王連橋，全欽飛，王科朋，賀 忠，趙 亮，閻振華，周東言

(中國石油東方地球物理勘探有限責任公司研究院烏魯木齊分院，新疆 烏魯木齊 830016)

薄儲層預測一直都是油氣勘探開發(fā)難題。國內外學者采用了單一或融合地震屬性等多種方法開展了儲層預測，但多解性強，難以準確雕刻薄砂體的縱橫向變化特征[1-2]；利用波阻抗反演預測方法，對于鉆井多，井點分布均勻的地區(qū)適用性較好，但外推范圍有限，較難精確落實薄儲層的平面分布,且分辨率有限[3-5]。針對上述難題，通過基于地震波形指示的測井參數隨機模擬反演薄儲層預測技術，是目前解決薄儲層預測難題的一種快捷、有效的技術方法，較好地實現了對薄儲層的縱橫向變化規(guī)律的刻畫。

1 區(qū)域地質概況

葡萄溝油田位于吐哈盆地火焰山構造帶西段火焰山斷層上盤，東側是勝北生烴次凹，南側為勝南-神泉油氣富集帶，油氣成藏條件較好。該區(qū)侏羅系七克臺組發(fā)育多套辮狀河三角洲前緣相水下分流河道砂體，巖性以灰色細砂巖為主，物性較好，具有“高產高效”的特點。主要發(fā)育Q1、Q2兩套油層，構造高部位兩套均成藏，低部位僅Q1成藏。前期勘探開發(fā)效果表明，研究區(qū)Q1油層是高產油層，亦是該區(qū)增儲上產的重點層段。

通過對研究區(qū)12口井34個樣品資料錄測井及巖心資料統(tǒng)計分析，可以看出研究區(qū)主力產層儲層單層厚度較薄，主要分布在2～8 m，超過45%的單層厚度在2～4 m(見圖1)。且儲層橫向變化快，油水關系復雜，制約了該區(qū)滾動評價開發(fā)進程。針對這種薄儲層，單一地震屬性預測效果多解性強，常規(guī)的波阻抗反演技術分辨率難以達到。因此，選用一種有效的儲層預測技術手段是該區(qū)油氣藏滾動擴邊的關鍵。通過多種技術方法的對比試驗，在研究區(qū)首次開發(fā)應用了基于地震波形指示的測井參數隨機模擬反演技術進行薄儲層預測，取得了良好的滾動評價開發(fā)效果。

圖1 葡萄溝油田Q1砂層厚度統(tǒng)計分布柱狀圖

2 技術方法

2.1 方法原理

基于地震波形指示的測井參數隨機模擬反演(以下簡稱“地震波形指示反演”)是在傳統(tǒng)地質統(tǒng)計學基礎上發(fā)展起來的新統(tǒng)計學方法,采用了基于“地震波形指示馬爾科夫鏈蒙特卡洛隨機模擬(SMCMC)”算法，采用“相控隨機模擬”思想，統(tǒng)計樣本時參照波形相似性和空間距離兩個因素，在保證樣本結構特征一致性的基礎上按照分布距離對樣本排序，從而使反演結果在空間上體現了地震相的約束，平面上更符合沉積規(guī)律(見圖2)。

圖2 “地震波形指示反演”平面解析圖

2.2 地震波形指示反演技術

2.2.1 優(yōu)點分析

地震波形指示反演是傳統(tǒng)地質統(tǒng)計學反演技術的延伸，綜合利用了測井資料縱向分辨率高，地震資料橫向分布范圍廣的優(yōu)點，利用地震波形相似性優(yōu)選相關井樣本，再統(tǒng)計空間分布距離和曲線特征建立初始模型，對高頻成分進行無偏最優(yōu)估計，比傳統(tǒng)變差函數更好地體現相控特征(見表1)。

表1 地震波形指示反演與地質統(tǒng)計學反演、多屬性反演的區(qū)別

(1)SMCMC算法是在貝葉斯框架下將地震、地質和測井的信息有效結合，利用地震波形信息指導井進行高頻模擬，是一種全新的井震結合方式。

(2)利用地震波形特征代替?zhèn)鹘y(tǒng)變差函數分析儲層空間結構變化，提高了橫向分辨率，且更符合平面地質規(guī)律。其數學模型如下：

式中，Z(x0)為未知點的值，Z(xi)為波形優(yōu)選的已知樣本點的值，λi為第i個已知樣本點對未知樣點的權重，n為優(yōu)選樣本點的個數。

(3)采用全局優(yōu)化算法，反演結果從完全隨機到逐步確定，確定性大大增強。

(4)采用非空域統(tǒng)計方法，對井位分布沒有嚴格要求，是目前唯一解決井位不均勻問題的反演方法，特別適合滾動勘探開發(fā)。

2.2.2 缺點分析

地震波形指示反演技術反演結果具有“低頻確定、高頻隨機”的特點，低頻主要受地震相控，高頻則主要受井樣本影響。因而，地震資料及鉆測井資料品質直接影響反演結果的精確度。

