龔琴 潘仁芳 金吉能 馬玉

(1.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室，武漢 430100;2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430100;3.中石化河南油田分公司石油物探技術(shù)研究院，鄭州 450046)

隨著油氣勘探研究的不斷深入，油氣勘探由構(gòu)造勘探逐漸轉(zhuǎn)入巖性油氣藏勘探階段，疊前反演作為開展巖性勘探的有效手段正逐漸替代常規(guī)的疊后反演，成為油氣儲層預(yù)測中不可缺少的技術(shù)［1］。疊前同步反演以Zoeppritz方程和不同巖性條件下物性參數(shù)的異常變化為基礎(chǔ)，對CRP道集進行反演，求取巖性和含油氣性相關(guān)的敏感彈性參數(shù)數(shù)據(jù)體。該方法是目前油氣勘探中實際應(yīng)用效果最好的疊前反演技術(shù)之一［2］。

1 工區(qū)概況

建南地區(qū)位于四川盆地的東南部，工區(qū)為鄂西渝東地區(qū)的建南構(gòu)造，區(qū)域構(gòu)造上屬于四川盆地東緣的上揚子川東褶皺帶，夾于齊岳山和方斗山復(fù)背斜之間，工區(qū)平面區(qū)域位于鄂西渝東的石柱復(fù)向斜上。

據(jù)前期勘探［3］可知，建南地區(qū)須家河組形成于晚三疊世，由于其儲集性能較好，是四川盆地最具有勘探潛力的層系之一。須家河組砂體大面積分布，非均質(zhì)性強、致密化程度高，主要為低孔、特低滲儲層，薄層普遍發(fā)育，優(yōu)質(zhì)砂巖、低孔儲層及裂縫預(yù)測是制約該區(qū)商業(yè)開采的重要因素。因此，本文研究的目的是通過對目標區(qū)儲層的認識，采用疊前地震同步反演的方法來直接預(yù)測油氣分布。

2 巖石物理分析

儲層巖石物理分析作為儲層特征與地震屬性的橋梁，是儲層和流體預(yù)測可行性分析的重要環(huán)節(jié)。通過分析儲層的測井響應(yīng)特征，尋找到能將儲層與非儲層區(qū)分開的敏感參數(shù)，然后從地震數(shù)據(jù)體中提取相應(yīng)的敏感屬性，明確巖性及含氣性與地震屬性之間的關(guān)系，從而得到對儲層和流體的有效預(yù)測。

2.1 測井曲線特征分析

采用經(jīng)驗公式法［5］對工區(qū)內(nèi)沒有橫波資料的井進行橫波估算，為后續(xù)巖石物理分析及疊前同步反演提供可靠的橫波資料。通過研究密度和縱橫波速度的變化特征來分析儲層巖性、物性和含氣性狀況是測井響應(yīng)特征分析的核心內(nèi)容，儲層段具有低自然伽馬、較高孔隙度和較低的泥質(zhì)含量的巖石物性特征，其響應(yīng)特征表現(xiàn)為密度、縱波速度、縱波阻抗和橫波速度相對較低。

為了進一步分析研究區(qū)的儲層測井響應(yīng)特征，選取工區(qū)內(nèi)的建35-2井對目的層段內(nèi)的自然伽馬、孔隙度、密度、縱波速度及橫波速度等巖石物理曲線進行分巖性統(tǒng)計。

根據(jù)圖1—圖4可知:在自然伽馬直方圖中砂泥巖基本能夠分開;在孔隙度直方圖中砂泥巖完全能夠分開;在密度直方圖中砂泥巖不容易分開;在縱波速度直方圖中砂泥巖容易分開，但是差異較小。因此這里選用孔隙度作為交會分析時的樣點變量。

圖1 建35-2井自然伽馬直方圖

圖2 建35-2井孔隙度直方圖

圖3 建35-2井密度直方圖

圖4 建35-2井縱波速度直方圖

2.2 敏感彈性參數(shù)交會分析

敏感彈性參數(shù)交會分析是進行疊前反演的基礎(chǔ)，通過各種測井曲線和彈性參數(shù)交會分析，區(qū)分油氣與水層地震—測井響應(yīng)特征，將本區(qū)巖性、物性和流體敏感參數(shù)結(jié)合，進而確定疊前同步反演對評價儲層巖性、物性及檢測油氣的作用。

儲層與非儲層的縱波阻抗和Vp/Vs屬性交會圖如圖5所示。在砂巖儲層含氣時，縱波阻抗和縱橫波速度比都明顯降低，因而可將兩者進行交會分析來觀察兩者組合能否有效地劃分儲層與非儲層。工區(qū)內(nèi)儲層與非儲層在交匯圖上表現(xiàn)為明顯的反比例關(guān)系，圖中樣點為孔隙度，隨著孔隙度的增大，儲層與非儲層段的樣點呈明顯分離的趨勢，縱波阻抗與縱橫波速度較低。因此可確定儲層的最佳敏感彈性參數(shù)為縱波阻抗和縱橫波速度比。

