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曲线重构技术在测井约束反演中的应用

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曲线 技术 测井 约束 反演 中的 应用
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文 章 编 号 :100020747 (2005) 0320070203曲 线 重 构 技 术 在 测 井 约 束 反 演 中 的 应 用张 学 芳 1 ,2 ,董 月 昌 2 ,慎 国 强 2 ,李 东 波 2 ,张 春 2(1. 中 国 海 洋 大 学 ; 2. 中 国 石 化 胜 利 油 田 物 探 研 究 院 )摘 要 :曲 线 重 构 是 提 高 储 集 层 与 围 岩 速 度 差 异 不 明 显 地 区 测 井 约 束 地 震 反 演 效 果 的 有 效 技 术 。 在 胜 利 油 田 埕 岛 地 区 新 近系 测 井 约 束 反 演 处 理 和 储 集 层 综 合 描 述 中 ,经 过 曲 线 重 构 ,由 于 更 多 的 地 质 信 息 参 与 反 演 处 理 过 程 ,提 高 了 应 用 反 演 结 果进 行 储 集 层 描 述 的 可 靠 性 。 利 用 该 反 演 结 果 ,结 合 地 质 认 识 和 实 际 的 钻 井 、 测 井 资 料 ,共 综 合 描 述 主 要 含 油 层 系 的 砂 体 6个 、 预 测 砂 体 2 个 。 反 演 工 区 内 的 钻 井 及 试 油 资 料 证 实 了 其 埋 深 、 厚 度 及 分 布 范 围 ,说 明 曲 线 重 构 技 术 在 反 演 处 理 中 起 了有 效 的 作 用 。 图 3 参 8关 键 词 :约 束 反 演 ;曲 线 重 构 ;标 准 化 ;泥 岩 基 线 校 正中 图 分 类 号 : 45       文 献 标 识 码 : 约 束 地 震 反 演 是 目 前 进 行 储 集 层 综 合 描 述 的一 项 重 要 技 术 [126 ] 。 利 用 波 阻 抗 反 演 成 果 描 述 储 集 层的 前 提 是 ,反 演 成 果 能 有 效 反 映 储 集 层 与 围 岩 之 间 的速 度 或 波 阻 抗 差 异 。 但 在 某 些 区 块 ,由 于 储 集 层 与 围岩 速 度 的 差 异 不 明 显 ,利 用 反 演 结 果 进 行 储 集 层 描 述比 较 困 难 。 采 用 曲 线 重 构 技 术 改 造 测 井 曲 线 ,加 强 储集 层 与 围 岩 的 速 度 差 异 ,进 而 提 高 测 井 约 束 地 震 反 演结 果 对 储 集 层 的 描 述 能 力 ,可 以 在 一 定 程 度 上 解 决 这一 问 题 。1 曲 线 重 构 的 意 义测 井 约 束 反 演 是 利 用 测 井 、 地 震 、 地 质 等 多 种 资 料相 互 补 充 的 综 合 应 用 技 术 [6 ] 。 其 根 本 目 标 是 完 善 而 系统 地 将 尽 可 能 多 的 各 种 资 料 及 信 息 合 理 地 结 合 在 一起 ,使 其 充 分 体 现 在 反 演 结 果 中 ,并 以 此 为 基 础 完 成 对储 集 层 的 精 细 描 述 。 因 此 ,曲 线 重 构 是 否 合 理 ,只 需 考察 其 与 测 井 约 束 反 演 的 这 一 根 本 宗 旨 是 否 相 悖 。反 演 处 理 所 用 的 测 井 曲 线 中 ,最 主 要 的 是 声 波 阻抗 及 声 波 时 差 等 速 度 类 测 井 资 料 ,因 为 它 们 与 地 震 反射 有 直 接 的 物 理 对 应 关 系 。 但 由 于 波 阻 抗 或 速 度 曲 线与 实 际 地 层 的 岩 性 对 应 关 系 不 好 ,当 速 度 差 异 不 能 很好 区 分 储 集 层 与 围 岩 时 ,只 利 用 这 些 资 料 进 行 约 束 反演 ,得 到 的 结 果 难 以 直 接 表 达 储 集 层 分 布 特 征 。 