余鴻飛，李 瑞（）

楊 孛 成都理工大學地球探測與信息技術教育部重點實驗室，四川成都610059

康 坤 （中國石油集團川慶鉆探工程有限公司，四川成都610213）

三參量非線性AVO分析方法在蘇里格氣田的應用

余鴻飛，李 瑞（）

楊 孛 成都理工大學地球探測與信息技術教育部重點實驗室，四川成都610059

康 坤 （中國石油集團川慶鉆探工程有限公司，四川成都610213）

蘇里格氣田具有低孔、低滲、低豐度、低飽和度、低壓等特點，其有效儲層厚度變化大、連續(xù)性差、非均質性嚴重，常規(guī)AVO分析方法在該區(qū)難以有效區(qū)分孔隙流體。針對該問題，根據(jù)儲層段巖石物理參數(shù)與測井資料，研究分析了AVO方法及含不同流體砂巖的AVO響應特征，設計了新的表征縱、橫波速度和密度變化率特征的三參量非線性AVO分析方法。實際地震資料分析表明，利用三參量非線性AVO分析方法在蘇里格氣田取得了良好的應用效果，該方法精度高，能夠較準確地預測流體。

非線性AVO分析；巖石物理參數(shù)；響應特征；密度；變化率

蘇里格氣田位于鄂爾多斯盆地西北側的蘇里格廟地區(qū)，是一個世界級大氣田。蘇里格氣田具有低孔、低滲、低豐度、低飽和度、低壓等特點，其有效儲層厚度變化大、連續(xù)性差、非均質性嚴重，地震儲層預測難度大。地震資料上主要表現(xiàn)為不同類型的儲層在波阻抗上存在很大的疊置區(qū)間，疊后波阻抗反演結果無法有效地識別儲層，也無法識別氣層。疊前資料保留了大量未被過濾或疊加的有用信息，因而需要利用AVO技術開展疊前資料分析工作，但是常規(guī)AVO分析方法在該區(qū)難以有效區(qū)分孔隙流體［1～4］。為此，找到新的適合蘇里格氣田流體識別的AVO新方法就顯得尤為必要。筆者根據(jù)儲層段巖石物理參數(shù)與測井資料，研究分析了AVO方法及含不同流體砂巖的AVO響應特征，設計了新的表征縱、橫波速度和密度變化率特征的三參量非線性AVO分析方法。

1 三參量非線性AVO分析方法

AVO（Amplitude Versus Offset）技術通過研究地震記錄的反射振幅與炮檢距的關系來檢測油氣，其理論基礎是Zoeppritz方程。常規(guī)的疊加資料掩蓋了這一重要信息，隨著計算機技術的發(fā)展以及開展巖性地震學研究的需要，人們希望從豐富的地震資料中提取盡可能多的地下信息用于碳氫檢測，這就不僅需要研究疊后資料，也需要研究疊前資料，AVO方法就是目前備受重視的一種分析和應用疊前資料預測油氣的方法。

1.1 蘇里格氣田儲層段三參量關系分析

Zoeppritz方程證明在不同偏移距接收到的反射系數(shù)與密度、縱橫波速度有關，因此其成為AVO分析的基礎。由于Zoeppritz方程過于復雜，多年來，諸多學者推導了其近似表達式，先后有Bortfeld［5］、Aki ＆Richards［5］、Shuey［6］、Hilterman7［7］和Mallick［8］等簡化關系式，極大地推動了AVO技術的研究和應用。

隨著流體的變化，介質的縱波速度和密度也會隨之變化［9］，因此研究地震縱波振幅隨偏移距的變化規(guī)律就不能忽略密度的變化特征，這就需要尋找一種表達方式來表述巖層的縱、橫波速度和密度的變化特征。

