應(yīng)用“三相控”地震反演的礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體預(yù)測(cè)技術(shù)

關(guān)鍵詞：“三相控”地震反演，礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體，高能礁灘相，斷裂破碎相，巖溶縫洞相 中圖分類號(hào)：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.20240377

Abstract： The carbonate reservoirs ofthe Middle-Lower Ordovician in the Gucheng area of the Tarim Basin are controlled by multiple factors such as high-energy reef-shoal facies，karsts，and faults. Fractured-vuggy reser voirs formed by the superposition of reef-shoal bodies，fracture fragmentation，and karst corrosion are developed.Therefore，it is dificult for traditional reservoir prediction methods such as singleseismic attribute analysis and conventional seismic inversion to efectively predict their spatial distribution characteristics，thus restricting oil exploration inthis area.Given thecharacteristicsthat thereservoirs arecontrolld bymultiple factors，a“three-facies control”seismic inversion technology that fully integrates the characteristics of“highenergy reef-shoal facies，fracture fragmentation facies，and karst fractured-vuggy facies”is proposed，thus greatly improving the reservoir prediction accuracy. Firstly，based on the wel-seismic characteristics，the seismic response characteristics of the“three-facies zone”are clarified.Secondly，the seismic facies volume attributes，the structure-oriented smoothing filter volume constrained by faults，the maximum likelihood attribute volume，and the background modeling highlight volume arerespectively employed to characterize the envelopes of the high-energy reef-shoal facies，fracture fragmentation facies，and karst fractured-vuggy facies. Finally， theenvelopes of the“three-facies zone”are integrated andcalibrated to build a“three-facies control\"constrained low-frequency trend model， with sparse spike inversion is caried out to predict the reef-beach faultkarst composite reservoirs. The inversion results show that the coincidence rate of reservoir prediction for the posteriori well GT1 reaches 87. 5% . This technology provides an effective technical means for the high-precision prediction of reef-shoal fault-karst composite reservoirs. Keywords：“three-faciescontrol\"，seismic inversion，reef-shoal fault-karst composite reservoir，high-energy reefshoal facies，fracture-fragmentation facies，karst fractured-vuggy facies

柴緒兵，覃素華，張輝，等，應(yīng)用\"三相控\"地震反演的礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體預(yù)測(cè)技術(shù)——以古城地區(qū)為例[J].石油地球物理勘探，2025，60（4）：986-997.

CHAI Xubing，QIN Suhua，ZHANG Hui，et al.Prediction technology of ref-shoal fault-karst composite reser-voirs by\"thre-facies control\"seismic inversion： A case study of Gucheng area[J]. Oil Geophysical Prospect-ing，2025，60（4） ：986-997.

0 引言

塔里木盆地中下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組一一間房組呈“西臺(tái)東盆”的沉積格局，輪南一古城地區(qū)位于塔西臺(tái)地東緣，臺(tái)內(nèi)云化灘一臺(tái)地邊緣礁灘相發(fā)育，具備規(guī)模儲(chǔ)集體發(fā)育的基礎(chǔ)[1-3]。古城地區(qū)GC6、GC8和GC9井等于鷹山組臺(tái)內(nèi)云化灘相鉆遇縫洞型儲(chǔ)集體，獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，這說(shuō)明古城地區(qū)具備規(guī)模成藏條件[4-8]，展現(xiàn)了中下奧陶統(tǒng)巨大的油氣勘探潛力[9-12]。然而，后續(xù)的GC11、GC12、GC13、GC14、GC15和GC16井等儲(chǔ)集體發(fā)育程度較差，僅見(jiàn)油氣顯示或獲低產(chǎn)工業(yè)氣流，導(dǎo)致該區(qū)油氣勘探工作陷入停滯。因此，能否精細(xì)、精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集體，對(duì)古城地區(qū)油氣勘探至關(guān)重要。

