基于地震反演技術(shù)的復(fù)雜儲層砂體展布分析

基于地震反演技術(shù)的復(fù)雜儲層砂體展布分析

隨著勘探的深入，儲層預(yù)測變得越來越重要。在地震勘查中,目前我們常用的方法有波形振幅法、波阻抗反演法、頻譜分析法等。波阻抗反演法又主要分為道積分、遞歸反演、基于模型反演和地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)反演等方法。利用Jason軟件進(jìn)行波阻抗反演,主要是以測井資料為約束條件,以地震解釋的層位作為控制,從井點出發(fā),首先完成井旁道反演,再由井旁道開始對所有地震道進(jìn)行外推內(nèi)插來完成波阻抗反演。這樣既克服了地震分辨率的限制,最佳地逼近測井分辨率,同時又使反演結(jié)果保持了較好的橫向連續(xù)性?；谀Ｐ偷卣鸱囱菁夹g(shù)以測井資料豐富的高頻信息和完整的低頻成分補(bǔ)充地震有限帶寬的不足,可獲得高分辨率的地層波阻抗資料,為薄層油(氣)藏精細(xì)描述創(chuàng)造了有利條件。研究區(qū)位于渤海灣盆地冀中坳陷霸縣凹陷文安斜坡外帶的中段。文安斜坡研究區(qū)位于霸縣凹陷東部,東臨大城凸起,西與霸縣洼槽及馬西—鄚州洼槽相鄰,向南延伸到到饒陽凹陷的南馬莊構(gòu)造,向北以里坦斷層與武清凹陷相隔?，F(xiàn)有鉆井56口,面積260km2。1采用化學(xué)反演的方法目前常用的波阻抗反演軟件有Jason、STRATER、EPS,ISIS、RICH和GEOBENCH等,方法主要分三類:遞歸反演、稀疏脈沖反演、基于模型反演。Jason技術(shù)的主要原理是:(1)通過最大似然反褶積求得一個具有稀疏特性的反射系數(shù)序列;(2)通過最大似然反演導(dǎo)出寬帶波阻抗。該方法的主要優(yōu)點是能獲得寬頻帶的反射系數(shù),是一種基于模型的反演,具有多種建模方法,對所建模型進(jìn)行比較分析,并使地質(zhì)模型更趨合理,反演結(jié)果更加真實可靠。2層預(yù)測條件分析研究綜合運用地震、地質(zhì)、測井等資料,定量預(yù)測儲層的空間幾何形態(tài)及參數(shù)在空間的分布特征。儲層預(yù)測的關(guān)鍵是波阻抗反演,而反演效果的好壞直接依賴于兩個條件,其一是地震資料的品質(zhì)及保真度,這一點決定了反演結(jié)果的可信度,其二是鉆井的巖電特征,這一點決定了阻抗剖面上儲集層與上下圍巖的關(guān)系及分辨能力。預(yù)測中仍使用Jason地層反演系統(tǒng),主要采用CSSI方法,流程如下:2.1測井資料標(biāo)準(zhǔn)化工區(qū)內(nèi)有39口井,反演選用綜合測井井段長的探井作為模型,其它探井作為驗證井。由于測井資料是在不同的時間和條件下利用不同的儀器進(jìn)行測量的,因此存在隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。為了減少或消除這些誤差,必須對測井資料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,主要包括環(huán)境校正、深度校正和刻度校正等。測井資料的標(biāo)準(zhǔn)化實際上是刻度標(biāo)準(zhǔn)化,其過程就是選擇分布穩(wěn)定的巖性,作為測井刻度的兩個點。其依據(jù)是具有相同沉積環(huán)境的沉積物,巖性、電性大致相同。因此同一研究區(qū)不同井的同類測井曲線對同一標(biāo)準(zhǔn)層段的測井響應(yīng)是相似的。實際操作是選取研究區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定的泥巖段作為標(biāo)準(zhǔn)層段進(jìn)行測井資料的標(biāo)準(zhǔn)化。研究區(qū)主要儲層為東營組東二段和東三上、下段;沙河街組沙一上、下段,而沙河街組沙一段下有50～70m厚層泥巖段,全區(qū)穩(wěn)定分布,選取該泥巖段作為本區(qū)標(biāo)準(zhǔn)層。2.2井旁道相波的變化子波的提取是反演的關(guān)鍵步驟。首先利用地震資料和井資料提取子波的振幅譜和相位譜,然后利用振幅譜和相位譜的信息合成一個理論雷克子波。用理論子波合成的記錄進(jìn)行層位標(biāo)定。若標(biāo)定不符時,需重新修改時深關(guān)系和提取子波,用新的子波制作合成記錄,重新修正井的時深關(guān)系。如此反復(fù),直至得到相位振幅譜變化穩(wěn)定的子波,同時得到與井旁道相關(guān)性最好的合成記錄。由于是多井反演,同一個工區(qū)地震資料的相位在時間和空間上的變化是不會太大的。根據(jù)此原則,如果子波的變化太大,則認(rèn)為所提取的子波不合理。子波長度根據(jù)資料的信噪比、頻率特征等因素,通過反復(fù)試驗來確定。提取子波時要注意子波長度不要太長,一般為100ms左右,子波時窗不能太小,至少是子波長度的3倍以上,以目的層段提取最佳。