地震正反演技術在春光油田沙灣組二砂組薄互層儲層中的應用

郭佳玉，謝 啟，張新超，邢麗娟，楊星星，郭 峰

（中國石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南南陽 473132）

1 研究區概況

春光油田沙灣組經歷多期水進、水退過程，不同時期單砂體“橫向成排成帶、縱向交叉疊置”，沙灣組二砂組處于沙彎組一段中部，在尖滅帶附近形成薄互層儲層，泥巖沉積范圍變大。

三角洲平原沉積體受東南傾角構造形態影響，多期高彎度分流河道砂體在研究區中南部呈北東-南西向帶狀分布，側積砂壩、廢棄分流河道砂體或分流砂壩與泥巖配置發育時，易與構造線配置形成巖性圈閉[1]。

2 理論模型

連井剖面顯示，薄互層數量的減少意味著其間有其他尖滅線的存在，在沙灣組二砂組已發現了 4套砂層的尖滅線。然而，在地震資料上不能識別這4組反映砂巖地層的同相軸，說明地震資料受到薄互層反射的調諧效應影響。本文統計了薄互層段的儲層信息并確定了薄互層的地震反射特征后，通過分頻反演則能識別這4組地層的同相軸[2-3]。

2.1 薄互層模型正演理論分析

對薄互層段的儲層信息進行統計發現，目的層最多發育4套薄互層儲層。對已知井薄互層的油層、水層、非儲層的速度、密度、厚度等信息進行統計，結果見表1。

表1 薄互層儲層參數統計

為明確薄互層儲層的地震響應特征，根據表1的速度、密度、厚度信息進行充填，建立4組儲層的二維波阻抗模型，每組模型只有一套砂體含油。對4組波阻抗模型分別使用井旁道子波進行正演，生成4組正演模擬的反射波形圖（圖1）[4-7]。從圖1可以看出，①當儲層只有一套時，砂體具有明顯的兩峰夾一谷特征，且含油后波谷振幅也會增強，地震波表現為強波谷，是典型的“亮點”儲層響應特征。② 當儲層有二套時，由于干涉作用，砂體沒有明顯的兩峰夾一谷特征，第1套砂體含油后，具有強波谷反射特征，第2套砂體含油，具有強波峰反射特征，其他同相軸發生復雜的干涉。③當儲層有三套時，僅第1套、第3套砂體的頂界面有對應的波谷同相軸，且兩個波谷的振幅差異較大；若頂部砂體含油，具有較強的兩峰夾一谷特征，是典型的“亮點”油藏；若第2套砂體含油，沒有明顯的振幅反射特征；若下部砂體含油，則具有較強的波峰反射特征。④當儲層有四套時，僅第1，3，4套砂體頂界面有對應的波谷同相軸，且這些波谷的振幅差異較大。若第1套砂體含油，則具有較強的兩峰夾一谷特征，是典型的“亮點”油藏；若第2套砂體含油，則沒有明顯的振幅反射特征；若第3套砂體含油，則沒有明顯的振幅反射特征；若第4套砂體含油，則具有較強的波峰反射特征。整體來說，在砂泥巖薄互層巖性結構下，頂部砂巖含油均為典型的“亮點”反射特征，中間砂體含油則沒有明顯的振幅反射特征，底部砂體含油則多為波峰較強的反射特征。

圖1 4組正演模型和正演剖面

2.2 薄互層模型理論分頻反演

本文采用了多種方法來識別薄儲層。實際上，目前常用的地震資料已進行了提高頻率處理，如果再進一步提高頻率并增加頻帶寬度的話，會出現大量的高頻噪音。為此，開展了多種反演方法來提高分辨率，識別薄層和薄互層。

