多波聯合解釋提高四川盆地震旦系儲層預測的精度

楊海濤， 賀振華， 王鴻燕， 王 靜， 王 棟

(1.中國石油天然氣集團公司 川慶鉆探工程有限公司 地球物理勘探公司，成都 610213;2.成都理工大學 地球物理學院,成都 610059；3.中國石油天然氣集團公司 山地地震技術試驗基地, 成都 610213)

多波聯合解釋提高四川盆地震旦系儲層預測的精度

楊海濤1,2,3， 賀振華2， 王鴻燕1， 王 靜1， 王 棟1

(1.中國石油天然氣集團公司 川慶鉆探工程有限公司 地球物理勘探公司，成都 610213;2.成都理工大學 地球物理學院,成都 610059；3.中國石油天然氣集團公司 山地地震技術試驗基地, 成都 610213)

隨著研究和鉆探的深入，越來越認識到四川盆地川中PLN地區震旦系燈影組復雜的地質背景和儲層的非均質性。震旦系燈影組反射特征多變，且存在低速的硅質云巖,其縱波阻抗與儲層接近,利用單一縱波無法區分硅質與儲層，儲層預測難度較大。通過測井數據統計和模型正演綜合分析得出，橫波阻抗可以有效地識別儲層和硅質云巖。通過對實際多波資料的層位標定和層位匹配,聯合對比解釋縱波和轉換波地震剖面，能夠有效地識別儲層，提高儲層預測的精度。

轉換波層位標定； 多波層位匹配； 多波儲層預測

0 前言

四川盆地下古生界具有優越的生烴條件，同時在不同的地質歷史演化時期形成了眾多的古隆起構造區，為天然氣聚集成藏提供了堅實的基礎，一直是四川盆地油氣勘探的重點目標。樂山-龍女寺古隆起形成于志留紀至二疊紀前，是四川盆地形成最早、規模最大、延續時間最長、剝蝕幅度最大、覆蓋面積最廣的巨形鼻狀古隆起[1-2]。在這巨型隆起的背景上，以下古生界～震旦系為主要層系的四川盆地下組合深層碳酸鹽巖氣藏具有多旋回、多層系、多烴源層、多產層、油氣多期成藏的特點，成藏條件和形成機理具有相當的復雜性和高度的多樣性。

前期研究和勘探成果表明，四川盆地川中地區古生界～震旦系具有巨大的油氣勘探前景。隨著研究和鉆探的深入，越來越認識到震旦系燈影組復雜的地質背景和儲層的非均質性。震旦系反射特征多變，且存在低速的硅質云巖,其縱波阻抗與儲層接近,利用單一縱波無法區分硅質與儲層，地震多解性強，儲層預測難度大。而多波地震勘探技術在儲層預測、流體識別、裂縫檢測方面具有獨特的優勢[3]。筆者針對四川盆地川中PLN地區碳酸鹽巖儲層預測的難點，開展了多波儲層預測技術研究與應用，提高了儲層地震描述的精度。

1 轉換波層位標定

在多波地震資料解釋中，層位標定是資料解釋的基礎，而轉換波的層位標定既是地面多分量勘探解釋工作的關鍵，又是難點[4]。VSP測井資料能夠比較準確可靠地對轉換波進行層位標定，為縱波、轉換波聯合解釋奠定了良好的基礎。

轉換波是縱波入射、橫波反射。因此，轉換波的層位標定需要同時利用VSP資料中的縱波、橫波信息來進行標定。

VSP測井記錄的資料是三分量資料，兩個水平分量上以下行橫波和上行轉換波為主。如圖1所示，井源距為X，檢波器的沉放深度為H1，反射界面的深度到接收點的距離為H2，地層的縱波、橫波速度分別為VP、VS。

橫波到達檢波器的初至時間ts為

(1)

縱波到達檢波器的初至時間tp為：

(2)

當H2、X趨近于“0”時，則轉換波的雙程旅行時tpsv為：

tpsv=ts+tp

(3)

在實際資料標定時，從下行橫波上可以獲得較為準確的橫波初至ts，從上行轉換波上可以得到上行轉換波雙程時間剖面，同時可以從垂直分量上可以得到準確的縱波初至tp，由縱波初至和橫波初至按式(3)就可以得到轉換波的時-深關系，有了時深關系和上行轉換波雙程時間剖面，就可以對過井轉換波偏移剖面進行層位標定。

圖2為PS波的VSP標定結果。上行轉換波雙程時間剖面與過井剖面主要目的層能量關系、頻率、相位特征和反射時間相似性較好，說明采用VSP測井成果能對目的層地質層位能夠進行準確標定。

圖2 MX-A井轉換波VSP標定結果Fig.2 Calibration results of converted wave VSP in MX-A well(a)PS波偏移剖面;(b)走廊疊加;(c)上行轉換波雙程時間剖面

2 多波層位匹配

在多波地震勘探中，由于橫波在巖層中的傳播速度小于縱波速度，導致縱波和轉換波在地下傳播的路徑不同，因此，縱波和轉換波剖面上相同的地質層位對應的旅行時是不一樣的，給后續多波屬性分析、多波聯合反演、儲層響應模式建立等工作帶來了困難，所以在儲層預測開展前需對縱波、轉換波地震資料進行時間匹配[5-10]。

假設零偏移距的地震剖面，縱波傳播時間為：

(4)

轉換波傳播時間為：

(5)

因此，有：

(6)

(7)

