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地震资料解释中的极性判别技术

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地震 资料 解释 中的 极性 判别 技术
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第 40 卷第 2 期                石  油  物  探              40 ,22001 年 6 月               J 2001地震资料解释中的极性判别技术王金铎  路慎强  于建国  王进文  王江红  高  飞(胜利石油管理局物探公司 ,东营 257100)王金铎 ,路慎强 ,于建国等 . 地震资料解释中的极性判别技术 . 石油物探 ,2001 ,40 (2) :77~ 83摘要  在对地震剖面作出明确规定基础上 ,通过声波合成地震记录、提取子波、剖面波组分析、反求平均速度、模型实验、 方法确定地震剖面的极性 ,以便准确标定。这一工作对储层精细描述具有重要意义。关键词  极性  合成地震记录   et in 2001 ,40( 2) :77~ 83on of of to is 始终受到野外施工、资料处理及解释人员的关注。涉及施工处理过程有关极性问题的文章较多 ,在地震解释中深入研究极性的专著却较少 ,这与不同类型油气藏的勘探需求是分不开的。在以构造油气藏为主的勘探阶段 ,人们迫切解决的首要问题是构造形态、断点位置等问题。无论剖面极性如何 ,其构造高点的偏移仅仅只是波峰与波谷之间的 1/ 2 个相位的偏移 ,对油气藏的勘探开发没有太大的影响 ,所以解释人员对于地震剖面中的波峰、波谷分别代表的地质含义无需太多的研究。而对岩性油气藏的勘探开发而言 ,地震剖面的极性必须要明确。以山东东营地区为例 ,在目前的地震记录上 , 主频为 25~30在 3 000m 深度 ,时间 2. 4s 处某一反射界面波峰波谷的时差为 15~ 20用东营速度计算界面的深度误差可达 25~ 35m。而在胜利史南地区砂体的厚度一般在 10m 左右 ,如此大的误差对我们所描述砂体的影响是显而易见的。所以 ,对于地震剖面中每个反射界面所包含的不同地层含义必须要有明确的认识 ,才能识别、描述砂体 ,这就需要我们认真分析剖面的极性问题。X 57100本文于 2000 年 3 月 20 日收到 ,修改稿于 7 月 24 日收到。1  有关极性的规定及说明目前有关极性问题比较混乱 ,尤其是在野外施工、资料处理的过程中。野外施工、资料处理人员对极性不作出明确的解释 ,一定程度上不重视极性问题是可以理解的。但是 ,对地震资料解释人员来说 ,接收一套新资料 ,首先需要搞清的是与资料有关的速度和极性 ,所以 ,不管这套资料的极性经历过如何的变化 ,必须通过各种可以利用的手段鉴别该地震资料的极性。1975 年第 42 届 野外记录统一标准为初至波向下起跳、记录数值是负的 ,称为 常记录” ,这里尚未涉及到地震记录内部的极性问题。韩文功 \[2 \]在 1994 年对极性作了较为明确的解释 ,并对地震剖面的极性建议规定如下 :(1)涉及地震剖面的极性一律使用正、负极性的概念 ,在地震资料的解释中不使用正常极性、反正常极性的概念 ;(2)地震子波同样视作是有极性的 ,零相位子波主瓣向右跳为正极性 ,向左跳为负极性 ;(3)在零相位地震剖面上 ,如果是一个较大反射系数且相对孤立的地层界面 ,正反射系数界面对应波峰 ,负反射系数界面对应波谷 ,这种剖面称为正极性剖面 ,与其相反为负极性剖面 ;(4)对于非零相位地震剖面使用视极性的概念 ,即视正极性、视负极性 ;(5)此外 ,为保证今后地震剖面极性的确定性 ,对野外原始纪录起跳一致性的要求是必要的 ,对所用的地震处理流程及处理模块也要进行极性测试 ,并在最终地震剖面上标明。2  极性鉴别方法根据上述对极性的规定及说明 ,以山东东营地区史南三维地震资料为例 ,总结极性鉴别方法如下。2. 1  声波合成地震记录法 (图 1)合成地震记录的极性是已知的 ,由此 ,根据合成记录与地震剖面的匹配关系确定极性。步骤如下 :(1)首先精细制作人工合成地震纪录 (井位越多结果越可靠 ) 。(2)确定井与地震剖面的关系 ,可分为 3 类 : (a) 正极性相关好 ,即正极性的合成地震记录与相对应的地震剖面具有良好的对应关系 ; (b) 负极性相关好 ,即负极性的合成地震记录与相对应的地震剖面具有良好的对应关系 ; (c) 正负极性都好或都不好 ,即正负极性的合成地震记录与相对应的地震剖面都具有良好的对应关系或对应关系都不好。(3)去掉不定性的无效井 (井深太小 ,正、负极性与地震剖面相关性太差或都较好 ) ,按有效井的多数确定剖面极性。