陳 東

(中國石化勝利油田分公司 東勝精攻石油開發(fā)集團(tuán)股份有限公司,山東 東營 257000)

近年來,針對(duì)薄砂體儲(chǔ)層預(yù)測問題,發(fā)展了能利用較多信息的很多方法,如:Jason稀疏脈沖反演、EPS基于模型的地震反演、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)反演、指示波形反演[1-4]等。其中,應(yīng)用稀疏脈沖和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演方法開展了薄砂體儲(chǔ)層預(yù)測工作,取得了較好的效果[5-7]。稀疏脈沖和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)兩種反演技術(shù)聯(lián)合可以有效提高儲(chǔ)層預(yù)測精度。橫向上,稀疏脈沖反演結(jié)果比較忠實(shí)于地震,可以用來描述砂體邊界;縱向上地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演分辨率比較高,可以較好的識(shí)別薄層,兩種方法相互結(jié)合,取長補(bǔ)短,進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)砂體的空間展布描述。因此,筆者在利用東風(fēng)港油田沙四上亞段地震、測井、試油試采及錄井資料的基礎(chǔ)上,充分分析儲(chǔ)層與地震及測井響應(yīng)特征之間的關(guān)系,運(yùn)用稀疏脈沖和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)兩種反演技術(shù),結(jié)合實(shí)鉆井資料進(jìn)行驗(yàn)證對(duì)比,較好地識(shí)別東風(fēng)港油田沙四上亞段薄砂體,提高儲(chǔ)層識(shí)別精度,解決研究區(qū)薄砂體儲(chǔ)層識(shí)別難的問題。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

東風(fēng)港油田位于山東省無棣縣境內(nèi),構(gòu)造上處于濟(jì)陽坳陷車鎮(zhèn)凹陷西部的車西洼陷南部緩坡帶,北部以埕南斷層與埕子口凸起相接,西鄰慶云凸起,南接無棣凸起和義和莊凸起,東部通過套爾河-車3鼻狀構(gòu)造與大王北、郭局子洼陷相連。東風(fēng)港油田沙四上亞段為三角洲前緣亞相,多為砂泥薄互層,儲(chǔ)層巖性主要為細(xì)砂巖,砂巖單層厚度較薄,研究區(qū)單砂體平均厚度為2.6 m,單井平均厚度為9.0 m,其中單層厚度在4 m以下的占70%以上。儲(chǔ)層在地震上表現(xiàn)為短軸、中強(qiáng)振幅特征,橫向連續(xù)性差,與儲(chǔ)層分辨率要求相比,地震資料識(shí)別薄儲(chǔ)層能力差,使用單一的反演技術(shù)很難對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)預(yù)測。

2 稀疏脈沖反演的應(yīng)用及效果

稀疏脈沖反演處理方法的主要特點(diǎn)是基于地震資料,而較少依賴初始估計(jì)模型,較適合少井條件下地震資料的反演處理。由于該技術(shù)本身的特點(diǎn),其處理得到的結(jié)果往往是最簡單的預(yù)測模型,對(duì)較厚的儲(chǔ)層能夠準(zhǔn)確地反映出來,因此在該研究區(qū)首先進(jìn)行了稀疏脈沖反演。

2.1 參數(shù)確定

λ是地震匹配系數(shù),其大小是影響稀疏脈沖反演精度和信噪比的關(guān)鍵因素之一,可以通過調(diào)節(jié)λ來調(diào)節(jié)稀疏脈沖反射系數(shù)的個(gè)數(shù)。λ越高,反射系數(shù)個(gè)數(shù)越多,精度越高,但可能產(chǎn)生過多的隨機(jī)噪聲;反之,反射系數(shù)越少,反演精度可能降低。

針對(duì)研究區(qū)資料特點(diǎn)對(duì)稀疏脈沖反演過程中的λ、子波、頻帶補(bǔ)償、趨勢約束、采樣率、色標(biāo)等多個(gè)敏感參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)調(diào)試和選擇。在保持地質(zhì)特征基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)地震資料的頻帶信息補(bǔ)償,合理提高分辨率,獲得寬頻帶符合地質(zhì)變化規(guī)律的反演結(jié)果,使其更有利于儲(chǔ)層描述。通過QC分析得到了合適的λ和低截頻參數(shù),依靠測井曲線選擇合適的趨勢約束參數(shù),通過殘差分析,當(dāng)λ大于13時(shí),合成記錄與地震數(shù)據(jù)間的誤差變化趨于平穩(wěn),且此時(shí)信噪比比較高,通過對(duì)地震資料頻帶的估計(jì),確定低頻補(bǔ)償區(qū)間為0～10 Hz。

2.2 應(yīng)用效果分析

從反演結(jié)果上看,稀疏脈沖反演更加尊重地震信息,其橫向邊界砂體斷點(diǎn)清晰,但是分辨率有限,對(duì)于砂巖儲(chǔ)層集中段能夠識(shí)別,但對(duì)于沙四上大多數(shù)薄互儲(chǔ)層識(shí)別難度較大。

圖1為過車43-車410井-車408-3井-車252井稀疏脈沖反演剖面,反演結(jié)果對(duì)于砂巖相對(duì)集中段,如車410井在2 650 ms處鉆遇的9.5 m儲(chǔ)層,反演結(jié)果對(duì)應(yīng)性較好,尖滅點(diǎn)清楚。但對(duì)于車43井附近的砂泥薄互層段,該方法識(shí)別難度較大。

