縫洞儲層的地震檢測和預測研究

張海龍　劉瑞琴

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，我國地震檢測和預測工作取得了突破性的進展。因為我國的國土占地面積較大，而且地形結構比較復雜，使得許多地區出現地震的頻率也比較大。在縫洞儲層中，若是儲層的縫洞系統有較大的密度，那么縫洞儲層地震檢測以及預測就極有可能是成功的。通過縫洞儲層物理模型的建立以及對數值模擬的相關分析，地震波動力學參數同縫洞系統相應運動學參數會更加敏感，對動力學參數來進行縫洞的檢測也更加具有有效性和科學性。因此，要想確保縫洞儲層檢測的合理性，充分地利用地質、地震、測井等多種信息是非常具有實際性意義的。

關鍵詞：縫洞儲層；地震檢測；預測；研究與分析

中圖分類號：P631.4 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0174-02

縫洞儲層指的是裂縫、孔洞和溶洞等形式的油氣儲層，會是受到地質結構、成巖作用等影響，在致密碳酸鹽中會出現裂縫和溶蝕孔洞，在泥巖或者致密砂中會出現嚴重的裂縫。隨著社會經濟的不斷發展，能源需求量在逐漸增大，油氣勘探開發的力度也在逐漸上升，就使得非常規的油氣藏勘探的重要性逐漸顯現出來，因為致密巖層中縫洞油氣藏是一種非常規形式，再加之其空間的分布缺乏規則性，縫洞的本身也具有多尺度性，會受到勘探技術分辨率的抑制，在勘探開發中就難上加難。現階段利用地震勘探方法來對縫洞儲層進行研究的成功案例逐漸增多，但是這也是一項難度系數較高的課題。根據我國的情況而言，縫洞油氣資源量比較大，而且對于勘探和開發的要求和需求也在逐漸遞增，因此各界就對縫洞儲層的研究密切關注。

1 通過地震資料來預測縫洞的可行性和局限性分析

1.1 縫洞儲層發育的特點

形式和結構不同的巖石，其孔隙和裂縫的產生情況也有所不同，地下石油以及天然氣都是存儲在巖層的連通孔隙、孔洞和裂縫當中，而且其存儲的方式就好比水充集在海綿中。地震勘測會受到分辨率的阻礙，不能夠將單個的孔、縫、洞進行有效的識別，只能夠將孔、縫、洞的發育帶識別出來。因為單個的孔、縫、洞對油漆的聚集作用是非常渺小的，真正具有勘探和開發價值的位置是孔、縫、洞的發育帶。因此，通過地震資料來對縫洞發育帶進行預測時具有一定的可行性的，也具有實質性的意義。現階段絕大部分的油氣儲量都聚集在沉積巖儲集體中，其中碳酸巖和碎屑巖占有重要的位置，只有少量的油氣在沉積巖、巖漿巖等中儲集。因此文中所講的儲層預測也將碳酸巖和碎屑巖作為重點，碳酸巖和碎屑巖的儲集層在特點上大有不同，在地震預測方法方面就會有所差異。

1.2 地震勘探預測儲層的可行性

地震方法檢測縫洞發育帶的可行性：

影響巖石物理性質和地震響應的孔、縫、洞是具有多尺度的，尺度較小的能夠穿透礦物晶粒的裂縫，而且粒間的縫隙、孔隙縫隙在尺度方面是隨著組成巖石礦物晶粒的大小而決定的。針對通過地震參數檢測裂縫問題，近些年來在全球的物理學中發生了很多的爭議，一些相對較大的斷層和溶洞，通過地震勘探都能夠實現，又因為地震分辨率有所限制，要想實現單個裂縫的辨識可能性非常小。但是，單個裂縫并不是油田所重點的關心對象，油田開發所關心的是具有規模性的，是具有儲集能力的縫洞發育地帶。