在胜利油田史南地区有测井资料的井共有 31 口 ,分别作出声波合成地震记录。经统计 ,去掉 10 口不定性的井 ,有效井共有 21 口 ,其中正极性与地震剖面相关性好的有 20 口 ,占95. 2 % ,负极性与地震剖面相关性好的有 1 口 ,占 4. 8 % ,因此 ,我们判定该地区地震剖面极性趋于正极性 (见表 1) 。这种统计的方法对井资料多的地区效果比较好 ,结论也比较可信 ,但对新区或井资料少的地区不适用。·87· 石  油  物  探                   40 卷图 1  史 108 合成记录与地震剖面对比表 1  利用合成记录判别记录极性统计表序号 井号 极性类型 备注 序号 井号 极性类型 备注 序号 井号 极性类型 备注1 史 105 正 12 史 115 - 10 正 23 郝科 1 不定2 史 106 正 13 史 115 - 13 正 24 河 102 正3 史 108 正 14 史 115 - 47 正 25 河 134 负4 史 109 正 15 史 117 正 26 河 139 正5 史 110 正 16 史 119 不定 27 河 142 正6 史 110 - 1 不定 都好 17 史 147 正 28 河 152 不定 差7 史 111 正 18 史 3 - 4 正 29 河 11 - 10 不定 差8 史 113 正 19 史 3 - 9 不定 30 河 11 - 16 不定 差9 史 115 正 20 郝 1 正 31 河 22 - 9 不定 差10 史 115 - 1 正 21 郝 7 不定 差11 史 115 - 5 正 22 郝 5 不定 短2. 2  单轨、双轨剖面判别法在正极性剖面上 ,典型的正反射系数界面 ,如基岩顶面、火成岩顶面等 ,表现为单轨强峰 ;而负反射系数界面 ,如大套油页岩顶面 ,表现为双轨强峰。鉴于以上认识 ,如果发现典型“单轨强峰”且有井通过的剖面时 ,可追查该井在强峰对应深度典型反射系数的类型 ,以证实剖面的极性。在史南地区 ,我们对 25 口井与对应剖面进行比较 ,其中 22 口井在单轨强峰深度对应的·97·第 2 期             地震资料解释中的极性判别技术是典型的正反射系数界面 ,占 90 % ,另外 3 口对应关系出现偏差。因此 ,该区剖面极性趋向于正 极性。2. 3  提取子波判别法对所分析的地震剖面提取一个子波 ,以子波的波形确定地震剖面的极性。在工区内 ,均匀抽取典型剖面 ,对每张剖面提取不同深度的子波进行综合分析以确定其极性 ;与井资料结合 ,根据合成记录的标定 ,提取已知井典型反射系数界面所对应的地震波的子波 ,分析子波的形态 ,判定子波的极性 ,并结合已知井与地震剖面判定剖面的极性 ;对标志层反射如 并结合剖面的反射特征进行综合分析来确定其极性。图 2   (a)地质模型 ; (b)正极性剖面 ; (c)负极性剖面2. 4  合成地震记录反求平均速度法利用合成地震记录反求平均速度是工作中常用的一种方法 ,即在合成地震记录与地震剖面波组对比确认之后 ,在地震剖面与合成地震纪录上分别读取多对时间与深度值 ,分别计算出平均速度 ,进一步拟合成平均速度曲线。将正、负极性合成地震记录分别求取的平均速度曲线与综合速度曲线进行比较 ,与综合速度最接近的平均速度曲线所代表的极性即是此剖面的极性。在对史 110 - 1 井的合成记录进行分析时 ,发现正、负极性的合成记录与剖面相关性好坏难辨。分别求取正、负极性的平均速度曲线 ,与综合速度曲线对比发现 ,负极性平均速度曲线与综合速度曲线偏离较远。在对河 134 井的合成记录分析时 ,感到负极性较正极性与剖面的相关性好 ,与其它井结论相反。为此 ,求取正、负极性的平均速度曲线 ,结果发现 ,正极性的平均速度曲线更接近综合速度曲线 ,由此可断定河 134 井的负极性与剖面相关性好是一种假象。在史南地区利用合成记录共做了 20 口井的反求平均速度曲线 ,并分别与综合速度比较 ,·08· 石  油  物  探                   40 卷其中 18 口井正极性平均速度曲线与综合速度曲线较吻合 ,另外 2 口井正、负平均速度曲线与综 合速度曲线吻合程度相当。2. 5  模型判别法对于围岩为泥岩的透镜状砂岩体 ,其顶界面由低速到高速是正反射系数界面 ,在正极性剖面上该界面为波峰 ,在负极性剖面上为波谷 ;底界与其相反。所以透镜状砂岩体在正极性剖面上 ,顶部呈单轨上凸反射特征 ,而负极性剖面上 ,砂岩底部呈单轨下凹反射特征。从我们设计的模型上可明显地看到这一特征 (图 2) 。史 111 砂体是史南地区较典型的透镜状砂岩体 ,在合成记录所对应的剖面上 ,该砂体顶界呈明显单轨上凸反射特征 ,由此也可断定该剖面为正极性。