圖5 儲層與非儲層的縱波阻抗和Vp/Vs屬性交會圖

3 疊前同步反演

在疊前同步反演之前對地震道集進行了超道集處理，進一步壓制了隨機噪聲，提高了信噪比，由于超道集上地震道集是按偏移距從小到大排列的，不能用于AVO疊前同步反演，因而需要將超道集的偏移距重新采樣，經(jīng)過角度轉(zhuǎn)換得到角度道集，從而達到疊前反演資料的要求。

3.1 疊前同步反演的關(guān)鍵步驟及參數(shù)選擇

3.1.1 分角度子波提取

因為確定性反演本質(zhì)就是要去除子波，以得到相應(yīng)的波阻抗信息，子波是測井信息與地震數(shù)據(jù)體之間的紐帶。加之疊前反演還需要考慮子波在不同角度的差異，需要分別提取不同角度上的子波，本次研究的疊前道集數(shù)據(jù)體的有效角度范圍為0°～30°，提取了3個角度范圍的子波，分別為近角度(0°～10°)、中角度(11°～20°)和遠角度(21°～30°)。

3.1.2 建立低頻模型

疊前同步反演需要建立縱波、橫波速度及密度的低頻模型。低頻模型對反演過程起著初始控制作用，為了得到一個高質(zhì)量的低頻模型，需要有足夠多經(jīng)過一致性處理后的井參與。因此，在研究區(qū)選擇了6口經(jīng)過井眼校正、井一致性較好和橫波估算的井，創(chuàng)建低頻模型。

3.1.3 泥巖背景參數(shù)的設(shè)置

由疊前同步反演原理［6］可知，為提高疊前同步反演的精度，在反演過程中需要設(shè)置的重要參數(shù)就是泥巖段的縱波阻抗/橫波阻抗以及縱波阻抗/密度的背景趨勢線，提取與該背景趨勢相對偏離的點是儲層段，以此達到對儲層進行有效預(yù)測。研究區(qū)內(nèi)縱波阻抗、橫波阻抗和密度的泥巖背景關(guān)系式為:

為了更有效方便地展示儲層的展布特征，可以融合縱波阻抗和縱橫波速度比Vp/Vs屬性生成一個新的屬性。根據(jù)圖5中樣點隨孔隙度的分布用一條斜線將儲層與非儲層劃分開，通過斜線的線性關(guān)系將縱波阻抗轉(zhuǎn)換成一個Vp/Vs的門檻值，與經(jīng)過疊前反演生成的Vp/Vs1數(shù)據(jù)體相減，兩者之間的差值可當成儲層樣點的分布。上述方法中前者的單屬性參數(shù)和后者的門檻差值，可用來預(yù)測儲層分布，這里將其命名為儲層因子(RLI)。根據(jù)統(tǒng)計分析，將砂巖儲層與非儲層的孔隙度分界確定為3%，且兩者交會分界線的線性關(guān)系為:

而儲層因子(RLI)可寫為:

在式(4)中，ABS表示取正值函數(shù)，即實際值與門檻值的差值有正負之分，此處正值代表儲層分布范圍。

3.2 反演效果分析

利用儲層因子屬性體進行儲層砂體展布預(yù)測的研究，可對預(yù)測的儲層因子屬性體提取各目的層段的均方根振幅(RMS amplitude)，再與構(gòu)造等高圖疊合，并結(jié)合沉積展布特征來圈定出有利含氣砂體展布范圍，為綜合評價分析提供依據(jù)。

建9井、建26井、新店1井及太1井儲層指示因子屬性剖面如圖6所示，在儲層指示因子剖面上高值區(qū)域代表儲層發(fā)育區(qū)域，井點處投影的測井曲線為巖性指示曲線，其相對高值為含氣儲層發(fā)育好的地方。從圖中看出，建9井在須六段953～969 m處的測井解釋為含氣層，新店1井在須四段1 319.6～1 377.6 m處的測井解釋為含氣層，巖性指示曲線為高值。井震對比可知儲層指示因子剖面與測井解釋結(jié)果一致。

圖6 建9井、建26井、新店1井及太1井儲層指示因子屬性剖面

在儲層指示因子剖面分析的基礎(chǔ)上，還提取了須四段的沿層屬性切片，與構(gòu)造圖疊合并結(jié)合本區(qū)目的層段的沉積特征來分析儲層平面分布特征，圈定儲層含氣分布的邊界范圍。須四段上、中、下3個亞段儲層含氣平面分布圖如圖7所示，新店1井和建34井在須四段測井解釋結(jié)果為氣層，儲層指示因子屬性與測井解釋結(jié)果吻合度較高。

圖7 須四段上、中、下3個亞段儲層含氣平面分布圖

4 結(jié)論

(1)在反演之前作了縱向分辨率分析，了解反演結(jié)果的尺度大小;在反演過程中提取了近、中、遠3個范圍的子波來參與反演，提高反演精度。

(2)利用儲層敏感參數(shù)對縱波阻抗Zp與縱橫波速度比Vp/Vs的分界線線性關(guān)系估算，構(gòu)建了一個能有效指示儲層的儲層指示因子屬性，達到實現(xiàn)單屬性儲層預(yù)測的目的。

(3)對儲層指示因子屬性連井剖面和平面圖分析可知，井點處周圍的儲層指示因子顯示與測井解釋結(jié)果吻合較好。此外，從屬性平面圖上可清晰識別出須六段和須四段的儲層分布，圈定出儲層分布的邊界范圍。

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