侯伯剛,韓大匡,劉文嶺,任殿星,鄧曉梅

(1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,北京100083;2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司華北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,河北任丘062552)

?

變差函數(shù)的參數(shù)和井?dāng)?shù)對(duì)隨機(jī)反演精度影響的分析

侯伯剛1,韓大匡1,劉文嶺1,任殿星1,鄧曉梅2

(1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,北京100083;2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司華北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,河北任丘062552)

高含水后期陸相油藏可尋找的剩余油多分布在較薄的儲(chǔ)層中,高效挖潛剩余油的重點(diǎn)和難點(diǎn)是井間儲(chǔ)層的預(yù)測(cè),因?yàn)楝F(xiàn)有井網(wǎng)仍然無(wú)法有效控制砂體邊界,因此隨機(jī)反演技術(shù)成為預(yù)測(cè)井間砂體邊界的有效手段。以XSG油田典型區(qū)塊為試驗(yàn)區(qū),分析改變變差函數(shù)的參數(shù)和參與反演的井?dāng)?shù)對(duì)隨機(jī)反演預(yù)測(cè)井間儲(chǔ)層精度的影響。結(jié)果表明,垂向變差函數(shù)對(duì)隨機(jī)反演結(jié)果的影響比水平變差函數(shù)更敏感;隨著反演井?dāng)?shù)的增加,預(yù)測(cè)的砂巖儲(chǔ)層空間分布趨于更加客觀(guān)真實(shí)。在正確選擇變差函數(shù)和密井網(wǎng)的條件下,隨機(jī)反演可以大幅度提高薄儲(chǔ)層反演的精度。因此,具有良好薄層預(yù)測(cè)能力的隨機(jī)反演將是高含水后期薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

開(kāi)發(fā)地震;隨機(jī)反演;儲(chǔ)層預(yù)測(cè);變差函數(shù)

經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)采,國(guó)內(nèi)老油田已進(jìn)入高含水后期、甚至特高含水期,地下剩余油呈“整體高度分散、局部相對(duì)富集”的格局[1]。可尋找的剩余油多分布在較薄的儲(chǔ)層中,且高效挖潛剩余油的重點(diǎn)和難點(diǎn)在井間。地震反演是提供井間信息的有效技術(shù)。研究表明,在密井網(wǎng)條件下,隨機(jī)反演由于充分利用了代表砂體空間分布規(guī)律的變差函數(shù),使得反演結(jié)果不但包含薄砂體的細(xì)節(jié),而且預(yù)測(cè)結(jié)果更加符合沉積規(guī)律[2]。因此,隨機(jī)反演可大幅度提高薄儲(chǔ)層的反演精度,是開(kāi)發(fā)地震薄互層砂巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)[3]。

隨機(jī)地震反演理論假設(shè)地震波阻抗在空間上是一個(gè)隨機(jī)變量,每一次反演結(jié)果只是該變量的一次實(shí)現(xiàn);這種方法綜合地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律和反演理論產(chǎn)生一組與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和三維地震數(shù)據(jù)體匹配的各不相同的波阻抗體,這組波阻抗體體現(xiàn)了與地震反演過(guò)程有關(guān)的不確定性或非唯一性[4-5]。

隨機(jī)反演的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在:①綜合利用了地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)信息、測(cè)井信息,且反演過(guò)程中未進(jìn)行局部平滑處理,故隨機(jī)反演可以借助地震約束從而提取更多的細(xì)節(jié);②隨機(jī)反演確保井旁道反演結(jié)果與合成記錄阻抗匹配,因此,隨機(jī)反演結(jié)果與已知井的阻抗高度一致;③綜合分析隨機(jī)反演多個(gè)實(shí)現(xiàn),降低了反演結(jié)果的不確定性;④隨機(jī)反演方法可方便地融合多尺度信息,使得反演結(jié)果更加精確。因此,這些優(yōu)勢(shì)降低了隨機(jī)反演的不確定性[6]。

隨機(jī)地震反演技術(shù)在剩余油挖潛實(shí)際應(yīng)用中存在如下技術(shù)難題:①剩余油分散地分布在薄互儲(chǔ)層中,而隨機(jī)地震反演分辨薄互儲(chǔ)層厚度的能力受多種因素影響,一直難有突破;②斷塊油田的斷層分布越密集、復(fù)雜,各斷塊的面積越小,斷層等構(gòu)造因素所形成的剩余油所占的比率就越大[7],而復(fù)雜斷塊也極大地增加了反演難度。