图 3  史 115 - 10 井 与地震剖面对比2. 6  利用 井速度资料确定极性 (图 3)利用 井速度资料确定极性充分利用了各种井资料 ,其步骤如下 : ①获取精确的度资料 , 完成各类校正 ,如炮井深、低速带、补心高等 ; ②调查已知井典型的反射界面深度 (从响应测井、录井资料读出 ) ; ③用 均速度计算各典型界面对应的双程旅行时间 ; ④调查 井与地震记录野外初至起跳方向 ,并确定对比所需的剖面 ; ⑤在剖面上统计每个界面对应的波形特征 ,其方法是将同相轴的 1/ 2 个相位均分为 3 个区带 ,分别为极值区、近值区和 0 区 ,由于只考虑正、负 2 种极性 ,也就是界面所对应的波形“非峰即谷” ,所以界面的旅行时间落入极值区、近值区为有效点 ,落入 0 区为无效点 ,最后列表统计 ,用有效点多数确定极性。在胜利史南地区 ,共有 井资料 3 口 ,分别是史 115 - 10 井、郝 5 井、郝科 1 井。经·18·第 2 期             地震资料解释中的极性判别技术统计 ,共有典型界面点 43 个 ,去掉 6 个无效点 ,有效点有 37 个 ,其中正极性 26 个 ,占 70. 3 % ,负 极性 11 个 ,占 29. 7 ,所以 ,记录趋向于正极性 (见表 2) 。表 2  利用 井记录判别极性统计表序号 井号 典型界面个数 正极性 个数 负极性 个数 无效点 个数1 史 115 - 10 19 11 4 42 郝 5 10 7 2 13 郝科 1 14 8 5 1合计 43 26 11 6通过以上工作 ,我们共完成史南三维区合成记录 31 口 ,分析测井曲线 40 余条 ,利用 口 ,相关对比地震剖面近 100 条 ,反求平均速度曲线 20 多条 ,制作正演模型 8 个。通过大量的数据统计、对比和分析认为 ,史南地区的三维地震剖面纪录为正极性 ,即正反射系数界面应标定为波峰 ,负反射系数界面应标定为波谷。图 4  河 155 砂体顶面构造图3  成果分析对胜利史南地区地震资料极性的确定为在该地区进一步深入细致的储层描述工作奠定了基础 ,同时也丰富了储层综合评价技术的内容 ,增加了该技术推广应用的价值。极性确定后 ,储集层的标定有了保证 ,由于极性差异所带来的储层标定的误差得到解决 ,从而使在此基础上的砂体描述的精度大大提高了。在极性确定的基础上 ,对史南地区砂体进行综合描述 ,共描述砂体 25 个 ,已实施的有史 111、史 125、河140、河 148、河 401、河 149、河 150、河 15、史126 等 ,钻探结果与所描述砂体吻合较好 ,深度误差小于 3 ‰。以河 155 井为例 ,预测该砂体顶深 2980m ,实钻其顶深 2986m ,与预测结果基本吻合 (见图 4) 。由于有了完善的储层描述技术 ,使储层预测达到了较高的精度。该项技术应用于牛庄地区 ,首先判定该地区的极性为正极性 ,随后结合其他技术在该地区西部描述砂体12 个 ,已实施的有牛 103、牛 104、牛 105、牛 106、牛 107 等井 ,钻探结果与预测情况基本吻合 ,取得了良好的效果。4  结论在极性判别研究工作中 ,对地震剖面的极性有以下认识 :·28· 石  油  物  探                   40 卷(1)储层综合评价中最基础的工作是储层标定 ,而极性的鉴别又是储层标定工作的基础 ;(2)地震剖面的极性只有通过多种方法 ,大量的数据统计才能获得比较接近实际的结论 ;(3)地震剖面的极性不一定是零相位的 ;(4)造成地震资料极性混乱的主要原因是由于资料处理过程中相位角的不断改变 ,建议在资料处理过程中进行极性测试 ,并将最终结果标明。参  考  文  献1  李庆忠 . 走向精确勘探的道路 . 北京 : 石油工业出版社 ,19932  韩文功 . 地震剖面的极性问题 . 石油地球物理勘探 ,1994 ,29 (6)(上接第 91 页 )的技术 ,采用多井面积组合 ,效果要优于单井激发 ,但是激发的井深要在低、降速带界面以下。黄土塬的表层结构特征决定了该区的记录面貌 ,从表层波的影响来看 ,黄土层厚了 ,可以使二次波来的晚一些 ,这样有效波受到的干扰小一些 ,增加了一次波存在的空间。单从这个意义上讲 ,黄土层厚了并不一定是坏事 ,只要遵循客观规律 ,就能在不利条件下 ,争取到较好的效果。参  考  文  献1  陆基孟 . 地震勘探原理 . 东营 :石油大学出版社 . 19902  李庆忠 . 走向精确勘探的道路 . 北京 :石油工业出版社 . 1993·38·第 2 期             地震资料解释中的极性判别技术
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