儲層地球物理預測技術標準化研究

王霞 陳志剛 崔青雯 李建華 楊鑫 張敏 朱俊誠

摘 要：儲層預測技術是巖性油氣藏勘探的重要支撐技術，在油氣勘探開發各階段均發揮重要作用。該技術涉及學科多，單項技術間相互交叉，技術的有效性和實用性需要規范，前沿新技術需要推廣，制修訂行業標準《儲層地球物理預測技術規范》是油氣勘探技術發展到現階段的必然。本文針對儲層預測技術的標準化需求，分析儲層預測標準化思路，建立基本框架，形成儲層預測技術正確使用和普及推廣標準，有效提升石油行業儲層地球物理預測技術水平。

關鍵詞：預測，五維數據解釋，標準化研究

0 引 言

隨著勘探程度的提高，勘探難度不斷增加，巖性油氣藏勘探已成為增加油氣儲量的重要方向。儲層預測技術是巖性油氣藏勘探的重要支撐技術，在盆地遠景評價、油氣目標評價、井位部署、鉆井工程服務各階段均發揮重要作用。21世紀，地震資料解釋技術隨著地震資料采集、處理技術的發展而快速發展，儲層預測技術做為地震資料解釋技術的關鍵部分，更是一日千里。

20世紀90年代，隨著三維地震的普及，地震屬性被提出并快速繁衍；進入21世紀，在構造解釋的基礎上，地震屬性、地震反演、巖石物理、正演模擬等一系列技術得到快速發展。“十一五”以來，針對復雜油氣目標勘探的需要，東方公司創新形成了一整套以“寬方位、寬頻、高密度”為主要特征的“兩寬一高”地震勘探技術。寬方位、高密度采集的地震數據通過OVT域偏移后形成的螺旋道集保留了炮檢距和方位角信息，增加了數據解釋維度，對深度挖掘解決地下復雜地質問題的能力具有很大潛力。與常規三維地震數據相比，五維數據（螺旋道集）解釋技術在常規儲層、非常規甜點預測以及水平井工程服務中預測精度高，解決復雜地質問題能力強，應用效果好。

為了推廣和規范儲層地震預測系列技術，石油工業標準化技術委員會啟動了《儲層地球物理預測技術規范》的起草、修訂工作，推廣前沿儲層預測技術，規范儲層預測工作內容及技術要求，明確技術檢查和質量控制要求，提高找油找氣能力的同時也提升石油行業地震資料解釋從業人員的整體技術水平。

1 儲層預測標準研究

1.1 儲層預測工作內容標準化

儲層預測是地震資料解釋工作的一部分，工作內容標準化可確保儲層研究工作正確、有序開展。SY/T 7002-2020《儲層地球物理預測技術規范》（后文簡稱《規范》）的主要內容包括基礎工作、地震巖石物理分析與敏感彈性參數優選、正演模擬與敏感屬性優選、儲層特征要素預測、儲層綜合評價，規范了儲層預測工作基本流程。其中地震巖石物理和正演模擬首次作為儲層預測的工作內容列入標準得以規范。

1.1.1 強推地震巖石物理分析

一直以來，我國地球物理界把rock physics和petrophysical都翻譯為“巖石物理”，在《規范》標準修訂初審會上，石油物探專業標準化委員會（簡稱：物探專標委）與會專家一致通過把rockphysics定名為“地震巖石物理”。

地震巖石物理分析標準化，首先是為了強推地震巖石物理分析技術；其次是為了規范解釋人員合理使用地震反演技術，確保地震反演在地震巖石物理分析和敏感彈性參數優選的基礎上進行；最后是為了推動疊前反演技術的快速普及、促進解釋人員深入理解疊前反演。

標準搭建了地震巖石物理分析的框架，為地震巖石物理技術開拓了發展空間。地震巖石物理（rock physics）雖然早在20世紀50年代就開始起步，但真正普及并規模化生產應用是在21世紀初。歷屆國際地球物理年會上，大量的巖石物理成果得到發表并受到業界關注。隨著非常規儲層、新能源的發展，地震巖石物理分析技術還會有更廣闊的發展空間。

