基于地震層位趨勢約束的小層系地質層位隨機模擬

摘 要：地震層位是反射同相軸空間分布的直觀體現，通常用于反演過程中的框架構建，在約束反演過程中控制著測井外推的方向和趨勢。在實際工作中發現，由于地震資料分辨率相對較低，地震層位作為反演框架約束時難以準確刻畫井間儲層橫向對比關系，特別是對于砂泥薄互層地區，容易發生井間反演預測的砂體縱向竄層連接現象。針對這一問題，開展了以地震層位作為趨勢約束背景，以測井分層為劃分標準的地質層位建立。通過小層系的框架構建，非常有效地提高了井間砂泥互層橫向和縱向對比關系。

關鍵詞：地震層位；地質層位；隨機模擬

1 前言

隨機模擬反演方法是近年來儲層預測的關鍵技術之一，三維地震資料在經過相位解釋后得到的地震層位是反射同相軸空間分布最直觀的體現，直接包含了地層起伏趨勢及同相軸延展方向和范圍等多種信息，因此對于隨機模擬反演來說，由地震層位形成地層框架，進而在波阻抗約束的基礎上針對各層系開展地層模擬，可以有效控制反演過程中測井信息的外推方向和構造趨勢，這是非常合理的。但是在實際工作中發現，當地震分辨率較低或者同相軸為多套砂體復合響應時，特別是對于砂泥薄互層來說，由于解釋精度的限制直接導致了地層框架具有較大的稀疏性。此時，在模擬過程中，井間砂泥薄互層受到地層框架約束作用較弱，外推過程中按照測井和波阻抗直方統計進行的概率分布運算，很容易發生井間砂體縱向竄層連接的現象。本文在開展測井地層對比的基礎上，以測井小層段分層信息建立地質層位，通過高密度的小層系地質層位框架約束隨機模擬過程，達到提高反演外推能力和井間對比精度的目的。

2 地震層位框架的局限性

以鄂爾多斯盆地北部某工區為例開展分析。層位在橫向上的展布特征及構造趨勢很大程度上決定了井間儲層的分布規律。當地震層位解釋合理，波阻抗數值及測井資料滿足高斯正態分布特征時，隨機模擬反演方法可以綜合各項資料優點，不僅實現縱向上的高精度和橫向上的最大概率外推，同時儲層構造起伏趨勢及厚度都可以得到有效保證，這是明顯優于其他反演算法的。而在實際工作中發現，當地震資料分辨率較低時，特別是對于砂泥薄互層地區而言，反射同相軸多為砂泥薄互層綜合響應，而并非單套儲層的獨立反射。如圖1所示，該地區地震資料主頻為20-25HZ，縱向分辨率約為40米，而實鉆目的層段為砂泥薄互層，單砂體厚度普遍小于6米，砂體縱向上隔夾層較為發育，夾層厚度同樣較薄，此時所對應的地震同相軸為砂泥巖薄互層綜合響應。在這種情況下，對地震資料的相位解釋將受到分辨率的限制，地震層位只能反映地層綜合展布趨勢，并不能夠對砂體進行準確限定，進而可以推斷作為硬約束的地層框架同樣具有較低的分辨能力，只能對大套層段的構造趨勢起到約束作用，對層間薄互層的約束能力相對較弱。由于地震資料和波阻抗體難以對薄互層中的每一套儲層進行準確定位，進而形成反演外推異常（如圖2）。

3 基于地震層位約束的小層系地質層位建立

針對此問題，我們可以通過加密隨機模擬過程中的層位框架來有效解決。提高層位框架密度可以通過提高地震分辨率，例如拓頻等方法加密層位解釋等進行，本文提供一種利用測井分層信息進行地質層位框架建立的思路解決以上問題。由于測井資料采樣率很高，多為分米級，因此通過測井地層對比進而劃分小層系沉積旋回是地質研究的基礎，其特點在于地層縱向劃分精度相比地震資料精度高很多。

為了將測井分層信息形成地層框架，首要解決的就是得到能夠反映構造起伏趨勢的地質層位。在常規的測井地層對比中，由于測井資料的局限性，井間地層對比只能依靠井間內插或者多項式擬合模擬構造趨勢特征，對于地質研究而言，內插方式并非重點所在，而對于隨機模擬反演來說，其影響是極其深遠的。在前面小節中對地層框架作為硬約束影響儲層橫向展布這一特征進行了詳細說明，由此可以推斷不同類型的內插方式將直接決定儲層的橫向分布特征和構造趨勢，因此，理想的地質層位框架需要具備兩個方面的特質才能夠保證反演預測的真實性和有效性：1）縱向上與測井地層劃分絕對吻合；2）橫向上與地震層位展布特征絕對一致；

圖3為不同地質層位內插方式圖示，其中a為通過地震資料相位解釋得到的地震層位，b和c分別代表不同時期的地層劃分，從圖中可以看出，當無地震約束時，井點上劃分的分層信息并不能夠真實反映地層的構造趨勢，井間內插結果通常是穿時的，特別是對于無井地區，地層賦存狀態無法得到保證，這對于后期的隨機模擬將產生重大影響。當利用地震層位作為趨勢約束時，地質層位能夠按照約束背景進行擬合，不僅保證了井間地層的構造趨勢，同時在井點處絕對吻合分層信息，地層賦存狀態也較為準確。

4 小層系地質層位約束下的隨機模擬效果

對鄂爾多斯盆地北部某工區開展了地震層位約束和地質層位約束隨機模擬對比，如圖4所示，從圖中可以看出，由于地震分辨率的限制，地震層位框架約束下的隨機模擬存在明顯的砂體竄層現象，而在小層系地質層位框架約束下這一問題得到有效解決，井間砂體橫向對比關系更加明確。

5 結束語

以地震資料相位解釋的地震層位作為趨勢背景，進而對測井分層進行橫向內插得到的地質層位同時具備了縱向高精度、橫向符合地震資料的優點。利用地質層位作為約束框架，進而開展隨機模擬計算，可以有效提高低分辨率、砂泥薄互層情況下薄儲層的井間對比關系，極大地提高反演預測精度和外推能力。除此之外，還完全解決了以地震層位為基礎的單一時窗擴大化或不足的難題，對于儲層預測工作有著極其重要的意義。

參考文獻

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作者簡介：謝輝（1978，9-），女，河南省南陽市（籍貫），現職稱：中級工程師，學歷：本科，研究方向：石油物探。