本文以XSG油田加密井網(wǎng)區(qū)塊為試驗(yàn)區(qū),通過(guò)改變變差函數(shù)、參與反演的井?dāng)?shù),分析兩因素對(duì)隨機(jī)反演預(yù)測(cè)井間儲(chǔ)層精度的影響。結(jié)果表明,垂向變差函數(shù)對(duì)隨機(jī)反演結(jié)果的影響比水平變差函數(shù)更敏感;隨著反演井?dāng)?shù)的增加,預(yù)測(cè)的砂巖儲(chǔ)層空間分布趨于更加客觀(guān)真實(shí)。

1　技術(shù)思路與流程

在隨機(jī)模擬的基礎(chǔ)上,尋找合成記錄與實(shí)際地震記錄匹配最好的波阻抗實(shí)現(xiàn)作為該道的反演結(jié)果,形成了最初的隨機(jī)地震反演方法,這種方法是逐道實(shí)現(xiàn)的[8-9],其后有許多改進(jìn)的計(jì)算方法。隨機(jī)反演的實(shí)現(xiàn)思路是:針對(duì)算法優(yōu)化,在提高運(yùn)算速度、降低內(nèi)存使用的基礎(chǔ)上,利用帶斷層地質(zhì)框架模型建立變差函數(shù)和變差橢球體,采用經(jīng)典的序貫高斯模擬(SGS)加協(xié)克里金反演算法計(jì)算。該方法主要用于隨機(jī)模擬連續(xù)變量,對(duì)于高斯模擬來(lái)說(shuō),條件累積分布函數(shù)(CCDF)可用協(xié)克里金來(lái)求取[10-13]。由于CCDF的正態(tài)性,因此,整個(gè)模擬過(guò)程被極大地簡(jiǎn)化,序貫地確定一系列的CCDF就被簡(jiǎn)化為解一系列克里金方程組。

本文選取XSG油田內(nèi)面積4.9km2,井控程度高的區(qū)塊為實(shí)驗(yàn)工區(qū),可用于參加隨機(jī)反演的井491口。XSG油田經(jīng)歷了30多年的開(kāi)采,目前處于高采出程度和高含水階段,綜合含水率達(dá)90%以上。實(shí)驗(yàn)區(qū)位于該油田一個(gè)平緩背斜構(gòu)造的翼部,發(fā)育有少量斷層(忽略),儲(chǔ)層為河流三角洲沉積和三角洲前緣沉積砂體[14],小層厚度分布在1～7m。實(shí)驗(yàn)工區(qū)內(nèi)目的層砂泥聲波阻抗分異性差,分析認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)區(qū)的自然電位曲線(xiàn)能夠較好地區(qū)分砂、泥巖。因此,對(duì)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)可用于反演的491口井的測(cè)井聲波曲線(xiàn)開(kāi)展聲波重構(gòu)、多井一致性校正等獲得可用于反演的擬聲波曲線(xiàn)[15-18]。整個(gè)開(kāi)發(fā)歷程進(jìn)行了4次井網(wǎng)調(diào)整,目前井網(wǎng)密度達(dá)到100口/km2,盡管如此,較薄的小層由于巖性橫向變化快,現(xiàn)有井網(wǎng)仍然無(wú)法有效控制砂體邊界。

在其它參數(shù)不變的情況,分別改變垂直變程和水平變程大小,并比較反演結(jié)果認(rèn)為,垂直變程大小變化對(duì)反演結(jié)果的影響更敏感;在其它參數(shù)不變的情況下,改變參加隨機(jī)反演的井?dāng)?shù)并比較反演結(jié)果,井?dāng)?shù)達(dá)到一定數(shù)目后,對(duì)增加反演結(jié)果精度影響作用減弱。實(shí)現(xiàn)流程大致分為以下幾步:

1) 參數(shù)選取。確定變動(dòng)的參數(shù)并保持其它參數(shù)不變,在程序優(yōu)選該參數(shù)的基礎(chǔ)上確定較小和較大的3個(gè)參數(shù)值。

2) 選取計(jì)算位置。隨機(jī)的從三維地震數(shù)據(jù)體中選擇一個(gè)欲計(jì)算的位置,稱(chēng)為欲計(jì)算位置節(jié)點(diǎn)。

3) 約束規(guī)范。根據(jù)已知井點(diǎn)數(shù)據(jù),通過(guò)克里金方法估計(jì)欲計(jì)算位置節(jié)點(diǎn)的曲線(xiàn)均值和偏差值。克里金法考慮了控制點(diǎn)間與所計(jì)算網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的距離以及控制點(diǎn)間的相互距離(自動(dòng)減弱叢聚),從而保持了變差函數(shù)模型所得到的空間關(guān)系。給權(quán)系數(shù)賦值時(shí),用最小二乘法使方差達(dá)到最小,同時(shí)減少了系統(tǒng)過(guò)高或過(guò)低誤差。

