王愛(ài)霞

（中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程公司地質(zhì)研究院，遼寧盤錦 124010）

地震反演技術(shù)一直是地震勘探中的一項(xiàng)核心技術(shù)，其目的是用地震反射資料，反推地下的波阻抗或速度的分布，估算儲(chǔ)層參數(shù)，并進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和油藏描述，為油氣勘探開(kāi)發(fā)提供可靠的基礎(chǔ)資料。大量的應(yīng)用實(shí)例表明［1－4］，地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量、地質(zhì)模型的準(zhǔn)確度、反演參數(shù)的選取精度和解釋層位及測(cè)井外推趨勢(shì)的控制等與反演結(jié)果密切相關(guān)。波阻抗反演是利用地震資料反演地層波阻抗（或速度）的地震特殊解釋技術(shù)，波阻抗與地震資料是因果關(guān)系，波阻抗具有明確的物理意義，是儲(chǔ)層巖性預(yù)測(cè)、油藏特征描述的確定性方法。反演提高了常規(guī)地震分辨率，并不同程度地改善了儲(chǔ)層參數(shù)的研究條件，它能獲得優(yōu)化的數(shù)據(jù)體，提高對(duì)資源的評(píng)價(jià)能力，更好地為油田開(kāi)發(fā)研究提供有利目標(biāo)區(qū)。

1 區(qū)域概況及存在問(wèn)題

Mimosa油田呈“紡錘狀”近東西向展布，Bonger盆地是中非裂谷系眾多盆地之一。盆地基底為前寒武系，沉積蓋層為白堊系和古近系、新近系，沉積厚度大于7000 m。盆地性質(zhì)為陸內(nèi)裂谷盆地，主要發(fā)育塹－壘構(gòu)造、反向斷塊構(gòu)造、擠壓反轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造等，構(gòu)造樣式復(fù)雜。盆地劃分為兩個(gè)坳陷、一個(gè)隆起。北部坳陷進(jìn)一步劃分為8個(gè)構(gòu)造帶。下白堊統(tǒng)Ronier組和Mimosa組發(fā)現(xiàn)了兩套油層。研究區(qū)Mimosa組沉積時(shí)期主要發(fā)育湖泊相和辮狀河三角洲相沉積，以辮狀河三角洲前緣和半深湖亞相為主。

在實(shí)際地震資料反演過(guò)程中，由于油田面積大，構(gòu)造復(fù)雜，及受地震資料限制等，波阻抗反演存在以下問(wèn)題：油田兩塊三維地震資料方位角和道間距不同，無(wú)法進(jìn)行連片反演，同時(shí)兩塊反演數(shù)據(jù)體無(wú)法整合到相同的波阻抗量綱；完鉆井少，有聲波時(shí)差資料的完鉆井29口，井位分布不均，平面上缺乏很好的控制；三維地震資料分辨率相對(duì)較低，主頻為25 Hz，采樣率是2 ms，且目的儲(chǔ)層相對(duì)較薄，儲(chǔ)層非均質(zhì)強(qiáng)，砂泥巖分異性差，一般儲(chǔ)層厚度為1～4 m，縱向上單層預(yù)測(cè)難度很大；斷層發(fā)育，構(gòu)造復(fù)雜，部分目的層段反射信噪比低，構(gòu)造解釋的多解性強(qiáng)，難以建立精準(zhǔn)的構(gòu)造及地層模型，會(huì)影響反演的橫向預(yù)測(cè)效果；下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層成巖史復(fù)雜，淺層和深層的絕對(duì)波阻抗差異大，整體反演會(huì)掩蓋淺層的儲(chǔ)層反映。

2 儲(chǔ)層反演方法優(yōu)選及技術(shù)措施

針對(duì)Mimosa油田復(fù)雜的地質(zhì)條件和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中存在的諸多問(wèn)題，對(duì)儲(chǔ)層反演方法進(jìn)行了優(yōu)選［5－9］，并對(duì)相關(guān)問(wèn)題提出了對(duì)應(yīng)的技術(shù)措施。

