夏密麗 楊友運(yùn) 強(qiáng)敏

1．西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院 710065

2.東方地球物理公司研究院長慶分院，陜西 西安 710021

1、 概述

儲層地震預(yù)測主要是利用地震技術(shù)研究儲層特征，主要是研究儲層的巖性預(yù)測、儲層的物性預(yù)測、儲層的形態(tài)預(yù)測以及儲層的含油氣性預(yù)測，進(jìn)而有效識別儲層、油氣圈閉評價、井位選擇、儲量預(yù)測等。針對蘇里格氣田的預(yù)測難點(diǎn)和地質(zhì)特點(diǎn)，明確了以地震資料為基礎(chǔ)，地質(zhì)背景和測井資料為指導(dǎo)，多學(xué)科、多方法相結(jié)合的有效儲層預(yù)測流程。

2、 儲層地震預(yù)測技術(shù)的發(fā)展

地球物理技術(shù)整體上從二維到三維，從疊后到疊前，從聲波到彈性波，從各向同性到各向異性，從單一到多學(xué)科綜合應(yīng)用的總體發(fā)展趨勢。

首先在多次覆蓋技術(shù)與數(shù)字地震技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，地震儲層預(yù)測技術(shù)得到了快速發(fā)展。多次覆蓋技術(shù)的主要優(yōu)勢在于提高地震資料的信噪比，而數(shù)字地震技術(shù)的優(yōu)勢是提高地震記錄的動態(tài)范圍，增強(qiáng)地震記錄的后續(xù)處理能力，這兩種技術(shù)的發(fā)展使地震資料的處理品質(zhì)有了質(zhì)的飛躍，奠定了地震儲層預(yù)測技術(shù)發(fā)展的基石。1963年，Sergeyev和Churlin發(fā)現(xiàn)了油氣直接檢測的四個重要參數(shù)：油氣藏邊界干涉模式、吸收系數(shù)、亮點(diǎn)和平點(diǎn)。1969年，Taper和Cook發(fā)現(xiàn)地層巖性和地層變化在速度譜中有重要體現(xiàn)，可以先從速度譜中獲取識別泥巖段和砂巖段識別信息，然后綜合均方根速度和層速度之間的關(guān)系，進(jìn)行巖性特別是砂地比的預(yù)測。

其次，后來隨著三維地震勘探技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，地震儲層預(yù)測技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。19世紀(jì)70年代，Lindseth和Lavergne利用道積分反演和遞推反演進(jìn)行儲層預(yù)測。20世紀(jì)70年代，Anstey利用砂巖含氣后對波阻抗的影響，提出了利用振幅變化所產(chǎn)生的亮點(diǎn)、暗點(diǎn)現(xiàn)象預(yù)測砂巖的含氣性，從而識別含氣性砂巖。1974年，Gardner指出地震反射系數(shù)的影響因素有很多種，而速度和密度的影響因素除了巖石顆粒形狀和骨架的礦物成分以外，巖石中膠結(jié)物的類型、流體成分，孔隙度和圍壓對速度和密度也有很大的影響，并詳細(xì)討論了巖石中存在的微裂隙所產(chǎn)生的壓力對地層速度的影響。同時，在Anstey的工作基礎(chǔ)上，Turhan Taner提出了復(fù)數(shù)地震道屬性分析法，從而，吸收系數(shù)、瞬時相位、瞬時振幅和瞬時頻率屬性在含油氣性預(yù)測方面得到了更為廣泛的應(yīng)用。

20世紀(jì)80年代，采集處理技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了AVO技術(shù)的研究，疊前地震資料得到了廣泛的應(yīng)用，逐步發(fā)展了利用疊前地震資料識別“亮點(diǎn)”、估算巖性、確定彈性反演參數(shù)。隨后一系列新的反演方法不斷出現(xiàn)，例如，廣義線性反演方法、地震巖性模擬方法、寬帶約束反演方法、蒙特卡羅搜索法、速度反演、模擬退火、遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。

20世紀(jì)90年代，隨著三維地震采集技術(shù)的發(fā)展，三維資料得到了廣泛的應(yīng)用，由三維資料提取的相干數(shù)據(jù)體在識別斷層和檢測地質(zhì)異常體方面有明顯的效果，三維屬性體技術(shù)得到了普遍關(guān)注，如面元屬性體反演、隨機(jī)模擬地震反演等，這些方法實(shí)現(xiàn)了反演與統(tǒng)計(jì)模擬技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使地震、測井和地質(zhì)資料得到了最大限度的利用，使反演結(jié)果既能受到地質(zhì)模型和測井曲線的控制又符合地震反射特征，并能與實(shí)際鉆井信息相吻合，從而提高了儲層分辨率。

2000年以來，多分量技術(shù)在儲層地震預(yù)測中也得到了進(jìn)一步的應(yīng)用，如利用多分量資料進(jìn)行裂縫檢測、改善地震成像、識別巖性和流體等24項(xiàng)應(yīng)用研究。

20世紀(jì)80年代以來，地震儲層預(yù)測技術(shù)逐步發(fā)展成熟，形成了一整套預(yù)測方法，如AVO分析、地震反演和屬性分析等，在巖性識別、物性分析和含油氣性檢測等方面發(fā)揮了重要的作用，在油氣勘探開發(fā)中發(fā)揮著重要的主導(dǎo)作用，隨著使用的增多，這些技術(shù)也將不斷得到改進(jìn)和完善。