4) 概率模擬。生成多個(gè)等概率的阻抗道。

5) 模擬退火。將多個(gè)阻抗道與實(shí)際地震記錄匹配,選擇最好的實(shí)現(xiàn)作為該點(diǎn)的反演結(jié)果。

6) 輸出結(jié)果。保留最佳匹配阻抗曲線(xiàn)作為反演結(jié)果,重復(fù)計(jì)算下一道。

7) 比較不同參數(shù)反演結(jié)果。

2　變差函數(shù)影響分析

變差函數(shù)描述的是橫向和縱向地質(zhì)特征的結(jié)構(gòu)和特征尺度。由于地質(zhì)數(shù)據(jù)的復(fù)雜性和有限性,如何正確進(jìn)行變差函數(shù)統(tǒng)計(jì)是個(gè)難題。地質(zhì)數(shù)據(jù)由于沉積環(huán)境的變化使物性參數(shù)表現(xiàn)的周期性、垂直和水平方向漂移(趨勢(shì)分布)等特性常常導(dǎo)致變差函數(shù)空間結(jié)構(gòu)不清楚,草率確定變差函數(shù)的模型及特征參數(shù)(變程、基臺(tái)值和塊金常數(shù))將極大影響隨機(jī)條件模擬的最終實(shí)現(xiàn)[19]。變差函數(shù)的模型分以下3種。

球狀模型公式:

(1)

指數(shù)模型公式:

(2)

高斯模型公式:

(3)

式中:r(h)為變差函數(shù),它隨著數(shù)據(jù)點(diǎn)間距離的增大而增大,但當(dāng)h達(dá)到某一值時(shí),r(h)趨于常數(shù);C為基臺(tái)值,反映了r(h)的變化幅度;c0為塊金常數(shù);α為變程,在變程范圍之內(nèi)數(shù)據(jù)具有相關(guān)性,而在變程之外數(shù)據(jù)不具有相關(guān)性。r(h)趨于常數(shù)時(shí)的h值在儲(chǔ)層規(guī)模預(yù)測(cè)中代表著儲(chǔ)層分布的最大半徑。

2.1垂直變差函數(shù)對(duì)反演結(jié)果的影響

由于井曲線(xiàn)數(shù)據(jù)具有比較規(guī)則的采樣間隔(0.125m),求取變差函數(shù)時(shí),參數(shù)的設(shè)置一般如下:滯后距間隔一般取0.1～0.3m,距離容差為半個(gè)滯后距,采樣數(shù)不超過(guò)100個(gè)(60～100)。圖1為P111至P18小層491口井的阻抗變差函數(shù)模型擬合圖。P111至P18平均地層厚度為60m左右。擬合結(jié)果其垂向變程為2.77m,說(shuō)明目的層段內(nèi)小層的平均厚度在2.8m左右。

圖1　垂直變差函數(shù)

分析井阻抗變差函數(shù)模型可得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):①變差函數(shù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型是球狀模型;②其平均變程為2.77m,由于是重構(gòu)曲線(xiàn)求取的變差函數(shù),表明目的層巖性的空間變化范圍,垂直變程代表了單個(gè)砂體的平均厚度;③變差函數(shù)模型的塊金常數(shù)為0;④基臺(tái)值的變化比較大,平均為1800左右,由于基臺(tái)值與數(shù)據(jù)方差具有內(nèi)在關(guān)系,表明砂巖阻抗數(shù)據(jù)在空間上變化幅度相對(duì)較大,這是由于重構(gòu)過(guò)程中,放大了砂巖阻抗值的范圍,造成其基臺(tái)值的變化比較大。

以實(shí)驗(yàn)區(qū)P1212小層為例,進(jìn)行實(shí)際計(jì)算。該小層砂巖阻抗數(shù)據(jù)中,水平最大變程為1320m,水平最小變程為807m;方向?yàn)?7°;橢球變差函數(shù)變程橢圓的長(zhǎng)軸和短軸比值約為0.61;垂直變程為2.77m。反演井?dāng)?shù)80口,在其它參數(shù)不變的情況下,改變垂直變程的大小,統(tǒng)計(jì)其對(duì)反演結(jié)果的影響(圖2)。