1.1.2 強推正演模擬

隨著三維地震的普及推廣，地震屬性分析技術在20世紀末發生了里程碑式的進步，3D屬性提取賦予了儲層預測生命力。但是隨著地震屬性的種類和數量越來越多，正確理解和使用成為急需解決的問題。正演模擬的作用是先明確構造、形態、巖性、物性、流體等的地震響應特征，再選擇對解決地質問題最有效的地震屬性，有助于技術人員對屬性的正確理解，避免了屬性濫用。

1.1.3 儲層特征要素預測涵蓋了所有儲層類型

儲層類型比較多，不同類型儲層的特征要素不同，碎屑巖儲層需要描述空間展布、巖性、物性、含油氣性等；非常規儲層需要增加工程參數預測，因此把壓力、烴源巖、脆性、地應力、裂縫的預測作為儲層預測關鍵要素的工作內容進行規范，并對特征要素的預測方法給出建議，搭建了基本框架。

1.2 關鍵技術標準化

1.2.1 五維數據解釋技術標準化

五維數據解釋技術是東方地球物理公司自主知識產權的專有技術，其先進性處于國際領先水平，在《規范》中進行規范可加速技術普及推廣，提升業界儲層預測整體水平。

五維數據解釋技術在標準的各個要素中都有表述，術語和定義中定義了螺旋道集、方位各向異性、方位各向異性強度、優勢方位、橢圓擬合法、方位統計法等專有名詞；資料收集中明確規范了方位地震數據；核心技術要素中對五維數據解釋專有技術做了框架性的規范；檢查和質控部分也明確規定了五維數據解釋技術檢查方法和要求。

（1）炮檢距-方位角域規則化技術標準化

經過OVT偏移后的螺旋道集本身無法用于直接解釋，其應用方法研發都需要在道集規則化的基礎上進行，所以道集規則化的標準化工作成為“兩寬一高”技術推廣的關鍵。與常規三維地震數據相比，五維數據（螺旋道集）應用多了兩個維度：炮檢距和方位角。針對新增維度的方法研發，第一步是做好數據預處理和道集規則化，以確保各個維度的數據都在對等的條件下進行比較。

五維數據解釋技術作為一個全新的沒有參考的原創技術，規則化方法是確保方法先進性和合理性的關鍵。方位角-炮檢距（或入射角）域數據規則化方法是針對五維數據解釋技術研發出來的全新的規則化方法，該方法在確保規則化后的數據采樣在方位角-炮檢距域分布均勻的前提下，確保數據在不同方位之間或不同入射角（或炮檢距）之間的對比是在同等條件下進行，最終預測的方位各向異性結果和AVO結果都是真實的地下地質特征的反應，不受采集因素干擾。

炮檢距-方位角域規則化技術的標準化提升了道集規則化的標準化水平，降低了五維數據解釋技術的推廣難度。

（2）方位各向異性分析標準化

20世紀90年代開始，有關學者對方位各向異性做了大量研究，橢圓擬合法一直是描述裂縫方位和密度的經典算法，該方法簡單易行，對于低覆蓋次數、信噪比低的數據具有抗噪的作用，能夠有效地描述單一走向裂縫的發育情況。但是，因其不能正確表征多組裂縫的發育，使裂縫描述結果的可靠性大大降低。

隨著野外高效采集技術的發展，高覆蓋、寬方位地震勘探確保了不同方位的數據采樣數量，信噪比大大改善，為方位統計法裂縫表征提供了強有力的數據支撐。本規范在給出傳統的疊后、疊前各向異性分析方法的同時，也推薦了方位統計法各向異性表征方法，既提高裂縫預測精度，同時提高了行業技術水平。

1.2.2 地震數據選擇標準化

地震反演結果的精度主要受兩方面的影響，反演方法、算法本身占有一定的比重，更重要的是地震數據的保真度。解釋人員拿到的地震數據包含了地震波從激發到接收所經介質的所有地下地質信息。大量研究已經證實，垂直斷層傳播的地震波對斷層敏感；平行斷層傳播的地震波受斷層的影響小，對巖性和流體的變化相對要敏感；遠炮檢距的地震數據對流體更為敏感；上覆異常地質體會影響其下伏地層地震波場的分布等等。地震解釋技術功能不同，對數據的需求也不同，同一個解釋方法使用不同的地震數據，得到的結果差異很大。所以數據選擇同樣需要標準化。《規范》在規范儲層預測關鍵技術的同時，著重強調了數據選擇。