針對(duì)礁灘型儲(chǔ)層，前人在四川、鄂爾多斯以及塔里木等海相克拉通盆地開展了一系列的探索和研究，逐漸形成了層序格架控制下的地震一沉積相分析技術(shù)[13]古地貌分析技術(shù)[14]縫洞空間雕刻技術(shù)及地震屬性分析技術(shù)[15-16]、相控波阻抗反演技術(shù)及分頻波阻抗反演技術(shù)[17等，實(shí)現(xiàn)了礁灘型儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)及表征，并獲得了良好的效果。針對(duì)碳酸鹽巖斷控型儲(chǔ)集體，王來(lái)源等[18]、李相文等[19]和李海英等[20]在塔里木盆地順北地區(qū)應(yīng)用地震幾何屬性增強(qiáng)技術(shù)、兩步相控反演技術(shù)進(jìn)行了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；張明等21和張晟等[22]分別應(yīng)用“斷裂破碎帶相\"約束迭代反演技術(shù)和梯度結(jié)構(gòu)張量屬性分析技術(shù)在富滿地區(qū)實(shí)現(xiàn)了臺(tái)內(nèi)斷控儲(chǔ)集體的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，促進(jìn)了富滿、順北超深層碳酸鹽巖“斷溶體\"油氣藏的勘探與開發(fā)。

然而，古城地區(qū)中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖儲(chǔ)集體為礁灘、巖溶和斷裂復(fù)合型儲(chǔ)集體，受高能礁灘相、巖溶和斷裂共同影響，特征比較復(fù)雜。另外，受地震資料品質(zhì)的限制，儲(chǔ)集體的地震響應(yīng)特征并不明顯。因此，現(xiàn)有技術(shù)方法（包括地震屬性增強(qiáng)分析技術(shù)、單相控或兩步法相控地震反演技術(shù)等）均難以精確預(yù)測(cè)儲(chǔ)集體的展布特征，嚴(yán)重制約了該區(qū)勘探井位優(yōu)化部署及規(guī)模性油氣發(fā)現(xiàn)。

本文基于古城地區(qū)沉積及儲(chǔ)層特征分析，認(rèn)為高能礁灘相、巖溶和斷裂共同控制了該地區(qū)儲(chǔ)集體的發(fā)育和分布。提出了“高能礁灘相、斷裂破碎相、巖溶縫洞相”三相控地震反演技術(shù)。綜合利用測(cè)井和地震資料，在精細(xì)刻畫“三相帶”包絡(luò)體特征的基礎(chǔ)上，建立“三相帶\"約束低頻趨勢(shì)模型，并進(jìn)行稀疏脈沖反演，從而實(shí)現(xiàn)礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體的高精度預(yù)測(cè)。其優(yōu)勢(shì)在于突破了傳統(tǒng)單相控或雙相控儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法的局限性，對(duì)高能礁灘相、巖溶縫洞相及斷裂破碎相等儲(chǔ)層控制因素進(jìn)行全要素精細(xì)刻畫，建立“三相帶\"約束低頻趨勢(shì)模型，并進(jìn)行稀疏脈沖反演，以期實(shí)現(xiàn)礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體的高精度預(yù)測(cè)，提高勘探成功率。

1 沉積及儲(chǔ)層特征

早一中奧陶世沉積時(shí)期，輪南一古城地區(qū)發(fā)育大型坡折帶，控制了塔西臺(tái)地東緣臺(tái)緣帶的展布。該坡折帶由北向南逐漸變緩，呈現(xiàn)鑲邊臺(tái)地一弱鑲邊一緩坡臺(tái)地的有序過(guò)渡。古城地區(qū)位于塔西臺(tái)地邊緣輪南一古城坡折帶南部（圖1a），向東逐漸過(guò)渡至塔東地區(qū)。該區(qū)發(fā)育一套碳酸鹽巖地層，以臺(tái)地相白云巖、灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r沉積為主，可見(jiàn)丘灘建隆臺(tái)緣結(jié)構(gòu)[1-3.22]。古城地區(qū)東側(cè)臺(tái)地邊緣鉆探的CT1、CT2、CT3和GC4井揭示中下奧陶統(tǒng)蓬萊壩一一間房組巖性以顆粒灰?guī)r、生屑灰?guī)r為主（占比 gt;70% （圖1b），并發(fā)育玉山叢藻、Epiphyton藻、藍(lán)藻等造礁生物。上述特征表明，古城地區(qū)中下奧陶統(tǒng)為鑲邊臺(tái)緣沉積，礁灘體發(fā)育，具備形成規(guī)模儲(chǔ)集體的基礎(chǔ)。

