孫　均，李金磊，陳靈君

擬聲波反演技術(shù)在巖溶儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
——以元壩地區(qū)雷口坡組為例

孫均，李金磊，陳靈君

（中國石化勘探南方分公司，成都610041）

針對(duì)聲波測(cè)井曲線不能很好地區(qū)分巖性、造成傳統(tǒng)反演存在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度較低的問題，通過儲(chǔ)層特征曲線重構(gòu)的方法，利用能夠突出反映儲(chǔ)層特征的曲線高頻部分和聲波曲線的低頻部分，重構(gòu)能夠準(zhǔn)確的反映地層物性變化的擬聲波曲線，代替聲波曲線進(jìn)行地震波阻抗反演。結(jié)果表明該方法突出了儲(chǔ)層響應(yīng)特征，提高了反演結(jié)果的可解釋性。文章利用聲波曲線重構(gòu)技術(shù)對(duì)元壩工區(qū)雷口坡組巖溶儲(chǔ)層進(jìn)行了反演，結(jié)果與沉積相的認(rèn)識(shí)及宏觀預(yù)測(cè)的儲(chǔ)層展布范圍一致，有效的指導(dǎo)了生產(chǎn)。

擬聲波反演；巖溶；儲(chǔ)層；元壩

通常，波阻抗反演都用聲波測(cè)井曲線來進(jìn)行約束，在聲波測(cè)井曲線能夠很好地反映區(qū)域巖性變化以及地層真實(shí)情況時(shí)，直接用聲波測(cè)井曲線來約束反演是可行的。但當(dāng)聲波測(cè)井曲線中的高頻信息不能反映地層巖性的真實(shí)變化，不能很好地顯示儲(chǔ)層和圍巖的差異時(shí)，用聲波測(cè)井曲線進(jìn)行地震地質(zhì)層位標(biāo)定和波阻抗反演會(huì)導(dǎo)致巖性識(shí)別出現(xiàn)誤差、測(cè)井曲線與地震剖面匹配不好、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)困難等一系列問題。因此，發(fā)展了擬聲波曲線波阻抗反演技術(shù)。該技術(shù)利用非聲波測(cè)井曲線構(gòu)建聲波曲線對(duì)地震資料進(jìn)行約束，進(jìn)而反演地層的波阻抗(或速度)，它可以突出儲(chǔ)層特征，較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的發(fā)育情況，提高反演結(jié)果的可解釋性[1]。

碳酸鹽巖是中國當(dāng)前油氣勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域，而古巖溶儲(chǔ)層是一種常見的碳酸鹽巖儲(chǔ)層類型[2]。四川盆地碳酸鹽巖層系多，厚度大，分布廣，油氣資源十分豐富。近年來，川東北元壩4、元壩2、元壩12、元壩9等井在雷口坡組頂部試氣分別獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，取得了雷口坡組頂部風(fēng)化殼白云巖儲(chǔ)層新領(lǐng)域的突破，證實(shí)元壩地區(qū)雷口坡組頂部白云巖風(fēng)化殼儲(chǔ)層具有良好的勘探前景[3]。但在研究區(qū)有的鉆井鉆遇雷口坡組高產(chǎn)氣層，而有的鉆井則沒有鉆遇含氣儲(chǔ)層，這表明該區(qū)巖溶儲(chǔ)層平面上呈不均勻分布狀態(tài)。如何找到有利的雷口坡組巖溶型含氣儲(chǔ)層，是地球物理工作者所面臨的難題之一，也是該區(qū)油氣勘探所面臨的重要問題[4]。

1　地質(zhì)概況

元壩地區(qū)位于四川盆地東北部，西北為九龍山背斜構(gòu)造帶南端，南為川中低緩構(gòu)造帶北部斜坡，北東與通南巴背斜構(gòu)造帶相鄰（圖1）。中三疊統(tǒng)晚期受印支運(yùn)動(dòng)影響，元壩地區(qū)抬升，在這段漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里，暴露地表遭受大氣淡水淋濾并伴隨風(fēng)化殼形成而發(fā)育溶蝕作用，最終形成了一個(gè)受構(gòu)造不整合控制的風(fēng)化殼巖溶帶。此風(fēng)化殼位于中三疊統(tǒng)海相碳酸鹽巖與上三疊統(tǒng)海陸交互相、陸相碎屑巖構(gòu)造環(huán)境和沉積環(huán)境巨變的分界面上[5]。已鉆井證實(shí)，元壩地區(qū)雷口坡巖溶儲(chǔ)層發(fā)育（圖2）。

