200606多属性神经网络地震反演在NB油田水平井钻探中的应用

　 第 18 卷 　 第 6 期2006 年 12 月 中 国 海 上 油 气18 　 6. 2006 　第 一 作 者 简 介 :明 君 ,男 ,高 级 工 程 师 ,1994 年 毕 业 于 原 西 南 石 油 学 院 ,2003 年 获 中 国 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 硕 士 学 位 ,主 要 从 事 开 发 地 震 和油 气 勘 探 技 术 研 究 。 地 址 :天 津 市 塘 沽 区 609 信 箱 技 术 部 (邮 编 :300452) 。 电 话 :022 - 25801423。 属 性 神 经 网 络 地 震 反 演 在 水 平 井 钻 探 中 的 应 用明 　 君 1 　 黄 　 凯 1 　 张 　 洁 1 　 黄 保 纲 1 　 夏 同 星 1 　 牛 洪 彬 2(11 中 海 石 油 (中 国 )有 限 公 司 天 津 分 公 司 ; 　 21 中 海 石 油 基 地 集 团 有 限 公 司 )摘 　 要 　 田 位 于 渤 海 海 域 ,为 新 近 系 河 流 相 稠 油 油 田 ,储 层 横 向 分 布 不 稳 定 ,砂 体 厚 度 薄 、 连通 性 较 差 ,油 水 关 系 复 杂 ,开 发 设 计 部 署 了 大 量 水 平 井 。 选 择 神 经 网 络 反 演 方 法 ,建 立 地 震 属 性 与储 层 参 数 的 非 线 性 关 系 ,进 而 根 据 其 关 系 反 演 得 到 储 层 参 数 数 据 体 ,利 用 该 数 据 体 沿 层 切 片 提 取 储层 预 测 信 息 ,研 究 储 层 发 育 规 律 ,指 导 该 油 田 水 平 井 的 部 署 和 钻 探 ,取 得 了 较 好 的 效 果 ,降 低 了 钻 探风 险 。 用 神 经 网 络 地 震 反 演 方 法 进 行 储 层 预 测 研 究 ,指 导 水 平 井 钻 探 ,在 渤 海 海 域 尚 属 首 次 。关 键 词 　 地 震 属 性 　 神 经 网 络 　 地 震 反 演 　 储 层 预 测 　 水 平 井 　 田 田 是 渤 海 目 前 开 发 难 度 最 大 的 新 近 系 河流 相 稠 油 油 田 。 该 油 田 原 油 粘 度 高 、 密 度 大 ,储 层 横向 分 布 不 稳 定 ,砂 体 连 通 性 较 差 、 厚 度 薄 ,油 水 关 系复 杂 。 为 了 增 加 产 能 ,提 高 油 田 开 发 效 益 ,设 计 采 用定 向 井 与 水 平 井 相 结 合 的 开 发 方 式 , 田 共 部署 开 发 井 56 口 ,其 中 20 口 为 水 平 井 ,占 到 全 油 田 总井 数 的 351 7 %。 田 是 我 国 海 上 油 田 部 署 水 平井 较 多 的 油 田 之 一 。 要 降 低 开 发 井 特 别 是 水 平 井 的钻 探 风 险 ,储 层 分 布 规 律 及 其 横 向 连 通 性 研 究 尤 其重 要 。 储 层 反 演 是 储 层 预 测 的 重 要 手 段 之 一 ,由 于渤 海 地 区 地 质 条 件 复 杂 ,因 此 本 文 选 择 神 经 网 络 地震 反 演 方 法 进 行 储 层 预 测 研 究 。1 　 田 多 属 性 神 经 网 络 地 震 反 演111 　 储 层 地 球 物 理 特 征 研 究11111 　 岩 性 纵 横 向 变 化 规 律分 析 测 井 曲 线 发 现 , 田 砂 岩 速 度 略 小 于泥 岩 ,砂 泥 岩 波 阻 抗 差 异 不 大 。 因 此 ,无 法 直 接 用 声波 或 波 阻 抗 来 准 确 区 分 岩 性 和 预 测 储 层 。