李 進(jìn)，徐星安，肖 西 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

李晶華 (中石油冀東油田分公司南堡油田作業(yè)區(qū)，河北 唐山 063200 )

Jason疊后地震反演技術(shù)在YH油田某區(qū)塊儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

李 進(jìn)，徐星安，肖 西 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

李晶華 (中石油冀東油田分公司南堡油田作業(yè)區(qū)，河北 唐山 063200 )

介紹了Jason疊后地震反演技術(shù)的原理，并結(jié)合YH油田某區(qū)塊儲(chǔ)層的展布特征進(jìn)行了反演技術(shù)的優(yōu)選：先進(jìn)行約束稀疏脈沖反演，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行隨機(jī)反演。重點(diǎn)研究了反演技術(shù)的技術(shù)關(guān)鍵，包括子波提取、層位標(biāo)定和初始模型的建立，探討了約束稀疏脈沖反演和隨機(jī)反演2種反演方法在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用。2種算法得出的反演結(jié)果所反映的地質(zhì)信息基本一致，反演結(jié)果和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)吻合度較高，對(duì)隱蔽油氣藏的發(fā)現(xiàn)有重要的指導(dǎo)意義。

Jason疊后地震反演技術(shù)；約束稀疏脈沖反演；隨機(jī)反演

巖性油氣藏已成為油氣田的勘探開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。河道砂體、三角洲濁積砂體、砂礫巖體等儲(chǔ)層的沉積厚度變化快、隱蔽性強(qiáng)，沉積規(guī)律和成藏規(guī)律受到復(fù)雜斷裂系統(tǒng)的控制，是主要的復(fù)雜巖性?xún)?chǔ)層類(lèi)型，預(yù)測(cè)、描述難度較大。應(yīng)用疊后地震資料進(jìn)行井資料和地質(zhì)構(gòu)造信息約束下的三維地震波阻抗反演，是識(shí)別、描述復(fù)雜巖性?xún)?chǔ)層的有效方法，也是石油勘探開(kāi)發(fā)方面實(shí)用性很強(qiáng)的綜合配套技術(shù)[1]。

YH油田位于冀中坳陷東部，一直是油氣勘探開(kāi)發(fā)重點(diǎn)研究區(qū)帶，其油藏類(lèi)型以巖性和巖性-構(gòu)造油藏類(lèi)型為主。下面，筆者主要介紹了Jason疊后地震反演技術(shù)在YH油田某區(qū)塊儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用。

1 反演原理

不同巖層具有不同的速度和密度值，波阻抗是速度與密度的乘積。只要不同巖層之間波阻抗存在差異，理論上就能產(chǎn)生反射波。地震波入射射線(xiàn)與巖層界面垂直，則反射波的反射系數(shù)由式(1)計(jì)算：

(1)

式中，Ri為第i層底界面的反射系數(shù)；ρi、ρi+1分別為第i、i+1層密度， g/cm3；vi、vi+1分別為第i、i+1層速度，m/s。從數(shù)學(xué)上講，野外地震記錄道就是地震子波與反射系數(shù)的褶積。

地震儲(chǔ)層反演就是估算一個(gè)子波的逆-反子波。用反子波與地震道進(jìn)行褶積運(yùn)算，通常稱(chēng)為反褶積，從而得到反射系數(shù)。然后，把反射系數(shù)代入式(1)導(dǎo)出遞推公式：

(2)

由式(2)便可逐層遞推計(jì)算出每一層的波阻抗，這就實(shí)現(xiàn)了地震資料由巖性界面向巖層型界面的轉(zhuǎn)換[2]。經(jīng)地震反演，可把包含豐富巖性、物性信息的地震資料，從界面型轉(zhuǎn)換成巖層型測(cè)井資料，使其能與鉆井、測(cè)井成果直接對(duì)比，以巖層為單元進(jìn)行地質(zhì)解釋?zhuān)浞职l(fā)揮地震資料空間密集優(yōu)勢(shì)，研究?jī)?chǔ)層特征的空間變化。