利用已有的密井網(wǎng)數(shù)據(jù),根據(jù)井曲線(xiàn)形態(tài),判斷井點(diǎn)位置某一小層是屬于河道、廢棄河道、河間砂、泥巖等相帶歸屬。利用密井點(diǎn)相帶結(jié)合地震屬性資料,獲得某一小層的砂巖相帶平面分布圖,該圖客觀(guān)真實(shí)地反映了地下小層砂體展布形態(tài)。對(duì)比不同垂直變程的3張圖與該小層砂體相帶圖可以看出:①垂向變程的改變,對(duì)反演結(jié)果影響很大。垂向變程合理,求取的結(jié)果最佳,減小變程后,求取結(jié)果次之,增加變程后,求取結(jié)果最差。②加大垂向變程(超出目的層小層平均厚度),模糊了砂體變化的細(xì)節(jié),甚至加進(jìn)來(lái)上、下層砂巖變化的信息,對(duì)砂體的變化趨勢(shì)有所改變。③減小垂向變程(小于目的層小層平均厚度),強(qiáng)化了砂體變化的細(xì)節(jié),但是沒(méi)有改變砂體的變化趨勢(shì)。

2.2水平變差函數(shù)對(duì)反演結(jié)果的影響

XSG油田葡萄花油層屬于河流三角洲和三角洲前緣沉積,所以研究區(qū)巖性空間變化具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性。P1212小層的砂體厚度連續(xù)性較差,非均質(zhì)性強(qiáng),研究后認(rèn)為球狀模型是最佳模型。分別從8個(gè)不同的方向?qū)1212的阻抗求取水平變差函數(shù),在此基礎(chǔ)上采用加權(quán)多項(xiàng)式回歸法擬合出其理論變差函數(shù)。由各個(gè)方向阻抗的變差函數(shù)(圖3) 及擬合圖(圖4)可以看出,北東—南西向(57.2°)的變程最大,為1320m,該方向代表了砂體的最大延伸長(zhǎng)度,反映在該方向上砂體的延續(xù)性較好,具體到該小層,就是該方向正好與小層內(nèi)的河道方向一致。

圖2　不同垂直變程反演結(jié)果a 砂體相帶; b 垂直變程2.7m; c 垂直變程1.5m; d 垂直變程5.0m

圖3　P1212小層水平變差函數(shù)曲線(xiàn)

水平變差函數(shù)采取與儲(chǔ)層分布相關(guān)的地震屬性求取。因地震數(shù)據(jù)體道間距為10m,滯后距一般取道間距的2～3倍為宜,因此,滯后距取20m,距離容差為半個(gè)滯后距。其點(diǎn)數(shù)是由屬性圖上連續(xù)相關(guān)屬性延伸最大距離決定,即:相關(guān)屬性延伸最大距離=滯后距×點(diǎn)數(shù),但是一般其點(diǎn)數(shù)不超過(guò)100個(gè),控制在60～100個(gè)最好。

圖4是P1212小層水平橢球變差函數(shù)圖。由該函數(shù)可以認(rèn)識(shí)到:①P1212小層水平變差函數(shù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型為球狀模型;②P1212小層水平變差函數(shù)最大變程為1320m,方向?yàn)?7°,最小變程為807m,方向?yàn)?47°,變程橢圓的短軸和長(zhǎng)軸比值約為0.61,說(shuō)明砂巖(阻抗高值)分布方向性較強(qiáng),平面上屬不均勻分布;③水平變程與垂直變程之比為459∶1,屬于薄層砂巖。

圖4　P1212小層水平橢球變差函數(shù)

綜上所述,實(shí)驗(yàn)區(qū)P1212小層隨機(jī)反演變差函數(shù)參數(shù)為:水平最大變程為1320m,水平最小變程為807m,方向?yàn)?7°,橢球變差函數(shù),變程橢圓的短軸和長(zhǎng)軸比值約為0.61。垂直變程為2.77m。反演井?dāng)?shù)80口,在其它參數(shù)不變的情況下,將水平變程減小300m或增加300m后,統(tǒng)計(jì)其對(duì)反演結(jié)果的影響(圖5)。

圖5　不同水平變程P1212小層反演結(jié)果a 砂體相帶; b 水平變程不變; c 水平變程減小; d 水平變程增加

由此認(rèn)為,水平變程減小,豐富了砂體平面變化的細(xì)節(jié),突出了儲(chǔ)層內(nèi)部的非均質(zhì)性。因此,我們得出,若水平變程大幅度減小時(shí),會(huì)弱化砂體平面的變化趨勢(shì),增加虛假信息;若水平變程增加,則會(huì)過(guò)濾掉許多砂體變化細(xì)節(jié),保留更多的趨勢(shì)變化,模糊了儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。

比較圖2與圖5可知,與改變垂直變程相比,改變水平變程對(duì)反演結(jié)果的影響相對(duì)要小很多。因?yàn)樗阶兂淌欠从成绑w在水平方向的延伸大小,其絕對(duì)值比垂直變程要大很多,所以反演結(jié)果對(duì)水平變程的敏感程度相對(duì)較小。