子波與多口井?dāng)M合較好的子波更可靠子波形狀規(guī)則、旁瓣小,最后將多口井的子波進(jìn)行比較,剔除不諧調(diào)的子波后求取一個平均子波參與以后的計算。2.3合成記錄的制作地震-地質(zhì)層位標(biāo)定是地震解釋和反演的基礎(chǔ)。合成地震記錄是把地震資料和測井資料結(jié)合在一起,其目的是利用測井資料的高分辨率精確標(biāo)定各巖性界面在地震剖面上的反射位置。層位標(biāo)定的正確與否以及子波的好壞是波阻抗反演效果好壞的關(guān)鍵,因此在Jason反演中,尤其重視合成記錄的制作質(zhì)量。在標(biāo)定的過程中,要充分利用測井曲線和地質(zhì)認(rèn)識,對個別井進(jìn)行改造,以達(dá)到最大限度的對應(yīng);同時對目的層的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行分析,使相關(guān)系數(shù)大于70%。按標(biāo)定后的時深關(guān)系進(jìn)行時深換,同時對各井的時深關(guān)系曲線進(jìn)行了交匯對比以便取得研究區(qū)正確的時深轉(zhuǎn)換關(guān)系。根據(jù)鉆井地質(zhì)分層,利用測井井旁地震子波并參考研究區(qū)速度,制作井的合成地震記錄。必須保證合成記錄與地震數(shù)據(jù)的最大匹配,使剩余值最小。用多條連井剖面進(jìn)行檢測,直到標(biāo)志層與井分層吻合好,修改完善低頻模型的創(chuàng)建才算完畢。在本次研究中,對39口井進(jìn)行了合成記錄,w1井的合成記錄如圖2。2.4地震解釋層的初始模型EarthMod是Jason反演軟件最基本的一個模塊,其主要功能是充分利用地震、測井和地質(zhì)資料,從地震資料出發(fā),以測井資料和鉆井?dāng)?shù)據(jù)為基礎(chǔ),建立基本反映沉積體地質(zhì)特征的初始模型。根據(jù)地震解釋層位和斷層,按沉積規(guī)律在大層之間內(nèi)插出很多小層,建立一個地質(zhì)框架結(jié)構(gòu),在這個地質(zhì)框架的控制下,根據(jù)一定的插值方式對測井?dāng)?shù)據(jù)沿層進(jìn)行內(nèi)插和外推,產(chǎn)生一個平滑、閉合的實體模型。初始模型的橫向分辨率取決于地震解釋的精細(xì)度,縱向分辨率則受測井、地震采樣率的限制,為了能更多地保留測井的高頻信息,反映薄層的變化細(xì)節(jié),通常要對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行加密采樣(1-2ms采樣率),反演的原剖面即為2ms采樣,圖3即為本次所建立的初始模型剖面。2.5lampda值反演約束稀疏脈沖反演的結(jié)果好壞決定于反射系數(shù)的稀疏和合成記錄與原始地震道的殘差大小。這兩者互相矛盾,即迭代次數(shù)Lambda值小,強(qiáng)調(diào)了稀疏性,反演的剖面細(xì)節(jié)少,分辨率低,殘差大。但是Lambda值太大,過分強(qiáng)調(diào)了地震殘差最小,一味地使合成記錄與原始地震道吻合,結(jié)果使一些噪音也加到了反演剖面中。同時由于忽略了反射系數(shù)的稀疏,即忽略了波阻抗變化的低頻背景。因此在反演中選擇了曲線收斂的Lambda值為13比較合理,拓寬了反演剖面頻譜提高了分辨率。圖6即為反演所得到的帶限反演結(jié)果,實際上就是一個相對的阻抗剖面,與實際地震剖面具有很大的相似性。圖7則為絕對阻抗剖面,圖中的高阻抗與砂巖的發(fā)育相對應(yīng),從阻抗剖面圖中就可以很直觀地看出地層中儲層的發(fā)育情況。3砂體分布的橫向連續(xù)性從連井波阻抗反演剖面可以看出:該區(qū)鹽巖與砂巖在波阻抗剖面上的阻抗值比較接近。結(jié)合地質(zhì)對比剖面,該區(qū)發(fā)育的四大套砂巖在阻抗剖面上的反映還是非常清楚的。另從砂體分布的橫向連續(xù)性看,總體上從下往上逐漸變差。地震反演結(jié)果表明,各套砂層的橫向連續(xù)范圍明顯較井資料對比分析的分布范圍要大一些,但砂體的形態(tài)特征基本一致。說明本次反演結(jié)果可以對本區(qū)的儲層空間分布具有一定的指導(dǎo)意義。通過分層阻抗屬性的提取,可以揭示出各層砂體的分布范圍,可為下步滾動勘探提供重要的依據(jù)。4地震反演與測井校正通過Jason反演技術(shù)的應(yīng)用,霸縣凹陷文安城東地區(qū)進(jìn)行儲層的橫向分布預(yù)測,其主要是針對該區(qū)主要的砂層發(fā)育段進(jìn)行,根據(jù)工區(qū)油層組波阻抗平面圖與鉆井統(tǒng)計的砂巖等厚圖的對比,總體上砂體走向與波阻抗的高值區(qū)比較一致,構(gòu)造西翼有一河道間分隔,構(gòu)造頂部和兩側(cè)近洼陷部位,砂體都非常發(fā)育,與地質(zhì)認(rèn)識基本一致。這些說明了Jason在儲層預(yù)測中有著重要的作用。但多解性是基于模型地震反演的固有特性,只有進(jìn)行多