測(cè)井資料在井震聯(lián)合標(biāo)定中的應(yīng)用

李海明，劉穎華，侯伯剛

(1.承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校 數(shù)理部，河北 承德 067000；2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院,北京 100083)

測(cè)井資料在井震聯(lián)合標(biāo)定中的應(yīng)用

李海明1，劉穎華1，侯伯剛2

(1.承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校 數(shù)理部，河北 承德 067000；2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院,北京 100083)

井震聯(lián)合標(biāo)定地震反射目的層是構(gòu)造解釋、巖性反演中最基礎(chǔ)的工作，是連接地震、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的橋梁。建立目標(biāo)層位與地震反射之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的工具是利用測(cè)井資料合成地震記錄。從合成地震記錄的原理及制作方法入手，指出影響井震聯(lián)合層位標(biāo)定質(zhì)量的關(guān)鍵因素是正確處理測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和準(zhǔn)確提取地震子波。利用杏樹(shù)崗油田杏六東Ⅰ區(qū)塊x5-4-135井資料和該區(qū)地震資料試驗(yàn)研究了測(cè)井曲線與地震子波對(duì)合成地震記錄質(zhì)量的影響。證明利用測(cè)井曲線提取確定性子波標(biāo)定效果優(yōu)于Ricker子波和統(tǒng)計(jì)性子波。

井震聯(lián)合標(biāo)定；測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)；反射系數(shù)；子波

利用合成地震記錄這個(gè)地震資料解釋基本工具將地震資料與測(cè)井資料有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，井震聯(lián)合精確標(biāo)定目的層是構(gòu)造解釋的基礎(chǔ)[1，2]。地震剖面上層位標(biāo)定的目的是賦予地震同相軸特定的地質(zhì)含義，建立地震同相軸與地層、地層組合之間對(duì)應(yīng)關(guān)系。也是開(kāi)發(fā)階段利用地震資料和高密度井網(wǎng)資料開(kāi)展精細(xì)構(gòu)造解釋、巖性解釋和預(yù)測(cè)，重構(gòu)地下地質(zhì)認(rèn)識(shí)體系基礎(chǔ)[3]，高精度的合成地震記錄將決定著構(gòu)造解釋和儲(chǔ)層精細(xì)描述研究工作的質(zhì)量與水平。

1 合成地震記錄原理與方法

在不考慮干擾的情況下，制作合成地震記錄的數(shù)學(xué)模型為地層反射系數(shù)與地震子波的褶積[4]，公式如下：

x(t)=w(t)*r(t)

(1)

式中，x(t)表示地震道，w(t)代表地震子波，r(t)表示地下反射系數(shù)序列。

制作方法為：

1)速度測(cè)井曲線和密度測(cè)井曲線相乘得到波阻抗曲線；2)對(duì)波阻抗曲線進(jìn)行深時(shí)轉(zhuǎn)換，由深度域轉(zhuǎn)到時(shí)間域；3)由波阻抗曲線轉(zhuǎn)換為反射系數(shù)曲線；4)提取地震子波；5)反射系數(shù)與子波進(jìn)行褶積，得到井旁合成地震記錄道。

顯然反射系數(shù)的準(zhǔn)確性和地震子波的精度主要地決定了人工合成地震記錄的精度。

2 合成記錄制作的關(guān)鍵

制作合成地震記錄，涉及測(cè)井曲線的編輯校正、測(cè)井曲線的方波化、拉伸控制、子波的選擇、低信噪比資料的標(biāo)定、高分辨率資料的標(biāo)定等多個(gè)方面[5]。但最為關(guān)鍵的是測(cè)井曲線的處理和地震子波的選擇。

2.1 測(cè)井曲線處理

2.1.1 測(cè)井曲線的編輯和濾波

測(cè)井曲線編輯和濾波是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作，測(cè)井曲線上存在著由于井徑變化、油氣與泥漿侵入、儀器因素等引起的干擾、孤立野值等[6]，對(duì)測(cè)井曲線的編輯和濾波就是要剔除和壓制這些干擾數(shù)據(jù)。可以選擇的濾波有：中值濾波、帶通濾波和滑動(dòng)平均。

