基于振幅和頻率的砂體厚度校正新方法及其應(yīng)用
——以渤海南部X油田為例

薛明星，劉傳奇，高 磊，陳文雄，劉 歡

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

基于振幅和頻率的砂體厚度校正新方法及其應(yīng)用
——以渤海南部X油田為例

薛明星，劉傳奇，高 磊，陳文雄，劉 歡

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

傳統(tǒng)的砂體厚度圖校正方法基于砂體頂?shù)追瓷湟晻r(shí)間厚度，然而該屬性僅在砂體厚度大于1/4波長(zhǎng)時(shí)與真厚度近似具有線性關(guān)系，當(dāng)砂體厚度小于1/4波長(zhǎng)時(shí)將產(chǎn)生較大的校正誤差。基于楔狀模型正演，使用反射振幅與中心頻率構(gòu)建了一種在3/7波長(zhǎng)范圍內(nèi)與砂體真厚度具有線性關(guān)系的新屬性 ，給出了一種全新的砂體厚度校正方法。新方法思路簡(jiǎn)潔，易于實(shí)現(xiàn)，適用于生產(chǎn)中大多數(shù)橫向較均勻砂體的厚度校正問題。應(yīng)用實(shí)例表明，新方法校正結(jié)果精確合理，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

砂體厚度校正；視厚度；反射振幅；中心頻率

在河流相油田開發(fā)過程中，沉積砂體厚度的計(jì)算精度直接影響油田儲(chǔ)量的確定以及開發(fā)井井位的優(yōu)化。傳統(tǒng)的砂體厚度校正方法基于視厚度進(jìn)行計(jì)算，假定其與真厚度具有線性關(guān)系，視厚度能夠反映真厚度的變化趨勢(shì)，然而眾所周知，該關(guān)系只在砂體厚度大于1/4波長(zhǎng)的條件下近似成立，當(dāng)砂體厚度小于1/4波長(zhǎng)時(shí)，視厚度基本保持不變，此時(shí)不能反映真厚度的變化趨勢(shì)[1-5]。

油田實(shí)際開發(fā)過程中涉及大量整體或局部為薄層的含油砂體，對(duì)于此類情況傳統(tǒng)方法必然產(chǎn)生較大誤差，在無(wú)井鉆遇處得到的砂體厚度可能與實(shí)際厚度相去甚遠(yuǎn)。合理的校正方法要求校正的屬性應(yīng)該與砂體真厚度在較寬的厚度范圍內(nèi)具有簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。研究表明，可以利用振幅與頻率構(gòu)造具有這一特征的屬性。本文利用雷克子波合成記錄，給出了聯(lián)合利用砂體反射振幅與中心頻率進(jìn)行厚度校正的新思路[6-9]。

1 基本原理[7-13]

為了探討與真厚度具有線性關(guān)系的新屬性，采用雷克子波合成地震記錄，考慮如圖1a所示頂?shù)追瓷湎禂?shù)等幅異號(hào)楔狀砂體模型，利用褶積關(guān)系得到合成地震記錄(圖1b，波速2 300 m/s,子波主頻40 Hz)，由圖1可提取楔狀模型振幅與時(shí)間厚度曲線(圖2)，振幅在14.4 m(1/4波長(zhǎng))處發(fā)生調(diào)諧。傳統(tǒng)砂體厚度校正方法利用各井點(diǎn)實(shí)鉆厚度值對(duì)砂體視厚度進(jìn)行校正得到最終校正結(jié)果，然而圖2表明，當(dāng)砂體厚度小于1/4波長(zhǎng)時(shí)，視厚度不能反映真厚度的變化趨勢(shì)。中心頻率與時(shí)域提取的振幅屬性關(guān)系如圖3。

圖1 楔狀模型(a)及其合成地震記錄(b)