式中：H為深度；Vp為縱波速度；Vs為橫波速度；γ0為縱橫波速度比。

如果能夠準確得到縱橫波速度比γ0(γ0=Vp/Vs)，就能夠把轉換波剖面的反射時間校正到縱波反射時間，從而達到縱橫波同相軸匹配的目的。因此層位匹配的問題就轉換為如果準確求取速度比γ0的問題。需要注意的是γ0是平均速度比，不是層間速度比。

對于速度比地求取，目前大部分都是基于疊后剖面來做的，最常見的方法是在縱波和轉換波剖面上選取控制層位，然后相關來得到控制層位之間速度比的關系，將轉換波時間壓縮至縱波時間。

圖3為過B井井點處縱波與轉換波層位匹配效果圖。層位匹配后，消除了縱波和轉換波的旅行時差，將轉換波壓縮至縱波時間域，各標志層及目的層對應性效果較好。

圖3 過B井井點處縱波與轉換波層位匹配效果Fig.3 Layer matching effect of longitudinal wave and converted wave at the point of B well(a)縱波;(b)轉換波

圖4 巖石物理參數分析直方圖Fig.4 Histogram of rock physical parameter analysis

3 多波儲層預測

PLN工區內震旦系燈影組儲層單層厚度較薄，且受硅質云巖的影響，儲層與含硅質的非儲層的縱波阻抗差異小，在單一縱波剖面上難以區分，儲層預測存在多解性。

通過對工區內多口井測井數據的統計發現(圖4)，利用橫波阻抗可以有效地區分儲層和硅質云巖，而縱波阻抗無法區分儲層和硅質云巖。

同時根據測井資料建立了地質模型，采用射線追蹤的方法獲得疊前道集，并疊加得到剖面進行了正演分析(圖5)，從地震響應特征上看，當目的層燈影組內部含硅質或含氣時，在縱波地震剖面上均表現為強波峰反射；而當目的層燈影組內部含氣時，在轉換波地震剖面上表現為較強波峰反射；當含硅質時，在轉換波地震剖面上無明顯反射。

從實際的地震剖面上對比發現(圖6)，縱波剖面上無論是儲層還是硅質都是強波峰反射，而轉換波剖面上，只有儲層表現為強波峰反射，硅質無明顯的反射。從縱橫波聯合反演得到的波阻抗剖面上也可以看出(圖7)，儲層和硅質在橫波阻抗剖面上是可以區分的。因此，通過縱波和轉換波的聯合解釋，可以有效地區分硅質云巖和儲層，進而提高儲層預測的精度。

圖5 含有硅質或儲層的地質模型縱波和轉換波正演分析Fig.5 The forward modeling of longitudinal and converted waves in a geological model with the silica or reservoir(a)含硅質的模型;(b)含儲層的模型;(c)圖a的縱波正演結果;(d)圖b的縱波正演結果;(e)圖a的轉換波正演結果;(d)圖b的轉換波正演結果

圖6 縱波和轉換波剖面對比Fig.6 Comparison of longitudinal and converted wave profiles(a)縱波偏移剖面；(b)轉換波偏移剖面

圖7 縱波和轉換波阻抗剖面對比Fig.7 Comparison of longitudinal and converted wave impedance profiles(a)縱波阻抗剖面；(b)橫波阻抗剖面

4 結輪與認識

針對四川盆地川中PLN地區碳酸鹽巖儲層預測的難點，利用多波地震技術的優勢，通過測井數據的統計和理論模型正演論證了橫波阻抗可以有效地識別儲層和硅質云巖，根據實際多波地震資料的聯合對比解釋，有效地識別了儲層，提高儲層預測的精度,同時得出以下認識：

1)通過多波層位標定和多波層位匹配技術應用，為多波聯合解釋提供了借鑒。

2)通過對縱波和轉換波剖面的聯合解釋，能夠有效地識別低速硅質云巖和儲層，提高儲層預測精度。

3)轉換波地震勘探技術正趨于成熟，在四川盆地川中地區已經得到廣泛地應用。

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Multi-wave interpretation to improve the prediction accuracy of the sinian system reservoir in Sichuan basin

YANG Haitao1,2,3, HE Zhenhua2, WANG Hongyan1, WANG Jing1, WANG Dong1

(1.Geophysical Prospecting Company,CNPC Chuanqing Drilling Engineering Limited Company Huayang Chengdu 610213,China;2. Chengdu University of Technology ,Chengdu 610059,China;3.Mountain Geophysical Technology Test Center ，CNPC, Chengdu 610213, China)

With the deepening of research and drilling,complex geological background and reservoir heterogeneity are awarend in Dengying Formation in the PLN area of Sichuan Basin. Reflection characteristics is changeable in Dengying Formation of the Sinian System. There are low-velocity siliceous dolomite, which is close to the reservoir in P-wave impedance, so using the P-wave impedance cannot distinguish between siliceous dolomite and reservoir, the reservoir prediction is difficult. In this paper, through the statistics of well logging data and the model forward, it is concluded that the shear wave impedance can be effectively used to identify the reservoir and the siliceous dolomite. Through the layers calibration and layers matching of real multiwave data, the interpretation of P-wave and converted wave seismic section can effectively identify the reservoir, improve the reservoir prediction accuracy.

converted wave layer calibration; multi wave layer matching; multi wave reservoir prediction

2016-06-15 改回日期：2016-12-15

楊海濤(1984-)，男，博士，工程師，主要從事多波技術研究與應用， E-mail：yht_wt@cnpc.com。

1001-1749(2017)04-0500-06

P 631.4

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2017.04.10