自 然电 位 、 自 然 伽 马 、 电 阻 率 等 非 速 度 类 曲 线 与 地 震 反 射 没有 直 接 对 应 关 系 ,但 直 接 反 映 地 层 的 岩 性 。 利 用 这 些曲 线 对 速 度 类 测 井 曲 线 进 行 重 构 处 理 ,一 定 程 度 上 是在 速 度 类 测 井 曲 线 中 加 入 了 一 些 地 层 的 岩 性 信 息 。 用重 构 后 的 速 度 类 测 井 资 料 进 行 反 演 ,相 当 于 在 反 演 中加 入 了 岩 石 物 性 及 地 质 先 验 知 识 的 控 制 ,这 与 测 井 约束 反 演 处 理 的 根 本 宗 旨 是 一 致 的 。当 然 ,在 曲 线 重 构 时 ,必 须 注 意 “ 度 ” 的 问 题 ,不 能无 原 则 地 改 造 曲 线 ,导 致 错 误 的 反 演 结 果 。2 曲 线 重 构 的 技 术 重 点曲 线 重 构 的 最 终 目 的 是 改 善 反 演 成 果 对 储 集 层 的刻 画 能 力 。 重 构 时 ,在 加 强 测 井 曲 线 区 分 储 集 层 能 力的 同 时 ,还 必 须 保 证 重 构 后 的 曲 线 能 正 确 反 映 原 始 曲线 代 表 的 实 际 地 质 特 征 ,只 有 这 样 ,反 演 成 果 的 可 靠 性才 能 够 令 人 信 服 。 基 于 此 ,在 曲 线 重 构 时 应 该 正 确 处理 好 以 下 几 个 技 术 环 节 。2. 1 测 井 曲 线 标 准 化这 里 所 说 的 标 准 化 主 要 针 对 声 波 阻 抗 、 声 波 时 差等 速 度 类 曲 线 ,目 的 是 为 了 消 除 井 与 井 之 间 由 于 钻 井液 、 仪 器 、 施 工 时 间 等 因 素 造 成 的 曲 线 系 统 误 差 。 从 频率 特 性 来 看 ,就 是 要 消 除 井 与 井 之 间 测 井 曲 线 相 应 低频 特 性 上 存 在 的 不 符 合 地 质 规 律 的 异 常 。 标 准 化 的 目的 是 使 目 标 区 内 所 有 井 的 曲 线 整 体 特 征 与 实 际 地 质 特征 最 佳 吻 合 ,也 是 为 了 使 反 演 处 理 和 测 井 曲 线 重 构 所用 的 基 础 资 料 有 统 一 的 基 准 。 常 用 的 标 准 化 处 理 有 两种 方 法 : ① 数 据 统 计 分 析 方 法 ,即 根 据 测 井 曲 线 的 频 率特 性 ,对 各 井 的 测 井 曲 线 进 行 整 体 速 度 对 比 分 析 ,那 些速 度 明 显 背 离 整 体 速 度 趋 势 又 没 有 合 理 地 质 背 景 支 持的 井 的 曲 线 即 存 在 系 统 误 差 ,应 根 据 对 比 分 析 的 结 果对 其 进 行 校 正 。 ② 标 准 层 速 度 分 析 方 法 ,即 对 比 分 析处 理 目 标 区 某 一 分 布 广 泛 、 速 度 特 征 稳 定 的 地 层 在 测井 曲 线 上 的 速 度 分 布 特 征 ,将 不 符 合 该 速 度 分 布 特 征的 井 曲 线 进 行 相 应 校 正 处 理 。2. 2 曲 线 校 正 及 归 一 化在 波 阻 抗 曲 线 标 准 化 的 基 础 上 ,利 用 自 然 电 位 、 自然 伽 马 等 曲 线 对 其 重 构 ,必 须 保 证 在 重 构 过 程 中 ,这 些07石   油   勘   探   与   开   发2005 年 6 月                 N T               32   3  曲 线 对 波 阻 抗 曲 线 的 作 用 标 准 一 致 。 也 就 是 说 ,重 构过 的 曲 线 的 改 变 程 度 必 须 用 统 一 的 尺 度 控 制 。要 实 现 这 样 的 目 标 ,必 须 对 自 然 电 位 、 自 然 伽 马 等曲 线 进 行 统 一 的 校 正 和 处 理 。 统 一 校 正 一 般 分 为 两 部分 ,一 是 对 曲 线 在 深 度 上 存 在 的 问 题 进 行 校 正 ,比 如 对自 然 电 位 曲 线 进 行 泥 岩 基 线 校 正 ;二 是 对 曲 线 进 行 统一 的 归 一 化 处 理 。 