多屬性反演方法分析與研究

劉 洋

（中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦 124010）

地震反演已經成為了一種十分普及的地震勘探技術，已經廣泛應用于油氣勘探開發中的各個階段。目前，大部分油田的很多區塊都進入了勘探開發后期，由于各種因素的限制，常規的地震波阻抗反演方法已經很難滿足儲層描述精度的要求，因此，急需尋找一種高精度、高分辨率的地震反演方法。多屬性反演方法是利用非線性的數學算法來實現儲層參數反演的目的，該方法不但可以提高地震反演的分辨率，而且可以提高地震反演的準確性，進而為高精度的儲層描述提供可靠的基礎數據，從而為油田勘探開發的順利開展奠定較好的基礎[1-2]。

1 基本原理

多屬性反演的最根本算法是多屬性線性回歸分析，具體公式如下：

式中，i為時間采樣點；n為地震屬性個數；w為加權系數；B為地震屬性；A為儲層反演參數。w可以采用均方誤差最小值的方法來確定，具體公式如下：

上式是建立儲層反演參數與各種地震屬性之間在時間域的線性關系，但是測井曲線和地震數據的頻率存在一定的差異，而且測井數據中經常會出現一些局部異常值，導致線性關系誤差較大，很難達到最優。目前，都是采用“步聰法”來對地震屬性進行優選，并且選擇合適的褶積算子長度，具體公式如下：

式中，*為褶積運算。

在多屬性線性分析之后，多屬性反演方法是利用非線性的數學方法，首先將對儲層敏感的測井參數與各種地震屬性之間建立非線性的映射關系，最后將這種映射關系推廣到整個工區，從而實現全區的儲層參數預測的目的[2]。

2 基本步驟

多屬性反演方法主要有以下8個步驟：

1）收集各種基礎資料，如測井數據、錄井數據、試油試采數據、構造解釋結果、地震數據等，并對這些數據進行整理、分析、優化處理等，盡可能地減少各種誤差；

2）對測井曲線、巖心等資料進行巖石物理分析，計算和篩選出對儲層的物性、含油氣性、巖性等比較敏感的曲線，進而可以確定多屬性反演的目標參數；

3）利用地質分層、地震層位以及地震數據等資料進行精細井震標定，提取合適的子波，最后獲得較好時深關系；

4）采用相應的地震反演方法獲得波阻抗反演體，并且將其作為多屬性反演過程中的外部屬性；

5）根據多屬性反演相應的特點，采用時移、濾波、歸一化等方式對目標參數曲線進行處理，讓其與地震數據的頻率進行相應的匹配；

6）計算各種地震內部屬性，然后進行單屬性分析，計算波阻抗反演體等外部屬性和內部屬性與目標參數曲線之間的相關系數，優選出相關系數較高的單屬性；

7）根據單屬性分析的結果，采用“步聰法”尋找最優的多個屬性，使訓練誤差和驗證誤差都比較小；

8）建立目標參數曲線和多個最優屬性的非線性映射關系，將其推廣到整個目標區，從而獲得目標參數的多屬性反演數據體。

3 模型測試

為了驗證多屬性反演的有效性，本文建立了相應的速度模型，模型為兩套厚層砂巖儲層中夾了一個單砂體，砂體的厚度為5m。利用褶積算法獲得了地震正演剖面見圖1（a），然后利用多屬性反演方法進行了縱波曲線的多屬性反演，結果如圖1（b）所示。從圖1可以看出，多屬性反演結果可以準確反演出薄層砂巖的位置和厚度，從而說明了該方法的有效性。

圖1 多屬性反演模型測試

4 實際應用

東部某油田的A區塊為三角洲沉積，儲層內部的橫向和縱向砂體相互疊置，關系復雜。另外。從開發結果可知，該區塊的油氣分布差異較大，多數井單井產量較低。使用常規的波阻抗反演效果較差，很難準確預測砂體的分布規律，因此，本文采用多屬性反演方法進行砂體預測，對儲層進行精細表征。

4.1 巖石物理分析

經過多種測井曲線和巖性數據的交匯圖和直方圖分析可知，波阻抗對于該區的砂巖不敏感，很難區分砂巖與泥巖，而自然伽馬（GR）可以很好的區分砂泥巖，因此，選用GR曲線作為多屬性反演的目標曲線。

4.2 屬性優選

在地震屬性優選過程中，從圖2（a）可以看出，隨著地震屬性個數的不斷增多，參與反演井的訓練誤差逐漸變小，但是驗證誤差在前6個屬性時不斷減小，然后又逐漸增加，說明地震屬性的個數不宜過多，否則就會導致訓練過量，誤差增大。因此，選用了前6種地震屬性來建立目標曲線與各種地震屬性之間的非線性關系。

圖2 多屬性GR反演

4.3 反演結果分析

圖2（b）為多屬性GR反演的剖面，從圖中可以看出，多屬性反演具有很好的垂向分辨率，與井點的測井曲線吻合度較高，而且橫向的連續性也比較好，能夠較好地區分砂泥巖，從而說明該方法可以有效地預測砂體分布。

5 結語

多屬性反演方法實際上是傳統地震反演的一種技術推廣，反演的結果不但具有較高的垂向分辨率，而且橫向的連續性也較好，可以獲得更加豐富的儲層參數，提高儲層預測的精度，降低油氣勘探開發的風險，從而為油田勘探開發提供了一定的技術支持。