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_两步法反演_技术在致密砂岩气藏预测中的应用_以苏里格

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步法 反演 技术 致密 砂岩 预测 中的 应用 里格
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to A u X 65007, in u in on to of u X be 5期2013年10月岩 性 油 气 藏2013“两步法反演 ”技术在致密砂岩气藏预测中的应用———以苏里格气田苏 X 区块为例李新豫 ,曾庆才 ,包世海 ,黄家强(中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊 065007)摘要 :苏里格气田苏 X 区块石河子组盒 8 段为致密砂岩储层,具有低孔、低渗、低丰度且非均质性严重等特点,而且有效砂体重叠模式复杂、连通性差,气水关系复杂,不同含气、含水砂岩之间无统一的气水界面。 如何应用地震技术预测含气有利区成为该区块天然气开发所面临的主要难题之一。 在综合分析目的层储层地质特征和地球物理特征的基础上,探索了“两步法反演”含气性预测技术,首先应用分频反演方法预测砂体富集区,在此基础上利用波阻抗反演方法预测砂岩的含气性,再将 2 种方法预测的结果有机地结合,预测出苏 X 区块盒 8 段的含气有利区。 实际应用表明,该方法在一定程度上减少了多解性,提高了预测的准确性,能够有效地预测出含气有利区。关键词 :分频反演;波阻抗反演;含气有利区预测;盒8段;苏里格气田中图分类号 :献标志码 :1673013)052013回日期 :2013国家重大科技专项 “低渗 、特低渗油气储层相对高产富集区预测技术 ”(编号 :2011助 。作者简介 :李新豫 (1985-),男 ,硕士 ,工程师 ,主要从事储层预测与烃类检测方面的研究工作 。 地址 :(065007)河北省廊坊市中国石油勘探开发研究院廊坊分院地球物理与信息研究所 。 14345506@ 油 气 藏 第25卷 第5期0 引言苏 X 区块位于鄂尔多斯盆地苏里格气田西部 ,工区满覆盖面积约为 320 要产气层段为二叠系石盒子组的盒 8 段 。 前人的研究成果[1明 :苏 X 区块盒 8 段为辫状河沉积体系 ,岩性以致密砂岩和泥岩为主 ,该储层段具有低孔 、低渗 、低丰度且非均质性严重等特点 ,而且有效砂体重叠模式复杂 、连通性差 ,因此 ,寻找物性较好的砂岩储层并对其进行精细刻画 ,成为该区天然气开发的关键所在 。对苏 X 区块盒 8 段储层的岩石物理特征分析 (图 1)表明 :波阻抗参数能够区分含气储层段与致密砂岩层段 ,但泥岩层段与含气储层段波阻抗参数重叠在一起 ,故用单一反演方法不能有效地对含气储层段进行预测 。 对目的层段波阻抗和自然伽马交会图(图 1)进一步分析可以看出 :目的层砂岩和泥岩在自然伽马值为 112 右是一条分界线 ,小于该值的区域为砂岩区 ,大于该值的区域则为泥岩区 ;同时气层与水层和致密砂岩层在波阻抗上也有明显的界限 。 基于目的层段上述岩石物理特征 ,探索了“两步法反演 ”技术 :首先应用分频反演方法预测砂体富集区 ,在此基础上利用波阻抗反演方法预测砂岩含气性 ,再将 2 种方法所预测的结果相结合 ,预测出苏 X 区块盒 8 段的含气有利区平面分布范围 。1 分频反演预测砂体富集区1. 1 分频反演原理及关键技术分频反演是通过频谱分析来确定地震数据的有效频带范围 ,并通过小波分频技术将地震数据分成低频 、中频和高频分频数据体[3再利用 子群 )算法在分频数据体上寻找最优的振幅随频率变化的非线性多次关系 (系 ),且以此关系作为限定条件 ,通过支持向量机算法寻找地震数据体和目标曲线的非线性映射关系 ,得到最终的反演数据体[6 该方法在反演过程中有 3 项关键技术 。(1) 分频处理分频处理是指利用小波变换这一新的数学方法的高分辨功能和优良的 “数学放大镜 ”特性 ,将地震记录分解为一系列具有中心频率的窄带剖面 。 