11112 　 岩 性 纵 横 向 变 化 规 律由 图 1 可 知 , 岩 石 密 度 随 自 然 伽 马 值 增大 而 增 加 ,低 伽 马 值 与 低 密 度 值 对 应 ,即 砂 岩 密 度 低于 泥 岩 密 度 ;砂 岩 密 度 变 化 范 围 为 11 90～ 21 10 g/泥 岩 为 21 08～ 21 30 g/ 由 此 可 见 ,利 用 密度 能 较 好 地 区 分 砂 岩 和 泥 岩 。 但 含 油 砂 岩 与 含 水 砂图 1 　 岩 石 密 度 与 自 然 伽 马 关 系 图© 1994 　 第 18 卷 　 第 6 期 明 　 君 等 :多 属 性 神 经 网 络 地 震 反 演 在 田 水 平 井 钻 探 中 的 应 用 383　　岩 密 度 值 相 差 较 小 ,几 乎 无 法 区 分 。11113 　 岩 性 度 纵 横 向 变 化 规 律 田 储 层 具 有 高 孔 高 渗 特 征 ,砂 岩 孔 隙 度达 到 30 %以 上 。 据 密 度 与 孔 隙 度 关 系 分 析 结 果 ,随密 度 值 增 大 孔 隙 度 值 减 小 ,低 密 度 值 对 应 高 孔 隙 度值 。 密 度 越 小 ,孔 隙 度 越 高 ,砂 岩 物 性 越 好 。由 以 上 分 析 可 知 , 田 声 波 或 波 阻 抗 参 数不 能 有 效 地 表 征 储 层 ,而 密 度 参 数 能 较 好 地 反 映 储层 物 性 及 分 布 特 征 。112 　 多 属 性 神 经 网 络 地 震 反 演多 属 性 神 经 网 络 地 震 反 演 的 核 心 是 建 立 测 井 信息 与 井 旁 地 震 道 以 及 由 地 震 道 得 到 的 多 种 地 震 属 性之 间 的 非 线 性 关 系 ,根 据 其 关 系 利 用 神 经 网 络 技 术反 演 得 到 储 层 参 数 数 据 体 。 本 文 采 用 概 率 神 经 网 络方 法 进 行 地 震 资 料 反 演 。 概 率 神 经 网 络 ( 是一 种 数 学 内 插 方 案 [ 1 ,2 ] ,在 实 现 时 利 用 了 神 经 网 络构 架 。 为 了 减 小 地 震 属 性 与 测 井 曲 线 的 假 相 关 ,利用 了 交 互 有 效 性 来 评 估 预 测 的 可 靠 性 。为 了 充 分 利 用 测 井 信 息 ,提 高 反 演 地 震 资 料 的分 辨 率 ,得 到 准 确 可 靠 的 预 测 结 果 ,反 演 时 将 地 震 波阻 抗 值 作 为 其 属 性 之 一 。 本 文 随 机 选 取 8 种 属 性 ,对 3、 4、 5、 6、 7 井 共 6 口 井 进 行 分 析 。 地 震 属性 优 化 及 校 验 误 差 分 析 结 果 (图 2)表 明 ,当 选 择 第 4种 属 性 时 得 到 的 校 验 误 差 最 小 ,因 此 ,前 4 种 属 性(波 阻 抗 的 倒 数 、 振 幅 包 络 、 25/ 30～ 35/ 40 通滤 波 、 振 幅 加 权 瞬 时 相 位 余 弦 )即 为 最 佳 属 性 组 合 。图 2 　 地 震 属 性 优 化 及 校 验 误 差 分 析将 由 每 口 井 井 旁 地 震 道 提 取 的 4 种 最 佳 属 性 组合 作 为 训 练 样 本 、 密 度 测 井 曲 线 作 为 目 标 样 本 进 行 练 ,结 果 表 明 ,6 口 井 的 预 测 测 井 曲 线 和 原始 测 井 曲 线 吻 合 程 度 较 高 ,相 关 系 数 达 01 83。 由 其交 汇 图 (图 3) 可 见 ,预 测 密 度 值 与 实 际 密 度 值 较 为相 近 ,平 均 误 差 仅 01 036 9 g/ 图 3 　 实 际 密 度 值 与 预 测 密 度 值 交 汇 图提 取 井 点 以 外 地 震 属 性 作 为 预 测 样 本 ,利 用 神经 网 络 训 练 建 立 的 地 震 属 性 与 测 井 曲 线 的 非 线 性 关系 ,反 演 得 到 密 度 数 据 体 。