3、 儲層地震預(yù)測技術(shù)的研究應(yīng)用

研究方法：針對蘇里格氣田的預(yù)測難點(diǎn)和地質(zhì)特點(diǎn)，明確了以地質(zhì)背景和測井資料為指導(dǎo)，多學(xué)科、多方法相結(jié)合的有效儲層預(yù)測流程。即以地震資料為基礎(chǔ)，通過對蘇里格地區(qū)巖石物理特征進(jìn)行系統(tǒng)的分析，交匯優(yōu)選儲層敏感因子，在AVO分析的基礎(chǔ)上，綜合利用疊前反演、彈性參數(shù)反演、地震屬性等技術(shù)手段，開展儲層預(yù)測和含氣預(yù)測，為油藏預(yù)探、評價井位優(yōu)選提供技術(shù)依據(jù)。研究內(nèi)容具體如下：

（1）地震巖石物理研究

巖石物理是連接地震屬性和儲層參數(shù)的橋梁,是地震儲層預(yù)測的基礎(chǔ)。地震巖石物理是利用地震資料為主，結(jié)合測井資料研究儲層的各種物性參數(shù)，包括縱波、橫波速度、頻率、相位、振幅，阻抗，密度、彈性參數(shù)，吸收系數(shù)及粘滋系數(shù)等。根據(jù)這些地層巖石物理的差異來分辨、識別、預(yù)測巖性，甚至油氣層。

（2）彈性參數(shù)及敏感參數(shù)優(yōu)選

利用已鉆井的測井、巖心資料、鉆井和試油資料，對盒8段有效儲層測井曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，優(yōu)選該區(qū)的儲層及流體敏感因子，將已知井點(diǎn)的彈性參數(shù)進(jìn)行交會分析，尋找儲層的巖石物理特征，用有效的地球物理技術(shù)預(yù)測儲層參數(shù)。

（3）AVO正演模型建立

通過對研究區(qū)域基礎(chǔ)資料收集,包括已有地質(zhì)、鉆井、測井地震資料研究，研究儲層含氣與不含氣時不同的地球物理特征，利用地質(zhì)、井資料建立合理的地震模型行綜合分析，人工合成地震剖面，分析含氣與不含氣時不同的地震波形，分析反射波振幅隨偏移距變化特點(diǎn)，確定符合該工區(qū)的AVO類型。模擬當(dāng)儲層含油氣層時在地震剖面上的響應(yīng)，總結(jié)反射特征，在AVO正演模型指導(dǎo)下，在常規(guī)地震剖面上有效追蹤砂體及汽水識別，本次主要研究P波AVO正演模型。

（4）地震反演

地震反演是在地震正演的基礎(chǔ)上，以地質(zhì)、測井資料作為約束，利用數(shù)學(xué)物理的手段，將地震剖面轉(zhuǎn)換成地質(zhì)剖面、巖性剖面，達(dá)到對地下儲層構(gòu)造形態(tài)、及巖性的研究，通過地震反演，地震反射界面直接轉(zhuǎn)化成了地質(zhì)界面，能夠很好地利用已知鉆井和測井資料，以巖層為單元進(jìn)行儲層研究。

（5）地震屬性提取

地震屬性分析主要研究地震波在不同的巖層中傳播時，波的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征，地震屬性分為幾何屬性和物理屬性兩大類，主要有振幅、頻率、相位、傾角、曲率等，地震屬性的變化與地下地質(zhì)構(gòu)造及巖性密切相關(guān)，當(dāng)巖層上下段地層穩(wěn)定時，通過提取地震屬性，分析研究不同的屬性特征可以很好的研究目的層段（含油氣砂巖段）儲層厚度及含油氣性。

4、 結(jié)語

（1）AVO技術(shù)、疊前同時反演技術(shù)、彈性阻抗技術(shù)和彈性參數(shù)等為代表的疊前地震預(yù)測技術(shù)在該研究區(qū)的運(yùn)用是有效可行的。

（2）疊前地震預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用提高了低滲透氣藏有效儲層預(yù)測的準(zhǔn)確率和勘探成功率。

[1]Castagna J P,Swan H W,Foster D J. Framework for AVO gradientand intercept interpretation[J]. Geophysics,1998,63:948-956.

[2]Marpuardt D.W.. An algorithm for least-squares estimation of noliner inequalities. SLAM JAppl. Math., 11, 1963, 431-441.

[3]Cooke D.A, Schneider W. A.. Generalized liner inversion of reflection seismic data.Geophysics, Vol.48.No.6, 1983, 665-676.

[4]Klaus Mosgaard, Vestergaard. A simulated annealing approach to seismic model optimizationwith sparse prior information.Geophysical Prospecting, Vol.39, 1991, 599-612.

[5]石玉梅. 彈性參數(shù)在巖性油氣藏勘探中的應(yīng)用——以蘇里格氣田為例[J]. 中國石油勘探,2006，(4): 80～84.

[6]楊華,席勝利,魏新善等. 蘇里格地區(qū)天然氣勘探潛力分析[J].天然氣工業(yè),2006,26(12):45-48.

[7]竇偉坦,杜玉斌,于波. 全數(shù)字地震疊前儲層預(yù)測技術(shù)在蘇里格天然氣勘探中的研究與應(yīng)用[J]. 巖性油氣藏,2009,21(4):63-68.

[8]董瑞霞，范曉敏. 致密砂巖氣層綜合識別方法的改進(jìn)[J]. 世界地質(zhì)，2003，22(3)：266-270