基于地震資料的薄互層儲層精細地質建模

石莉莉　(中石化河南油田分公司采油一廠，河南 桐柏 474780)

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基于地震資料的薄互層儲層精細地質建模

石莉莉(中石化河南油田分公司采油一廠，河南 桐柏 474780)

[摘要]某地區C油田鉆井少、井距大，且具有儲層砂體薄、橫向連通差、砂體相變快的特點，僅依靠測井數據插值難以準確刻畫砂體邊界，建立的模型精度較低，直接影響到剩余油分布預測和油藏開發調整。基于地震資料的精細地質建模，應用地震解釋的斷層和層位數據，建立儲層精細構造格架；通過地震反演建立測井解釋巖相與地震數據之間的聯系，建立相模型時，利用協克里金方法，將地震反演的波阻抗作為第2變量約束井間砂體預測。結果表明，井震結合研究斷層更精確，地震解釋面的約束使井間構造幅度保留了地震解釋的相對趨勢，更好地描述出井間微小構造；地震反演波阻抗的協同應用使模型在平面上融合了地震數據中觀測到的大尺度結構和測井數據的地質特征，垂向上則在反演結果的基礎上進一步趨于測井尺度，有效地降低了井間預測的不確定性，提高了巖相建模的精度。

[關鍵詞]井震結合；薄互層儲層；精細地質建模；地震反演

某地區C油田鉆井少、井距大，整體上勘探程度較低，對研究區砂體空間展布規律認識不清；其儲層為三角洲前緣沉積，單砂體厚度薄，砂泥疊置交互嚴重，為典型的薄互層儲層，同時受儲層非均質性強的影響，儲層橫向變化快，油氣分布規律十分復雜[1,2]；亟需建立精細的儲層地質模型來揭示砂體空間展布特征。為此。筆者運用基于地震資料的薄互層儲層精細地質建模方法[3,4]對C油田進行研究。

1建模思路

基于地震資料的建模方法主要包括2個方面：井震結合構造框架模型建立和井震結合巖相模型、屬性模型建立。精確的構造框架模型為后期插值運算提供了邊界限制，構造模型不準確會造成地震數據重采樣到模型中時出現較大誤差，從而使地震約束失去意義。井震結合巖相模型、屬性模型建立的關鍵是尋找出一種與儲層參數相關性高的地震屬性參數[5]。研究區C油田波阻抗與巖相數據之間存在明顯的相關性，波阻抗高值對應砂巖，低值對應泥巖，這為地震數據作為協變量約束建模打下良好的基礎。為此，首先進行井-震聯合反演，得到波阻抗數據體，通過時深轉換，與深度域測井數據對應起來；其次，運用地震解釋的斷層、層面搭建高精度構造格架，然后將時深轉換后的波阻抗數據重采樣到構造模型，使每個網格節點都賦予了地震數據的特征；最后，應用地質統計學協變量方法，以井數據作主變量，地震反演的波阻抗數據作為第2變量約束井間插值、外推和模擬[6]，建立高精度巖相模型及屬性模型。

2 地震屬性參數優選

井震結合建立巖相模型、屬性模型的關鍵是如何將地震數據與測井數據聯系起來，為避免造成地震數據的錯用與濫用，只有兩者相關性好，才可以將地震數據作為軟約束。鉆井資料及沉積相研究表明，研究區主要發育砂巖和泥巖2大類巖性，通過分析可知波阻抗與巖相數據之間存在明顯的相關性，波阻抗高值對應砂巖，低值對應泥巖(見圖1)。通過地質統計反演，得到多個等概率波阻抗數據體實現，優選出最符合實際情況的實現作為軟約束條件。

3井震結合構造模型的建立

圖1　波阻抗與巖性直方圖統計

構造模型是地質建模工作的基礎，其準確性直接影響到巖相模型、屬性模型的可靠性。由于研究區井資料較少，綜合地震解釋成果約束構造模型建立較為關鍵。

將地震解釋成果進行時深轉換，在此基礎上初步建立斷層模型，檢查調整斷層傾向及交切關系，利用地震數據體對斷層模型進行校正，保證斷層形態既符合實際情況，又能夠精細刻畫其在三維空間的展布特征[7]。研究區鉆井少、井距大、個別部位地層起伏較大，單純利用井分層建立層面模型造成井點之間的誤差較大，直接影響模型精度；地震解釋層面的相對構造幅度是準確的，用其做約束可有效解決井間及無井控地區層面插值存在較大誤差的問題。

