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高分辨率地震反演技术及应用

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高分辨率 地震 反演 技术 应用
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第38卷第3期 成都理工大学学报(自然科学版) 20 1 1年6月 F F 8 011 [文章编号]1671—9727(2011)03—0271 06 高分辨率地震反演技术及应用 姜雄鹰 傅志飞 (中海油田服务股分有限公司物探事业部数据处理解释中心,天津300451) [摘要]探讨地震反演成果的分辨率和符合率,为钻井资料少、构造和沉积特征变化大地区的 油气勘探提供地质依据。通过应用杂地质建模及测井约 束反演等技术,开展了无井约束递推反演、波阻抗反演和储层参数反演等研究工作,提高了研 究区砂体反演成果的分辨率,砂体预测结果与验证井符合率较高。研究结果表明研究区内砂 体间连通性较差,3套砂体在平面上相互连接、纵向上相互叠置,是比较有利的油气勘探区。 [关键词]储层预测;拟声波;复杂地质建模;参数反演 [分类号] [文献标识码]A 随着油气勘探程度的不断深入和勘探程度的 不断提高,寻找新的油气藏愈加困难,这就要求在 工作中不断地创新地质认识,提高地下储层的预 测精度。地震声阻抗反演是油藏描述的重要方法 和实用技术,通过地震反演来反推地质体的波阻 抗或速度分布特征,进行储层横向展布预测,并进 一步估算储层参数,如孔隙度等,为油气勘探开发 提供可靠的基础资料。地震波阻抗反演就是指利 用地震资料反演地下岩层波阻抗(或速度)的地震 特殊处理技术,它是储层岩性预测、油藏描述的确 定性方法,在实际应用中取得了很好的效果。 地震反演技术是伴随着地震技术在油田勘探 开发中的不断应用而发展起来的,是20世纪80 年代兴起的一门新的技术,该技术能利用地面观 测的地震数据恢复地下地质结构和岩石的物理性 质地震反演的软件很多,每种软件各有千 秋[2]。针对本次研究区钻井数目少且分布不均 匀、声波时差曲线对地层岩性敏感性差、地震资料 品质较差、构造起伏较大、地层厚度分布不均匀、 地质条件复杂多变等具体特点,利用预测软件的特色技术,优选有针对性的技术流 程和工作方法,取得了较好的效果。 1 .1拟声波曲线构建技术 在实际工作中,声波曲线往往不能反映储层 特征,致使反演结果很不理想,无法准确刻画储 层。而其他测井曲线,如自然伽马、自然电位等, 对储层的反映却很好,利用拟声波曲线构建技术, 优选出能够反映主要目的层砂泥岩变化的测井曲 线,经过标准化和归一化处理后,与低频化的声波 曲线进行叠合,构建成新的具有声波量纲的拟声 波曲线,实现多种信息的有机融合和有效控制,既 能反映地层速度和波阻抗的变化,又能反映地层 岩性细微差别,提高地震反演的分辨率和对储层 的刻画精度。 1.2复杂地质建模技术 初始地质模型是地震反演的关键技术,合理 的地质模型可以有效减少地震反演的多解性和不 确定性。复杂地质建模功能是在精细时深标定的 基础上,结合地震精细解释成果,建立具有地震、 地质和测井等多种地学信息的初始地质模型,通 过有效融合地震、地质和测井等多种信息,提高了 地震反演的准确度和反演成果的可信度,并且建 [收稿日期]2010—10—09 [作者简介]姜雄鹰(1968一),男,高级工程师,主要从事地震资料解释和地质综合研究工作,E— 第3期 姜雄鹰等:高分辨率地震反演技术及应用 ·273· 精细、横向稀疏,地震资料的特点是纵向分辨率低 但横向采样密集,地震反演技术把二者的优势有 机地结合起来 ],具有良好的应用前景。因此,地 震反演是利用地震技术预测储层的核心技术,能 广泛用于油气田勘探、开发的各个阶段。 3应用实例分析 本次储层预测工作是在精细构造解释的基础 上进行的,三维地震工区内已有1井、2井、3井和 4井共4口探井。为进一步探明砂体在横向及纵 向上的展布规律,利用和目的层Ⅱ的2套含油层段进行了地震反演。 