古城地區(qū)在鑲邊臺(tái)緣背景下，高能礁灘體經(jīng)多期暴露巖溶與斷裂疊加改造[23]，形成了規(guī)模性分布的礁灘一斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體。野外露頭、巖心和碳氧同位素分析表明，該區(qū)中下奧陶統(tǒng)發(fā)育 4～5 期巖溶作用[24]。CT1、CT2和CT3井儲(chǔ)層中普遍發(fā)育準(zhǔn)同生期溶蝕的粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔，以及埋藏期的小型溶洞、溶蝕縫等巖溶作用產(chǎn)物。值得注意的是，鑲邊臺(tái)緣礁灘帶因長(zhǎng)期處于古地貌高部位，其巖溶作用較臺(tái)內(nèi)更充分，更有利于巖溶儲(chǔ)層的發(fā)育。地震資料顯示，較大規(guī)模的溶蝕孔洞（表現(xiàn)為典型的“串珠”狀反射特征）主要分布在礁灘帶主體部位（圖2）。

圖1輪南—古城地區(qū)中下奧陶統(tǒng)沉積相（a）及CT3井綜合柱狀圖（b）

古城地區(qū)地處塔中與塔東兩大隆起構(gòu)造帶的交匯轉(zhuǎn)折部位，斷裂一構(gòu)造活動(dòng)較為活躍。古城地區(qū)發(fā)育NEE向、NNE向及NW向三組走滑斷裂及其伴生次級(jí)斷裂，這些斷裂有效地改善了儲(chǔ)層物性，促進(jìn)了斷溶體儲(chǔ)層的形成。其中NEE向和NNE向兩組斷裂活動(dòng)強(qiáng)、數(shù)量相對(duì)較多，是該區(qū)最重要的控儲(chǔ)、控藏、控油氣富集的走滑斷裂。研究表明，古城鑲邊臺(tái)緣礁灘帶具有明顯的斷控巖溶儲(chǔ)層特征，目前已識(shí)別出628個(gè)典型“串珠\"狀地震反射異常體，其中479個(gè)（占比 76.2% 位于NEE向和NNE向主干斷裂 1km 范圍內(nèi)（圖3）。

因此，古城地區(qū)獨(dú)特的地質(zhì)背景造就了高能礁灘相沉積、多期巖溶作用與斷裂活動(dòng)的有效配置，三者協(xié)同作用形成了有利的礁灘一斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體。

圖2古城地區(qū)中下奧陶統(tǒng)地震地層結(jié)構(gòu)剖面（剖面位置見(jiàn)圖1）

圖3古城地區(qū)中下奧陶統(tǒng)斷裂與串珠疊合圖

2 “三相控”地震反演方法

針對(duì)古城地區(qū)礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體受高能礁灘相分布、巖溶作用及斷裂改造等多因素控制的特征，提出“高能礁灘相、斷裂破碎相、巖溶縫洞相”三相控地震反演技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)井震結(jié)合，精細(xì)刻畫“三相帶”包絡(luò)體特征，建立“三相帶”空間體約束低頻趨勢(shì)模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行稀疏脈沖反演，最終實(shí)現(xiàn)礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體的有效預(yù)測(cè)。

2.1方法原理及流程

“三相控\"地震反演技術(shù)本質(zhì)上是廣義相控反演方法的一種延伸。它的主要原理是基于已鉆井、地震、測(cè)井等資料獲得的先驗(yàn)信息，通過(guò)空間域多維度的約束，建立更符合地下復(fù)雜地質(zhì)特征的低頻模型，最后結(jié)合約束稀疏脈沖反演進(jìn)行波阻抗體屬性計(jì)算。與傳統(tǒng)的單相控、雙相控反演方法相比，“三相控\"反演約束條件更加嚴(yán)謹(jǐn)，反演計(jì)算結(jié)果更易收斂，預(yù)測(cè)結(jié)果更符合地質(zhì)規(guī)律，可靠性顯著提升。