地震信号具有明显的多尺度性 ,其中大尺度信号往往是地下厚层的响应 ,而薄层与小尺度信号一般有较好的对应关系 。 利用小波变换的多分辨功能可以较好地实现不同尺度地震信号间的分离 ,以便于分析信号的变化和内在联系 ,从而达到提高分辨率的目的 ,同时通过分频处理得到分频数据体 ,可为下一步分频反演打下基础 。(2) 在反演过程中加入振幅随频率变化的关系(系 )用不同主频的雷克子波与一个楔状模型褶积 ,得到一系列合成地震剖面 ;提取楔状模型顶界面的振幅变化特征 ,得到振幅与厚度在不同频率时的调谐曲线 [图 2(a)];对这些曲线进行转换 ,就可以得到在不同厚度时振幅随频率变化的关系曲线[图 2(b)]。地震波形是波阻抗和时间的函数[8也就是说反演时仅根据振幅同时求解波阻抗和厚度 。 但已知1 个参数求解 2 个未知数 ,结果是多解的 。 加入振幅随频率变化的关系后 ,则增加了一个关于振幅随厚度变化的关系 ,可以对反演的结果起到限定的作用 ,从而减少反演的多解性 。(3) 支持向量机算法 (法 )支持向量机算法是一种类似神经网络的计算图 1 苏 X 区块盒 8 段波阻抗和自然伽马交会图1 R of u X of g/m/s)砂岩区 泥岩区60 100 140 180自然伽马 /20泥岩 致密砂岩层 水层 气水层 气层交会区域 :含气有利区×103822013年2013(b) 不同厚度时振幅随频率变化的关系曲线李新豫等:“两步法反演”技术在致密砂岩气藏预测中的应用(a) 振幅与厚度在不同频率时的调谐曲线方法 ,可以视为模式分类和非线性回归 ,它克服了神经网络所存在的诸如局部最优及过度学习等问题 ,是统计学习和人工智能中非常先进的算法 。 通过支持向量机算法可以建立地震数据体和目标曲线的非线性映射关系 ,从而得到反演数据体 。1. 2 砂体富集区预测对苏 X 区块以盒 8 段为主要目的层进行分频反演 。 从过 11剖面 [图 3(a)]和过 4 —17连井剖面 [图 3(b)]可以看出 ,红色箭头所指黄色区域是预测的砂体 ,各井的自然伽马低值和剖面中的黄色区域具有很好的对应关系 ,这与图 1经岩石物理分析得出的 “低自然伽马砂岩 ”特征一致 ,说明分频反演方法具有较好的砂体预测效果 。从苏 X 区块分频反演砂体富集区预测平面分布图 (图 4)可以看出 ,该区盒 8 段砂体总体比较发育 ,在平面上可以划分为 7 个砂体相对富集区 ,主要分布于工区的北部和西部 ,初步分析该区块的物源主要来自东北方向和正西方向 。2 波阻抗反演含气砂岩预测2. 1 波阻抗反演对区内 20 余口井进行精细合成记录标定 ,并利用井资料建立一个初始地层波阻抗模型 ,然后对模型进行地震正演 ,求得合成地震记录 ,再将合成地震记录与实际地震记录相比较 ;根据比较结果修改地下波阻抗模型的速度 、密度 、深度及子波 ,进而通过地震正演求取合成地震记录 。 地震正演结果与实际地震记录相比较是有误差的 ,通过迭代不断修改波图 2 振幅随频率变化关系 (2 a) 过 11泥质含量反演剖面 (图 4 中 A 剖面 )(b) 过 47泥质含量反演剖面 (图 4 中 B 剖面 )图 3 分频反演剖面图 (投影曲线为 线 )3 of 苏 X 区块分频反演砂体富集区预测平面分布图4 of u X 0 40 50 0 40 5 0面砂体富集区砂体富集区砂体富集区砂体富集区砂体富集区A 剖面砂体富集区4 底盒 8 底15 底盒 8 底83岩 性 油 气 藏 第25卷 第5期(b) 过 12剖面 (图 6 中 D 剖面 )(a) 过 17剖面 (图 6 中 C 剖面 )图 5 波阻抗反演剖面图5 of 含气砂岩平面分布图6 of “两步法反演 ”技术预测含气有利区平面分布图7 of 底盒 8 g/m/s)含气砂岩区2 面D 剖面1412138649波阻抗/(g/m/s)7115312010404m3/04m3/04m3/×104m3/04m3/面E 剖面产水预测含气有利区阻抗模型 ,使误差逐渐减小 ,直至合成地震记录与实际地震记录最接近 ,最终得到地下波阻抗模型[102. 