针对研究区钻井数目少且分布不均匀、声波 时差曲线对地层岩性敏感性差、地震资料品质不 太好、构造起伏大、地层厚度变化大、地质条件复 杂多变、地震波反射能量在纵向和横向上差别大 等特点,以构建能识别砂泥岩的拟声波曲线为基 础,以测井约束地震反演为主要技术方法,在充分 研究和分析该区储集砂体空间展布特征的基础 上,重点进行拟声波曲线构建、层位调整及补齐以 及合成记录标定和子波提取等工作。充分应用地 震解释成果和测井资料,反复修改地质模型和储 层反演的控制参数,确保了储层预测的精度和反 演成果的可信度。 3.1测井资料分析 对研究区测井曲线分析表明,各井的原始声 波时差曲线不能区分出砂岩与泥岩(图2),自然 伽马曲线和自然电位线基本上可以区分出砂岩与 泥岩,且与声波曲线具有较好的相关性。因此,优 图2 4口探井原声波曲线与自然电位交汇图 of sp on 行波阻抗 反演。 映地层背景速度的低频信息与反映地层变化比 较敏感的测井曲线高频信息调制成拟声波曲线, 使拟声波曲线构建技术合理,适用性强。应用该 方法对曲线进行重构,通过构建的拟声波曲线解 决了声波时差曲线对岩性的不敏感问题。从拟声 波曲线和自然电位曲线交汇图可以看出,拟声波 曲线可以更好地区分储、盖层,从而提高地震反演 的精度(图3)。从声波曲线、拟声波曲线、绝对波 阻抗曲线与岩性对比图(图4)中可以看出,拟声 波曲线波阻抗的砂岩为高阻抗,泥岩为低阻抗。 “■ ■■山 “4’ O 78g X…·0埘 朋l …0 051 r o·0 , V-“j.075 ● f,0 ∞j 0O…0.●lP 77· l0 lI㈥3“ /02十一0.000艉 0…0/Y·0.咐+一0 t= 01a ¨ ●■●●U ■』 舯 ”D~)A~t]4日.T』 3 4口探井拟声波曲线与自然电位交汇图 of sp on 27● 1 3’i。. 1 _。. 1 510. 1 310, 1●0。‘ 鲁 14_●0 1 51目 。. 1 _a 1§‘O‘ 1日●O 1-。口一 1● 口t O l _ 蛳 m 图4绝对波阻抗与岩性对比图 of .2地震资料分析 地震资料丰富的反射信息和精细解释成果在 模型约束反演中具有重要的作用,一方面提供建 ·274· 成都理工大学学报(自然科学版) 第38卷 立初始模型所需的层位和断层解释成果,约束测 井资料的内插外推来建立初始模型,另一方面使 地震有效频带的地质模型向符合地下地质情况方 向正确收敛。通常情况下,地震反演主要是应用 地震资料的振幅、频率和波形等动力学特征,地震 资料的质量直接影响地震反演结果的精度和可靠 程度。因此,要求用于反演的地震资料是经过高 信噪比、高分辨率和高保真处理的纯波保幅地震 数据,资料的频带越宽,分辨能力越高,就越有利 于层位的精细解释和建立可靠的地质模型;资料 的信噪比和保真度越高,所得到的反演结果就越 能反映地下真实地质的情况。 通过对研究区主要目的层地震资料进行频谱 分析,目的层工地震资料频宽为5~100 频 为40 的层Ⅱ地震资料频宽为5~80 频为3O 3.3层位标定及子波提取 地震解释层位标定的准确程度对地震反演结 果会产生很大影响,而子波频率、相位和波长的正 确选择又对层位的精细标定具有较大影响,因此 通过子波优选和井一震精细标定,来获得准确的 时深关系和最合适的地震子波。 地震子波的提取是波阻抗反演的基础。作为 地震与测井结合的桥梁,层位标定及子波提取变 得尤为重要。首先利用本井的的初始参考时深关系,在井点处制作正极性和 负极性合成地震记录与实际地震剖面对比,认定 剖面波峰对应负反射界面,即波阻抗值减小的界 面;通过调整将大套层位标定,得到较准确的初始 时深关系,使得合成记录与地震的相关性提高;基 于初始时深关系从井旁道提取子波,初始子波一 般选用零相位子波频率选择上, 通常选择与地震资料主频相近的子波频率。制作 合成记录并微调初始时深关系,进一步提高合成 记录与地震的相关性,从而得到供后续储层描述 使用的准确的时深关系。 3.4波阻抗初始模型建立 模型约束反演波组抗初始模型建立应尽可能 与地下地质特征相一致,综合利用多种信息建立 正确的初始模型是减少反演结果多解性的有效途 径。