采用Jason反演軟件進(jìn)行疊后反演和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。在井控能力弱的區(qū)域采用InverTrace約束（稀疏脈沖反演），而在井?dāng)?shù)量相對(duì)較多時(shí)采用基于對(duì)井點(diǎn)統(tǒng)計(jì)求取地質(zhì)模型的StadMod（巖性指示模擬反演）。其中InverTrace 是在精細(xì)的合成地震記錄標(biāo)定的基礎(chǔ)上，利用地質(zhì)框架作為約束，將井點(diǎn)的波阻抗曲線內(nèi)插得到初始模型體，然后利用初始模型產(chǎn)生合成地震記錄道，與地震數(shù)據(jù)比較，當(dāng)它們兩個(gè)之間殘差達(dá)到最小時(shí)，所得到的波阻抗體就是反演結(jié)果。其主要優(yōu)點(diǎn)是最大限度地利用了地震信息，保證了反演結(jié)果與地震有較好的相似性和真實(shí)性。同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況，本次反演過(guò)程中主要采用以下針對(duì)性措施。

2.1 分目的層系逐級(jí)約束多輪次反演

在兩個(gè)完整的三維工區(qū)，對(duì)Mimosa、Cailcedral及Ronier、Kubla組進(jìn)行兩套反演，同時(shí)完成了以含油目的層為對(duì)象的反演，這樣突出了目標(biāo)儲(chǔ)層的成像效果。采用了逐級(jí)增加解釋層位約束的方法，在整體反演時(shí)，采用組級(jí)地層反射界面約束；在油田區(qū)塊反演時(shí)，采用油層組和主力油層頂界面加以約束，雖然增加工作量，但提高了地質(zhì)模型的精度，反演的效果會(huì)得到明顯改善。用專業(yè)測(cè)井解釋軟件對(duì)聲波測(cè)井進(jìn)行了歸一化處理［10］，同時(shí)對(duì)三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行重新加密采樣，最后加密到0.5 ms，增加逐道外推反演算法的進(jìn)程，達(dá)到提高反演數(shù)據(jù)體分辨率的結(jié)果。

2.2 空變子波提取

在低頻模型創(chuàng)建之后，層位標(biāo)定的好壞直接影響到子波的反演結(jié)果，而子波的正確性又對(duì)層位的準(zhǔn)確標(biāo)定具有重大影響，正因?yàn)樗鼈冎g的相互制約，只有通過(guò)子波反演和層位標(biāo)定交互迭代獲取最佳標(biāo)定和最佳子波。判斷最佳標(biāo)定與最優(yōu)子波的根據(jù)是使井旁實(shí)際地震記錄與合成地震記錄之間的相關(guān)具有最大的主峰值以及主峰值與次峰值之比應(yīng)盡可能大。由于地震子波是非零相位，不同層段的子波是有差別的，為了使合成地震記錄波形與地震資料波形有最好的相關(guān)性，盡量減小反演的殘差。本次研究針對(duì)目的層段Mimosa組油層和Cailcedral組油層，對(duì)各井分段分別提取子波進(jìn)行精細(xì)標(biāo)定，構(gòu)建空變子波體進(jìn)行精細(xì)反演，從而解決了平均子波反演同相軸空間變化小、波形呆板、模型化重和分辨率差等問(wèn)題。

2.3 建立多層約束精細(xì)地質(zhì)模型

使用EarthMod模塊建立初始模型，即充分利用地震、測(cè)井和地質(zhì)資料，以測(cè)井資料和地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，建立反映沉積體地質(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)插出小層，建立地質(zhì)框架結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)一定的插值方式在空間上進(jìn)行測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)沿層內(nèi)插、外推，產(chǎn)生一個(gè)平滑、閉合的實(shí)體模型。為得到精細(xì)地質(zhì)模型，需要增加大量的層位解釋，采用Natural Neighbour插值算法建立地質(zhì)框架，并生成初始阻抗模型。

