吳 佳,毛寧波 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

任竟雄 (東方地球物理公司研究院大港分院，天津 300280)

王 春 (中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司信息中心，江蘇 徐州 221008)

約束稀疏脈沖反演在歧南西斜坡儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

吳 佳,毛寧波 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

任竟雄 (東方地球物理公司研究院大港分院，天津 300280)

王 春 (中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司信息中心，江蘇 徐州 221008)

歧南西斜坡帶屬于復(fù)雜斷塊區(qū)，主要發(fā)育灘壩相砂體，儲(chǔ)層厚度較薄，橫向變化大，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)存在一定困難。約束稀疏脈沖反演技術(shù)是目前較為實(shí)用的一種反演技術(shù)，其反演結(jié)果比較忠實(shí)于地震信息。介紹了約束稀疏脈沖反演技術(shù)的技術(shù)原理及技術(shù)流程，闡述了影響約束稀疏脈沖反演的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)歧南西斜坡帶的砂體進(jìn)行了預(yù)測(cè)。研究表明，利用該方法獲得的預(yù)測(cè)效果與鉆井資料吻合較好，對(duì)隱蔽油氣藏勘探具有一定指導(dǎo)作用。

約束稀疏脈沖反演；波阻抗；子波估算；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

隨著勘探技術(shù)的進(jìn)步，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)日趨成熟，在巖性、物性和含油氣性預(yù)測(cè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，并逐步形成了以地震屬性分析、AVO分析和地震反演等為主體技術(shù)的一整套儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)[1]。地震反演是儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的核心技術(shù)，其中，以波阻抗反演為代表的地震反演技術(shù)最為成熟。波阻抗反演將實(shí)際的測(cè)井資料，地震資料和地質(zhì)資料相結(jié)合，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和儲(chǔ)層物性進(jìn)行重構(gòu)，在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和油藏描述中應(yīng)用廣泛。通常，波阻抗反演分為疊前和疊后2大類，常用的波阻抗反演方法有約束稀疏脈沖反演和模型約束的反演。

目前，約束稀疏脈沖反演普遍應(yīng)用于在疊后的地震資料，該反演方法充分結(jié)合了測(cè)井資料和地震資料，由于在反演過程中加了部分低頻和高頻成分，使之在一定程度上拓寬了反演頻帶，提高了反演精度，現(xiàn)已成為油氣儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的有效手段之一[2]。在實(shí)際應(yīng)用中，約束稀疏脈沖反演的效果得到了充分的肯定，在反演方法中的地位日益顯著。

歧南西斜坡位于南大港斷層以南，孔店-羊三木凸起以東，歧南凹陷的西坡。歧南斜坡屬于緩斜坡帶，開闊箕狀凹陷中寬度比較大，坡度比較緩，地層總體產(chǎn)狀東傾，儲(chǔ)層主要是沿岸灘壩沉積的砂體，圈閉受構(gòu)造和砂體上傾尖滅線共同控制，凹陷至斜坡區(qū)呈底超頂剝、逐層減薄直至尖滅。斜坡區(qū)地層的超覆和剝蝕明顯，斷層發(fā)育將圈閉進(jìn)一步復(fù)雜化，同時(shí)也使油藏關(guān)系復(fù)雜化。筆者針對(duì)該地區(qū)的特點(diǎn)，利用約束稀疏脈沖波阻抗反演技術(shù)刻畫了有利砂體的空間展布，為該區(qū)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供了有利依據(jù)。

1 約束稀疏脈沖反演

約束稀疏脈沖反演是建立在一個(gè)快速的趨勢(shì)約束的稀疏脈沖反演算法上，其波阻抗模型由地震道的振幅產(chǎn)生，在地震解釋層位和測(cè)井資料共同約束下，對(duì)波阻抗的趨勢(shì)和幅值范圍進(jìn)行控制。采用脈沖算法產(chǎn)生的寬帶結(jié)果，在一定程度上部分恢復(fù)了缺失的低頻和高頻成分。