经 过 这 样 的 校 正 后 ,无 论 在 垂 向 还是 在 横 向 ,曲 线 都 有 了 比 较 统 一 的 刻 度 ,可 以 保 证 其 对波 阻 抗 曲 线 重 构 的 作 用 一 致 性 。2. 3 岩 性 速 度 特 征 分 析为 了 正 确 地 重 构 波 阻 抗 曲 线 ,对 目 标 区 内 测 井 波阻 抗 曲 线 进 行 有 针 对 性 的 岩 性 速 度 分 析 是 非 常 必 要的 。 通 过 对 波 阻 抗 、 自 然 电 位 、 自 然 伽 马 与 岩 性 解 释 等测 井 资 料 的 深 入 研 究 ,了 解 不 同 岩 性 地 层 在 各 种 测 井曲 线 上 的 统 计 特 性 ,用 这 种 统 计 特 性 指 导 曲 线 重 构 ,有助 于 在 加 强 曲 线 对 岩 性 特 征 表 现 的 同 时 较 好 地 保 持 曲线 的 原 有 地 质 特 征 。2. 4 曲 线 重 构 处 理以 上 述 曲 线 处 理 和 地 质 分 析 为 基 础 ,参 考 自 然 电位 等 曲 线 ,用 一 定 的 数 学 算 法 将 波 阻 抗 测 井 曲 线 进 行重 构 处 理 。 重 构 处 理 中 ,一 方 面 要 注 意 应 该 使 储 集 层与 围 岩 之 间 的 特 征 尽 可 能 清 晰 ,另 一 方 面 必 须 将 波 阻抗 曲 线 的 校 正 幅 度 控 制 在 合 理 范 围 内 ,使 其 在 重 构 后仍 然 能 够 体 现 比 较 正 常 的 地 质 特 征 。3 埕 岛 地 区 应 用 实 例明 化 镇 组 、 馆 陶 组 上 段 是 胜 利 油 田 埕 岛 地 区 新 近系 主 力 产 油 层 系 [ 7 ] 。 为 了 进 一 步 查 明 该 区 一 些 主 力 油层 的 储 集 层 分 布 特 征 ,对 这 两 套 地 层 进 行 了 测 井 约 束反 演 和 储 集 层 综 合 描 述 。 由 于 这 两 套 地 层 都 以 曲 流 河沉 积 为 主 ,空 间 分 布 关 系 比 较 复 杂 [8 ] ,速 度 横 向 变 化 比较 快 ,给 反 演 处 理 及 储 集 层 综 合 描 述 造 成 了 一 定 困 难 。另 外 ,这 两 套 地 层 埋 藏 都 比 较 浅 (2000m 以 上 ) ,根 据 该区 已 有 的 一 些 地 质 认 识 ,这 么 浅 的 地 层 的 砂 岩 速 度 一般 比 上 下 围 岩 (这 里 指 泥 岩 ) 要 低 ,但 差 异 不 很 明 显 ,这进 一 步 增 加 了 反 演 及 储 集 层 描 述 的 难 度 。针 对 这 种 情 况 ,在 目 标 区 的 反 演 处 理 中 采 用 曲 线重 构 技 术 ,利 用 自 然 电 位 曲 线 加 强 波 阻 抗 曲 线 对 岩 性特 征 的 反 映 ,经 过 反 演 ,取 得 了 良 好 的 效 果 。3. 1 波 阻 抗 曲 线 重 构 处 理 及 分 析3. 1. 1 波 阻 抗 曲 线 标 准 化目 标 区 的 明 化 镇 组 、 馆 上 段 为 河 流 相 沉 积 体 系 ,整个 工 区 内 缺 乏 分 布 广 泛 而 速 度 特 征 稳 定 的 地 层 ,无 法采 用 标 准 层 速 度 分 析 方 法 进 行 波 阻 抗 曲 线 的 标 准 化 处理 。 根 据 曲 线 低 频 信 息 可 以 反 映 其 系 统 误 差 ,对 反 演区 块 内 所 有 参 与 反 演 的 波 阻 抗 曲 线 进 行 了 低 通 滤 波(滤 波 频 率 参 照 了 地 震 资 料 的 频 带 分 布 ) ,将 滤 波 后 的曲 线 相 互 对 比 ,对 其 中 明 显 偏 离 大 多 数 井 速 度 趋 势 的曲 线 进 行 低 频 信 息 校 正 ,并 反 复 认 识 和 调 整 反 演 初 始模 型 ,最 终 得 到 能 正 确 反 映 目 标 区 地 质 特 点 并 有 统 一速 度 趋 势 的 测 井 波 阻 抗 资 料 。