“三相控\"地震反演應(yīng)用約束稀疏脈沖反演方法[25-26]，該方法能夠突出地震資料的橫向識(shí)別能力，具有多解性小、抗噪性強(qiáng)、運(yùn)算效率高等優(yōu)點(diǎn)。這些特點(diǎn)使其特別適用于沙漠地區(qū)因沙丘地表高低起伏過(guò)大而導(dǎo)致的低信噪比地震資料，具體步驟如下。

（1）開展最大似然反褶積。地震記錄可以看作地下反射系數(shù)與地震子波褶積再加上噪聲得到的信號(hào)?；诘叵陆橘|(zhì)的反射系數(shù)序列是稀疏的這一假設(shè)，即地層僅在少數(shù)界面存在較大的反射系數(shù)，采用最大似然反褶積進(jìn)行反射系數(shù)的求解。通過(guò)尋找最稀疏的反射系數(shù)序列，使合成地震記錄與實(shí)際地震記錄在一定誤差范圍內(nèi)達(dá)到最佳匹配效果。

采用的目標(biāo)函數(shù)為

式中： r 和 n 分別為反射系數(shù)序列和噪聲的均方值；R 和 N 分別表示第 K 個(gè)采樣點(diǎn)的反射系數(shù)和噪聲；M 表示反射層數(shù)； L 表示采樣總數(shù)； λ 表示給定反射系數(shù)的似然值。通過(guò)多次迭代，可求取反射系數(shù)。

（2）開展最大似然反演?；诓襟E（1）最大似然反褶積計(jì)算得到的反射系數(shù)，結(jié)合初始阻抗模型采用遞推算法反演得到初始波阻抗。該算法通過(guò)將高維度的反演問(wèn)題分解為一系列低維度的遞推步驟，避免了復(fù)雜的矩陣求解逆等大規(guī)模運(yùn)算，顯著提升了計(jì)算效率。算法公式為

式中： Z（i） 為第 i 層的波阻抗值； r（i） 為第 i 層的反射系數(shù)。

（3）開展約束稀疏脈沖反演。采用約束稀疏脈沖反演對(duì)初始波阻抗進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整，除了稀疏性約束外，還加入了第三項(xiàng)先驗(yàn)信息進(jìn)行約束。由于地震資料缺少 0～10Hz 的低頻信息，常規(guī)井插值初始模型精度低，無(wú)法準(zhǔn)確反映地下復(fù)雜地質(zhì)情況。結(jié)合鉆井、地震解釋層位、高能礁灘相、斷裂破碎相、巖溶縫洞相等先驗(yàn)信息建立的空間體約束模型可以補(bǔ)充地震資料缺失的這部分信息。目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)為

式中： r 為反射系數(shù)序列； ΔZ 為與波阻趨勢(shì)的差序列； d 為地震道序列； s 為合成地震道序列； β 為殘差權(quán)重因子； α 為趨勢(shì)權(quán)重因子； 均為 L 模因子， L 模因子是一個(gè)基于 L 范數(shù)的參數(shù)，用于衡量反演結(jié)果的稀疏性，取值越大，反演結(jié)果越稀疏。等式右側(cè)第一項(xiàng)反映了反射系數(shù)的絕對(duì)值和，第二項(xiàng)反映了合成聲波記錄與原始地震數(shù)據(jù)的差值，第三項(xiàng)為趨勢(shì)約束項(xiàng)。

“三項(xiàng)控\"地震反演的關(guān)鍵點(diǎn)在于建立高能礁灘相、斷裂破碎相、巖溶縫洞相等\"三相控\"屬性體模型及空間體約束低頻模型，通過(guò)模型約束稀疏脈沖反演，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層精細(xì)、精準(zhǔn)刻畫。具體技術(shù)流程如圖4所示。

2.2 “三相控”屬性體模型構(gòu)建

高能礁灘相、斷裂破碎相和巖溶縫洞相屬性體模型的構(gòu)建是“三相控”地震反演方法的基礎(chǔ)及關(guān)鍵所在。

圖4“三相控\"地震反演技術(shù)流程

（1）高能礁灘相體模型刻畫。古城地區(qū)中下奧陶統(tǒng)發(fā)育鑲邊臺(tái)緣沉積體系，臺(tái)緣高能礁灘相發(fā)育。本文綜合利用井資料和地震資料，結(jié)合沉積模式分析，建立了古城地區(qū)中下奧陶統(tǒng)地震一沉積相模式（圖5a），認(rèn)為本地區(qū)發(fā)育5種地震一沉積相類型。