蘇里格氣田儲層段主要分布在盒8段，通過su5－10－27井、su5－2－29井、su5－12－31井、su5－14－26井等井的測井資料提取的儲層段縱、橫波速度比曲線（圖1），顯示縱、橫波速度比的值在1.7左右。蘇里格氣田盒8段縱、橫波速度及密度變化率曲線（圖2）表明，在砂巖段其密度變化遠小于速度變化，而在泥巖段則差異不大；相對速度變化率而言，含氣砂巖段的密度變化率較低，據(jù)此提出了新的包含速度變化特征的AVO近似方程。

圖1 蘇里格氣田盒8段縱、橫波速度比曲線

1.2 方法原理

常規(guī)資料處理得到CMP（共中心點道集）記錄是炮檢距的函數(shù)，對于同一記錄道而言，其不同時間深度處接收到的反射波偏移距相同，但入射角不同（圖3（a））；而AVO需要分析的是地震反射振幅隨入射角的變化，這就必須把固定炮檢距的道集記錄轉換成固定入射角的道集記錄——角道集［10，11］（圖3（b））。

圖2 蘇里格地區(qū)盒8段縱、橫波速度及密度變化率曲線

隨著流體的變化，介質的縱波速度和密度會隨之變化。為此，結合蘇里格氣田致密碎屑巖儲層的特點，整理了Aki ＆Richards方程［12～15］，得：

式中，R（θ）為反射系數(shù)；θ為反射波的入射角，（°）；Vp、Vs分別為地下分界面上下兩層的縱波、橫波的平均速度，km／s；ρ為地下分界面上下兩層的平均介質密度，g／cm3；ΔVs為橫波波速的絕對變化量，km／s；ΔVp為縱波波速的絕對變化量；Δρ為上下兩層的平均介質密度之差，g／cm3；γ為橫、縱波速度比。

式（1）中密度項的系數(shù)（1－4γ2sin2θ）不僅與入射角有關，也與橫、縱波速度比γ有關，而γ難以準確判定，亦即無法獲得密度項的準確系數(shù)。由于密度變化較小，為此在密度的系數(shù)項（1－4γ2sin2θ）進行近似處理，即假設橫、縱波速度比γ為0.5，則有：

將式（2）代入式（1），三參量非線性AVO方程為：

三參量非線性AVO方程與Aki ＆Richards方程近似的誤差為ε＝（4γ2－1）sin2θ?？梢酝ㄟ^角道集曲線擬合，就可以得到地下介質兩側的橫、縱波速度和密度的變化率，進而進行流體的判別。

根據(jù)三參量非線性AVO方程，結合該區(qū)巖心資料實驗室分析結果，可得該區(qū)流體因子F為：

該區(qū)流體因子F的地球物理含義為：

1）當F＜0時，表明儲集層內的流體為氣的可能性較大；

2）當F≈0時，表明儲集層內的流體可能為水，也可能是氣；

3）當F＞0時，表明儲集層內的流體為水的可能性較大。

圖3 角道集分選示意圖

圖4 盒8段流體因子平面分布圖

2 應用實例

三參量非線性AVO分析方法為進行儲層預測和油氣檢測提供了一種新的思路，研究人員可以通過流體因子的分布情況來預測流體性質，降低油氣田勘探開發(fā)風險。以蘇里格氣田儲層盒8段為例，圖4為盒8段流體因子平面分布圖。從圖4中可以看出，研究區(qū)東南部、中部偏西部位和西南部有明顯的F＜0的黑色聚集區(qū)，表明該區(qū)域內含氣的可能性很高。事實證明，研究區(qū)東南部su5－16－31井區(qū)、中部偏西部位su5－11－24井區(qū)預測含氣區(qū)域與實鉆井符合較好，西南部su5－16－24井區(qū)預測的可能含氣區(qū)域實鉆為富含氣，東北部su5－9－30井區(qū)預測的可能含氣區(qū)域實鉆為含氣，預測結果與實鉆結果基本符合。

3 結 語

由于蘇里格氣田盒8段儲層為薄互層，單砂層厚度薄，頻率低，現(xiàn)有地震資料條件下，常規(guī)AVO分析方法在該區(qū)難以有效區(qū)分孔隙流體。為此，筆者提出了新的反映速度和密度變化特征的三參量非線性AVO方程，根據(jù)該方程，結合該區(qū)巖心資料實驗室分析結果，可得到該區(qū)流體因子來預測流體性質。預測結果與實鉆結果符合較好，表明該方法精度高，能夠較準確地預測流體，在蘇里格氣田取得了良好的應用效果。

［1］殷八斤.AVO技術的理論與實踐［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1995.