3　井?dāng)?shù)反演影響分析

為研究不同井?dāng)?shù)對(duì)反演結(jié)果的影響,首先選擇實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)近年鉆探的、平面均勻分布的80口直井(約16口/km2)開(kāi)展隨機(jī)反演,并優(yōu)選反演中各種參數(shù);在反演參數(shù)不變的情況下,將井?dāng)?shù)增加到200口(約41口/km2),并開(kāi)展第2次隨機(jī)反演;在反演參數(shù)不變的情況下,第3次使用全部491口井(100口/km2)數(shù)據(jù)參與反演,比對(duì)、分析3次反演預(yù)測(cè)的同一小層砂巖的變化,考察井?dāng)?shù)對(duì)反演結(jié)果的影響。

3.1不同數(shù)目井隨機(jī)反演結(jié)果

選用80口井(約16口/km2)測(cè)井資料,應(yīng)用隨機(jī)反演方法得到的反演剖面如圖6所示。由圖6 可見(jiàn),井旁道與重構(gòu)聲波曲線(xiàn)吻合得很好,井間阻抗預(yù)測(cè)自然連續(xù),剖面橫向連續(xù)性順暢自然;與原始地震剖面(圖6左側(cè)上浮圖件)相比,縱向分辨率得到極大提高。

選用200口井(約41口/km2)應(yīng)用隨機(jī)反演方法獲得的反演剖面與80口井反演剖面相比,剖面在細(xì)節(jié)上有些改變,視覺(jué)上較難區(qū)分。

選用全部491口井(100口/km2)的測(cè)井資料應(yīng)用隨機(jī)反演方法獲得如圖7所示的反演剖面。與80口井的反演剖面(圖6)相比,細(xì)節(jié)上有了許多改變,井旁道與重構(gòu)聲波曲線(xiàn)吻合得更好,井間阻抗過(guò)渡自然。由于增加了用于反演的井?dāng)?shù),在CDP號(hào)為3440～3460,深度為870～880ms處,圖7中強(qiáng)弱變化層次豐富,阻抗橫向連續(xù)性好,強(qiáng)阻抗包絡(luò)更加明顯。

P112小層200口井砂巖相帶圖(圖8a)與平面阻抗分布(圖8b)對(duì)比可以看出,反演結(jié)果預(yù)測(cè)的砂巖分布與井資料繪制的相帶圖具有更高的相似性,增加井?dāng)?shù)后,彌補(bǔ)了左上角預(yù)測(cè)砂體與砂巖相帶圖的不符,預(yù)測(cè)砂體分布形態(tài)已經(jīng)與砂體相帶圖大致相符。

P112小層80口井平面阻抗分布(圖8c)與砂巖相帶圖(圖8a)對(duì)比可以看出,反演結(jié)果預(yù)測(cè)的砂巖分布與井資料繪制的相帶圖具有一定的相似性,但是左上角的砂體分布沒(méi)有準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出,因?yàn)楫?dāng)井?dāng)?shù)為80時(shí)那里只有一口井存在。

圖6　80口井參與反演的成果剖面(L5500)

圖7　491口井參與反演的成果剖面(L5500)

P112小層全部491口井平面阻抗分布(圖8d )與砂巖相帶圖(圖8a)對(duì)比可以看出,反演結(jié)果預(yù)測(cè)的砂巖分布與井資料繪制的相帶圖具有很強(qiáng)的相似性,增加井?dāng)?shù)后,使得平面上細(xì)節(jié)更為豐富。預(yù)測(cè)砂體分布形態(tài)細(xì)節(jié)可以用于指導(dǎo)修改依據(jù)井資料繪制的砂體相帶圖。

圖8　P112小層200口井、80口井、491口井參與反演平面阻抗分布與實(shí)際砂巖相帶分布對(duì)比a 砂體相帶; b 200口井參與反演結(jié)果; c 80口井參與反演結(jié)果; d 491口井參與反演結(jié)果

對(duì)比3次反演獲得的P112小層平面阻抗與砂巖相帶圖(圖8)可以看出,隨著反演所用井資料的增加,砂體的分布有一定的繼承性,特別是200口井和491口井的反演結(jié)果非常相似,說(shuō)明砂體的位置相對(duì)可靠;橫向分辨率也逐步得到提高,可以認(rèn)為預(yù)測(cè)的砂巖平面分布逐步逼近地下真實(shí)儲(chǔ)層分布,河道空間展布、走向逐漸清晰明朗。這就意味著,通過(guò)隨機(jī)反演預(yù)測(cè)薄砂體空間展布形態(tài)是可行的,隨著參與反演井?dāng)?shù)的增加,預(yù)測(cè)結(jié)果逐漸逼近客觀(guān)實(shí)際。