图 4 是 开 发 井 (定 向 井 ) 钻 后 结 果 与 地 震 反 演 剖面 (密 度 剖 面 ) 对 比 图 。 图 中 红 色 同 相 轴 是 砂 岩 ,测井 曲 线 为 电 阻 率 曲 线 。 是 评 价 井 ,进 行 了 地震 反 演 ,其 余 井 均 为 反 演 后 钻 探 的 开 发 井 。 图 中 可见 反 演 地 震 剖 面 与 实 钻 结 果 吻 合 程 度 较 高 ,剖 面 同相 轴 横 向 变 化 可 以 清 楚 地 反 映 出 储 层 横 向 变 化 规律 。 目 前 ,在 田 已 钻 开 发 井 中 ,预 测 砂 体 准 确率 达 到 了 98 %以 上 。 因 此 ,利 用 该 反 演 密 度 资 料 可以 较 准 确 地 预 测 储 层 分 布 范 围 。2 　 在 水 平 井 钻 探 中 的 应 用为 了 准 确 预 测 储 层 ,可 以 利 用 沿 层 最 小 密 度 切片 进 行 储 层 发 育 规 律 研 究 。 在 切 片 图 上 ,密 度 小 的区 域 即 为 储 层 分 布 范 围 。 密 度 越 小 ,储 层 物 性 越 好 。在 地 震 反 演 剖 面 上 (图 4) ,红 色 低 密 度 区 域 即 为 砂岩 物 性 较 好 部 位 ,同 相 轴 的 连 续 性 代 表 了 砂 体 横 向分 布 及 其 变 化 规 律 。 在 水 平 井 优 化 调 整 和 设 计 中 ,为 了 提 高 产 能 ,应 尽 可 能 将 开 发 井 布 置 在 油 层 厚 、 物性 好 、 砂 体 连 续 性 好 的 位 置 ,同 时 要 考 虑 远 离 底 水 ,避 免 钻 遇 泥 岩 和 差 储 层 。 因 此 ,地 震 反 演 剖 面 为 水平 井 的 部 署 提 供 了 重 要 的 依 据 。图 5 是 7 井 区 零 油 组 第 十 砂 体 沿 层 最 小 密 度 切片 。 在 切 片 上 ,该 砂 体 分 布 于 低 密 度 的 红 色 区 域 (虚线 围 成 的 区 域 ) ;在 地 震 反 演 剖 面 上 ,该 砂 体 表 现 为强 振 幅 、 同 相 轴 连 续 性 较 好 的 特 征 ,呈 北 西 — 南 东 向条 带 状 分 布 ,河 道 砂 体 发 育 特 征 明 显 。 该 砂 体 范 围较 小 ,但 厚 度 较 大 。 在 该 砂 体 厚 度 较 大 、 物 性 较 好 的区 域 设 计 了 渤 海 海 域 第 一 口 “ 树 根 ” 型 多 底 水 平 井 ,即 A 7 领 眼 钻 遇 1 6 。 该 井 共 钻 1个 主© 1994 　　 中 国 海 上 油 气 2006 年 　图 4 　 开 发 井 (定 向 井 )钻 后 结 果 与地 震 反 演 剖 面 (密 度 剖 面 )的 对 比图 5 　 “ 树 根 ” 型 多 底 水 平 井 遇 砂 体 平 面 分 布 图支 和 6 个 分 支 (在 b 支 和 e 支 上 分 别 又 钻 了 一 个 分支 ,其 水 平 段 共 计 1 1331 53 m (包 括 主 支和 分 支 ) ,其 中 钻 遇 1 1011 33 m 含 油 砂 岩 ,占 水 平 段总 长 度 的 97 % ,只 在 b 分 支 的 末 端 钻 遇 34 m 泥 岩(钻 探 该 分 支 井 的 主 要 目 的 是 向 砂 体 顶 面 钻 进 ,以 落实 储 层 顶 面 深 度 及 物 性 较 好 油 层 的 纵 向 发 育 范 围 ,因 此 钻 井 轨 迹 穿 过 了 砂 体 顶 部 而 钻 遇 泥 岩 ) 。 实 际生 产 表 明 ,虽 然 该 井 原 油 粘 度 大 、 密 度 较 高 ,但 产 能仍 然 较 高 ,日 产 原 油 最 高 达 到 210 钻 探 7 井 区 二 油 组 第 四 砂 体 。 