3 技術應用及效果分析

3.1 地震波形指示反演技術的應用

儲層敏感參數分析(見圖3)表明，波阻抗難以有效表征儲層，測井參數中SP曲線對儲層較為敏感，儲層段主要表現為SP負異常，SP小于-20 mV為砂巖，SP大于-12 mV為泥巖。因此采用井震結合的方法，對SP曲線進行高分辨率模擬，以達到有效儲層預測的目的。

圖3 葡萄溝油田葡10井區(qū)砂泥巖識別量化圖版

圖4 樣本數與最佳截止頻率質量監(jiān)控圖

反演過程中有2個參數對反演結果產生較大影響，即有效樣本數和最佳截止頻率?！坝行颖緮怠敝妇缘卣鸬啦ㄐ蜗嗨菩耘c樣本數量間關系，是井樣本數和地震相關性統(tǒng)計的結果，主要表征地震波形空間變化對儲層的影響程度。樣本數較大表明儲層橫向穩(wěn)定，反之說明橫向變化快,非均質性強?！白罴呀刂诡l率”指反演體最大頻率，反演結果具有“低頻確定、高頻隨機”的特點。低頻主要是受地震相控，高頻則主要受井樣本影響。如果更偏向于反演的確定性，該參數不宜設置太高，反之，如果更偏向于反演分辨率，能夠接受隨機的結果，可以設置較高的截止頻率。從樣本數與頻率值質量監(jiān)控圖(見圖4)可以看出，當研究區(qū)樣本數為6，最佳截止頻率值為160 Hz時，相關指數變化相對趨于平穩(wěn)。

3.2 應用效果分析

應用地震波形指示反演對葡萄溝地區(qū)葡10井區(qū)七克臺組Q1砂組主力儲層段開展了預測分析，從東西向地震波形指示反演和地震疊合剖面(見圖5)可以看出，儲層橫向變化主要受地震波形相似性和空間距離2個因素制約，而非鉆井內插出來的隨機結果。圖5中葡10-X1、葡10-X2及葡10-X4井為參與反演井，葡10-X3井為驗證井，Q1頂部發(fā)育一套厚度約2 m的薄砂層，橫向變化快，葡10-X1、葡10-X4均發(fā)育該套砂體，葡10-X2則出現砂體尖滅。根據地震波形特征，可以看出Q1頂部強波峰反射界面橫向變化明顯，東西兩翼均出現子波旁瓣，波組特征有變化，向中間收斂消失。驗證井葡10-X3井震響應特征與反演結果吻合較好。

圖5 葡10井區(qū)連井地震波形指示反演和地震疊合剖面

通過對預測結果與已鉆井儲層特征進行對比分析，研究區(qū)共34口井，選取其中20口井參與反演，吻合率達到90%，驗證井14口，吻合率亦達到85%，達到了研究區(qū)儲層預測所要求的精度。從預測平面圖(見圖6)可以看出，研究區(qū)Q1砂組自西向東主要分布5個砂體發(fā)育區(qū)，表現為南東—北西走向的多個辮狀河道砂體?？紤]到工區(qū)地震資料邊界效應，結合構造特征，提出了第一批井網部署方案，主要分布在②～⑤號砂體。其中⑤號砂體目前鉆井少，砂體發(fā)育面積大，是滾動擴邊潛力區(qū)。

圖6 葡萄溝油田葡10井區(qū)Q1砂組油層段砂體分布預測平面圖

從連井反演剖面(見圖7)可以看出，葡15-X井在Q1砂組頂部發(fā)育兩套薄砂層油藏，均獲得工業(yè)油氣流，為了落實兩套油層的儲量規(guī)模，在該井東南方向⑤號砂體發(fā)育中心區(qū)建議一口側鉆井，實鉆結果與反演預測結果相一致，已經完試的第二套油層獲得高產油流，日產油達7 t，日產氣2 024 m3。該井的突破進一步落實了Q1砂組油氣藏的含油氣范圍及儲量規(guī)模，為下步開發(fā)井網部署提供依據。

圖7 葡萄溝油田葡10井區(qū)連井地震波形指示反演剖面

4 結論與認識

(1)研究區(qū)主力砂層段以辮狀河三角洲前緣相水下分流河道砂體為主，單層厚度薄，橫向變化快，常規(guī)波阻抗反演難以滿足該區(qū)儲層預測的需求。

(2)基于地震波形指示的波形指示模擬，采用地震波形驅動的井曲線模擬技術，充分利用地震波形的橫向變化來反應儲層空間的相變特征，更好地體現了相控的思想，反演結果準確性更高。

(3)通過對研究區(qū)七克臺組Q1砂體基于SP曲線的高分辨率模擬，實現了對該區(qū)薄儲層的預測，且精度較高，為滾動評價開發(fā)及井位部署提供了技術支撐，并取得了較好的鉆探效果。

參考文獻：

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