由圖3可知，楔狀模型反射振幅曲線隨厚度的增加具有一個(gè)極大值點(diǎn)，即1/4波長(zhǎng)調(diào)諧點(diǎn)，而頻率曲線具有一個(gè)極小值點(diǎn)。當(dāng)厚度小于1/4波長(zhǎng)時(shí)，振幅與厚度近似具有線性關(guān)系，頻率變化則較為緩慢；當(dāng)厚度大于1/4波長(zhǎng)且小于頻率極值點(diǎn)時(shí)，振幅下降，同時(shí)頻率值也快速降低。因此，可嘗試?yán)妙l率曲線的特點(diǎn)對(duì)振幅曲線進(jìn)行改造，使新曲線在比1/4波長(zhǎng)更寬的范圍內(nèi)與厚度具有線性關(guān)系。最直接的改造形式為采用A/F與厚度的關(guān)系曲線(A為振幅，F(xiàn)為頻率)，曲線形態(tài)如圖4所示，由該圖可知，曲線極值已經(jīng)向右移動(dòng)，對(duì)應(yīng)厚度超過1/4波長(zhǎng)，但移動(dòng)量較小且極值點(diǎn)左側(cè)曲線線性特征不理想，為此可將變換式修正為A/Fn，加強(qiáng)頻率對(duì)曲線的調(diào)整作用。圖5為n分別取3，3.5，4時(shí)變換式A/Fn的形態(tài)。經(jīng)過反復(fù)嘗試，最終確定當(dāng)n取3.5時(shí)，新曲線極值點(diǎn)左側(cè)部分與厚度的線性關(guān)系最理想，且極值點(diǎn)對(duì)應(yīng)厚度值約為3/7波長(zhǎng)(圖5實(shí)例中極值點(diǎn)厚度為25 m，3/7波長(zhǎng)為24.6 m)。由于單砂體儲(chǔ)層研究以波阻抗反演或90°相移方法為基礎(chǔ)，而一般這兩種方法所能刻畫砂體的厚度大多小于3/7波長(zhǎng)，因此采用變換式表達(dá)的新屬性對(duì)砂體厚度進(jìn)行校正，能夠滿足大多數(shù)生產(chǎn)實(shí)際的需要。新的厚度校正方法需要提取砂體頂面(或底面)反射振幅及中心頻率計(jì)算新屬性 ，再利用各井點(diǎn)實(shí)鉆砂體厚度值對(duì)該屬性進(jìn)行校正，即獲得厚度最終校正結(jié)果。

圖2 楔狀模型振幅、時(shí)間與厚度關(guān)系

圖3 楔狀模型振幅、中心頻率與厚度關(guān)系

圖4 楔狀模型振幅、中心頻率與厚度關(guān)系

圖5 n取不同值時(shí)A/Fn極大值點(diǎn)左側(cè)曲線形態(tài)

2 應(yīng)用實(shí)例

以渤海南油X油田F25-1575砂體為例，該含油砂體所在層段1/4波長(zhǎng)為14 m，砂體先后被F25、F21兩口井鉆遇(圖6)。兩口井處砂體時(shí)間厚度均為12 ms，F(xiàn)25井實(shí)鉆厚度9.2 m，按照傳統(tǒng)厚度校正方法預(yù)測(cè)，F(xiàn)21井處砂體厚度也應(yīng)為9.2 m，但實(shí)鉆表明F21井處砂體厚度僅為5.6 m。考慮振幅頻率信息，F(xiàn)25井及F21井處的振幅分別為-30 446 dB與-21 262 dB,中心頻率分別為33 Hz與34 Hz,按照新方法計(jì)算A/F3.5，分別為0.147 5與0.092 8，由此預(yù)測(cè)F21井處砂體厚度為5.8 m，與實(shí)鉆結(jié)果十分接近。根據(jù)實(shí)鉆信息采用傳統(tǒng)方法對(duì)砂體厚度進(jìn)行校正如圖7a，將其與砂體剖面圖(圖6)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，剖面上砂體最左端高部位(區(qū)域A)時(shí)間厚度達(dá)20毫秒，但校正結(jié)果厚度僅為8～9 m，顯然不合理，這是受F21井處較薄的實(shí)鉆厚度影響的結(jié)果。利用振幅頻率信息采用新方法對(duì)砂體厚度進(jìn)行校正，如圖7b，此時(shí)砂體左端高部位校正結(jié)果可達(dá)12～14 m，該厚度與砂體地震反射特征更協(xié)調(diào)，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確合理。

圖6 F25-1575砂體過井90度相移資料剖面

圖7 F25-1575砂體90度相移振幅屬性與厚度等值線疊合

3 結(jié)論

為了克服基于頂?shù)追瓷湟暫穸冗M(jìn)行砂體厚度校正的傳統(tǒng)方法存在的缺陷，本文通過反射振幅和中心頻率構(gòu)造了一種在3/7波長(zhǎng)范圍內(nèi)與砂體真厚度具有線性關(guān)系的新屬性 ，并給出了一種全新的砂體厚度校正方法，該方法簡(jiǎn)潔、易于實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用實(shí)例表明，當(dāng)薄層存在時(shí)，新方法校正結(jié)果更加精確，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方法，值得推廣應(yīng)用。當(dāng)然，新屬性的構(gòu)建基于均勻的楔狀體模型，要求砂體橫向較均勻、物性變化小，這是該方法使用過程中應(yīng)該注意的地方。對(duì)于橫向物性變化較大的砂體厚度的校正問題，還需要開展進(jìn)一步的研究工作。

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編輯：趙川喜

1673-8217(2017)03-0070-03

2016-10-19

薛明星，工程師，1983年出生，2008年畢業(yè)于成都理工大學(xué)物探專業(yè)，現(xiàn)從事油田開發(fā)地震研究工作。

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