擬聲波反演技術在巖溶儲層預測中的應用
——以元壩地區雷口坡組為例

孫　均，李金磊，陳靈君

擬聲波反演技術在巖溶儲層預測中的應用
——以元壩地區雷口坡組為例

孫均，李金磊，陳靈君

（中國石化勘探南方分公司，成都610041）

針對聲波測井曲線不能很好地區分巖性、造成傳統反演存在儲層預測精度較低的問題，通過儲層特征曲線重構的方法，利用能夠突出反映儲層特征的曲線高頻部分和聲波曲線的低頻部分，重構能夠準確的反映地層物性變化的擬聲波曲線，代替聲波曲線進行地震波阻抗反演。結果表明該方法突出了儲層響應特征，提高了反演結果的可解釋性。文章利用聲波曲線重構技術對元壩工區雷口坡組巖溶儲層進行了反演，結果與沉積相的認識及宏觀預測的儲層展布范圍一致，有效的指導了生產。

擬聲波反演；巖溶；儲層；元壩

通常，波阻抗反演都用聲波測井曲線來進行約束，在聲波測井曲線能夠很好地反映區域巖性變化以及地層真實情況時，直接用聲波測井曲線來約束反演是可行的。但當聲波測井曲線中的高頻信息不能反映地層巖性的真實變化，不能很好地顯示儲層和圍巖的差異時，用聲波測井曲線進行地震地質層位標定和波阻抗反演會導致巖性識別出現誤差、測井曲線與地震剖面匹配不好、儲層預測困難等一系列問題。因此，發展了擬聲波曲線波阻抗反演技術。該技術利用非聲波測井曲線構建聲波曲線對地震資料進行約束，進而反演地層的波阻抗(或速度)，它可以突出儲層特征，較準確地預測儲層的發育情況，提高反演結果的可解釋性[1]。

碳酸鹽巖是中國當前油氣勘探的重點領域，而古巖溶儲層是一種常見的碳酸鹽巖儲層類型[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工業氣流，取得了雷口坡組頂部風化殼白云巖儲層新領域的突破，證實元壩地區雷口坡組頂部白云巖風化殼儲層具有良好的勘探前景[3]。但在研究區有的鉆井鉆遇雷口坡組高產氣層，而有的鉆井則沒有鉆遇含氣儲層，這表明該區巖溶儲層平面上呈不均勻分布狀態。如何找到有利的雷口坡組巖溶型含氣儲層，是地球物理工作者所面臨的難題之一，也是該區油氣勘探所面臨的重要問題[4]。

1　地質概況

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

圖1　川東北元壩構造單元區劃圖

圖2　元壩地區雷口坡組鉆井情況

2　儲層測井響應特征分析

元壩地區雷口坡組儲層巖石類型主要為泥粉晶白云巖和少量砂屑白云巖。儲層孔滲條件較好、儲集能力較好。儲層電性特征整體表現為：低自然伽馬，相對高聲波時差、相對高中子孔隙度和相對低密度，相對低電阻率。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，儲層段整體表現為低泥質含量特征。

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

儲層段表現為相對于致密圍巖背景下的相對低電阻率異常。

圖3　自然伽馬、聲波、密度、電阻率曲線儲層與非儲層采樣點統計直方圖

通過測井曲線敏感性分析,發現自然伽馬、聲波時差、補償中子、密度、電阻率等測井曲線無法區分儲層與非儲層（圖3）,而中子曲線能夠較好的區分白云巖段儲層與非儲層（圖4）。因此,利用中子曲線構建擬聲波曲線進行精細反演,能精確描述研究區儲層的空間分布規律。

3　儲層特征曲線重構

儲層特征曲線重構是以地質、測井、地震綜合研究為基礎,針對具體地質問題和反演目標，從多種測井曲線中優選并重構出能反映儲層特征的曲線。通過儲層特征曲線重構，把反映地層巖性變化比較敏感的自然伽瑪等測井曲線轉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微差別,突出聲波、密度資料響應不明顯的地質目標[6~10]。