圖1 過車43-車410-車252井稀疏脈沖反演剖面

3 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演的應(yīng)用及效果

基于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的隨機(jī)反演是以地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)為理論的隨機(jī)反演方法,其目的是在儲(chǔ)層參數(shù)概率分析條件下,提供一個(gè)或多個(gè)既滿足地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)特征又滿足地震、地質(zhì)和測井信息的概率實(shí)現(xiàn)結(jié)果,其中涉及到的儲(chǔ)層參數(shù)特征是由這些參數(shù)的概率函數(shù)和變差函數(shù)所描述,運(yùn)用的是模擬退火算法,是目前解決橫向非均質(zhì)性很強(qiáng)的巖性油氣藏描述問題的最佳途徑。

3.1 概率函數(shù)和變差函數(shù)

地震約束下的波阻抗隨機(jī)模擬反演的目的是計(jì)算高分辨波阻抗,反演過程中主要對(duì)噪音、子波、采樣率波阻抗概率密度分布函數(shù)和變差函數(shù)、色標(biāo)范圍等重要參數(shù)進(jìn)行大量試驗(yàn)和監(jiān)控,經(jīng)過試驗(yàn),該區(qū)波阻抗體基本呈正態(tài)分布,垂向變差函數(shù)的變程不大,說明數(shù)據(jù)空間相關(guān)性范圍小,反映出儲(chǔ)層薄,變化快的特點(diǎn)。

3.2 反演效果分析及對(duì)比

(1)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演與稀疏脈沖反演結(jié)果對(duì)比。圖2為稀疏脈沖反演與地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演的對(duì)比剖面。從圖2中可以看出,地震反射強(qiáng)軸儲(chǔ)層較厚的層兩種方法反演結(jié)果較一致,但在砂泥巖薄互層發(fā)育地震反應(yīng)不明顯的目的層內(nèi),充分吸收測井信息的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演分辨率明顯高于稀疏脈沖反演分辨率,薄砂體的識(shí)別能力更好。車482井在2 398 ms處薄互層砂體組合厚度為9 m,稀疏脈沖反演只能識(shí)別為一套砂體,而地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演把這一套砂體刻畫成了厚度為3 m和2.8 m的兩套砂體;2 420 ms處的砂體稀疏脈沖反演為一套較厚的砂體,而地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演剔除了其他層的影響,刻畫成了一層3 m厚的單砂體。

(2)反演結(jié)果與驗(yàn)證井對(duì)比分析。圖3為過車272、車272-9和車272-6井反演剖面,其中車272井為參與反演的樣本之一,車272-9、車272-6井作為驗(yàn)證井。車272與車272-9井通過實(shí)鉆井地層對(duì)比分析,鉆遇了同一套油層Es392小層。從反演剖面上看,作為反演參與井的車272井,在Es392小層2 175 ms處的測井曲線與波阻抗曲線吻合較好,并識(shí)別出了6.1 m厚的單砂體,作為驗(yàn)證井的車272-9井反演結(jié)果中該套油層展布合理,尖滅點(diǎn)清楚,反演結(jié)果也能夠與其很好對(duì)應(yīng),儲(chǔ)層預(yù)測5.8 m,實(shí)鉆砂體厚度為6.2 m,反演垂向砂體厚度與鉆井情況吻合,縱向分辨率提高。

圖2 反演剖面

圖3 過車272、車272-9和車272-6井反演剖面

(3)儲(chǔ)層預(yù)測結(jié)果指導(dǎo)完鉆車142-6井。在研究區(qū)沙四上亞段儲(chǔ)層反演與解釋工作的基礎(chǔ)上,部署實(shí)施了車142-6井(圖4),鉆遇Es393小層2 450 ms處7 m/1層,與反演預(yù)測結(jié)果單砂體厚度8 m基本吻合,有效指導(dǎo)了研究區(qū)沙四上亞段的勘探開發(fā)工作。

3.3 預(yù)測砂體厚度誤差分析

對(duì)研究區(qū)各套砂體進(jìn)行描述后,將描述砂體的厚度和測井解釋的厚度進(jìn)行了對(duì)比分析,從表1可以看出兩者的厚度相對(duì)誤差大部分在10%左右,在誤差允許范圍內(nèi),說明該方法能夠適應(yīng)東風(fēng)港油田沙四上亞段儲(chǔ)層的識(shí)別工作。

圖4 過車142-6井南北向反演剖面

表1 測井解釋厚度與描述厚度誤差統(tǒng)計(jì)

4 結(jié) 論

(1)在充分研究儲(chǔ)層與地震及測井響應(yīng)特征基礎(chǔ)之上,運(yùn)用稀疏脈沖和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)兩種反演技術(shù),對(duì)該區(qū)沙四上亞段儲(chǔ)層進(jìn)行反演預(yù)測,與實(shí)鉆井砂體厚度對(duì)比,誤差大部分在10%左右,能夠較好的解決研究區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測的問題。

(2)在稀疏脈沖約束反演的基礎(chǔ)上,針對(duì)目的層進(jìn)行地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演,不僅彌補(bǔ)了稀疏脈沖約束反演受限于原始地震數(shù)據(jù)頻帶而造成垂向分辨率不夠的問題,而且可以充分將地震、測井信息綜合運(yùn)用,對(duì)于預(yù)測薄儲(chǔ)層具有比較大的優(yōu)勢。

(3)較好的反演結(jié)果是建立在準(zhǔn)確的測井資料整理與處理、精確的井震標(biāo)定和可靠參數(shù)的分析基礎(chǔ)之上的,只有基礎(chǔ)資料扎實(shí)了,儲(chǔ)層反演才能取得更好的效果。