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网格参数选取对低幅度构造成图的影响

2012-08-20谷志猛边立恩揣媛媛杨海风中海石油中国有限公司天津分公司天津300452

石油天然气学报 2012年12期
关键词:层位等值线砂体

谷志猛,边立恩,揣媛媛,杨海风 (中海石油 (中国)有限公司天津分公司,天津300452)

低幅度构造又称为小幅度构造、微幅度构造等,是指构造相对平缓、闭合幅度只有10~20m左右的地质体[1]。由于构造幅度较低,在地震资料上表现为反射同相轴平直而变化幅度很小,构造不易识别;在低幅度构造或砂体成图方面,处理不当易产生假构造或假高点,不利于后续的油藏评价与储量计算等方面的工作,因此需要在地震解释软件成图方面慎重处理。

在利用地震解释软件成图过程中,需要涉及到许多相关参数的选择,这些参数的选择是否合理直接决定了构造成图的效果好坏,然而这个问题很少受到重视,往往是盲目依循经验参数,很少考虑经验参数的适用条件。笔者以渤海海域Q构造的新近系明化镇组下段 (NmL)浅水三角洲的构造幅度低、构造面积小的M砂体为例,通过把层位解释成果与其对应生成的网格成果在剖面上对比的方法,分析了网格参数选取对构造成图精度的影响。涉及到的网格参数主要包括网格间距、搜索半径、等值线间隔等。以Landmark地震解释软件的Z-MAP Plus成图模块为平台,基于最小二乘法算法,主要讨论网格间距与搜索半径对构造成图的影响,同时分析等值线间隔对构造成图的影响。

1 网格间距对构造成图的影响

首先介绍一下M砂体的情况。M砂体为渤海海域Q构造A井钻遇的含油砂体,其厚度为11m左右,属于地震反演可分辨厚度范围;在地震反演资料上,砂体井震标定关系良好,有利于砂体描述工作,也为砂体顶面的构造成图提供地震解释基础。测井解释结果为顶气中油底水,油水系统较为复杂,为后续的储量计算工作带来困难和挑战。因此,这就需要为储量计算提供较为精确的砂体顶面构造图,以便得到更为可靠、可信的储量结果。

渤海海域Q构造区的地震解释密度为125m×125m。图1为砂体顶面构造图及对应的地震反演剖面,按照经验参数选择,根据测线密度选取网格间距100m,搜索半径1000m作构造图。图1(b)上,砂体顶面形态基本特征为:左侧靠近浅色断层,砂体顶面解释线上翘,向右趋势逐渐下降,而后又逐渐抬升,直至B点处达到该剖面的最高位置,之后又逐渐呈下降趋势,直至靠近深色断层。图1(b)中A、B、C分别为砂体顶面的3个位置;其中B点是该条地震反演剖面位置最高点,并且A点和C点处于等高位置,其中黑色实线为砂体顶面的解释层位,虚线为生成网格反映到地震反演剖面的层位。构造图并没有真实地反映出砂体顶面的形态变化;在剖面图中可以清晰地看出生成的网格层位已经严重失真,所反映的砂体顶面趋势与真实情况大相径庭。分析其原因认为是网格间距较大造成的,在砂体形态发生变化的地方没有网格节点控制,只是作了简单的平滑插值,造成生成的网格层位与砂体真实形态不符。

图1 砂体顶面构造图及对应的地震反演剖面 (网格间距为100m)

图2为把网格间距换成80m、搜索半径不变得到的构造图。从图2中可以看到构造图仍然没有反映出砂体顶面的形态变化,但是较网格间距为100m的构造图有了变化,靠近浅色断层的砂体顶面上翘已经局部反映出来了,但A、B、C三点的高低位置关系依然没有得到很好的体现;在地震剖面上,网格层位仍然偏离原解释层位,造成构造图不能反映砂体顶面起伏的形态,其原因也是因为网格间距较大,造成网格节点稀疏,在构造起伏变化的地方同样没有节点控制,依然只是做了简单的平滑插值,丢失了一些构造细节信息。

图2 砂体顶面构造图及对应的地震反演剖面 (网格间距为80m)

图3为把网格间距换成50m、搜索半径不变得到的构造图。从图3中可以看出,构造图已经很好地反映出了砂体顶面的形态起伏变化,地震剖面上解释层位与生成的网格层位较符合,且剖面上的解释层位与构造图具有相应关系。

图4为把网格间距换成30m、搜索半径不变得到的构造图。从图4上可以看出,构造图基本反映了砂体顶面的形态变化,但是也出现了一些失真的细节问题,比如图中局部的小圆圈,面积很小,可能是形成的一些假构造或假高点,并且也影响整个构造图的美观。

网格间距参数选择过大,网格节点较为稀疏,会造成网格层位不能展现砂体顶面的真实起伏形态;而网格间距参数选择过小,网格节点过于密集,会造成具体细节过于丰富,形成一些假构造或假高点,同时也影响构造图的美观。

