AVO理論可知，泊松比和流體因子是AVO屬性中最能反映含氣變化的參數，因而可利用泊松比和流體因子來識別砂巖的含氣分布情況。對于蘇里格地區盒8段砂巖地層，在精細層位標定的基礎上，對疊前地震道集資料進行AVO反演，得到泊松比和流體因子屬性剖面，在剖面上圈定出砂巖的含氣情況并分析檢測效果。

由于泊松比和流體因子在砂巖含氣后呈降低趨勢，在屬性剖面中異常低值區表示泊松比和流體因子降低幅度較大的區域，說明砂巖具有好的含氣性(呈現出明顯的AVO負異常顯示)。圖1和圖2分別是該區A井井點附近利用AVO反演得到的泊松比和流體因子剖面。從圖中可以看出，目的層段的泊松比和流體因子均表現為AVO負異常(虛線所圈范圍)，且兩者的負異常區域一致，顯示蘇里格地區盒8段儲層具有非常明顯的含氣響應特征，說明利用AVO反演方法對該區砂巖含氣性進行檢測是可行的。

圖1 AVO反演的泊松比剖面

圖2 AVO反演的流體因子剖面

2.2彈性阻抗反演的應用

根據蘇里格地區A井已知的縱橫波速度、密度曲線，可應用式(2)分別得到入射角為8°和23°(分別代表近角度和遠角度)時的彈性阻抗曲線，以此為約束條件反演出近、遠角度的彈性阻抗剖面。圖3所示是過A井的8°入射角和23°入射角疊加道集反演出來的近、遠角度彈性阻抗剖面。由圖3可看出，含氣砂巖均表現出與圍巖的阻抗值存在明顯差異，且2種阻抗剖面上顯示的含氣砂巖位置較為一致。

圖3 過A井近、遠角度彈性阻抗剖面

圖4 近、遠角度交會圖

為了增強地震資料識別儲層流體的能力，將近、遠角度彈性阻抗數據體進行交會[7]。圖4是入射角為8°和23°時彈性阻抗剖面的交會圖。從圖4可以看出，入射角為8°和23°時的彈性阻抗交會低值區域為儲層含氣區域(虛線所圈區域)，相反，2種角度彈性阻抗數據體交會在高值區域的為非含氣層段，且含氣與非含氣部分明顯分開。將交會圖中所圈定的含氣和非含氣區域投影在地震剖面上，可以更清楚地顯示出氣層在橫向上的分布狀況(見圖5)。圖5中由彈性阻抗反演顯示出的含氣區域準確分布在研究區過井點目的層段周圍，并顯示出盒8段含氣砂體的橫向連續性較差，表明運用彈性阻抗反演方法在該區進行含氣性預測具有可行性。

3 結 語

圖5 近、遠角度彈性阻抗交會含氣區在地震剖面的投影

由于疊前地震資料含有豐富的橫波和入射角信息，保留了地層巖性及流體的AVO或彈性阻抗差異的特征，因而利用疊前地震資料可以顯著提高儲層含氣性檢測精度。針對蘇里格地區盒8段儲層復雜的地質情況，利用AVO反演和彈性波阻抗反演方法對研究區儲層進行含氣性檢測。研究發現，運用2種方法預測的含氣區域較為一致并能相互驗證，說明疊前地震反演在儲層含氣性檢測上具有可行性，因而具有廣闊的應用前景。

[1]趙萬金，李海亮，史松群，等.疊前反演及AVO技術在蘇里格氣田的應用[J].新疆石油地質，2009，30(3)：840-843.

[2] 張盟勃，史松群，潘玉.疊前反演技術在蘇里格地區的應用[J].巖性油氣藏，2007,19(4)：91-94.

[3] Shuey R T. A simplification of the Zoeppritz equations[J].Geophysics，1985，50(4)：609-712.

[4] Bachrach R, Dvorkinz J, Nur A M.Seismic velocities and Poisson's ratio of shallow unconsolidated sands[J].Geophysics,2000,65(2)：559-564.

[5] Connolly P.Elastic impedance[J].The Leading Edge，1999，18(4)：438-452.

[6] 王保麗，印興耀，張繁昌.彈性阻抗反演及應用研究[J].地球物理學進展，2005，20(1)：89-92.

[7] 潘仁芳，宋鵬.疊前彈性反演在蘇里格氣田的應用[J].物探與化探，2010，34(2)：237-241.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.09.014

P631

A

1673-1409(2012)09-N039-03

2012-06-12

張巧玲(1987-)，女，2010年大學畢業，碩士生，現主要從事地球物理儲層表征方面的研究工作。

[編輯] 李啟棟