基于振幅和頻率的砂體厚度校正新方法及其應(yīng)用
——以渤海南部X油田為例

薛明星，劉傳奇，高 磊，陳文雄，劉 歡

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

基于振幅和頻率的砂體厚度校正新方法及其應(yīng)用
——以渤海南部X油田為例

薛明星，劉傳奇，高 磊，陳文雄，劉 歡

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

傳統(tǒng)的砂體厚度圖校正方法基于砂體頂?shù)追瓷湟晻r間厚度，然而該屬性僅在砂體厚度大于1/4波長時與真厚度近似具有線性關(guān)系，當(dāng)砂體厚度小于1/4波長時將產(chǎn)生較大的校正誤差。基于楔狀模型正演，使用反射振幅與中心頻率構(gòu)建了一種在3/7波長范圍內(nèi)與砂體真厚度具有線性關(guān)系的新屬性 ，給出了一種全新的砂體厚度校正方法。新方法思路簡潔，易于實現(xiàn)，適用于生產(chǎn)中大多數(shù)橫向較均勻砂體的厚度校正問題。應(yīng)用實例表明，新方法校正結(jié)果精確合理，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

砂體厚度校正；視厚度；反射振幅；中心頻率

在河流相油田開發(fā)過程中，沉積砂體厚度的計算精度直接影響油田儲量的確定以及開發(fā)井井位的優(yōu)化。傳統(tǒng)的砂體厚度校正方法基于視厚度進行計算，假定其與真厚度具有線性關(guān)系，視厚度能夠反映真厚度的變化趨勢，然而眾所周知，該關(guān)系只在砂體厚度大于1/4波長的條件下近似成立，當(dāng)砂體厚度小于1/4波長時，視厚度基本保持不變，此時不能反映真厚度的變化趨勢[1-5]。

油田實際開發(fā)過程中涉及大量整體或局部為薄層的含油砂體，對于此類情況傳統(tǒng)方法必然產(chǎn)生較大誤差，在無井鉆遇處得到的砂體厚度可能與實際厚度相去甚遠。合理的校正方法要求校正的屬性應(yīng)該與砂體真厚度在較寬的厚度范圍內(nèi)具有簡單的線性關(guān)系。研究表明，可以利用振幅與頻率構(gòu)造具有這一特征的屬性。本文利用雷克子波合成記錄，給出了聯(lián)合利用砂體反射振幅與中心頻率進行厚度校正的新思路[6-9]。

1 基本原理[7-13]

為了探討與真厚度具有線性關(guān)系的新屬性，采用雷克子波合成地震記錄，考慮如圖1a所示頂?shù)追瓷湎禂?shù)等幅異號楔狀砂體模型，利用褶積關(guān)系得到合成地震記錄(圖1b，波速2 300 m/s,子波主頻40 Hz)，由圖1可提取楔狀模型振幅與時間厚度曲線(圖2)，振幅在14.4 m(1/4波長)處發(fā)生調(diào)諧。傳統(tǒng)砂體厚度校正方法利用各井點實鉆厚度值對砂體視厚度進行校正得到最終校正結(jié)果，然而圖2表明，當(dāng)砂體厚度小于1/4波長時，視厚度不能反映真厚度的變化趨勢。中心頻率與時域提取的振幅屬性關(guān)系如圖3。

圖1 楔狀模型(a)及其合成地震記錄(b)