2.1.2 測(cè)井曲線的方波化處理

測(cè)井曲線的高頻變化使得很難從測(cè)井曲線上找出地質(zhì)意義上的地層，通常意義上，無(wú)論地層的厚度如何，同一地層的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)應(yīng)該是大致穩(wěn)定的。測(cè)井曲線方波化就是根據(jù)測(cè)井曲線的變化特征，對(duì)測(cè)井曲線自動(dòng)分層，在每一個(gè)分層內(nèi)，測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)是相同的，在自動(dòng)分層后，可以根據(jù)其它信息，對(duì)自動(dòng)分層的結(jié)果進(jìn)行人為的手工調(diào)整。用測(cè)井波阻抗曲線合成的地震記錄與井旁地震道比較，若反射時(shí)間、波組關(guān)系等基本接近，就可以判斷標(biāo)定是正確的；否則標(biāo)定就是錯(cuò)誤的。

圖1給出的是一個(gè)測(cè)井曲線方波化處理的例子，在1 220 m之下的測(cè)井曲線進(jìn)行了方波化處理，并利用方波化的測(cè)井曲線制作的合成記錄，對(duì)比合成地震記錄與井旁地震道波組對(duì)應(yīng)關(guān)系良好，說(shuō)明處理是正確的。

2.1.3 時(shí)深轉(zhuǎn)換與反射系數(shù)計(jì)算

1)時(shí)深轉(zhuǎn)換：測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)表示的是深度域的地層巖性信息(速度、密度、電性、孔隙等)；地震數(shù)據(jù)表示地下構(gòu)造和地下巖性在時(shí)間域的地震響應(yīng)。為了能使二者在時(shí)間域內(nèi)交互對(duì)比，就需要對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換。直接利用聲波時(shí)差曲線積分進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換的公式為[7]：

(2)

式中：H0為起始深度，m；H為終止深度,m；T0起始深度對(duì)應(yīng)的時(shí)間,s；Th為深度H對(duì)應(yīng)的時(shí)間，s；Δth為深度對(duì)應(yīng)的聲波時(shí)差，ms。對(duì)不同深度的聲波時(shí)差測(cè)井曲線進(jìn)行計(jì)算，就得到深時(shí)轉(zhuǎn)換關(guān)系。

2)反射系數(shù)：上下層介質(zhì)的波阻抗差異決定地層反射系數(shù)[8]，其表達(dá)式為：

(3)

式中，ρi，vi為測(cè)井曲線上第i層的密度和速度；ρi+1，vi+1為第i+1層的密度和速度；ρ，v來(lái)自于速度和密度測(cè)井曲線，因此測(cè)井資料對(duì)合成記錄有著很大的影響。

2.2 地震子波

地震子波是合成地震記錄最重要的影響因素之一，常用子波類(lèi)型有：Ricker子波;由井口附近地震道數(shù)據(jù)提取的統(tǒng)計(jì)子波[4];確定性子波[6];時(shí)變子波。

制作合成地震記錄時(shí)，子波極性要與地震資料一致；子波頻率應(yīng)與井旁地震記錄主頻一致，需要對(duì)近井地震資料進(jìn)行頻譜分析，確定主頻。

3 合成地震記錄過(guò)程中的拉伸問(wèn)題及其原則

合成地震記錄過(guò)程中的拉伸就是將合成地震道與井旁地震道的標(biāo)準(zhǔn)層反射對(duì)齊。地震資料處理過(guò)程中的速度是通過(guò)速度分析獲得的。這種速度分析方法得到的速度與聲波測(cè)井得到的速度存在差異。一般而言，聲波測(cè)井的速度要高于地震資料分析得出的速度，因此對(duì)于同一套地層，合成記錄要比井旁實(shí)際地震記錄“短”一些。為了將兩者對(duì)應(yīng)起來(lái)，需要將合成記錄“拉長(zhǎng)”一些。在標(biāo)定過(guò)程中，拉伸從最淺的標(biāo)志層開(kāi)始，依次向下拉伸。

合成記錄制作過(guò)程中拉伸原則：1)用井徑曲線檢查聲波曲線可靠性，是否存在井眼垮塌，是否確實(shí)需要拉伸；2)拉伸壓縮時(shí)要遠(yuǎn)距離調(diào)整，兼顧淺中深的各波組關(guān)系；3)避免局部小的調(diào)整；4)拉伸后，注意用慢度曲線監(jiān)控聲波曲線變形情況。

4 標(biāo)定試驗(yàn)與精度分析

依據(jù)上面的的分析，利用杏樹(shù)崗油田杏六東Ⅰ區(qū)塊x5-4-135井聲波測(cè)井資料和該區(qū)地震資料進(jìn)行合成地震記錄和層位標(biāo)定。密度使用Gardner公式ρ=0.31v0.25來(lái)求取[9]。