①I 型。臺(tái)緣礁丘相，在地震剖面上表現(xiàn)為丘型雜亂弱反射特征，為臺(tái)地邊緣礁丘相沉積，該相帶內(nèi)生物礁相儲(chǔ)層發(fā)育。

② Ⅱ型。臺(tái)緣礁灘相，在地震剖面上表現(xiàn)為雜亂一弱連續(xù)反射特征，為臺(tái)地邊緣礁灘相沉積，該相帶內(nèi)臺(tái)緣礁灘相儲(chǔ)層發(fā)育。

③ Ⅲ型。緣前斜坡相，在地震剖面上表現(xiàn)為雜亂一弱前積反射特征，為臺(tái)地前緣斜坡相沉積，該相帶內(nèi)緣前垮塌體儲(chǔ)層相對(duì)發(fā)育。

④ Ⅳ型。臺(tái)地相，在地震剖面上表現(xiàn)為平行一亞平行強(qiáng)、弱相間的反射特征，為開闊臺(tái)地相沉積，該相帶內(nèi)臺(tái)內(nèi)灘儲(chǔ)集體相對(duì)發(fā)育。

⑤ V型。盆地相，在地震剖面上表現(xiàn)為強(qiáng)振幅連續(xù)反射特征，為盆地相沉積，該相帶內(nèi)儲(chǔ)層不發(fā)育。

基于上述5種地震一沉積相類型，可建立相模式識(shí)別標(biāo)簽，應(yīng)用EasyTrack軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)，從而對(duì)5種地震一沉積相類型進(jìn)行識(shí)別和刻畫，據(jù)此形成沉積相空間包絡(luò)體（圖5c、圖5d），最終構(gòu)建沉積相體模型。由古城地區(qū)中下奧陶統(tǒng)地震一沉積相（圖5b）可見(jiàn)，該地區(qū)自西向東依次發(fā)育臺(tái)地相、臺(tái)緣礁丘相、臺(tái)緣礁灘相、緣前斜坡相及盆地相，各相帶呈近南北向條帶狀展布。其中，高能礁灘相儲(chǔ)集體主要發(fā)育于臺(tái)緣礁丘相和臺(tái)緣礁灘相帶內(nèi)。1型一臺(tái)緣礁丘相與Ⅱ型一臺(tái)緣礁灘相為高能礁灘相儲(chǔ)集體主要發(fā)育類型，礁丘相儲(chǔ)集體發(fā)育程度更高。

（2）斷裂破碎相體模型刻畫。古城地區(qū)NE向走滑斷裂在塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)普遍發(fā)育，控制著富滿、順北、塔中等地區(qū)斷溶體油氣藏的發(fā)育，且自西向東斷裂發(fā)育規(guī)模逐漸變小，至古城地區(qū)表現(xiàn)為NNE向弱走滑特征，但同樣具有控儲(chǔ)、控藏作用。這在GC6、GC8和GC9井得到證實(shí)。NEE向斷裂為張扭性正斷裂，在古城地區(qū)最為發(fā)育，主要控制著塹壘構(gòu)造格局，其活動(dòng)強(qiáng)度自西向東逐漸增強(qiáng)。NW向斷裂在古城地區(qū)活動(dòng)相對(duì)較弱，僅在西部臺(tái)內(nèi)GC13井附近發(fā)育。NEE向與NNE向斷裂在古城鑲邊臺(tái)緣帶交匯，形成多條網(wǎng)狀斷裂破碎帶，這有利于碳酸鹽巖儲(chǔ)層的溶蝕改造。

斷裂破碎帶通常由大尺度的主干或分支斷裂及小尺度的微斷裂或裂縫帶組成（大尺度斷裂：斷裂規(guī)模大，延伸長(zhǎng)，反射波組錯(cuò)斷明顯的主干斷裂。中尺度斷裂：規(guī)模相對(duì)小，常為主干斷裂演化過(guò)程中派生的分支斷裂，表現(xiàn)為同相軸的輕微錯(cuò)斷或扭曲。小尺度斷裂：規(guī)模更小，分布較為零散，表現(xiàn)為同相軸輕微扭曲或不連續(xù)）。