1.2.3 地震反演技術標準化

與SY/T 7002-2014《儲層地球物理預測技術規范》相比，《規范》在反演技術標的技術要求上不再規范反演的方法流程，著重強調了數據選擇，同時繼續強調地震巖石物理模板是反演結果用于儲層預測的依據。

疊后反演技術是儲層預測的常規技術，方法算法非常多，已經發展成龐大的技術體系。《規范》沒有規范疊后反演的使用方法，只是羅列了反演方法的大類，關鍵是推薦了用于反演的地震數據，除了常規的疊加后成果數據外，還推薦了部分疊加數據、優勢方位數據，不同地質問題，可選擇不同疊后數據。

疊前反演技術經過十幾年的普及推廣應用，也逐漸成為儲層預測常規技術，且仍然在不斷發展。《規范》推薦了疊前反演可以使用的道集，尤其推薦了螺旋道集和優勢方位道集。螺旋道集（包括優勢方位道集）具有保方位角和保AVO的優勢，是疊前反演首選道集。《規范》也推薦了疊前反演方法，易于標準的參考者選擇。

1.2.4 地震屬性分析技術標準化

成功應用地震屬性的關鍵是選擇對解決地質問題最有效的地震屬性，所以用于計算屬性的地震數據就十分關鍵。《規范》首先規范了數據選擇；截至目前，地震屬性還在快速發展，所以本標準只在大類范疇做了適當的推薦，不限定具體技術；并首次規范了方位屬性、振幅類屬性、頻率類屬性和幾何屬性等都可以應用五維數據進行分方位研究。

1.3 質量檢查標準化

《規范》作為技術推薦標準，考慮到地震數據品質受地質、地表等多方面條件影響，在技術質控方面沒有給出具體的參數，也沒有劃定指標，只明確了檢查項目和檢查要求，既為技術人員指明方向、搭建了框架，也留足了發展空間。

2 儲層預測標準實施

《規范》于2021年2月1日實施以來，從油氣勘探到開發、從常規儲層到非常規儲層、從油氣勘探到新能源開發、從地質分析到工程服務、從合同簽訂到質量控制，所有儲層預測科研生產項目都在執行該標準。不但在我國整個石油物探行業得到廣泛應用，在煤礦開采、礦區減災領域也普遍執行，同時，在地熱、干熱巖勘探、儲氣庫建設等方面也將執行該標準。

通過執行該標準，促進了國內儲層預測技術的整體抬升，提高了地震儲層預測管理效能，提高了儲層預測精度，降低了鉆探風險；統一了國內石油天然氣地震勘探行業儲層預測工作流程和技術要求，保證了儲層預測成果的質量，提高鉆探成功率；規范了地震勘探儲層預測工作流程、技術要求和質量標準，成為地震儲層預測技術交流和商務談判不可或缺的參照依據；其他行業（如：煤礦減災、非常規工程服務、新能源勘探、儲氣庫和CCS等）采用或參考使用，擴展了地震勘探的服務領域。

該標準結構清晰、要素完整、條款表達明確、術語準確，易于被其他標準引用，可操作性強。在規范生產管理、促進技術進步和指導生產作業標準化方面發揮了重要作用，并榮獲石油物探專業標準化委員會“優秀起草標準” 第一名，“2022年度石油天然氣工業優秀標準獎”三等獎。

3 結 論

《規范》是目前地震資料解釋領域儲層預測方面唯一行業標準，國外尚沒見到類似的標準。該標準充分吸納了近年來業界前沿儲層預測技術成果和廣大地震解釋人員生產實踐經驗，涉及技術全面，主要技術水平達到國際先進水平，部分技術達到國際領先水平。

該標準系統地規范了儲層預測的工作內容、技術要求和質量控制，不但對成熟技術進行了規范，同時引領了行業前沿技術，具有技術先進性和新穎性；該標準可正確指導本行業技術人員從事儲層預測工作，能提高本行業技術人員技術水平，能指導技術需求方對儲層預測工作進行監督指導，起到規范的作用。

《規范》結構嚴謹、可操作性強、技術水平先進，在石油物探行業發揮著不可替代的作用，為我國地震勘探標準化建設做出了非常重要的貢獻。

參考文獻

GB/T 1.1-2020，標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規則[s].2020.

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