根據元壩地區雷口坡儲層測井統計分析規律，為了突出儲層特征，采用對儲層反映最為敏感的中子曲線重構聲波曲線進行擬聲波曲線波阻抗反演，并在此基礎上進行了儲層空間展布特征描述。該方法能突出儲層低速異常特征，從而能有效表現出儲層縱橫向展布特征。圖5為原始聲波曲線、中子曲線與擬聲波曲線對比圖，可見擬聲波曲線能夠較好的區分儲層與非儲層。且統計了重構前后儲層與非儲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分儲層與非儲層，從而奠定了擬聲波反演技術在本區使用的基礎。

圖4　中子曲線儲層與非儲層采樣點統計直方圖

圖5　元壩29井原始聲波曲線、中子曲線及擬聲波曲線對比圖

圖6　重構前后儲層與非儲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層中子孔隙度的信息將儲層從非儲層中凸現出來，從剖面上可以直接觀察到儲層的縱橫向變化情況，儲層的厚度、物性與井基本吻合。圖7為元壩224-221-205井連井擬聲波反演剖面，剖面上黃-紅色為儲層，黃色代表儲層物性非常好，紅色次之，綠-藍色為非儲層，該剖面上 yb224井、yb221井測井解釋為儲層井，測井解釋為三類氣層，剖面上表現為低阻的紅黃色；yb205井為非儲層井，剖面上表現為較高阻的綠色。

常規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烈的非均質性，使儲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應的常規波阻抗反演剖面，兩張剖面對照來看，擬聲波反演剖面儲層段與圍巖區分更加明顯，儲層更加易于識別。

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

5　擬聲波反演儲層分布范圍預測

圖7　元壩224-元壩221-元壩205井連井擬聲波波阻抗反演剖面

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

圖8　元壩224-元壩221-元壩205井連井常規波阻抗反演剖面

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

圖10　擬聲波波阻抗反演儲層平面分布圖

6　結論

1）通過統計分析各種測井曲線對儲層的敏感性，可知中子曲線是本區唯一一個能夠區分儲層與圍巖的曲線，奠定了利用中子重構聲波曲線的基礎。

2）擬聲波反演的結果表明：儲層與非儲層能夠較好的區分開來，且反演結果與沉積相的認識一致，達到了儲層預測的目的。

3）通過該區擬聲波反演的實施，可以推廣并借鑒到類似區域，從而提高儲層預測的效率。

[1] 鄭四連，劉百紅，張秀容，關達，付強. 伽馬擬聲波曲線構建技術在儲層預測中的應用[J〕.石油物探，2006，45(3):256.

[2] 鐘廣法，劉瑞林，柳建華. 塔北隆起奧陶系古巖溶的電成像測井識別[J]. 天然氣工業，2004，24 ( 6) :57.

[3] 馬永生，蔡勛育，趙培榮，等．“川氣東送”工程資源基礎與前景[J]. 中國工程科學， 2010， 12( 5) : 73.

[4] 胡偉光，陳山林，王濤，肖偉，李發貴，趙卓男.元壩地區雷口坡組巖溶儲層含氣性預測[J]. 天然氣技術，2010,4（5）：11.

[5] 劉雁婷, 傅恒，陳驥, 劉欣, 達麗亞. 川東北Y地區雷口坡組古巖溶辨識標志[ J] . 地質科技情報，2011，30（4）：120～126.

[6] 黃安敏, 裴建翔, 陳志宏, 等. 油氣儲層預測技術在瓊東南盆地BD13區的應用[J]. 天然氣地球科學, 2006,17(4): 518～522.

[7] 魏立花, 郭精義, 楊占龍, 等. 測井約束巖性反演關鍵技術分析[J]. 天然氣地球學, 2006,17(5): 731～735.

[8] 羅權生, 趙銘, 張曉菊, 等. 均值為“零”的曲線重構技術在地震反演中的應用[J]. 新疆石油地質, 2006,27(4): 478～480.

[9] 王西文. 相對波阻抗數據體約束下的多井測井參數反演方法及應用[J]. 石油地球物理勘探, 2004, 39(3): 291～299.

[10] 季玉新, 陳娟, 謝雄舉. 測井曲線精細處理解釋技術在復雜儲層預測中的應用[J]. 石油物探, 2004, 43(2): 139～144.

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，現主要從事地震資料解釋及儲層預測工作