圖2展示了研究區構造模型。從圖2(a)中可以看出，由于地震數據體的三維空間約束，使斷層在空間的展布形態具有更高的準確性和可靠性，結合地震資料，能夠有效反映斷面與地層之間的相互切割、搭接關系。圖2(b)中體現了地震解釋面的約束使井間構造幅度保留了地震解釋的相對趨勢，無井控地區的構造起伏特征能夠得到充分體現。

4井震結合巖相模型的建立

巖相模型反映砂體分布，同時又影響儲層物性變化，研究區C油田發育砂巖、泥巖2種巖相。對研究區目的層段三維地震資料進行測井約束地質統計反演，獲取高分辨率的波阻抗數據體。地震資料縱向分辨率與井資料相比低很多，地震資料在巖相建模中的應用是否具有可行性是井震結合巖相建模的關鍵問題[8]，通過以上分析可知波阻抗能較好的區分砂泥巖。地質統計反演得到的波阻抗數據體建立了波阻抗與巖性的相關關系，井震結合巖相建模充分利用了波阻抗數據體橫向分辨率高的特點來約束儲層平面的非均質性和不確定性。

4.1變差函數分析

變差函數反映了儲層在三維空間的變化規律，是2點地質統計學建模的核心。研究區物源方向為北西向，穩定的三角洲沉積環境適合采用球狀模型。由于井網稀疏，僅依靠井數據內插外推難以預測無井控地區砂體發育情況，應用波阻抗數據體做約束變得尤為重要，變差函數分析時將波阻抗數據體作為協同變量輸入，波阻抗給定限定門檻值得到的井上巖性數據作為主變量[9]。波阻抗值的高低只是代表砂、泥分布的可能性，是巖相建模的軟約束，當波阻抗與井資料發生沖突時，相概率服從井數據，這樣建立的巖相模型既能確保在井點處與地下實際地質情況相符，又發揮了地震資料橫向信息豐富的特點。

4.2巖相模型建立

巖相是儲層非均質性的宏觀反映，控制著砂體和物性展布，研究區C油田井點資料少，沉積相研究程度較低，因此研究只針對研究區進行巖相建模。巖相建模通常的做法是擬合準確的空間變差函數，依靠序貫指示模擬進行插值，生成隨機模型。研究區鉆井少，擬合變差函數時由于數據點對數目少，造成較大誤差；或者是人為勾畫巖相平面圖，用確定性方法生成巖相模型，這種方法受人為因素影響很大，往往不能很好地反映井間單砂體的連通性和變化規律。利用井上數據與地質統計反演的波阻抗數據體相結合，進行巖相隨機建模，由于多了波阻抗的空間約束，增加了儲層空間預測的可靠性。波阻抗在巖相建模中的約束作用主要體現在對儲層的空間形態和砂體邊界的不確定性約束方面，模型的計算還是以測井曲線的插值計算為基礎，只是在插值過程中參考波阻抗在空間上的變化規律。因此最終模型在井點處還是與測井資料相一致，而在井間或無井控地區，符合波阻抗數據表征的空間大尺度結構特征，有效地降低了井間預測的不確定性，提高了巖相建模的精度[10]。

圖3　S36小層模擬結果

圖4　巖相剖面對比

綜合上述研究思路及技術手段，采用序貫指示同位協同模擬完成研究區巖相模型建立，并隨機生成10個模擬實現，通過統計每個實現的砂泥巖概率，與原始測井解釋的砂泥巖概率進行比較，根據每個實現的匹配擬合程度選取最佳模型[11]，最后優選出實現6作為巖相建模的最終結果。圖3分別展示了實現6中S36小層反演得到的波阻抗數據、波阻抗約束下建立的巖相模型和僅用井上巖相解釋數據插值得到的巖相模型。對比分析可知，巖相模型與波阻抗趨勢特征保持良好，說明波阻抗約束巖相建模結合了井震資料各自的優點，使儲層砂體的展布和尖滅更加符合地質認識，能夠降低砂體邊界的不確定性；波阻抗約束建立的巖相模型在井間或無井控地區較僅依靠井插值得到的巖相模型預測砂體更為準確，尤其是在C2、C10、C8井周圍，僅依靠測井數據插值隨機性太強，受限于數據點對，不能夠有效預測離井較遠區域的砂體展布情況，而波阻抗數據橫向采樣密集，用它來做趨勢約束可以極大程度降低砂體預測不確定性。