約束稀疏脈沖反演的目標(biāo)函數(shù)為：

J=∑|ri|p+λq∑(di-si)2+a2∑(ti-zi)2

(1)

式中，J表示目標(biāo)函數(shù)；ri表示反射系數(shù)采樣；λ表示合成地震記錄與實(shí)際地震道殘差的權(quán)重因子；p,q表示L模因子；di表示地震道數(shù)據(jù)采樣；si表示合成地震記錄采樣；a表示趨勢(shì)權(quán)重因子，一般a=1；ti表示根據(jù)測(cè)井資料定義的波阻抗趨勢(shì)采樣；zi表示介于最大和最小波阻抗之間的波阻抗采樣；i表示地震道采樣點(diǎn)序號(hào)；式(1)右邊第1項(xiàng)表示反射系數(shù)絕對(duì)值之和，右邊第2項(xiàng)表示實(shí)際地震道與合成記錄之差的平方，右邊第3項(xiàng)表示定義趨勢(shì)約束與波阻抗之差的平方和[3]。

約束稀疏脈沖反演適用于井?dāng)?shù)較少的工區(qū)，可以獲得具有寬頻帶的反射系數(shù)，對(duì)初始模型依賴性較小，可以得到較為真實(shí)的波阻抗反演模型[4-5]。

2 反演中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

2.1測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化處理

在不同的時(shí)間和環(huán)境下，不同的儀器測(cè)量獲取的測(cè)井資料存在一定的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。一般采取對(duì)測(cè)井資料做標(biāo)準(zhǔn)化處理來減少這些誤差，這種標(biāo)準(zhǔn)化處理主要包括環(huán)境校正、深度校正和刻度校正等[6]。由于在相同沉積環(huán)境的沉積物，具有巖性和電性大致相同的特點(diǎn)，因而同一研究區(qū)不同井的同類測(cè)井曲線，其同一標(biāo)準(zhǔn)層段的測(cè)井響應(yīng)是近似的。通常選取工區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定的泥巖段作為標(biāo)準(zhǔn)層段，進(jìn)行測(cè)井資料的標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2子波估算

子波提取的好壞直接決定了合成記錄制作的優(yōu)劣。在研究工區(qū)內(nèi)，首先利用時(shí)深關(guān)系將深度域的測(cè)井曲線轉(zhuǎn)換到時(shí)間域，然后根據(jù)地震資料的頻譜特征，對(duì)子波進(jìn)行初步標(biāo)定。在初步標(biāo)定的基礎(chǔ)上，對(duì)目的層段提取實(shí)際子波并制作相應(yīng)的合成記錄，再與測(cè)井資料對(duì)比后重新提取子波。如此反復(fù)，直至得到的子波具有穩(wěn)定的相位譜，從而使合成記錄與井旁道的相關(guān)性達(dá)到最佳。

2.3初始模型的建立

精細(xì)的層位標(biāo)定是波阻抗反演的基礎(chǔ)，在做合成記錄時(shí)，層位標(biāo)定的精度越高，與井旁道的匹配性越好，得到的波阻抗反演結(jié)果就越準(zhǔn)確。由于地震資料層位解釋的精度決定了初始模型的橫向分辨率，而測(cè)井資料的質(zhì)量又同時(shí)決定了模型的縱向分辨率。因此，為了更好的建立初始波阻抗模型，必須把地震資料和測(cè)井資料相互結(jié)合。

3 應(yīng)用研究

注：RT為電阻率；GR為自然伽馬；IMP為波阻抗，SP為自然電位。

歧南西斜坡沙河街組宏觀上為歧南次凹西、南盆緣構(gòu)造帶，沙三段至沙一段構(gòu)造繼承性發(fā)育。研究的目的層位為沙一下亞段生物灰?guī)r裂縫性油氣藏與沙三段砂巖構(gòu)造油氣藏。首先對(duì)扣33井、扣46井、扣50井、歧100井、歧南1-8井、莊64井進(jìn)行了精細(xì)地層對(duì)比分析;然后制作了扣50井的合成記錄(見圖1)，從圖1可以看出，合成記錄與井旁道符合良好。

