淺論波形指示反演在致密砂巖薄儲層及含油性預測中的應用

林玉婷 魏紅梅 商偉 周娟

摘要：致密砂巖薄儲層具有儲層厚度薄、致密和非均質性強的特點，常規疊前隨機反演方法存在高頻成分隨機性強的缺陷，造成薄儲層預測的大量誤差，難以滿足致密薄儲層精細刻畫的需求。基于波形指示的疊前地震反演技術利用疊前地震波形相似性代替傳統變差函數優選測井樣本，提高了地層彈性參數高頻成分的確定性，從而提高了反演結果的有效分辨率和精度，解決了致密砂巖薄儲層及其含油氣性定量預測的難題。

關鍵詞：致密砂巖；薄儲層；疊前隨機反演；波形指示；定量預測

致密砂巖油作為一種重要的非常規石油，近年被廣泛關注，致密砂巖油藏的地震識別是油藏地球物理勘探中的重難課題。

1波形指示疊前地震反演方法原理

1.1波形指示模擬

基于褶積理論的正演研究表明，地震波的調諧特征與反射系數結構具有密切的關系，反射系數的垂向分布，包括反射系數的間距、大小、個數決定了地震波形的調諧樣式。在相似的地質條件下，反射波波形與反射系數結構可形成良好的匹配關系，可以根據波形的調諧特征優化反射系數的分布。為了充分利用地震波形對地層彈性參數結構的指示意義，在隨機模擬過程中利用地震波形相似性代替變差函數對模擬樣本進行優選。

1.2波形指示疊前地震反演流程

波形指示疊前地震反演是在波形指示彈性參數模擬的基礎上，結合疊前同時反演而形成的一種疊前高分辨率隨機反演技術，最終獲得既符合原始地震記錄，又包含確定性較強的高頻成分的寬頻彈性參數結果。整個反演過程分為以下4 個主要組成部分。

1）疊前同時反演獲取地震頻帶范圍的縱、橫波阻抗絕對值。疊前同時反演根據Zoeppritz方程或其近似式，運用井約束稀疏脈沖算法保證了獲取的縱、橫波阻抗值在地震頻帶范圍內與實際地震信息的吻合。

2）波形指示模擬建立初始模型。將疊前同時反演獲得的縱、橫波阻抗與平均AVA子波褶積得到縱、橫波合成地震數據，在構造框架下，按縱、橫波地震波形特征分別對已知井進行分析，優選與待模擬道波形關聯度高的井樣本進行隨機模擬，分別建立縱、橫波阻抗初始模型，并統計測井樣本的縱、橫波阻抗的概率分布作為先驗概率分布。

2 應用實例

2.1儲層地質特征

根據測井解釋和巖心分析結果，河道砂體物性優于席狀砂和灘壩砂，孔隙度一般為 2%～6%，平均為 3.72%；滲透率一般為（0.1～1.0）× 10-3 μm2，平均為0.38× 10-3μm2，屬典型的低孔低滲型儲層。雖然砂體發育程度較高、縱向多期疊置、橫向復合連片，但由于砂體的物性非均質性較強，空間分布變化快，有效儲層厚度薄，連續性較差，導致鉆井的有效儲層鉆遇率較低，且油井往往產量低，難以實現高產、穩產。

2.2儲層及含油性巖石物理特征

尋找識別儲層及含油性的敏感彈性參數是開展地震反演定量預測的基礎和依據，一般通過測井巖石物理分析建立相應的識別模板。砂巖識別能力從高到低依次為橫波阻抗、縱波阻抗和縱橫波速度比；含油砂巖與非含油砂巖在縱、橫波阻抗上重疊嚴重，無法區分，而利用縱橫波速度比可對含油砂巖進行很好地識別，含油砂巖縱橫波速度比小于1.65。

測井巖石物理分析建立了砂體、儲層及含油砂體的彈性參數定量識別模板，為了提高地震預測精度，需要選擇針對性疊前地震反演方法獲得精度盡可能高的地層各項彈性參數。波形指示疊前地震反演正是為此目的研究形成的高精度、高分辨率疊前反演方法。

2.3波形指示疊前地震反演關鍵參數

波形指示疊前地震反演包含疊前同時反演和波形指示反演兩個主要組成部分，波形指示反演部分關鍵參數較少，僅有“ 有效樣本數” 和“ 最佳截止頻率”，有效提高了反演過程效率并降低了人為干預程度，使反演結果更真實地反映原始數據的信息。

2.3.1有效樣本數

有效樣本數是指在特定的層段范圍內，在所有被選井的井旁道中尋找與當前道波形最相似的井樣本數?！?有效樣本數” 是波形指示模擬及反演中最重要的參數之一，主要表征地震波形空間變化對地層彈性參數結構的影響程度。

相關曲線是判斷有效樣本數最直觀的質控依據，其曲線形態一般表現為相關指數隨著樣本數的增加逐漸增大，達到一定程度后相關指數不再隨著樣本數的增加而增加，表明更多的樣本無助于預測精度的提高，其相關指數最大時的樣本數就是最佳樣本參數，相關曲線上表現在拐點的位置。通常較大的樣本數表明地層彈性參數變化小，非均質性弱，在橫向變化快、非均質性強的地區，可適當減小樣本數。

2.3.2最佳截止頻率

波形指示模擬和反演結果具有“ 低頻確定、高頻隨機” 的特點，低頻主要是受地震頻帶及地震相的影響，高頻則主要受相同沉積結構樣本的控制，越到高頻隨機性越強，因此設定合適的“ 最佳截止頻率” 對反演結果具有重要意義。該參數與“ 有效樣本數” 參數有關聯性，需在確定了有效樣本數后進行“ 最佳截止頻率” 參數的確定。與有效樣本數分析方法類似，計算各井不同頻率下與其它井的波形相關性，擬合所有相關曲線，如果更偏向于反演的確定性，該參數不宜設置太高，反之，如果更偏向于反演分辨率，能夠接受隨機的結果，可以設置較高的截止頻率。

2.4反演及預測效果分析

根據波形指示疊前地震反演技術流程，在構造框架模型下，需要完成AVA子波提取、波形指示關鍵參數分析，以及高質量的疊前同時反演以獲取地震頻帶的縱、橫波阻抗絕對值和縱、橫波合成地震數據，進而完成整個波形指示疊前反演過程。并取10個以上反演結果的平均值作為最終結果，以減小單個實現的隨機誤差。井厚的變化趨勢，表明波形指示疊前反演結果與地震數據具有較好的一致性，且其對河道的發育規模及邊界刻畫得更清楚。

以上對這些薄儲層和薄油層的有效識別表明波形指示疊前地震反演的高分辨率結果具有較高的可靠性，預測結果很好地刻畫了有效儲層和含油砂體的非均質性分布，對合理部署開發井、提高鉆井成功率和提高單井產能具有重要的指導意義。

3結論

綜上所述，波形指示疊前地震反演清晰地刻畫了砂體、有效儲層及含油砂體的空間分布，后續結合利用三維可視化技術及儲層建模技術，可以精細地定量雕刻砂體、有效儲層及含油砂體的空間位置和發育規模，為開發井部署、鉆井軌跡設計、油藏描述和儲量計算提供可靠的資料依據，是陸相致密碎屑巖油氣藏精細描述的關鍵技術。

參考文獻

[1]顧雯，徐敏，王鐸翰，等.波形指示反演技術在薄儲層預測中的應用—以準噶爾盆地B地區薄層砂巖氣藏為例[J].天然氣地球科學，2016，27（11）.

（作者單位：物探研究院東部室勝坨組）