2 砂岩含气性预测由苏 X 区块盒 8 段的岩石物理分析得出 ,含气层段的波阻抗为 8 000~11 000 g/m/s。 通过波阻抗反演 ,得到苏 X 区块波阻抗反演数据体 。 从过17和 12的波阻抗反演剖面可以看出 ,盒 8 段含气层段波阻抗值均在所统计的含气层段波阻抗范围之内 ,说明通过波阻抗反演能够预测含气砂岩层段 (图 5)。 通过波阻抗反演在平面上预测出三大含气砂岩有利区 ,主要分布在工区的北部和西部 ,工区的东南部含气层不发育 (图 6)。3 含气有利区预测首先通过分频反演预测出砂体富集区 ,在此基础上通过波阻抗反演预测出含气砂岩有利区 ,对 2种方法所预测的有利区重叠部分进行刻画 ,进而预测出苏 X 区块目的层段含气有利区 (图 7)。 从图 7可以看出 ,苏 X 区块盒 8 段含气有利区面积较大 ,主要分布于工区的北部和西部 ,其中工区西部 17区含气有利区面积较大 ,开发程度相对较低 ,可以作为下一步开发井部署的重点区域 。4 “两步法反演 ”技术预测效果分析由过 13的分频反演剖面可以看出 [图 8(a)]:该井点处盒 8 段预测为砂岩 ,且横向连通性较好 ;波阻抗剖面上该井点处预测的波阻抗值处于8 000~11 000 g/m/s 的含气波阻抗范围之内 ,预测为含气层 ,实际上该井盒 8 04 从过 17的分频反演剖面可看出 [图 8(b)]:该井点处盒 8 段预测为砂岩 ,但砂岩较薄 ,且横向连通性较差 ;波阻抗剖面上该井点处预测的波阻抗值处于 8 000~11 000 g/10314121086420波阻抗/(g/m/s)×03含气砂岩区含气砂岩区13文编辑:于惠宇)(b) 过产水井剖面 (图 7 中 F 剖面 )图 8 过产气井和产水井的反演剖面8 两步法反演”技术在致密砂岩气藏预测中的应用(a) 过产气井剖面 (图 7 中 E 剖面 )g/m/s)×103时间/g/m/s)×103m/s 的含气波阻抗范围之外 ,预测为水层或干层 ,实际该井盒 8 段测试结果为水层 。 从以上 2 口井的实例可以看出 ,“两步法反演 ”方法能够有效地预测出含气有利区域 ,可以为该区的天然气勘探开发提供较好的技术支持 。5 结论(1) 苏里格气田苏 X 区块砂岩和泥岩的波阻抗 、速度等岩石物理参数分布范围重叠 ,仅用单一反演方法多解性问题突出 ,而采用本文提出的 “两步法反演 ”技术在一定程度上减小了多解性 ,提高了预测的准确性 。(2) 通过分频反演得到了高精度的泥质含量反演数据体 ,较好地预测出了砂体富集区 ,在此基础上应用波阻抗反演方法对砂岩含气性进行预测 ,并将 2 种方法预测的结果有机结合 ,从而有效预测出了苏 X 区块目的层的含气有利区 。(3) 苏 X 区块含气有利区主要分布于工区的北部和西部 ,其中工区西部的 17区含气有利区面积较大 ,是该区块下一步开发的有利区域 。参考文献 :[1] 卢涛 ,李文厚 ,杨勇 气藏的砂体展布特征 [J]2006,26(2):1002] 刘建新 ,雍学善 ,吴会良 ,等 段地震多技术储层沉积相研究 [J]2007,19(2):803] 于建国 ,韩文功 ,刘力辉 ,等 J]2006,41(2):1934] 季玉新 ,刘春园 ,陈冬 ,等 区储层预测中的应用 [J]2010,31(1):385] 刘彦君 ,国洪伟 ,马朋善 ,等 —以松辽盆地孤店地区泉四段为例 [J]2008,19(2):2666] 黄捍东 ,张如伟 ,郭迎春 J]2008,30(3):877] 郭刚明 ,时立彩 ,高生军 ,等 J]2003,42(2):2378] 周路 ,李新豫 ,吾许克 ,等 —以车排子地区清水河组为例 [J]2011,22(5):8949] 蔡刚 ,黄玉 ,姚清洲 ,等 三维工区的应用 [J]2009,20(6):97210] 文钢锋 ,王智 ,韩军 ,等 J]2009,21(1):9411] 张永刚 J]2002,41(4):38512] 王西文 ,石兰亭 ,雍学善 ,等 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