將約束稀疏脈沖反演的相對(duì)阻抗模型與波阻抗模型中低頻部分相結(jié)合，形成一個(gè)絕對(duì)波阻抗模型，其最終反演結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出，剖面中斷層明顯，波阻抗界面清晰連續(xù)(圖中粗線條所示)。

圖2 歧南地區(qū)扣G4-扣51-扣50井沙河街組反演波阻抗剖面

圖3 歧南地區(qū)扣50井區(qū)沙三段Ⅰ砂組砂體厚度圖

歧南地區(qū)扣50井區(qū)沙三段Ⅰ砂組砂體厚度圖如圖3所示。從圖3可以看出，該套地層具有東厚西薄、上傾減薄的特點(diǎn)。Ⅰ砂組砂體不僅單砂層厚度大，而且砂體物性較好，其厚度范圍在14～18m之間，在扣50井?dāng)鄩K內(nèi)，儲(chǔ)層橫向變化不大。

綜上所述，沙三段油氣藏為構(gòu)造巖性油氣藏，儲(chǔ)層主要是沿岸灘壩沉積的砂體，圈閉受構(gòu)造和砂體上傾尖滅線共同控制。該區(qū)沙三段厚度19.8m，孔隙度20%，單儲(chǔ)系數(shù)8.74,含油飽和度65%，體積系數(shù)1.256，控制儲(chǔ)量69×104t。在扣50井?dāng)鄩K分布Ⅰ砂體厚值區(qū)，砂體厚度15m左右，預(yù)測(cè)含油面積0.3km2，可以指導(dǎo)井位部署。

4 結(jié) 語

約束稀疏脈沖反演技術(shù)是目前較為實(shí)用的一種反演技術(shù)，其反演結(jié)果比較忠實(shí)于地震信息。利用該技術(shù)對(duì)歧南西斜坡帶的砂體進(jìn)行了預(yù)測(cè)。從歧南西斜坡沙一下亞段至沙三段的反演結(jié)果來看，波阻抗的空間展布特征與地震資料、井的信息符合較好，基本能夠反映地層間巖性的相對(duì)變化，明確了沙河街組儲(chǔ)層的橫向展布特征。這說明約束稀疏脈沖反演技術(shù)在一定程度上能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的巖性和空間展布，對(duì)今后的隱蔽油氣藏勘探具有一定的指導(dǎo)意義。

[1]董小魏. 唐家河構(gòu)造沙河街組精細(xì)構(gòu)造解釋及儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)[D].成都：成都理工大學(xué)，2009.

[2] 何麗娟. 約束稀疏脈沖反演在大慶茂興地區(qū)泉四段儲(chǔ)層研究中的應(yīng)用[J].沉積與特提斯地質(zhì)，2009,29(1):90-92.

[3] 李慶忠. 論地震約束反演的策略[J] .石油地球物理勘探,1988,33( 4) : 425-429.

[4] 蘭素清，陸明華.多種地球物理方法組合在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].勘探地球物理進(jìn)展,2002,25(6):43-46.

[5] 白彥彬，楊長(zhǎng)春，井西利，等.地質(zhì)規(guī)律約束下的波阻抗反演[J].石油物探，2002，41(1):61-64.

[6] 魯紅,李建民,劉情山,等.進(jìn)行聲波測(cè)井資料校正的一種方法[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā), 1996, 15(1): 71-73.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.02.014

P631

A

1673-1409(2012)02-N045-03

2011-11-27

吳佳(1983-)，女，2006年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事地震資料解釋與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方面的研究工作。

毛寧波(1964-)，男，1984年大學(xué)畢業(yè)，博士，教授，現(xiàn)主要從事地震勘探方面的教學(xué)與研究工作。