［2］鮑祥生，尹成，趙偉，等.儲層預測的地震屬性優(yōu)選技術研究［J］.石油物探，2006，45（1）：28～33.

［3］董寧，周小鷹，劉振峰，等.鄂北上古生界隱蔽氣藏地震儲層預測技術［J］.地球物理學進展，2006，21（3）：909～916.

［4］李正文，胡光岷.P－SV波AVO分析［J］.成都理工學院學報，1996，23（4）：73～79.

［5］劉亞明.含氣碳酸鹽巖的AVO異常響應特征分析——以川東建南氣田區(qū)為例［J］.中國海上油氣，2005，17（2）：92～93.

［6］孫鵬遠，孫建國，盧秀麗.P－SV波AVO分析［J］.石油地球物理勘探，2003，38（2）：131～135.

［7］王大興，于波，高俊梅.高阻抗砂巖氣藏的AVO分析［J］.石油地球物理勘探，2001，36（3）：301～307.

［8］王香文，于常青，董寧，等.儲層綜合預測技術在鄂爾多斯盆地定北區(qū)塊的應用［J］.地球物理學進展，2006，21（3）：909～916.

［9］謝用良.川西豐谷地區(qū)三維AVO油氣檢測技術應用研究［J］.天然氣工業(yè)，2006，26（3）：46～49.

［10］許多，李正文，李顯貴，等.非均質氣藏AVO反演及應用研究［J］.礦物巖石，2001，21（1）：86～90.

［11］鄭曉東.Zoeppritz方程的近似及其應用［J］.石油地球物理勘探，1991，26（2）：129～144.

［12］Aki K，Richards P G.Quantitative seismology［M］.New Jersey：University Science Books，2009.

［13］An P，Moon W M，Kalantzis F.Reservoir characterization using seismic waveform and feedforword neural networks［J］.Geophysics，2001，66（5）：1450～1456.

［14］Avseth P，Mukerji T，Jostad A.Seismic reservoir mapping from 3－D AVO in a North Sea turbidite system［J］.Geophysics，2001，66（4）：1157～1176.

［15］Barnes A E.Instantaneous frequency and amplitude at the envelope peak of a constant－phase wavelet［J］.Geophysics，1991，56（7）：1058～1060.

［編輯］ 龍 舟

65 Application of Nonlinear Three Parameter AVO Analysis Method in Sulige Gas－field

Y
U Hong－fei，LI Rui，YANG Bei，KANG Kun

（First Authors Address：Key Laboratory of Earth Exploration and Information Technologies of Ministry of Education，Chengdu University of Technology，Chengdu610059，Sichuan，China）

Sulige Gas－field had the characteristics of low porosity，low permeability，low abundance，low saturation and low pressure，its effective reservoir thickness was greatly changed with poor continuity and serious heterogeneity，conventional AVO analysis method was difficult to be used for distinguishing pore fluid.In allusion to the problem stated above based on reservoir rock physical property and logging data，AVO method and AVO response features containing different sandstones were studied.A new characterization of p－wave and s－wav velocity and density variation characteristics of AVO analysis method was designed.The data analysis indicates that the method of three parameters AVO analysis based on nonlinear relation is used in Sulige Gas－field and good effect is achieved.

nonlinear AVO analysis；rock physical parameter；response characteristics；density；variation

book=187,ebook=187

P631.44

A

1000－9752（2012）06－0065－04

2012－02－20

余鴻飛（1982－），男，2005年電子科技大學畢業(yè)，博士生，現(xiàn)主要從事物探方面的研究工作。