该 砂 体位 于 田 构 造 低 部 位 ,厚 度 较 薄 ,钻 井 区 域 平 均厚 度 仅 8 m ,且 大 部 分 存 在 底 水 。 经 油 藏 精 细 研 究 ,将 部 署 在 砂 体 构 造 位 置 相 对 较 高 、 砂 体 物性 和 连 续 性 好 且 远 离 底 水 的 区 域 。 图 6 是 过 a 分 支 的 地 震 反 演 剖 面 。 图 中 白 色 实 线 是 油 水 界面 ,b 分 支 和 c 分 支 轨 迹 是 b、 c 两 个 分 支 在 地 震 剖面 上 的 投 影 。 该 井 水 平 段 位 于 砂 体 上 部 ,最 低 部 位离 油 水 界 面 4 m ,大 约 8 0 %的 水 平 段 存 在 底 水 。 水图 6 　 过 a 分 支 的 地 震 反 演 剖 面 (密 度 剖 面 )平 段 共 钻 进 749 m ,全 部 钻 遇 含 油 砂 岩 ,其 中 物 性 好的 砂 岩 占 水 平 段 总 长 度 的 921 9 % ,仅 在 a 分 支 末 端钻 遇 差 储 层 53 m。统 计 结 果 表 明 , 田 多 底 水 平 井 钻 遇 含 油砂 岩 的 成 功 率 较 高 。 7 口 井 (包 括 主 支 和 分 支 ) 共 钻遇 含 油 砂 岩 4 598179 m ,占 水 平 段 总 长 度 的 9415 % ,其 中 3 口 井 在 所 钻 砂 体 底 部 均含 水 的 情 况 下 ,钻 遇 含 油 砂 岩 均 达 到 了 100 %。 实际 生 产 表 明 ,除 产 能 较 低 以 外 ,其 余 井 产 能均 较 高 ,远 远 高 于 7 井 区 定 向 井 的 生 产 产 能 。3 　 结 论多 属 性 神 经 网 络 方 法 地 震 信 息 利 用 率 较 高 ,具有 速 度 快 、 容 错 性 好 、 误 差 小 、 反 演 精 度 较 高 的 优 点 ,适 合 应 用 于 储 层 横 向 变 化 大 、 连 续 性 较 差 的 储 层 分布 规 律 研 究 。 在 田 开 发 中 ,用 该 方 法 反 演 得到 的 密 度 参 数 真 实 、 可 靠 ,基 本 反 映 了 储 层 分 布 和 横向 变 化 规 律 。 储 层 预 测 结 果 在 开 发 钻 井 中 均 得 到 了证 实 ,降 低 了 水 平 井 的 钻 探 风 险 。参 考 文 献[ 1 ] Z P S , N S , , et of s 1 , 2 & 3 [ J ] . 1994 ,13 (5/ 6/ 7) :305674770 2 ] 　 邹 才 能 ,张 颖 ,等 . 油 气 勘 探 开 发 实 用 地 震 新 技 术 [ M] . 北 京 :石油 工 业 出 版 社 , 日 期 :2006 辑 :周 雯 雯 )An of to B 1994 　 第 18 卷 　 第 6 期 明 　 君 等 :多 属 性 神 经 网 络 地 震 反 演 在 田 水 平 井 钻 探 中 的 应 用 385　　 . N t d. , 300452 ;2. f d y S , 300452)NB ea is a it s by t in a to a of of to a by a of t be s to s to of in t It is t he to he to of NB 接 第 381 页 )of . nf y et B ei j 102249 ;2. et j 163318 ;3. y B ei j 100083 ;4. y x om om X 834000) as t he in t he by t he s h of t he t he be s t he he t in in to p s in t t he in t 1994