2.4 InverTrace中的趨勢(shì)線約束和λ值的選取技術(shù)

InverTrace主要是基于地震信息，但由于地震信息的頻帶不夠?qū)?，為提高分辨率，高頻段可以利用井資料進(jìn)行補(bǔ)充，為此目的層段處井的趨勢(shì)線需要做到精細(xì)。因本次解釋層段多，直接采用解釋層位結(jié)果約束編輯趨勢(shì)線，很好解決了該題，保證了趨勢(shì)約束更加細(xì)致、可靠。反射系數(shù)的稀疏和合成地震記錄與原始地震道的殘差大小決定了約束稀疏脈沖反演的結(jié)果好壞［11－12］，而這兩者又互相矛盾，即迭代次數(shù)λ值小，強(qiáng)調(diào)了稀疏性，反演結(jié)果細(xì)節(jié)少，分辨率低，殘差大；但是λ值如果太大，過(guò)分強(qiáng)調(diào)了地震殘差最小，只考慮使合成地震記錄與原始地震道吻合，結(jié)果會(huì)使更多的噪音也加到了反演結(jié)果中，同時(shí)由于忽略了反射系數(shù)的稀疏，也會(huì)忽略了波阻抗變化的低頻背景。在保證信噪比并考慮井相關(guān)的情況下，通過(guò)多次試驗(yàn)確定本區(qū)所采用的Lamda值為10.6，既拓寬了反演剖面的頻譜，也保證了反演的分辨率。

3 儲(chǔ)層反演效果及應(yīng)用

3.1 反演效果

反演資料和原始的地震資料相比，反射波形態(tài)自然，既保留了地震數(shù)據(jù)的地質(zhì)內(nèi)涵，同時(shí)又提高了分辨率（圖1）；分塊、分層系、多層精細(xì)地震解釋所建立的地質(zhì)模型有利于提高反演的縱橫向分辨率（圖2），圖2中間為小區(qū)塊多層系約束反演成果剖面。

圖1 Mimosa油田反演試驗(yàn)前后資料對(duì)比

該反演成果與井對(duì)比效果好、縱向分辨率高，橫向變化關(guān)系清楚。由圖3可以看出：Prosopis 1井鉆遇的Mimosa組油層在井點(diǎn)位置均可以得到準(zhǔn)確的標(biāo)定和分辨，其中88號(hào)層測(cè)井解釋砂巖厚度4 m，在剖面上形態(tài)清楚地反映出來(lái)，87號(hào)層厚度5.4 m，在反演剖面上形態(tài)更清晰。說(shuō)明最高分辨率可達(dá)到分辨4 m左右的砂體。

圖2 Mimosa油田反演試驗(yàn)的效果對(duì)比（中間為小區(qū)塊反演結(jié)果）

圖3 P3－PC1井聯(lián)井波阻抗反演剖面

3.2 儲(chǔ)層反演成果應(yīng)用

測(cè)井約束反演的最終目的是為了認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層在空間上的分布規(guī)律。通常應(yīng)用測(cè)井約束反演資料結(jié)合沉積相、地震屬性等資料繪制砂巖等厚圖，應(yīng)用于井位部署以及精細(xì)的沉積相研究中，這里以Mimosa油田MⅠ3儲(chǔ)層為例加以說(shuō)明。

通常軟件提供了多種提取阻抗數(shù)據(jù)體屬性的方法，為了對(duì)儲(chǔ)層的平面分布進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，先通過(guò)對(duì)測(cè)井資料的交會(huì)解釋，得出砂巖門檻值，然后以反演數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在地震解釋層位的控制下，把解釋的砂巖門檻值作為約束條件，應(yīng)用程序在反演的數(shù)據(jù)體上計(jì)算出砂體的樣點(diǎn)數(shù)；再然后由平均速度場(chǎng)求得每一砂層所對(duì)應(yīng)的層速度；將每層的樣點(diǎn)數(shù)乘以對(duì)應(yīng)的速度值就得到了砂體厚度數(shù)據(jù)，輸出地震預(yù)測(cè)儲(chǔ)層厚度的初始值；最后利用雙狐軟件重新網(wǎng)格化，并用測(cè)井解釋儲(chǔ)層厚度進(jìn)行校正，得到各地層單元的儲(chǔ)層厚度圖。

