地震—地質建模技術在致密油儲層預測中的應用

解 彬

（大慶油田有限責任公司勘探開發研究院，黑龍江大慶163712）

大慶長垣南部敖南地區扶余油層河道砂體主要呈條帶狀分布，橫向上砂體變化快、錯疊連片、砂體薄，縱向疊加樣式復雜，砂體與單一地震屬性之間關系比較復雜，用常規的方法預測儲層有一定難度。將該區井震資料充分結合，采用反演、儲層模型相融合的方法進行砂巖預測，并突破以往僅通過井間對比，只可以宏觀把握沉積相帶展布特征，但不具備預測性，不能滿足實際生產需求的技術現狀，將建模與沉積相結合起來進行相建模，從三維立體角度直觀清晰地展現河道砂體的展布及規模，確定儲層含油性，提供儲層地質建模支撐，并將研究成果應用到井位部署上，對油田生產中增產擴儲具有重要意義。

1 地質概況

松遼盆地北部敖南地區位于黑龍江省大慶市肇源縣境內，位于大慶長垣東南部。該地區整體為西北向東南逐漸抬升的斜坡區，主要發育有頭臺鼻狀構造和敖南鼻狀構造，是研究區內主要的控油構造。沉積時期主要受控于南部物源，自下而上發育曲流河—網狀河—淺水三角洲沉積，砂體類型主要為曲流河點壩、網狀河、分流河道，平面上呈北東向展布。由于河道的遷移、擺動，使得砂體錯疊連片。據統計分析，扶余油層砂巖層薄，垂向錯疊分布，以粉砂巖為主，粉細砂巖、細砂巖其次[1]。

大慶長垣南部扶余油層油源、構造、斷裂、河道砂四位一體控制油氣成藏，具體特征如下：

（1）油源宏觀上控制了油藏分布：大慶長垣南部地處三肇和古龍兩個有利生油凹陷之間，以雙側油源供給為主。受東西兩側生油凹陷及中部組合儲層發育程度控制，扶余油層南部含油性西好東差、南好北差。

（2）北東向雁列式反轉構造帶是扶余油層油氣富集運移指向區：明水組末期構造、排烴同期，在區域北西向擠壓應力場下形成了一系列北東向雁列式的擠壓構造帶，對油氣的大規模運聚具有誘導作用。

（3）供油方向上，油氣富集主要受北西向斷裂體系控制：在油氣運聚過程中，NW向斷層受NW向區域擠壓應力場作用，主要表現為張扭性，以輸導作用為主。河道砂體與北西向斷層相互切割構成油氣優勢運移通道，運移路徑上油氣差異聚集，構造高部位和北西向反向斷裂控制了油氣富集帶。

（4）河道砂體在成藏中的作用表現為運移通道和遮擋兩個方面：一是與輸導斷層配置形成運移通道；二是形成各種巖性油藏。與構造、斷裂相匹配，形成構造—巖性油藏和巖性—斷層油藏。

2 儲層預測

地震儲層預測是油氣勘探開發的核心技術之一，主要是利用地震資料，聯合地質和測井資料，分析地下儲集層巖性、物性、烴類分布等規律。地震儲層預測技術有數十種之多，目前常用的主要有地震屬性分析、地震反演等。

2.1 地震屬性分析

地震屬性是地震工作的基礎，根據前期的地震資料分析，該區地震主頻在40Hz左右，信噪比低，依靠地震屬性預測薄層砂體，設計水平井軌跡是不可行的。但是，地震屬性是儲層預測的依據，因此，進行屬性分析也是必要的。

分析屬性的平面分布，依據平面屬性，設置反演參數，判斷砂巖橫向分布特征。本次研究優選振幅屬性分析，以FⅠ2油層組的多種屬性方法分析為例，均方根振幅、最大振幅絕對值、最大絕對振幅、振幅絕對值和、最小振幅絕對值、平均能量、最近波峰寬度、最近波峰面積、最近波峰長度、最近波峰最大振幅等屬性方法預測的結果，工區西北部砂巖不發育，與已知井砂巖分布情況不符，而層位振幅、最小振幅等方法預測的結果，工區東北部砂巖不發育，與已經井砂巖分布和現有沉積相認識不相符。最終經過綜合分析，認為最大振幅屬性與砂巖符合率較高，在70%～75%左右。

屬性能大致反映砂體的展布趨勢，在五分油層組格架下做研究，針對現在勘探來說較粗，因此，需要進行反演，來更精細預測砂體分布。

2.2 地震反演

目前，常用的反演方法主要包括約束稀疏脈沖反演（Invertrace）、基于模型的參數反演技術（Invermod）、隨機模擬和隨機反演（StatMod）和馬爾科夫鏈反演（MCMC）等。

稀疏脈沖反演雖然可以保持地震資料橫向上分辨能力，與地震數據比較分辨率也有較大提高，但縱向分辨率低，達不到對儲層精細預測的要求。通過分析多種反演算法的原理以及實際應用效果進行詳細分析，認為Jason最新推出的Markov Chain Monte Carlo(MCMC)反演方法可以滿足本次儲層研究的需求[2-3]。