圖1　川東北元壩構(gòu)造單元區(qū)劃圖

圖2　元壩地區(qū)雷口坡組鉆井情況

2　儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征分析

元壩地區(qū)雷口坡組儲(chǔ)層巖石類型主要為泥粉晶白云巖和少量砂屑白云巖。儲(chǔ)層孔滲條件較好、儲(chǔ)集能力較好。儲(chǔ)層電性特征整體表現(xiàn)為：低自然伽馬，相對(duì)高聲波時(shí)差、相對(duì)高中子孔隙度和相對(duì)低密度，相對(duì)低電阻率。具體電性特征如下：

自然伽馬整體為中低值，約18～45API，無鈾伽馬值為6～15API，儲(chǔ)層段整體表現(xiàn)為低泥質(zhì)含量特征。

三孔隙度整體表現(xiàn)為相對(duì)高值。聲波時(shí)差在46～73us/ft之間，三類低孔儲(chǔ)層段主要集中在50us/ft左右，中-高孔隙儲(chǔ)層段聲波時(shí)差在50～73us/ft之間；補(bǔ)償中子為5%～13.5%之間，主要的三類低孔儲(chǔ)層段在5%～9%，中-高孔隙儲(chǔ)層段多大于9%；密度為2.55～2.82g/cm3，多集中在2.73～2.81g/cm3之間，局部含砂巖的儲(chǔ)層段小于2.60g/cm3。

儲(chǔ)層段表現(xiàn)為相對(duì)于致密圍巖背景下的相對(duì)低電阻率異常。

圖3　自然伽馬、聲波、密度、電阻率曲線儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層采樣點(diǎn)統(tǒng)計(jì)直方圖

通過測(cè)井曲線敏感性分析,發(fā)現(xiàn)自然伽馬、聲波時(shí)差、補(bǔ)償中子、密度、電阻率等測(cè)井曲線無法區(qū)分儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層（圖3）,而中子曲線能夠較好的區(qū)分白云巖段儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層（圖4）。因此,利用中子曲線構(gòu)建擬聲波曲線進(jìn)行精細(xì)反演,能精確描述研究區(qū)儲(chǔ)層的空間分布規(guī)律。

3　儲(chǔ)層特征曲線重構(gòu)

儲(chǔ)層特征曲線重構(gòu)是以地質(zhì)、測(cè)井、地震綜合研究為基礎(chǔ),針對(duì)具體地質(zhì)問題和反演目標(biāo)，從多種測(cè)井曲線中優(yōu)選并重構(gòu)出能反映儲(chǔ)層特征的曲線。通過儲(chǔ)層特征曲線重構(gòu)，把反映地層巖性變化比較敏感的自然伽瑪?shù)葴y(cè)井曲線轉(zhuǎn)換成具有聲波量綱的擬聲波曲線,使之既能反映地層速度和波阻抗的變化,又能反映地層巖性特征等細(xì)微差別,突出聲波、密度資料響應(yīng)不明顯的地質(zhì)目標(biāo)[6~10]。

根據(jù)元壩地區(qū)雷口坡儲(chǔ)層測(cè)井統(tǒng)計(jì)分析規(guī)律，為了突出儲(chǔ)層特征，采用對(duì)儲(chǔ)層反映最為敏感的中子曲線重構(gòu)聲波曲線進(jìn)行擬聲波曲線波阻抗反演，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了儲(chǔ)層空間展布特征描述。該方法能突出儲(chǔ)層低速異常特征，從而能有效表現(xiàn)出儲(chǔ)層縱橫向展布特征。圖5為原始聲波曲線、中子曲線與擬聲波曲線對(duì)比圖，可見擬聲波曲線能夠較好的區(qū)分儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層。且統(tǒng)計(jì)了重構(gòu)前后儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層波阻抗分布直方圖（圖6），可以看出，擬聲波波阻抗能夠很好的區(qū)分儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層，從而奠定了擬聲波反演技術(shù)在本區(qū)使用的基礎(chǔ)。

圖4　中子曲線儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層采樣點(diǎn)統(tǒng)計(jì)直方圖

圖5　元壩29井原始聲波曲線、中子曲線及擬聲波曲線對(duì)比圖

圖6　重構(gòu)前后儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層波阻抗分布直方圖

4　擬聲波反演效果分析

擬聲波反演利用了儲(chǔ)層中子孔隙度的信息將儲(chǔ)層從非儲(chǔ)層中凸現(xiàn)出來，從剖面上可以直接觀察到儲(chǔ)層的縱橫向變化情況，儲(chǔ)層的厚度、物性與井基本吻合。圖7為元壩224-221-205井連井?dāng)M聲波反演剖面，剖面上黃-紅色為儲(chǔ)層，黃色代表儲(chǔ)層物性非常好，紅色次之，綠-藍(lán)色為非儲(chǔ)層，該剖面上 yb224井、yb221井測(cè)井解釋為儲(chǔ)層井，測(cè)井解釋為三類氣層，剖面上表現(xiàn)為低阻的紅黃色；yb205井為非儲(chǔ)層井，剖面上表現(xiàn)為較高阻的綠色。