已知的测井数据在纵向上详细揭示了所钻遇 岩层的波阻抗特征,二维、三维地震数据则连续反 映横向上波阻抗界面的变化情况,两者的有效结 合能够建立比较准确的空间波阻抗模型。建立初 始模型就是把地震资料反射界面信息和测井数据 波组抗信息充分结合的过程。针对地震资料,关 键是精细解释层位和断层,目的是使波阻抗界面 正确合理。对测井资料而言,主要是对地震波阻 抗界面赋予合适的波阻抗信息。 初始模型建模时还应考虑沉积模式的约束, 通过分形和波形相似内插的方法建立复杂的地质 模型,确保所建立初始模型保留储集体构造、沉积 和层序地层学的特征因而,其反演结果符合 研究区的构造、沉积和地层特征。对于储层横向 变化快等特点,在建模时,对横向插值半径可选大 选小,不断调整控制参数,使得模型尽量接近实际 地质情况。本次反演工作采用分形插值方法来建 立初始模型(图5),并对所建立的初始地质模型 进行反复的迭代运算和多次修正_5],最后得到高 分辨率的波阻抗反演成果。 3.5储层反演参数优选 基于波形不连续检测技术和统计公式的储层 参数反演,采用波形不连续性检测计算方法和多 种统计公式,建立地质层位井中波阻抗/拟波阻抗 与速度、密度、孑性百分含量等储层物性 参数之间的统计关系,反演各地质层位的储层物 性参数。经过多次试验,结合对地震、测井和地质 等资料分析,优选出能够反映地下地质特征的反 演参数,从而提高地震反演精度。 3.6反演成果分析 在对全区反演前,首先选取一条连井线作为 试验线。利用井的拟声波曲线和4套层位进行连 井线建模、反演。通过连井线反演剖面和连井线 反演与地震叠合剖面,可以看出反演结果井震吻 合程度较高,反演剖面的波阻抗同相轴与地震同 相轴没有交叉现象。对比井点处的波阻抗曲线和 反演结果,反演结果的波阻抗变化趋势和波阻抗 曲线吻合较好,说明反演结果真实、可信(图6)。 目的层工储层主要分布在4井区上段和3井 区中段上部;目的层Ⅱ储层主要分布在2井和1 井区上段和中段下部,而目的层的层Ⅱ 中段和下段上部为较好的盖层。 从各个储层段提取波阻抗平面图可知,红黄 色为相对高阻抗值区,代表砂岩发育区;蓝绿色为 相对低阻抗值区,代表泥岩发育区。目的层平面形态上北东方向为砂岩发育区(图7一A), ·276· 成都理工大学学报(自然科学版) 第38卷 4 结论 a.当原始声波时差曲线不能有效分辨出储盖 层时,拟声波曲线的构建显得尤为关键。利用 以取得 高分辨率和高符合率的地震反演结果。 b.综合运用各种反演技术,推断油气储层物 性参数的空间分布和含油气情况,对于研究区已 钻井较少或需要反演新层系的情况下,可以综合 利用多种反演方法,如无井约束递推反演、波阻抗 反演和储层参数反演等以取得较好效果,能提高 勘探成功率,进而降低钻探风险。 [ 参 考 文 献 ] [1]石兰亭,郑荣才.提高地震反演中测井建模精度的方 法与应用石油天然气学报,2008,30(5):68— 72. [2]宋维琪,冯磊.测井约束下的地震属性二次规划反演 [J].石油物探,2003,42(3):298—300. [3]肖阳,朱敏,朱文奎,等.测井约束反演技术在油藏描 述中的应用石油地球物理勘探,2001,36(5):633 —639. 向精确勘探的道路[M].北京:石油工业 出版社,1993. [5] H.利用地质控制由井外推储集层岩 性[J].国外油气勘探,1990,2(2):74—87. [6]李庆忠.论地震约束反演的策略[J].石油地球物理勘 探,1998,33(4):423—438. 逢昌,甘利灯.地震反演的应用与限制[J].石油勘 探与开发,2000,27(2):53—56. [8]沈向存,杨江峰.声波曲线重构技术在地震反演中的 应用[J].中国西部油气地质,2006,2(4):436—439. [9]李积永,张玉敏,石勇.地震反演技术在乌南油田的 应用中外能源,2007,12(4):52—55. u 00451,of a in y of PS of it of in is a he of is in he is a
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