3. 1. 2 自 然 电 位 曲 线 泥 岩 基 线 校 正 及 归 一 化原 始 自 然 电 位 曲 线 一 般 没 有 进 行 泥 岩 基 线 校 正 ,这 样 的 曲 线 往 往 会 因 为 钻 井 液 的 作 用 ,使 垂 向 同 样 岩性 的 地 层 表 现 为 不 同 的 量 值 ,用 这 样 的 曲 线 进 行 波 阻抗 曲 线 重 构 显 然 不 合 适 。 根 据 反 演 的 需 要 ,在 进 行 波阻 抗 曲 线 重 构 之 前 ,对 自 然 电 位 曲 线 进 行 了 泥 岩 基 线校 正 ,统 一 了 其 垂 向 的 尺 度 (见 图 1) 。 在 此 基 础 上 ,将所 有 校 正 后 的 自 然 电 位 曲 线 进 行 归 一 化 处 理 ,使 其 数值 范 围 规 范 到 [ 0 ,1 ]区 间 ,以 此 来 统 一 横 向 标 准 。图 1   自 然 电 位 曲 线 泥 岩 基 线 校 正 前 后 对 比 图3. 1. 3 波 阻 抗 曲 线 重 构从 岩 性 与 波 阻 抗 统 计 分 析 结 果 得 知 ,本 次 反 演 目的 层 的 砂 岩 速 度 比 围 岩 速 度 有 略 微 偏 低 的 趋 势 。 鉴 于这 样 的 地 质 认 识 ,将 标 准 化 后 的 波 阻 抗 曲 线 作 为 源 曲线 ,将 归 一 化 处 理 得 到 的 自 然 电 位 曲 线 作 为 系 数 曲 线 ,在 保 证 原 始 波 阻 抗 曲 线 基 本 细 节 和 总 体 趋 势 不 变 的 前提 下 ,利 用 简 单 的 数 学 算 法 ,将 自 然 电 位 曲 线 对 岩 性 的反 映 叠 加 在 波 阻 抗 曲 线 上 ,加 大 波 阻 抗 曲 线 上 低 速 的砂 岩 与 相 对 高 速 的 围 岩 差 异 。 如 图 2 所 示 ,经 重 构 后 ,波 阻 抗 曲 线 上 对 应 自 然 电 位 曲 线 砂 岩 异 常 的 波 阻 抗 值明 显 降 低 ,突 出 了 储 集 层 的 反 映 。3. 2 反 演 处 理 及 效 果 分 析在 本 次 反 演 处 理 中 ,重 构 后 测 井 曲 线 的 作 用 主 要是 对 初 始 波 阻 抗 约 束 模 型 的 影 响 。 通 过 对 初 始 约 束 模型 的 分 析 ,结 合 对 目 的 层 的 地 质 认 识 ,发 现 使 用 重 构 曲线 建 立 的 波 阻 抗 初 始 约 束 模 型 与 实 际 地 质 规 律 的 吻 合17  2005 年 6 月                         张 学 芳 等 :曲 线 重 构 技 术 在 测 井 约 束 反 演 中 的 应 用程 度 明 显 高 于 用 原 始 曲 线 建 立 的 模 型 。 在 此 基 础 上 得到 的 反 演 成 果 所 描 述 的 储 集 层 分 布 特 征 与 实 际 的 地 质分 析 和 认 识 相 吻 合 ,而 且 反 演 模 型 和 反 演 成 果 中 的 储集 层 特 征 都 非 常 清 楚 (见 图 3) 。图 2   波 阻 抗 曲 线 重 构 示 意 图剖 面 中 曲 线 为 自 然 电 位 曲 线 ,黄 红 色 代 表 砂 岩 ,蓝 绿 色 代 表 泥 岩图 3   使 用 重 构 曲 线 得 到 的 反 演 初 始 波 阻 抗 模 型 (a)和 波 阻 抗 最 终 反 演 结 果 (b)利 用 该 反 演 结 果 ,结 合 目 标 区 的 地 质 认 识 和 实 际钻 井 、 测 井 资 料 ,对 目 的 储 集 层 进 行 了 综 合 描 述 ,共 描述 砂 体 6 个 ,预 测 砂 体 2 个 。 利 用 反 演 目 标 区 内 的 钻井 及 试 油 资 料 (包 括 反 演 处 理 中 使 用 和 未 使 用 的 两 类井 )进 行 验 证 ,这 些 砂 体 的 埋 深 、 厚 度 及 分 布 范 围 均 得到 证 实 ,说 明 曲 线 重 构 技 术 在 本 次 反 演 处 理 中 起 了 积极 而 有 效 的 作 用 。