圖4分別為波阻抗約束建模得到的巖相剖面和僅依靠井插值所得的巖相剖面，對比分析可知，利用波阻抗約束所得的巖相剖面對砂體刻畫得更為細致，井間一些不連續的小砂體和夾層能夠清晰地展示出來，薄砂體的垂向疊置關系和橫向尖滅現象與地質認識相符合；僅依靠井插值所得的巖性剖面，雖然在井點處與測井解釋巖相相一致，但在井間區域，由于變差函數變程或者其他因素影響，不能夠有效識別出薄層砂體或夾層。結果表明,地震反演波阻抗的協同應用使模型垂向上在反演結果的基礎上進一步趨于測井尺度，有效地降低了井間預測的不確定性，提高了巖相建模的精度。

5結論

1)井震結合巖相模型建立的關鍵是找到巖相與地震屬性之間的相關性，并將兩者結合在一起。

2)井震結合研究斷層更精確，結合地震資料，能夠有效反映斷面與地層之間的相互切割、搭接關系；地震解釋面的約束使井間構造幅度保留了地震解釋的相對趨勢，能夠充分體現無井控地區的構造起伏特征。

3)巖相建模時將地質統計反演得到的波阻抗數據作為約束，建立的巖模型既符合井數據的高縱向分辨率特征，又真實地反映儲層橫向展布的連通性特征，有效降低了井間砂體預測的不確定性，提高了巖相建模精度。基于地震資料的薄互層儲層精細地質建模在C油田的成功應用，為油田進一步滾動勘探開發調整提供了地質依據，同時該方法為薄互層儲層建模提供了思路和經驗。

[參考文獻]

[1]王香文,劉紅,騰彬彬,等.地質統計學反演技術在薄儲層預測中的應用[J].石油與天然氣地質,2012,33(5):730～735.

[2]楊立強,鄔長武,董寧.基于模擬退火算法的隨機反演技術在砂體預測中的應用[J].地球物理學進展,2013,28(1):287～292.

[3]陳恭洋,胡勇,周艷麗,等.地震波阻抗約束下的儲層地質建模方法與實踐[J].地學前緣,2012,19(2):067～073.

[4]周麗清,趙麗敏,趙國梁,等.高分辨率地震約束相建模[J].石油勘探與開發,2002,29(3):56～58.

[5]姜貽偉,劉紅磊,楊福濤,等.震控儲層建模方法及其在普光氣田的應用[J].天然氣工業,2011,31(3):14～17.

[6]胡勇,于興河,李勝利,等.應用地震正反演技術提高地質建模精度[J].石油勘探與開發,2014,41(2):190～197.

[7]李艷麗,柳成志,王文廣,等.井震結合斷層建模方法在薩北北二西的應用[J].科學技術與工程,2011,11(18):4182～4185.

[8]劉文嶺.地震約束儲層地質建模技術[J].石油學報,2008,29(1):64～68.

[9]印興耀,劉永社.儲層建模中地質統計學整合地震數據的方法及研究進展[J].石油地球物理勘探,2002,37(4):423～430.

[10]王家華,夏吉莊.三維地震約束多點建模降低井間砂體預測的不確定性[J].沉積學報,2013,31(5):878～888.

[11]于興河,李勝利,趙舒,等.河流相油氣儲層的井震結合相控隨機建模約束方法[J].地學前緣,2008,15(4):33～41.

[編輯]洪云飛

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)01-0012-04

[中圖分類號]P631.44

[作者簡介]石莉莉(1975-)，女，工程師，現主要從事油氣田開發方面的研究工作；E-mail: tigerhnytlhy@126.com。

[基金項目]中石化河南油田分公司重點科研項目(2015030)。

[收稿日期]2015-10-10

[引著格式]石莉莉.基于地震資料的薄互層儲層精細地質建模[J].長江大學學報(自科版)，2016,13(1)：12～15.