該方法將約束系數脈沖反演和地質統計學模擬技術相結合，反演結果既可去除地震多解性、保持地震的橫向分辨能力，又可以提高縱向分辨率，是目前較為先進的一種統計學反演方法。該方法利用的主要是Stat-Mod MC模塊，主要步驟包括：

（1）數據準備；

（2）地質統計學參數分析；

（3）地震反演。

其中，地質統計學參數分析是決定反演結果好壞的關鍵步驟。

在做StatMod MC前，首先要對井筒數據進行分析，分析哪條曲線能很好地區分砂泥巖。從圖1中可以看出，電阻率曲線和伽馬曲線能很好地區分巖性，適合本地區。

圖1 GR與LLD交匯圖

地質統計學參數主要指三個參數（圖2）：概率密度函數(probability density function，簡稱PDF，描述某一屬性在空間的概率分布情況)、變差函數(描述的是某一屬性的空間展布特征隨距離的變化，是距離的函數)、云變換(描述兩個屬性間的相關關系)[4]。

圖2 地質統計學參數

按照上述方法對全區進行地震反演處理，得到敖南區塊扶余油層反演數據。選取典型的過井剖面，MCMC反演具有更高的縱向分辨率。利用反演成果進行正演模擬地震體（圖3中的波形）與原始地震體（圖3中的變密度）的相似系數，疊合剖面也證實反演成果忠實于原始地震（圖3）。

3 地震—地質聯合建模

地震—地質聯合建模是一種建立在構造建模基礎之上的，以構造模型為依托，對地質儲層進行直觀展示、描述的一種建模手段。

由于本次研究的目標是針對巖性解釋數據(離散數據)建模，最終建模結果需具有較高的砂巖預測能力。因此，用序貫指示算法計算砂巖趨勢面，運用測井基礎數據，建模時采用儲層預測作為約束。序貫指示模擬不僅可用于離散型變量，也可用于離散連續變量分類的隨機模擬。序貫指示模擬算法的效果優于克里金算法，克里金算法井點約束痕跡太多，預測性差。序貫指示模擬算法能解決井點約束重的問題。

在進行儲層建模前，首先進行反演建模，將反演數據轉換成深度域模型，這樣才能在深度域進行儲層參數建模，達到最佳地質建模的目的。建模后剖面縱向識別能力比反演更高，橫向上與反演一致。建模后比反演縱向提高的原因是建模采用縱向0.2m網格，而反演數據體是1ms采樣。伽馬建模在橫向上以伽馬反演為約束，因此橫向上，建模保留了反演的變化。

應用數據分析模塊對各類砂巖數據進行平面和縱向上的數據分析，計算出砂巖縱向分布概率、厚度分布直方圖分析，參考以上多種信息對各小層變差函數分析，選取合適的參數[5-10]。

針對敖南工區，在十二分層模型控制下，建立砂巖模型，以砂巖模型為基礎，在砂巖中建立孔隙度、滲透率、飽和度模型。在建模過程中采用逐級控制，反演控制預測砂巖，砂巖控制下預測儲層參數，能夠將地震、井、構造充分結合。根據所建立的砂巖及儲層模型，能夠得到各層砂巖及儲層參數平面圖。

4 成果應用綜合分析

AP6井是本研究區的設計井位。AP6井部署在大慶長垣敖南鼻狀構造上，鉆探目的主要是針對致密油I-2類儲層，力爭通過水平井大規模體積壓裂實現產能突破。通過構造分析、地震沉積學分析、砂體精細刻畫等綜合分析，AP6井區油氣成藏條件有利，砂體發育橫向穩定。

AP6井實鉆情況，從構造模型來看，實鉆深度與構造模型誤差并不大。實鉆T2垂直深度為1820m，井補心海拔135.4m，實鉆構造深度-1684.6m，模型預測AP6構造深度為-1682.9m，絕對誤差為1.7m，相對構造誤差1.1‰。AP6井于水平段622m，其中砂巖462m，砂巖鉆遇率為74.28%；含油砂巖401m，油層鉆與率64.4%，其中油浸80m，油斑260m，油跡61m。

充分證實了地震—地質聯合建模技術可以應用到勘探區塊井位部署中，能夠應用在井位部署中提高水平井入靶準確度，能夠有效預測砂巖分布，能夠為井位部署提供有效技術支持。

5 結論

通過對敖南工區的儲層精細刻畫，對地震—地質聯合建模的探索性研究，進一步落實敖南工區小斷層和微幅度構造分布特征，掌握敖南工區扶余油層河道砂體展布規律，為下一步井位目標優選和儲量提交提供有效技術支撐，主要取得以下結論和認識：

（1）AP6井實鉆情況、實鉆深度與構造模型誤差并不大，絕對誤差為1.7m，相對構造誤差1.1‰，證實構造建模速度可靠，能夠提高水平井構造精度。

（2）應用建模技術，從三維立體角度直觀再現河道砂體的展布、規模，確定儲層含油性，提供儲層地質建模支撐，并將研究成果應用到井位部署上，取得良好效果。