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

李 進，徐星安，肖 西 (長江大學(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)塊儲層預(yù)測中的應(yīng)用

李 進，徐星安，肖 西 (長江大學(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)塊儲層的展布特征進行了反演技術(shù)的優(yōu)選：先進行約束稀疏脈沖反演，然后在此基礎(chǔ)上進行隨機反演。重點研究了反演技術(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反演2種反演方法在儲層預(yù)測中的應(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)果和測井?dāng)?shù)據(jù)吻合度較高，對隱蔽油氣藏的發(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；隨機反演

巖性油氣藏已成為油氣田的勘探開發(fā)重點。河道砂體、三角洲濁積砂體、砂礫巖體等儲層的沉積厚度變化快、隱蔽性強，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)雜巖性儲層類型，預(yù)測、描述難度較大。應(yīng)用疊后地震資料進行井資料和地質(zhì)構(gòu)造信息約束下的三維地震波阻抗反演，是識別、描述復(fù)雜巖性儲層的有效方法，也是石油勘探開發(fā)方面實用性很強的綜合配套技術(shù)[1]。

YH油田位于冀中坳陷東部，一直是油氣勘探開發(fā)重點研究區(qū)帶，其油藏類型以巖性和巖性-構(gòu)造油藏類型為主。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)塊儲層預(yù)測中的應(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。地震波入射射線與巖層界面垂直，則反射波的反射系數(shù)由式(1)計算：

(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。

地震儲層反演就是估算一個子波的逆-反子波。用反子波與地震道進行褶積運算，通常稱為反褶積，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)便可逐層遞推計算出每一層的波阻抗，這就實現(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)換成巖層型測井資料，使其能與鉆井、測井成果直接對比，以巖層為單元進行地質(zhì)解釋，充分發(fā)揮地震資料空間密集優(yōu)勢，研究儲層特征的空間變化。

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)儲層的橫向變化，可以較準(zhǔn)確的找到儲層橫向上的尖滅點。但約束稀疏脈沖反演得出的波阻抗剖面分辨率有限，僅能識別厚度大于10m的砂層，不能夠滿足該工區(qū)薄儲層預(yù)測的要求，但是可以在絕對波阻抗剖面上，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)識與修改最終的砂體解釋結(jié)果。綜合考慮對該工區(qū)先進行約束稀疏脈沖反演，然后在此基礎(chǔ)上進行隨機反演。

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，主要用來檢查工區(qū)內(nèi)的目的層段或標(biāo)志層段；②然后針對所研究的目的層段，對合成記錄進行局部微調(diào)，主要從波組特征、波形特征等方面進行對比，對測井曲線進行微調(diào)，使合成記錄與地震記錄的相關(guān)性進一步提高；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)，地震解釋又是儲層反演的基礎(chǔ)，必須確保每一個地質(zhì)界面和地震同相軸精確對應(yīng)，匹配好儲層段附近的每一個同相軸，確保時間域地震和深度域測井資料的正確對應(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，在進行適當(dāng)調(diào)整，并不斷調(diào)整合成記錄的波形、振幅和時間；③質(zhì)量控制：時深曲線平滑，目的層時間段內(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程實際上就是把地震界面信息與測井波阻抗信息正確結(jié)合起來的過程。對地震來說，關(guān)鍵是對正確解釋起控制作用的波阻抗界面；對測井而言，主要是對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)的點描述地質(zhì)體的空間分布，點的精度可以用分米記；地球物理模型表達(dá)的是地質(zhì)體的空間實在，用測量的結(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。再利用校正后的測井曲線作為約束，從而形成約束波阻抗模型。這樣就避免了強行將測井曲線內(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際分辨率限制。

4 反演結(jié)果分析

4.1儲層剖面分布特征

圖1、圖2分別為過同一條測線約束稀疏脈沖反演、隨機反演波阻抗剖面圖。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個方向尖滅；東營組主要發(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。

圖1 inline340約束稀疏脈沖反演波阻抗剖面圖

圖2 inline340隨機反演波阻抗剖面圖

4.2儲層平面分布特征

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)的物源從北東向過來是一致的。

圖3 東二段約束稀疏脈沖反演波阻抗平面圖

圖4 東二段隨機反演波阻抗平面圖

5 結(jié) 語

結(jié)合區(qū)域地質(zhì)分析，借鑒以往油田勘探開發(fā)研究經(jīng)驗，對YH油田某區(qū)塊進行約束稀疏脈沖反演和隨機反演。要做好地震反演儲層預(yù)測工作對反演的原理一定要有清晰的認(rèn)識，對得到的結(jié)果進行合理的解釋也是非常重要的。為做好地震反演儲層預(yù)測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)在儲層預(yù)測及巖性圈閉目標(biāo)優(yōu)選中發(fā)揮了重要作用，對沉積相的研究也起到了一定的指導(dǎo)作用，是石油勘探開發(fā)方面實用性很強的綜合配套技術(shù)。

[1]孟憲軍.復(fù)雜巖性儲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，張月樓，張博,等.運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.測井約束儲層反演技術(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,2004,28(6):89-91.

[4] 肖陽，朱敏，朱文奎,等.測井約束反演技術(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層預(yù)測中的應(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(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層預(yù)測方面的研究工作。