3.2反演精度分析

從重構(gòu)曲線(xiàn)反演數(shù)據(jù)體出發(fā),結(jié)合反演特征、地震反射特征、沉積模式、砂泥巖百分比、鉆井、試油資料進(jìn)行儲(chǔ)層綜合解釋。實(shí)驗(yàn)區(qū)重構(gòu)聲波曲線(xiàn)的隨機(jī)反演結(jié)果認(rèn)為,高的阻抗值代表砂巖分布,較低的阻抗值代表泥巖分布?；诖苏J(rèn)識(shí),利用重構(gòu)反演數(shù)據(jù)體對(duì)井鉆遇的有利儲(chǔ)層進(jìn)行追蹤雕刻。

P1212小層砂體預(yù)測(cè)圖中顯示一半月形廢棄河道的存在(圖9),通過(guò)附近井資料比對(duì),發(fā)現(xiàn)確

圖9　廢棄河道在剖面上的特征

實(shí)存在這樣的廢棄河道。該廢棄河道在反演剖面上的特征(箭頭所指)為:靠近下部約束層位,是紅色,表示高阻,代表砂巖,靠近上面約束層位,是藍(lán)色,表示低阻,代表泥巖。其特征滿(mǎn)足廢棄河道上半部由泥或砂泥交互沉積充填,廢棄河道底部層位應(yīng)與河道砂底部層位相當(dāng),廢棄河道頂部層位應(yīng)低于河道砂頂部層位。在x6-1-33井和x5-4-33井之間,有一河道砂存在(圖10中箭頭所指),屬于順直河,其河道砂呈串珠狀分布于河道內(nèi),從剖面上看,河道北西方向陡,南東方向緩,具有向南東岸側(cè)積的特征。

圖10　河道砂在剖面上的特征

針對(duì)未參加反演的28口基礎(chǔ)井網(wǎng)的井,從P111到P1332共7個(gè)小層,以基礎(chǔ)井網(wǎng)28口井的實(shí)際鉆遇砂巖厚度作為驗(yàn)證數(shù)據(jù),針對(duì)491口井參與反演的結(jié)果,統(tǒng)計(jì)每一個(gè)小層預(yù)測(cè)砂巖與實(shí)際砂巖的對(duì)比結(jié)果,可以比較可靠地反映出反演結(jié)果的準(zhǔn)確程度。需要說(shuō)明的一點(diǎn)是,由于平面圖是阻抗分布圖,不能給出砂巖精確厚度,只是表明砂巖是否存在及存在相對(duì)的多少,所以,統(tǒng)計(jì)符合程度實(shí)際是砂巖預(yù)測(cè)識(shí)別程度符合率的統(tǒng)計(jì),或可稱(chēng)其為識(shí)別率。

表1給出了反演精度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。由表1可見(jiàn),4m以上數(shù)據(jù)共有32個(gè)樣點(diǎn),只有靠近右下角x6-3-44井有一個(gè)點(diǎn)不吻合,主要原因是約束層位不準(zhǔn)確,砂體識(shí)別率為97%。3～4m數(shù)據(jù)共有31個(gè)樣點(diǎn),其中有4個(gè)樣點(diǎn)不符,砂體識(shí)別率為87%。2～3m數(shù)據(jù)共有34個(gè)樣點(diǎn),其中有6個(gè)樣點(diǎn)不符,砂體識(shí)別率為82%。2m以下有66個(gè)樣點(diǎn),其中有21個(gè)樣點(diǎn)不符,砂體識(shí)別率為67%。

表1　反演精度統(tǒng)計(jì)結(jié)果

分析隨機(jī)反演結(jié)果表明,垂直變程參數(shù)的變化對(duì)反演結(jié)果的影響明顯比水平變程參數(shù)敏感;相對(duì)來(lái)說(shuō),垂直變程選擇小一些比大一些要好,因?yàn)檫^(guò)大的垂直變程會(huì)將鄰層影響帶到反演結(jié)果中來(lái)。采用不同井?dāng)?shù)進(jìn)行反演的研究表明,井密度略大于10口/km2的反演結(jié)果精度有可提升空間,而井密度為40口/km2和100口/km2的反演結(jié)果預(yù)測(cè)的儲(chǔ)層厚度準(zhǔn)確性基本接近,均獲得縱向上很高的分辨率,橫向上能夠刻畫(huà)出較窄的分支河道。通過(guò)該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,認(rèn)為隨機(jī)反演技術(shù)能夠有效預(yù)測(cè)3m左右的薄互砂巖儲(chǔ)層,其預(yù)測(cè)結(jié)果可以指導(dǎo)測(cè)井沉積微相的劃分,達(dá)到了薄互砂巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的目的,實(shí)現(xiàn)了在縱向、橫向分辨率上的突破。