4.1 標(biāo)定試驗(yàn)

首先對(duì)井點(diǎn)附近地震資料的主頻進(jìn)行了分析估計(jì)，目的層主頻在38～40 Hz左右，有效高頻能量大約為80 Hz，因此確定選用38 Hz的Ricker子波進(jìn)行合成地震記錄，以最上面的主要標(biāo)志層(T1)為標(biāo)準(zhǔn)，將合成地震記錄與井旁道對(duì)齊(見(jiàn)圖2)。

用井旁地震道提取統(tǒng)計(jì)性子波標(biāo)定，試驗(yàn)時(shí)地震道范圍選取為7×7，時(shí)窗長(zhǎng)度250 ms。在仔細(xì)對(duì)比的基礎(chǔ)上，對(duì)合成地震記錄進(jìn)行適度的拉伸對(duì)齊合成地震記錄與井旁地震道之間的波組關(guān)系，如圖3所示。

利用統(tǒng)計(jì)性子波對(duì)齊主要反射層之后，利用測(cè)井曲線提取確定性子波來(lái)合成的地震記錄(見(jiàn)圖4)。圖2、圖3、圖4給出的分別是利用Ricker子波、統(tǒng)計(jì)子波和利用測(cè)井曲線提取確定性子波合成記錄與井旁地震道的對(duì)比結(jié)果。

4.2 質(zhì)量分析

合成地震記錄與井旁地震道的相關(guān)性是評(píng)價(jià)合成地震記錄質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)[5]，觀察圖2可發(fā)現(xiàn)，除最上面T1標(biāo)志層對(duì)齊外，其他波組關(guān)系均沒(méi)有對(duì)齊，四個(gè)標(biāo)定層位效果很差。圖3、圖4目視差別不明顯，合成記錄與井旁地震道波組對(duì)應(yīng)關(guān)系明顯好于圖2，四個(gè)標(biāo)定層位中最上與最下兩個(gè)層位對(duì)齊，中間兩個(gè)層位均有可比較的明確含義。通過(guò)計(jì)算，x5-4-135井Ricker理論子波(38 Hz)合成地震記錄與井旁地震道相關(guān)系數(shù)約為69%，統(tǒng)計(jì)子波合成地震記錄與井旁地震道相關(guān)系數(shù)約為84%，而用測(cè)井資料與地震資料提取的確定性子波合成記錄與井旁地震道相關(guān)系數(shù)達(dá)88%，合成記錄質(zhì)量最高。

5 結(jié)論

1)提高井震聯(lián)合層位標(biāo)定質(zhì)量的關(guān)鍵是測(cè)井曲線的正確處理和子波選用。2)試驗(yàn)分析表明，利用測(cè)井曲線和井旁地震道提取的確定性子波進(jìn)行標(biāo)定精度最高。在開(kāi)發(fā)階段利用地震資料和高密度井網(wǎng)資料開(kāi)展精細(xì)構(gòu)造解釋時(shí)應(yīng)盡量選用確定性子波進(jìn)行層位標(biāo)定，提高相關(guān)研究工作的質(zhì)量與水平。

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Application of Logging Data in Well-Seismic Integration Calibration

LI Hai-ming1, LIU Ying-hua1, HOU Bo-gang2

(1.Department of Mathematics and Physics, Chengde Petroleum College, Chengde 067000, Hebei, China; 2.Research Institute of Petroleum Exploration & Development， PetroChina, Beijing 100083,China)

The well-seismic integration calibration of seismic reflection layer is the basis for structure explanation and lithological inversion, and it is also the bridge between seisme and logging data. Drawing seismic record from logging data is the only tool to set the relation between target strata and seismic reflection. This paper starts from the theory and method of Synthetic Seismograms, then points out that the crucial factor influencing well-seismic integration calibration is the correct handling of logging data and the exact extraction of seismic wavelet. This paper takes the logging data of Xingliudong x5-4-135 and the seismic data test to study the influence of logging and seismic wavelet on Synthetic Seismograms quality. It is proved that extracting the determined wavelet calibration by well log is better than Ricker and statistical wavelet.

well-seismic integration calibration; logging data; reflection coefficient; wavelet

2016-05-17

李海明(1967-)，男，河北灤縣人，副教授，主要從事石油工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)和非常規(guī)油氣資源研究,郵箱lihaiming@cdpc.edu.cn。

P618.13

B

1008-9446(2016)06-0001-04