2 反演方法優(yōu)選

根據(jù)該地區(qū)以河流相沉積為主的河道砂的展布特征(厚度薄、橫向上變化大、互相疊置)，約束稀疏脈沖反演能較好的反應(yīng)儲(chǔ)層的橫向變化，可以較準(zhǔn)確的找到儲(chǔ)層橫向上的尖滅點(diǎn)。但約束稀疏脈沖反演得出的波阻抗剖面分辨率有限，僅能識(shí)別厚度大于10m的砂層，不能夠滿(mǎn)足該工區(qū)薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的要求，但是可以在絕對(duì)波阻抗剖面上，解釋高阻抗邊界(該工區(qū)砂巖的阻抗高)，大致了解砂體的空間展布。在沿層平均波阻抗平面圖上，大致可看出工區(qū)內(nèi)砂層的平面展布范圍及砂體形狀等，并有助于物源方向的判斷。還可以幫助認(rèn)識(shí)與修改最終的砂體解釋結(jié)果。綜合考慮對(duì)該工區(qū)先進(jìn)行約束稀疏脈沖反演，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行隨機(jī)反演。

3 技術(shù)關(guān)鍵

3.1子波提取

子波與模型反射系數(shù)褶積產(chǎn)生合成地震數(shù)據(jù)。子波提取不僅影響合成地震記錄的質(zhì)量，同時(shí)也影響反演結(jié)果的質(zhì)量[3]。為了做好這次反演的合成記錄,筆者采用以下的步驟：①提取與地震資料主頻相當(dāng)?shù)睦卓俗硬ǎl率為30Hz，主要用來(lái)檢查工區(qū)內(nèi)的目的層段或標(biāo)志層段；②然后針對(duì)所研究的目的層段，對(duì)合成記錄進(jìn)行局部微調(diào)，主要從波組特征、波形特征等方面進(jìn)行對(duì)比，對(duì)測(cè)井曲線(xiàn)進(jìn)行微調(diào)，使合成記錄與地震記錄的相關(guān)性進(jìn)一步提高；③由井旁地震道與井資料聯(lián)合提取子波，這樣，可提取更適合該井情況的子波。

3.2層位標(biāo)定

層位精細(xì)標(biāo)定是地震解釋的基礎(chǔ)，地震解釋又是儲(chǔ)層反演的基礎(chǔ)，必須確保每一個(gè)地質(zhì)界面和地震同相軸精確對(duì)應(yīng)，匹配好儲(chǔ)層段附近的每一個(gè)同相軸，確保時(shí)間域地震和深度域測(cè)井資料的正確對(duì)應(yīng)關(guān)系。為了做好合成記錄，筆者采用以下的方法：①用雷克子波做第1次的合成記錄，頻率為30Hz，主要目的是將地震層位與井分層對(duì)齊，壓縮拉伸微調(diào)，使合成記錄與井旁道在目的層達(dá)到最好的相關(guān)性；②在上述時(shí)深關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用井旁地震道數(shù)據(jù)中提取反演子波，在進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并不斷調(diào)整合成記錄的波形、振幅和時(shí)間；③質(zhì)量控制：時(shí)深曲線(xiàn)平滑，目的層時(shí)間段內(nèi)合成記錄與井旁地震道相關(guān)系數(shù)較高，相鄰井間子波相關(guān)性好。

3.3建立約束波阻抗初始模型

建立波阻抗模型的過(guò)程實(shí)際上就是把地震界面信息與測(cè)井波阻抗信息正確結(jié)合起來(lái)的過(guò)程。對(duì)地震來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵是對(duì)正確解釋起控制作用的波阻抗界面；對(duì)測(cè)井而言，主要是對(duì)地震波阻抗界面賦予合適的波阻抗信息[4]。

建立合理的初始模型，要注意區(qū)分地質(zhì)模型和地球物理模型的差別。地質(zhì)模型表達(dá)的是地質(zhì)體的空間存在，用精細(xì)的點(diǎn)描述地質(zhì)體的空間分布，點(diǎn)的精度可以用分米記；地球物理模型表達(dá)的是地質(zhì)體的空間實(shí)在，用測(cè)量的結(jié)果尋找地質(zhì)體的空間分布，一般地，整體精度只能達(dá)到10m以上。波阻抗初始模型本身是地球物理模型，其精度上限是地震資料分辨率，而測(cè)井資料和層位、斷層等約束條件構(gòu)建的是地質(zhì)模型。建立初始模型過(guò)程中，兩者要做到統(tǒng)一[5]。

具體方法是：在精細(xì)制作合成記錄的基礎(chǔ)上，精細(xì)解釋層位和斷層，作多井過(guò)井剖面，分析區(qū)域的沉積體系，從而建立地層構(gòu)造模型，再在此基礎(chǔ)上，形成合理的初始波阻抗模型。再利用校正后的測(cè)井曲線(xiàn)作為約束，從而形成約束波阻抗模型。這樣就避免了強(qiáng)行將測(cè)井曲線(xiàn)內(nèi)插、注意地質(zhì)模型的精細(xì)性而忽略地質(zhì)背景的低頻特征以及地球物理模型的實(shí)際分辨率限制。