常規(guī)波阻抗反演剖面雖然有著較高的分辨率，然而由于各井間速度差異大以及強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，使儲(chǔ)層較難直觀地從剖面上分辨出來。圖8為該擬聲波反演剖面對(duì)應(yīng)的常規(guī)波阻抗反演剖面，兩張剖面對(duì)照來看，擬聲波反演剖面儲(chǔ)層段與圍巖區(qū)分更加明顯，儲(chǔ)層更加易于識(shí)別。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)的擬聲波儲(chǔ)層波阻抗門檻值(14 000-15 100g/cm3*m/s)，將非儲(chǔ)層成分過濾掉，得到雷四段二亞段白云巖儲(chǔ)層的分布（圖9）。

5　擬聲波反演儲(chǔ)層分布范圍預(yù)測(cè)

圖7　元壩224-元壩221-元壩205井連井?dāng)M聲波波阻抗反演剖面

元壩地區(qū)鉆井揭示，雷四段二亞段儲(chǔ)層巖性主要為白云巖。儲(chǔ)層之上的地層為陸相碎屑巖，儲(chǔ)層之下的地層為灰?guī)r、灰質(zhì)云巖。陸相碎屑巖表現(xiàn)為低速，雷四段二亞段儲(chǔ)層表現(xiàn)為“高阻中的低阻、高速中的低速”特征。從擬聲波波阻抗反演結(jié)果可以看出，雷四段二亞段儲(chǔ)層表現(xiàn)為低阻抗特征。其波阻抗值為14 000～15 000 g/cm3*m/s，測(cè)井解釋主要以III類儲(chǔ)層為主。以須家河底界、二亞段白云巖底界為頂?shù)?，開時(shí)窗提取了白云巖段的波阻抗屬性（圖10），得到有效儲(chǔ)層的分布范圍。從擬聲波反演屬性平面圖上可看出，儲(chǔ)層集中分布于元壩工區(qū)南部巖溶斜坡區(qū)，且各巖性圈閉之間被巖溶溝槽區(qū)分開來，與沉積相的認(rèn)識(shí)和儲(chǔ)層宏觀預(yù)測(cè)的白云巖分布范圍相符，可見擬聲波反演能夠達(dá)到儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的目的。

圖8　元壩224-元壩221-元壩205井連井常規(guī)波阻抗反演剖面

圖9　元壩224-元壩221-元壩22-元壩272H-元壩2-元壩29井連井儲(chǔ)層波阻抗反演剖面

圖10　擬聲波波阻抗反演儲(chǔ)層平面分布圖

6　結(jié)論

1）通過統(tǒng)計(jì)分析各種測(cè)井曲線對(duì)儲(chǔ)層的敏感性，可知中子曲線是本區(qū)唯一一個(gè)能夠區(qū)分儲(chǔ)層與圍巖的曲線，奠定了利用中子重構(gòu)聲波曲線的基礎(chǔ)。

2）擬聲波反演的結(jié)果表明：儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層能夠較好的區(qū)分開來，且反演結(jié)果與沉積相的認(rèn)識(shí)一致，達(dá)到了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的目的。

3）通過該區(qū)擬聲波反演的實(shí)施，可以推廣并借鑒到類似區(qū)域，從而提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的效率。

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The Application of Pseudo Acoustic Inversion to the Prediction of Karst Reservoir By the Example of the Leikoupo Formation in the Yuanba Region

SUN Jun LI Jin-lei CHEN Ling-jun
（South Exploration Corporation， Sinopec Group， Chengdu610041）

This paper makes an approach to the application of pseudo acoustic inversion to the prediction of karst reservoir by the example of the Leikoupo Formation in the Yuanba region. The study indicates that seismic wave impedance inversion by use of reservoir characteristics curve reconstruction， low frequency part of the sound wave curve characteristic of reservoir and pseudo acoustic inversion instead of sound wave curve is of good results.

pseudo acoustic inversion； karst； reservoir； Yuanba

P631.5;P618.13

A

1006-0995（2015）03-0455-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.033

2014-07-28

孫均（1984—），男，湖北十堰人，碩士研究生，現(xiàn)主要從事地震資料解釋及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作