大尺度斷裂刻畫方法相對(duì)豐富，相干體、曲率體和方差體等地震屬性體等均可實(shí)現(xiàn)大尺度斷裂的刻畫。然而，受地表高大沙丘、目的層埋藏深等因素影響，古城地區(qū)地震資料信噪比相對(duì)較低，這導(dǎo)致常規(guī)的斷裂刻畫技術(shù)無(wú)法達(dá)到理想效果。為此，本文采用了一種基于斷層約束構(gòu)造導(dǎo)向平滑濾波屬性體的深度學(xué)習(xí)技術(shù)[27]。該技術(shù)是一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能斷裂識(shí)別技術(shù)，能夠有效克服低信噪比帶來(lái)的不利影響，實(shí)現(xiàn)研究區(qū)大尺度斷裂的刻畫（圖6a、圖6d）。

最大似然屬性（Likelihood）是Hale在2012年提出的一種基于樣點(diǎn)處理斷裂成像算法[28]。與基于波形相似性計(jì)算的傳統(tǒng)地震裂縫預(yù)測(cè)屬性相比，該方法的預(yù)測(cè)精度明顯提升，不漏失小尺度斷裂[29]。本文應(yīng)用最大似然屬性對(duì)小尺度斷裂進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示其與井吻合度較高，取得了較好的預(yù)測(cè)效果（圖6b、圖6e）。

將大尺度斷裂包絡(luò)體與小尺度斷裂包絡(luò)體進(jìn)行融合（圖6c、圖6f，可形成斷裂破碎帶相體模型（圖6g），這為后續(xù)開展“三相控\"地震反演奠定了基礎(chǔ)。

（3）巖溶縫洞相體模型刻畫。塔里木盆地的勘探實(shí)踐表明，碳酸鹽巖儲(chǔ)層原生基質(zhì)孔隙不發(fā)育，儲(chǔ)層致密，因此溶蝕改造是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的必要條件。古城鑲邊臺(tái)緣礁灘帶長(zhǎng)期處于古地貌高部位，巖溶作用強(qiáng)，巖溶縫洞型儲(chǔ)層發(fā)育。這些儲(chǔ)層在地震剖面上表現(xiàn)為強(qiáng)、弱“串珠\"狀反射，具有一定的層控特征，主要集中發(fā)育在一間房/鷹山組上段和鷹山組上段/鷹山組下段界面處，在平面上則集中分布于礁灘帶主體部位。

需要指出的是，地震資料實(shí)際上是儲(chǔ)集體反射波與地層界面反射波矢量疊加的結(jié)果。本文應(yīng)用背景建模屬性體分離出地層界面反射波背景信息，有效地去除了地層沉積背景的干擾，從而獲得反映巖溶縫洞型儲(chǔ)集體反射特征的數(shù)據(jù)體[30]。在此基礎(chǔ)之上，將該屬性體級(jí)聯(lián)高亮體屬性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)\"串珠”、“弱串珠”等異常反射邊界的識(shí)別及立體雕刻，建立了研究區(qū)巖溶縫洞相體模型（圖7）。

2.3“三相控\"低頻模型的建立

“三相控\"反演低頻體約束建模時(shí)，由于波阻抗屬性與巖溶縫洞相等屬性體之間存在值域差異，需要將“三相控”屬性體從各自值域刻度到波阻抗值域范圍內(nèi)。

周緣鉆井縱波阻抗統(tǒng)計(jì)分析（圖8）顯示，高能礁灘相、斷裂破碎相、巖溶縫洞相三者之間存在阻抗差異，其中高能礁灘相是儲(chǔ)層形成的沉積基礎(chǔ)；斷裂破碎相不僅是儲(chǔ)層形成的必要條件，同時(shí)也是重要的溶蝕通道；而溶蝕改造后的巖溶縫洞相則易形成儲(chǔ)層。從阻抗特征來(lái)看，溶蝕改造后巖溶縫洞相阻抗最低，斷裂破碎相次之。通過(guò)鉆并統(tǒng)計(jì)分析可獲得三種相的波阻抗高斯分布曲線，從而確定每種相波阻抗值的上、下限。在實(shí)際應(yīng)用中，首先依據(jù)已鉆井信息及井震標(biāo)定結(jié)果確定三種相屬性體的上、下限值。然后將每種屬性體刻度到波阻抗值域范圍。