分頻模擬反演的原理是依靠測井和地震資料研究振幅與頻率的關系，將AVF（振幅隨頻率變化）作為獨立信息引入反演，再合理利用地震資料有效頻帶的低、中、高頻信息來減少薄層反演的不確定性，最后得到一個分辨率較高的反演結果。反演參數可以是任何一種物性參數，數學算法采用BP（向后傳播）網、遺傳演化（EANN）網，支撐向量機（SVM）網。反演也是一種無子波提取，無初始模型的高分辨率非線性反演，可以更真實地反映地層接觸關系且與井具有更高的符合度，能更準確地反映砂體厚度變化及展布關系[8-10]。

分頻模擬反演是在分頻反演思路的基礎上，利用分頻反演的高頻信息與確定性反演的約束稀疏脈沖反演結果相結合，從而得到較高分辨率的確定性反演方法，流程見圖2。

圖2 分頻模擬反演流程

根據表 1建立薄互層模型和地質模型(圖 3a)，在厚層高阻抗背景中，形成了多套低波阻抗薄互層。互層厚度的主頻設置為50 Hz時，在地震資料（與實際地震資料相同）上不能夠分辨這些薄互層。圖3b是利用實際地震子波正演模擬得到的地震剖面，顯然，也不能在地震資料上識別這些薄互層，僅能夠識別整個薄互層組頂和底的反射；圖中的黑線是依據地震資料強波峰和強波谷追蹤的地震層位，反演過程中也使用這些層位，以使模型模擬結果更接近實際情況。圖3c是波阻抗反演結果，與實際地質模型對比，不能夠反映地質特征；其分辨率與地震資料相近，僅能夠識別整個薄互層形成的大套地層的頂底。圖3d是分頻模擬反演的結果，與實際地質剖面和波阻抗反演結果對比，分頻模擬反演能夠準確反演出薄互層儲層的位置和厚度。

圖3 薄互層地質模型及反演結果對比

3 應用實例

以研究區的地層對比為基礎開展正演模擬分析。首先，根據井資料發現沙灣組二砂組從內帶到尖滅線發育薄互層砂體，并且薄互層內砂體在各自的尖滅線內存在著尖滅。從A、B、C、D、E、F井的地層對比圖可以看出(圖4)，應用亮點技術在B井、D井、E井都鉆遇了油層，這些油層都發育在薄互層的頂部，是“正亮點”油藏。但對比薄互層內部顯示，內部砂體也存在著尖滅，根據前面多套砂體的正演模擬結論可知，這種條件下可能發育非亮點油藏。為了驗證這種推測，將地層對比結果得到的實際地層厚度填充實際速度、密度，預測的油層也充填統計的油層速度、密度，建立了正演模型(圖5a)，通過正演得到了正演剖面（圖5b）。正演剖面顯示，亮點油藏在正演剖面上表現為強波谷特征，預測的非亮點油藏表現為弱波谷特征，預測的亮點油藏表現為強波谷特征，與實際的過井地震資料對應關系較好，驗證了該區可能發育非亮點油藏。

圖4 過A-B-C-D-E-F井地層對比

圖5 A-B-C-D-E-F井正演模型及正演剖面

圖6 地震剖面與反演結果對比

B井在二砂組發育一套薄儲層，在地震資料和波阻抗反演結果中不明顯（圖6a、圖 6b），而在分頻模擬反演中則清晰顯示（圖6c）。除了二砂組頂部的儲層外，圖6c還清晰顯示了下部的一砂組儲層和上部的三砂組儲層，這都說明分頻模擬反演的分辨率較高。

4 結論

（1）多套薄互層模型正演模擬顯示，頂部含油均呈現正亮點特征，中間砂體含油呈現非亮點特征，底部砂體含油呈現反亮點特征，說明春光探區理論上可以存在“正亮點、反亮點、非亮點”三種油藏類型。

（2）與實際地質剖面和波阻抗反演結果對比表明，分頻模擬反演能夠進一步準確反演薄互層儲層的位置和厚度。

（3）將理論模型研究結果用于春光油田二砂組薄互層儲層取得了良好的效果，多口井試獲高產工業油流。