4 结 语曲 线 重 构 技 术 可 以 提 高 测 井 曲 线 对 储 集 层 特 征 的表 现 ,加 强 反 演 成 果 对 储 集 层 的 描 述 能 力 。 用 曲 线 标准 化 、 归 一 化 等 多 种 技 术 环 节 控 制 ,可 以 保 证 曲 线 重 构的 正 确 性 与 合 理 性 。 将 重 构 后 的 测 井 曲 线 应 用 于 测 井约 束 反 演 处 理 ,可 以 使 更 多 的 地 质 信 息 参 与 反 演 处 理过 程 ,能 解 决 一 些 地 区 因 为 速 度 问 题 而 造 成 约 束 反 演对 储 集 层 描 述 “ 失 灵 ” 的 问 题 。当 然 ,曲 线 重 构 还 存 在 许 多 有 待 进 一 步 讨 论 的 问题 ,对 这 项 技 术 本 身 甚 至 也 有 争 议 。 但 是 作 为 一 项 能够 提 高 储 集 层 描 述 能 力 又 不 违 背 大 的 技 术 原 则 的 技术 ,应 该 充 分 肯 定 其 价 值 。 相 信 这 项 技 术 会 在 不 断 的摸 索 和 实 践 应 用 中 进 一 步 完 善 和 发 展 ,为 石 油 的 勘 探 、开 发 做 出 其 应 有 的 贡 献 。参 考 文 献 :[1 ]   刘 磊 ,邢 正 岩 ,孙 国 ,等 . 应 用 测 井 约 束 地 震 反 演 技 术 描 述 桩 106 断块 储 集 层 [J ]. 石 油 勘 探 与 开 发 ,1999 ,26 (5) :80282.[ 2 ]   姚 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) :53256.[3 ]   刘 书 会 ,张 繁 昌 ,印 兴 耀 ,等 . 砂 砾 岩 储 集 层 的 地 震 反 演 方 法 [J ] . 石油 勘 探 与 开 发 ,2003 ,30 (3) :1242125 ,128.[ 4 ]   甄 维 胜 . 复 杂 断 块 油 气 非 均 质 油 藏 精 细 描 述 [ M ] . 北 京 :石 油 工 业出 版 社 ,2001.[ 5 ]   王 晖 . 综 合 应 用 地 震 、 地 质 和 测 井 资 料 预 测 储 层 分 布 [J ] . 中 国 海 上油 气 (地 质 ) ,2001 ,15 (2) :1352139.[ 6 ]   吴 胜 和 . 储 层 建 模 [ M ] . 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,1999.[ 7 ]   张 善 文 ,王 永 诗 ,石 砥 石 ,等 . 网 毯 式 油 气 成 藏 体 系 — — — 以 济 阳 坳 陷新 近 系 为 例 [J ] . 石 油 勘 探 与 开 发 ,2003 ,30 (1) :1210.[ 8 ]   徐 英 霞 ,高 喜 龙 ,杨 鹏 飞 ,等 . 埕 岛 油 田 馆 陶 组 上 段 油 藏 地 质 模 型[J ] . 石 油 勘 探 与 开 发 ,2000 ,27 (6) : 作 者 简 介 :张 学 芳 (19742) ,女 ,山 东 齐 河 人 ,大 学 本 科 学 历 ,胜利 油 田 物 探 研 究 院 工 程 师 ,从 事 石 油 地 质 勘 探 研 究 工 作 ,现 为 中 国 海 洋大 学 研 究 生 。 地 址 :山 东 省 东 营 市 ,胜 利 油 田 物 探 研 究 院 ,邮 政 编 码 :257002 ;电 话 : (0546) 8796720。收 稿 日 期 :2004210209     修 回 日 期 :2005202207(编 辑 、 绘 图   王 孝 陵 )of 2 , L I 1. y S 66003 , 2. F, S S is a in of of of by of to in 油 勘 探 与 开 发 · 综 合 勘 探 开 发 技 术                           32   3  
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