4 反演結(jié)果分析

4.1儲(chǔ)層剖面分布特征

圖1、圖2分別為過(guò)同一條測(cè)線(xiàn)約束稀疏脈沖反演、隨機(jī)反演波阻抗剖面圖。從圖1和圖2可以看出，反演結(jié)果和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)相符合。約束稀疏脈沖反演波阻抗剖面圖所反映的儲(chǔ)層(圖中高阻部分)橫向尖滅清晰，透鏡狀河道砂體特征明顯；隨機(jī)反演的垂向分辨率要明顯高于約束稀疏脈沖反演的垂向分辨率，能很好的反映薄儲(chǔ)層的縱向變化。

2種算法得出的反演結(jié)果所反映的地質(zhì)信息基本一致，結(jié)合該地區(qū)已有的沉積學(xué)研究，從波阻抗剖面上可以明顯看出：從下到上沙二段以三角洲前緣沉積為主，砂巖很發(fā)育，從反演剖面可以看出沙二段的波阻抗要明顯高于上覆地層；沙一段主要為三角洲前緣相為主的前積砂體沉積，在剖面上砂體連續(xù)性較好，向上傾和下傾2個(gè)方向尖滅；東營(yíng)組主要發(fā)育三角洲平原相的洪泛平原的河道砂體沉積，剖面上呈典型的透鏡體形狀(垂直河道方向)或上傾尖滅(順河道方向)；其頂界館陶組是一套較厚的礫巖，在波阻抗剖面圖上清晰可見(jiàn)。

圖1 inline340約束稀疏脈沖反演波阻抗剖面圖

圖2 inline340隨機(jī)反演波阻抗剖面圖

4.2儲(chǔ)層平面分布特征

圖3、圖4分別為YH油田某區(qū)塊東二段約束稀疏脈沖反演、隨機(jī)反演波阻抗平面圖，從圖中可以看出2種反演方法所得到的波阻抗所反映的砂體展布特征大體一致，都呈北東向展布，高阻抗分布區(qū)主要為曲流河邊灘沉積，低阻抗分布區(qū)主要為河漫灘沉積，工區(qū)北部高阻抗區(qū)域面積較大，砂體很發(fā)育；工區(qū)東部阻抗較西部高，反映在砂體發(fā)育情況上是東部較西部發(fā)育，這和工區(qū)的物源從北東向過(guò)來(lái)是一致的。

圖3 東二段約束稀疏脈沖反演波阻抗平面圖

圖4 東二段隨機(jī)反演波阻抗平面圖

5 結(jié) 語(yǔ)

結(jié)合區(qū)域地質(zhì)分析，借鑒以往油田勘探開(kāi)發(fā)研究經(jīng)驗(yàn)，對(duì)YH油田某區(qū)塊進(jìn)行約束稀疏脈沖反演和隨機(jī)反演。要做好地震反演儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作對(duì)反演的原理一定要有清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行合理的解釋也是非常重要的。為做好地震反演儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作必須做好以下基礎(chǔ)工作：子波提取、層位標(biāo)定、建立約束波阻抗初始模型。Jason疊后地震反演技術(shù)在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及巖性圈閉目標(biāo)優(yōu)選中發(fā)揮了重要作用，對(duì)沉積相的研究也起到了一定的指導(dǎo)作用，是石油勘探開(kāi)發(fā)方面實(shí)用性很強(qiáng)的綜合配套技術(shù)。

[1]孟憲軍.復(fù)雜巖性?xún)?chǔ)層約束地震反演技術(shù)[M].北京：石油大學(xué)出版社，2006.

[2] 雷利婧，張?jiān)聵?，張?等.運(yùn)用地震反演方法勘探巖性油藏[J].黑河科技，2003(4)：91-92.

[3] 李中冉，牛彥山，薛鳳玲，等.測(cè)井約束儲(chǔ)層反演技術(shù)在低滲透油藏描述中的應(yīng)用[J]. 大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2004,28(6):89-91.

[4] 肖陽(yáng)，朱敏，朱文奎,等.測(cè)井約束反演技術(shù)在油藏描述中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2001，36(5)：633-639.

[5] 姚維益，張洪.約束稀疏脈沖反演在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2007，36(12)：109-111.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.02.015

P618.13

A

1673-1409(2012)02-N048-03

2011-11-13

李進(jìn)(1985-)，男， 2009年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事地震資料處理與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方面的研究工作。