再將三種相的波阻抗體進(jìn)行數(shù)據(jù)體融合，融合時(shí)按等比例融合原則，其中巖溶縫洞相優(yōu)先級(jí)別最高，斷裂破碎相次之。

式中： P_imp 為刻度后的波阻抗數(shù)值； P_min 為阻抗值域范圍最小值； P_max 為阻抗值域范圍最大值； x 為屬性體值域任意值； x_min 為屬性體值域范圍最小值； ∣x_max 為屬性體值域范圍最大值。

2.3.1沉積相模型體刻度

碳酸鹽巖非儲(chǔ)層通常具有儲(chǔ)集空間小、巖石致密、聲波時(shí)差小、高波阻抗值等特征；而碳酸鹽巖儲(chǔ)層由于儲(chǔ)集空間發(fā)育，巖石密度降低，聲波時(shí)差增大，其波阻抗值也隨之降低。不同沉積相帶受沉積環(huán)境影響，其巖性和物性特征存在差異，波阻抗基值略有不同。具體而言，臺(tái)緣礁丘相和臺(tái)緣礁灘相為高能礁灘相，處于古地貌高部位，易發(fā)生暴露溶蝕，儲(chǔ)集體相對(duì)比較發(fā)育，波阻抗基值低；相比之下，盆地相始終處于低能沉積環(huán)境下，儲(chǔ)集體不發(fā)育，波阻抗基值高。按儲(chǔ)層發(fā)育的規(guī)律，各沉積相帶波阻抗基值呈現(xiàn)臺(tái)緣礁丘相 ? 臺(tái)緣礁灘相 lt; 緣前斜坡相 lt; 臺(tái)地相 lt; 盆地相的遞變特征?；谶@一規(guī)律，并結(jié)合周緣鉆井波阻抗值域范圍，對(duì)沉積相體進(jìn)行波阻抗值域的刻度。

2.3.2 斷裂破碎相模型體刻度

斷裂破碎帶既是重要的溶蝕通道，又是有效的儲(chǔ)集空間。斷裂和裂縫的發(fā)育會(huì)導(dǎo)致波阻抗值降低。鉆井資料顯示，鉆遇斷裂破碎帶時(shí)，往往伴隨著全時(shí)烴曲線值升高、鉆時(shí)曲線降低以及井漏等現(xiàn)象。同時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)探測(cè)測(cè)井也可對(duì)斷裂、裂縫進(jìn)行深度位置標(biāo)定。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)井震標(biāo)定可建立地震刻畫斷裂與井鉆遇實(shí)際斷裂的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而確定斷裂破碎帶的門限值。研究區(qū)內(nèi)斷裂的門限值設(shè)定為：大尺度斷裂為0.25，小尺度斷裂為0.07。

2.3.3巖溶縫洞相模型體刻度

基于背景建模屬性可以得到巖溶縫洞體包絡(luò)輪廓，但由于該結(jié)果呈以數(shù)值0為中心的高斯正態(tài)分布，不易空間刻畫。通過(guò)進(jìn)一步求取高亮體屬性，不僅可以使巖溶縫洞相包絡(luò)體數(shù)值為正，還能提高縫洞體反射邊界刻畫的準(zhǔn)確性。GC6、GC8和GC9井鉆遇了縫洞體儲(chǔ)層，通過(guò)井震標(biāo)定可以確定縫洞體邊界位置，從而確定其下限值（圖9）。據(jù)此，古城地區(qū)巖溶縫洞體輪廓高亮體屬性下限值為915。