通過(guò)比較儲(chǔ)層阻抗厚度圖和采用井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行校正了的儲(chǔ)層厚度圖，儲(chǔ)層的分布趨勢(shì)基本完全一致，說(shuō)明儲(chǔ)層厚度圖的編制方法比較合理。

4 結(jié)論

地震反演的效果取決于地震資料的品質(zhì)與地質(zhì)模型建立的準(zhǔn)確度，而模型建立的準(zhǔn)確程度又與地震層位、斷層的精細(xì)解釋緊密相關(guān)。在反演時(shí)，應(yīng)有效地增加測(cè)井外推控制層位，文中采用目的層系逐級(jí)約束多輪次反演取得良好效果。

由于多方面因素的影響，地震反演技術(shù)存在不適定性和多解性，應(yīng)根據(jù)區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造沉積特征選用適合的反演軟件和反演方法及適合的算法。本文選取合理趨勢(shì)線約束和合理λ值的選取技術(shù)，拓寬了反演剖面的頻譜，也保證了反演的分辨率。

在反演過(guò)程中，需要全面細(xì)致地實(shí)施好每一個(gè)細(xì)節(jié)步驟，對(duì)比各種方法，反復(fù)核對(duì)校正，充分利用井資料提供的信息，確保反演前和反演后資料準(zhǔn)確性，以期更加符合地質(zhì)規(guī)律和認(rèn)識(shí)，去偽存真，尋求到區(qū)域主力目的層。

［1］李慶忠.論地震約束反演的策略［J］.石油地球物理勘探，1998，33（4）：423－438.

［2］彭傳圣，王永詩(shī)，常國(guó)貞，等.羅家地區(qū)砂礫巖儲(chǔ)集層地球物理預(yù)測(cè)技術(shù)［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2001，8（2）：36－38.

［3］寧松華，張亞敏.斷塊油田儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)方法［J］.斷塊油氣田，1997，4（3）：12－14.

［4］趙國(guó)良，穆龍新，計(jì)智鋒，等.蘇丹 M盆地P油田退積型辮狀三角洲沉積體系儲(chǔ)集層綜合預(yù)測(cè)［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2005，32（6）：125－128.

［5］曹統(tǒng)仁.地震資料解釋與儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)［J］.西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1997，19（4）：20－26.

［6］劉全新.俄羅斯地球物理勘探前沿技術(shù)文集［C］.北京：石油工業(yè)出版社，2000：203－208.

［7］孫家振，李蘭斌.多信息儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和油氣判別［M］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1997：23－30.

［8］黃捍東，賀振華，劉洪昌，等.測(cè)井－構(gòu)造約束地震資料目標(biāo)反演［J］.石油地球物理勘探，1999，34（5）：595－600.

［9］于建國(guó)，韓文功，王金鐸.陸相斷陷盆地砂巖儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002：25－27.

［10］張學(xué)芳，董月昌，慎國(guó)強(qiáng)，等.曲線重構(gòu)技術(shù)在測(cè)井約束反演中的應(yīng)用［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2005，32（3）：70－72.

［11］范禎祥，鄭仙種，范書(shū)蕊，等.利用地震測(cè)井資料聯(lián)合反演儲(chǔ)層物性參數(shù)［J］.石油地球物理勘探，1998，33（1）：38－53.

［12］何又雄，姚姚.基于參考道的巖性識(shí)別與巖性剖面非線性反演［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2005，32（3）：61－63.