4　結(jié)束語(yǔ)

在隨機(jī)反演中,首先必須求取準(zhǔn)確的變差函數(shù)。水平變程過(guò)大,模糊了儲(chǔ)層的非均質(zhì)性,水平變程過(guò)小,目的層相關(guān)性變小,突出了非均質(zhì)性。而垂向變差函數(shù)對(duì)隨機(jī)反演結(jié)果的影響比水平變差函數(shù)更敏感。因此,合理求取變差函數(shù)是隨機(jī)反演精確預(yù)測(cè)儲(chǔ)層分布的一個(gè)關(guān)鍵因素。

幾次加密反演井?dāng)?shù)的實(shí)踐結(jié)果表明,每一次井網(wǎng)加密,砂體的形態(tài)有一定的繼承性,也有一些變化,說(shuō)明薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度與參與反演的井網(wǎng)密度密切相關(guān);隨著反演井?dāng)?shù)的增加,特別是當(dāng)井?dāng)?shù)由200口增加到491口時(shí),預(yù)測(cè)的砂巖儲(chǔ)層空間分布非常相似,說(shuō)明已趨于客觀(guān)真實(shí)。密井網(wǎng)條件下的開(kāi)發(fā)地震反演,用盡可能多的已知信息約束,精細(xì)標(biāo)定井震關(guān)系,認(rèn)真分析巖石物性特征,選擇符合沉積規(guī)律的反演方法,能夠很好地預(yù)測(cè)薄儲(chǔ)層的空間分布規(guī)律。

[1]韓大匡.關(guān)于高含水油田二次開(kāi)發(fā)理念、對(duì)策和技術(shù)路線(xiàn)的探討[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2010,37(5):583-591

HAN D K.Discussions on concepts,counter measures and technical routes for the redevelopment of high water-cut oilfields[J].Petroleum Exploration and Development,2010,37(5):583-591

[2]甘利燈,戴曉峰,張昕.薄儲(chǔ)層疊后地震反演方法比較確定與隨機(jī)[C].SPG/SEG 深圳2011國(guó)際地球物理會(huì)議論文集.深圳:中國(guó)石油學(xué)會(huì)物探專(zhuān)業(yè)委員會(huì)&美國(guó)勘探地球物理家學(xué)會(huì),2011:777-782

GAN L D,DAI X F,ZHANG X.Comparison of seismic inversion methods for thin reservoirs:determination and stochastic inversion[C].SPG/SEG Shenzhen 2011 International Geophysical Conference Technical Program Expanded Abstracts.ShenZhen:SPG&SEG,2001:777-782

[3]李建榮,王磊,王赟.開(kāi)發(fā)地震的幾個(gè)問(wèn)題初探[J].石油物探,2003,42(2):279-284

LI J R,WANG L,WANG Y.Some key problems in production seismology[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2003,42(2):279-284

[4]FRANCIS A.Understanding stochastic inversion,part1[J].First Break,2006,24(11):69-78

[5]FRANCIS A.Understanding stochastic inversion,part2[J].First Break,2006,24(12):79-85

[6]姜文龍,楊鍇.巖石物理參數(shù)高分辨率地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演[J].石油物探,2012,51(6):638-648

JIANG W L,YANG K.High resolution geological statistics inversion of rock physical parameters[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2012,51(6):638-648

[7]韓大匡.準(zhǔn)確預(yù)測(cè)剩余油相對(duì)富集區(qū)提高油田注水采收率研究[J].石油學(xué)報(bào),2007,28(2):73-78

HAN D K.Precisely predicting abundant remaining oil and improving the secondary recovery of mature oilfields[J].Acta Petrolei Sinica,2007,28(2):73-78

[8]BORTOLI L J,ALABERT F,HAAS A,et al.Constraining stochastic images to seismic data[J].Springer Netherlands,1993,5:325-337

[9]HAAS A,DUBRULE O.Geostatistical inversion-asequential method of stochastic reservoir modeling constrained by seismic data[J].First Break,1994,12(11):561-569

[10]宋維琪,仝兆歧.利用泛克里格方法消除MT噪音[J].石油物探,2001,40(2):138-142

SONG W Q,Tong Z Q.Using universal Kringe method to remove noise for MT data[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2001,40(2):138-142