屬性體刻度后需進(jìn)行數(shù)據(jù)體融合從而形成空間體約束的“三相控\"低頻模型（圖10）。

圖8已鉆井縱波阻抗分布統(tǒng)計(jì)分析

3 應(yīng)用效果分析

本文以古城鑲邊臺(tái)緣帶為核心，選取 200km² 三維地震資料，采用“三相控”地震反演技術(shù)對(duì)中下奧陶統(tǒng)礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體展開精細(xì)預(yù)測(cè)。后驗(yàn)井GT1井鉆遇奧陶系鷹山組臺(tái)緣礁灘，揭示了三套儲(chǔ)層，發(fā)育巖溶和縫洞，具有明顯的中低波阻抗特征（圖11a）；應(yīng)用“三相控\"波阻抗預(yù)測(cè)結(jié)果提取波阻抗的偽井曲線（圖11b）可以看到，儲(chǔ)層段預(yù)測(cè)波阻抗曲線也具有明顯中低波阻抗值特征。為消除頻率差異引起的波阻抗差異，將實(shí)鉆井的波阻抗進(jìn)行高頻濾波，降到與實(shí)際地震頻帶相當(dāng)?shù)姆秶?。?duì)比分析表明，實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)的波阻抗曲線趨勢(shì)吻合良好，符合率達(dá)到 87.5% （圖11c），有效驗(yàn)證了“三相控\"儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確性。

應(yīng)用本方法預(yù)測(cè)的結(jié)果表明，中下奧陶統(tǒng)礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體沿臺(tái)緣帶呈近南北向條帶狀展布，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層集中發(fā)育于走滑斷裂帶及礁灘體核心處（圖12），該區(qū)發(fā)育中下奧陶統(tǒng)高能臺(tái)緣礁灘相面積為 91km² ，礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體面積為 83km² ，占礁灘帶總面積的 92% 。從區(qū)域上來(lái)說(shuō)，輪南一古城中下奧陶統(tǒng)臺(tái)緣礁灘帶面積為 8300km² ，推測(cè)礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體面積可達(dá) 7600km² ，預(yù)測(cè)資源量達(dá)1.8×10⁴ 億方，具備規(guī)?？碧綕摿?。

該結(jié)果支撐了風(fēng)險(xiǎn)探井GT1井的部署，GT1井在中下奧陶統(tǒng)鉆遇礁灘斷溶復(fù)合型儲(chǔ)集體3層共129m ，油氣顯示全烴 40.63～100% ，集氣點(diǎn)火焰高 1～6m ，有望實(shí)現(xiàn)古城鑲邊臺(tái)緣帶的勘探突破。

圖11“三相控\"反演結(jié)果精度分析

圖12古城地區(qū)中下奧陶統(tǒng)\"三相控\"地震反演成果

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）高能礁灘相、斷裂破碎相和巖溶縫洞相包絡(luò)體的刻畫是“三相控”地震反演有效進(jìn)行的基礎(chǔ)。首先，利用基于深度學(xué)習(xí)的地震相識(shí)別技術(shù)，完成高能礁灘相包絡(luò)體的刻畫；其次，采用斷層約束的構(gòu)造導(dǎo)向平滑濾波體與最大似然屬性體，有效識(shí)別了不同尺度的斷裂系統(tǒng)，進(jìn)而刻畫了斷裂破碎相包絡(luò)體；最后，基于背景建模高亮體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了巖溶縫洞相包絡(luò)體的刻畫。

（2）“三相控\"體約束低頻模型的建立是本方法的難點(diǎn)和關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)沉積相、斷裂破碎相、巖溶縫洞相等包絡(luò)體歸一化融合，根據(jù)已知井的波阻抗曲線對(duì)屬性體進(jìn)行刻度，并開展井震約束的稀疏脈沖反演提高礁灘斷溶型儲(chǔ)集體的預(yù)測(cè)精度，后驗(yàn)井

GT1井儲(chǔ)層預(yù)測(cè)吻合率達(dá) 87.5% 。

（3）“三相控\"地震反演技術(shù)是實(shí)現(xiàn)多因素復(fù)雜儲(chǔ)集體精準(zhǔn)刻畫的有效手段。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)單相控或雙相控儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法的局限性，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層控制因素的全要素刻畫，提高了多元復(fù)合型儲(chǔ)集體的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度。

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（本文編輯：陳婕）

作者簡(jiǎn)介

柴緒兵高級(jí)工程師，1986出生；2008年獲大慶石油學(xué)院資源勘查工程專業(yè)學(xué)士學(xué)位；現(xiàn)就職于中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理公司研究院大慶物探研究院，主要從事地震資料解釋及綜合研究工作。