2 縫洞儲層地震檢測的方法分析

2.1 小波多尺度邊緣檢測

問題的提出：

小波分析雖然已經脫離了Fourier的分析，但是其依然是Fourier分析的發展類型，也是Fourier分析發展的突破性成果，這兩種分析都是屬于自然界時頻分析的范疇，小波分析的歷史源頭就是Fourier分析的歷史源頭。在1822年Fourier出版了推動世界科學研究的巨作《熱的解析理論》。所以，Fourier分析也就成為了科學研究工作者運用較為廣泛的數學工具，特別是在理論科學的研究中。現階段，Fourier分析的思想和方法經常在線性規則中進行應用，在大地測量或者X射線、地震記錄等分析中，是基礎科學以及應用科學的主要研究和開發的平臺，能夠在空間變化中的思想和方法上進行創新，但是，Fourier分析也并不是完美的，其不足之處有以下幾點：第一是Fourier分析在線性問題的處理方面比較擅長，在非線性的問題上就會有所缺陷，這也是因為非線性系統具有一定的不可預測性，輸入端出現細微的變化都會對系統的輸出端造成影響。第二是Fourier變換公式沒有將隨著時間變化的頻率準確的展現出來，人們需要的是在確定的時間間隔，在任何頻率范圍內都會產生頻譜信息。第三是信號的頻率同周期的長度之間是成反比例的，對于高頻譜的信息，時間間隔就會比較小，精度也比較高。但是在低頻譜的信息下，時間間隔就會更寬，能夠有完整的信息，在較高的“中心頻率”中能夠實現自動變窄，在較低的“中心頻率”時能夠實現自動變寬，但是Fourier變換不能夠做到這樣。

2.2 波阻抗反演技術

2.2.1 帶限反演

帶限反演是一種被開發的疊后反演程序形式，在原理上這種技術類型是比較確切的。若是假設地震道來描述地下反射系數的近似值，就能夠將反射系數反演出來，就能夠得到聲阻抗。但是地震道也是受到限制的，反射頻譜的低頻和高頻會丟失。因此，在實際的處理中不是那么容易的，還極有可能會受到地震道的相位誤差和噪聲污染的影響。帶限反演結果的產生涉及到以下三個環節：首先是利用聲波曲線或者均方根速度或者將其組合的形式將低頻速度模型導出來；其次是利用遞歸反演程序將地震道反演出來，結果就是聲阻抗或者速度中頻帶的數據；最后是將低頻和中頻的信息進行組合，將帶限對比反演結果計算出來。

2.2.2 稀疏脈沖反演

稀疏脈沖反演假設反射序列是利用鑲嵌在小脈沖背景中的大沖脈組合形成，稀疏沖脈反演假設只有大脈沖具有意義，通過檢驗地震道來確認大脈沖的位置，稀疏脈沖反演以此就會建立一個脈沖反射序列，而且隨著脈沖的不斷增加，脈沖反射序列也會不斷的增加，直到同真實記錄達到重合為止。稀疏脈沖反演具有以下幾個特點：第一是只有有地震記錄存在的地方才需要放置脈沖；第二是要建立最便捷同實際數據相呼應的模型；第三是稀疏脈沖反演得到的同相軸要比實際的地質情況少；第四是不能夠大度地依賴原始估算模型。endprint

3 縫洞儲層發育帶的綜合預測分析

測井資料儲層分級粗化處理：

（1）儲層發育級別密度轉換法

這種方法能夠將測井的成果進行層級儲層發育級別進行劃分，將其轉換成為級別密度，在轉換的過程中利用儲層的厚度級別來加權處理，加權處理中要利用儲層和級別總孔隙度值的劃分形式來進行。為了將測井和地震信息尺度匹配的問題解決，就要對測井資料進行粗化處理，將測井資料進行抽樣或者通過低通濾波來進行。將縫洞儲層發育級別轉換成為級別密度，在轉換期間要對級別和厚度情況考慮完善，求出級別密度的百分比，并且依照級別密度來分級。

（2）測井儲層分級信息保邊粗化法

測井儲層分級信息保邊粗化法主要是通過儲層級別總孔隙度值的劃分來對保邊進行粗化的處理。保邊粗化的效果是為了降低井中儲層的分辨率，將密集發育，對薄儲層段劃分成厚的儲層段，厚度分段同粗化因子的長度有著一定的關聯，長度主要是根據地震檢測方法的尺度和井中資料檢驗方法的分辨能力來決定的。保邊粗化之后仍然利用原儲層劃分標準來對儲層的級別進行劃分。待粗化之后，各段儲層發育級別的情況與每段不同儲層級別的厚度占據的百分比有所聯系，同不同級別的孔隙值大小也所關聯。

4 結束語

綜上所述，小波多尺度邊緣檢測、波阻抗反演技術等全新的地震檢測方法，能夠將全新的技術帶到地震勘探領域中，在理論上具有先進性、合理性和特殊性。在實際的運用過程中，能夠確保結果的準確性，也能夠滿足地質的實際情況，直接說明了這些方法對裂縫發育帶的勘探是有作用的。但是從細節上來講，每種方法都有各自的特點，還值得進一步的深入研究。現階段，我國在縫洞儲層地震檢測方法和縫洞儲層發育帶的綜合預測方面也有了一定的進展，相信在不遠的將來，在技術和方法的不斷鉆研和探索中能夠有更深的突破。

參考文獻：

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