由圖3可知，楔狀模型反射振幅曲線隨厚度的增加具有一個極大值點，即1/4波長調(diào)諧點，而頻率曲線具有一個極小值點。當(dāng)厚度小于1/4波長時，振幅與厚度近似具有線性關(guān)系，頻率變化則較為緩慢；當(dāng)厚度大于1/4波長且小于頻率極值點時，振幅下降，同時頻率值也快速降低。因此，可嘗試?yán)妙l率曲線的特點對振幅曲線進行改造，使新曲線在比1/4波長更寬的范圍內(nèi)與厚度具有線性關(guān)系。最直接的改造形式為采用A/F與厚度的關(guān)系曲線(A為振幅，F(xiàn)為頻率)，曲線形態(tài)如圖4所示，由該圖可知，曲線極值已經(jīng)向右移動，對應(yīng)厚度超過1/4波長，但移動量較小且極值點左側(cè)曲線線性特征不理想，為此可將變換式修正為A/Fn，加強頻率對曲線的調(diào)整作用。圖5為n分別取3，3.5，4時變換式A/Fn的形態(tài)。經(jīng)過反復(fù)嘗試，最終確定當(dāng)n取3.5時，新曲線極值點左側(cè)部分與厚度的線性關(guān)系最理想，且極值點對應(yīng)厚度值約為3/7波長(圖5實例中極值點厚度為25 m，3/7波長為24.6 m)。由于單砂體儲層研究以波阻抗反演或90°相移方法為基礎(chǔ)，而一般這兩種方法所能刻畫砂體的厚度大多小于3/7波長，因此采用變換式表達的新屬性對砂體厚度進行校正，能夠滿足大多數(shù)生產(chǎn)實際的需要。新的厚度校正方法需要提取砂體頂面(或底面)反射振幅及中心頻率計算新屬性 ，再利用各井點實鉆砂體厚度值對該屬性進行校正，即獲得厚度最終校正結(jié)果。

圖2 楔狀模型振幅、時間與厚度關(guān)系

圖3 楔狀模型振幅、中心頻率與厚度關(guān)系

圖4 楔狀模型振幅、中心頻率與厚度關(guān)系

圖5 n取不同值時A/Fn極大值點左側(cè)曲線形態(tài)

2 應(yīng)用實例

以渤海南油X油田F25-1575砂體為例，該含油砂體所在層段1/4波長為14 m，砂體先后被F25、F21兩口井鉆遇(圖6)。兩口井處砂體時間厚度均為12 ms，F(xiàn)25井實鉆厚度9.2 m，按照傳統(tǒng)厚度校正方法預(yù)測，F(xiàn)21井處砂體厚度也應(yīng)為9.2 m，但實鉆表明F21井處砂體厚度僅為5.6 m。考慮振幅頻率信息，F(xiàn)25井及F21井處的振幅分別為-30 446 dB與-21 262 dB,中心頻率分別為33 Hz與34 Hz,按照新方法計算A/F3.5，分別為0.147 5與0.092 8，由此預(yù)測F21井處砂體厚度為5.8 m，與實鉆結(jié)果十分接近。根據(jù)實鉆信息采用傳統(tǒng)方法對砂體厚度進行校正如圖7a，將其與砂體剖面圖(圖6)對比發(fā)現(xiàn)，剖面上砂體最左端高部位(區(qū)域A)時間厚度達20毫秒，但校正結(jié)果厚度僅為8～9 m，顯然不合理，這是受F21井處較薄的實鉆厚度影響的結(jié)果。利用振幅頻率信息采用新方法對砂體厚度進行校正，如圖7b，此時砂體左端高部位校正結(jié)果可達12～14 m，該厚度與砂體地震反射特征更協(xié)調(diào)，計算結(jié)果準(zhǔn)確合理。

圖6 F25-1575砂體過井90度相移資料剖面

圖7 F25-1575砂體90度相移振幅屬性與厚度等值線疊合

3 結(jié)論

為了克服基于頂?shù)追瓷湟暫穸冗M行砂體厚度校正的傳統(tǒng)方法存在的缺陷，本文通過反射振幅和中心頻率構(gòu)造了一種在3/7波長范圍內(nèi)與砂體真厚度具有線性關(guān)系的新屬性 ，并給出了一種全新的砂體厚度校正方法，該方法簡潔、易于實現(xiàn)。應(yīng)用實例表明，當(dāng)薄層存在時，新方法校正結(jié)果更加精確，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方法，值得推廣應(yīng)用。當(dāng)然，新屬性的構(gòu)建基于均勻的楔狀體模型，要求砂體橫向較均勻、物性變化小，這是該方法使用過程中應(yīng)該注意的地方。對于橫向物性變化較大的砂體厚度的校正問題，還需要開展進一步的研究工作。

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編輯：趙川喜

1673-8217(2017)03-0070-03

2016-10-19

薛明星，工程師，1983年出生，2008年畢業(yè)于成都理工大學(xué)物探專業(yè)，現(xiàn)從事油田開發(fā)地震研究工作。

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