[11]潘昱潔,李大衛(wèi),楊鍇.確定性反演和隨機(jī)反演對(duì)井約束條件的需求分析[J].石油物探,2011,50(4):345-349

PAN Y J,LI D W,YANG K.A comparison between the requirements of multi-well constrained conditions in deterministic inversion and stochastic inversion[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2011,50(4):345-349

[12]劉勇,雷茂盛.地震資料隨機(jī)反演方法[J].石油物探,1998,37(增刊A):31-35

LIU Y,LEI M S.A stochastic inversin method of seismic data[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,1998,37(S1):31-35

[13]印興耀,孫瑞瑩,張廣智.基于分形高頻初始模型和低頻先驗(yàn)信息的物性參數(shù)隨機(jī)反演[J].石油物探,2014,53(5):537-544

YIN X Y,SUN R Y,ZHANG G Z.Stochastic inversion of reservoir physical property parameters based on high-frequency initial model from fractal and low-frequency prior information[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2014,53(5):537-544

[14]劉文嶺.油藏地球物理學(xué)基礎(chǔ)與關(guān)鍵解釋技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2014:158-175

LIU W L.Reservoir geophysics foundation and key interpretation technology[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2014:158-175

[15]侯伯剛,劉文嶺,羅娜.地震反演中測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的預(yù)處理[J].物探與化探,2009,33(3):331-336

HOU B G,LIU W L,LUO N.The preprocessing of well log data for seismic inversion[J].Geophysical and Geochemical Exploration,2009,33(3):331-336

[16]王玉學(xué),侯伯剛,牛濱華.地震儲(chǔ)層特征反演技術(shù)在冀中南馬莊地區(qū)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代地質(zhì),2003,17(增刊A):219-223

WANG Y X,HOU B G,NIU B H.Application of seismic reservoir inversion in the area of NMZ of Hebei Province[J].Geoscience,2003,17(S1):219-223

[17]楊麗兵,張虹,譙述蓉.隨機(jī)地震反演在川西坳陷DY構(gòu)造儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].石油物探,2010,49(4):373-379

YANG L B,ZHANG H,QIAO S R.Application of stochastic seismic inversion on reservoir prediction of DY structure in Western Sichuan depression[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2010,49(4):373-379

[18]侯伯剛,劉文嶺,王經(jīng)榮.港東一區(qū)井震聯(lián)合剩余油富集規(guī)律研究[J].石油物探,2009,48(2):175-180

HOU B G,LIU W L,WANG J R.Study on the enrichment regularity of residual oil in well and seismic joint in GD yiqu[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2009,48(2):175-180

[19]高云,朱應(yīng)科,趙華.疊前同時(shí)反演技術(shù)在砂礫巖體有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].石油物探,2013,52(2):224-228

GAO Y,ZHU Y K,ZHAO H.Application of prestack simultaneous inversion technique in effective reservoir prediction of sand-gravel body[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2013,52(2):224-228

(編輯：陳杰)

Analysis on the influence of variogram and well number on the precision of seismic stochastic inversion

HOU Bogang1,HAN Dakuang1,LIU Wenling1,REN Dianxing1,DENG Xiaomei2

(1.PetroChinaResearchInstituteofPetroleumExploration&Development,Beijing100083,China;2.ExplorationandDevelopmentResearchInstitute,NorthChinaOilfieldCompany,Renqiu062552,China)

At the late stage with high water cut,the remaining oil to be discovered is usually distributed in the thin layers of continental reservoirs.The focus and difficulty to tap the potential of remaining oil is the crosswell reservoir prediction,because the existing well pattern may be unable to effectively control the sand body boundary.Stochastic inversion technique is an effective method to predict the crosswell sand body boundary.Taking the typical area in XSG oilfield as the inversion target,we analyzed the impact of variogram parameters and inversion wells on the crosswell reservoir prediction precision by stochastic inversion.The vertical variogram is more sensitive than the horizontal variogram on the results of stochastic inversion.The predicted distribution of sandstone reservoir tends to be more objective and real along with the increase of wells participating in inversion.Stochastic inversion can greatly improve the accuracy of thin reservoir inversion under the conditions of the correct choice of variogram and dense well pattern.Therefore,stochastic inversion,with good prediction ability for thin reservoirs,will be a key technique on thin reservoir prediction in the late stage with high water cut.

development seismic,stochastic inversion,reservoir prediction,variogram

2015-12-08;改回日期：2016-05-12。

侯伯剛(1967—),男,博士,高級(jí)工程師,主要從事地震構(gòu)造解釋及地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究工作。

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2011ZX05010-001)資助。

P631

A

1000-1441(2016)05-0754-10

10.3969/j.issn.1000-1441.2016.05.015

This research is financially supported by the National Science and Technology Major Project of China (Grant No.2011ZX05010-001).