综上所述,在搜索半径不变的情况下,通过改变网格间距的大小对比形成的网格层位与解释层位,最终优选较为合适的网格间距参数,即网格间距范围为不小于解释密度的0.5倍,不大于解释密度的1倍时,通过迭代收敛能够得到较为准确的网格节点值,控制构造的细微变化,并且生成的网格层位与解释层位具有较好的一致性,能够真实地反映砂体顶面的形态起伏变化,勾绘的构造图可以为后续的储量计算工作提供精确的支持。

图3 砂体顶面构造图及对应的地震反演剖面 (网格间距为50m)

2 搜索半径对构造成图的影响

图4 砂体顶面构造图 (网格间距为30m)

除了网格间距参数的选择会影响构造成图之外,搜索半径参数的选择合适与否也对成图有较大影响。由于砂体面积仅限于局部范围,而砂体之外并没有解释层位,即砂体之外并没有数值点,搜索半径取值超出砂体面积范围之外,也不会有砂体之外的数值点参与运算,这一点不同于整个构造工区的构造成图。因此,当搜索半径取值达到一定数值之后,砂体顶面构造图形态基本稳定,即便搜索半径继续增大,也不会对勾绘的构造图产生影响;搜索半径取值过小,则构造上的真实数据点没有全部参与计算,造成部分区域为空值,也影响构造的真实形态。

图5(a)是搜索半径取1000m勾绘的构造图,即与图3中的网格参数选择相同,可以看到构造图与地震反演剖面 (图3)上的构造形态有较好的对应关系;图5(b)是搜索半径取500m勾绘的构造图,与搜索半径1000m时产生的构造图基本没有变化,依然与地震剖面的构造形态具有较好的一致性;图5(c)是搜索半径取200m勾绘的构造图,同样很好地反映了砂体顶面的构造形态;图5(d)是搜索半径取50m时勾绘的构造图,由于搜索半径过小,在局部网格节点的运算过程中,部分数据没有完全参与运算,影响了成图的精度,并造成部分区域是空值,即从构造图上可以看出,部分等值线出现断失、不完整,严重影响了构造图的完整性,并且和上述与地震反演剖面的构造形态较为符合的构造图局部细节形态有所差异,没有很好地反映砂体顶面的真实构造形态。经过反复成图分析,搜索半径的选取应该不小于解释密度1倍大小,勾绘出来的构造图能够真实反映砂体顶面的构造形态。

图5 不同搜索半径勾绘的构造图 (网格间距为50m,等值线间隔为2m)

3 等值线间隔对构造成图的影响

在选择合适的网格间距与搜索半径之后,网格化的过程就完成了,生成的数据网格勾绘成的构造图能够很好地反映构造的真实形态。而下一步就涉及到在成图的过程中如何选择合适的等值线间隔参数,而这个问题将会更加直接影响后续的储量计算工作。

图6中的构造图等值线间隔为5m,可以看出,构造图所反映的形态特征比较简单,等值线比较稀疏,细节部分不够丰富,对比地震反演剖面上的解释层位无法刻画出砂体顶面局部的起伏变化;同样,与同一套网格参数勾绘的2m等值线间隔构造图相比 (即图5(a)所示),无法反映构造的细节变化,不能更细致地反映构造的细节信息。因此,为了更好地完成后续储量计算工作,就需要反映真实细节信息并更加忠实于地震解释结果的2m等值线间隔构造图。

另外,通过2m与5m等值线间隔构造图的储量计算结果 (图7)对比情况来看,由于该砂体揭示的油气水系统较为复杂,最终两者对比结果大相径庭。2m等值线间隔构造图油层面积要大于5m等值线间隔构造图,而气层面积小于5m等值线间隔构造图,计算出的气层与油层结果皆不相同。由于2m等值线间隔构造图更加真实反映了构造形态,最终采用2m等值线间隔勾绘的构造图参与后续的储量计算工作。

图6 等值线间隔为5m的构造图 (网格间距为50m,搜索半径为1000m)

图7 2m与5m等值线间隔构造图的储量计算结果 (网格间距为50m,搜索半径为1000m)

4 结 论

随着勘探程度的不断加深,岩性油气藏勘探成为渤海油田近几年勘探工作的重点。而浅层岩性圈闭幅度普遍较小,构造相对较缓,对构造成图的精度提出了较高的要求[2]。如果在构造成图过程中,计算方法或参数选取不当易产生假构造或假高点,或不能真实反映构造形态,不利于后续的油藏评价与储量计算等方面的工作。因此,需要在成图过程中反复尝试以寻找合适的网格参数,勾绘精度较高的构造图。

1)通过把层位解释成果与选择合适网格参数生成的网格层位在地震反演剖面上对比的方法[3~10],可以判断所选取的网格参数是否合理并对其进行修正,最终达到选取合适的网格参数得到的网格层位能与解释层位具有较好的一致性,真实地反映了砂体顶面的构造形态。

2)在网格间距的选取过程中,基本原则是网格间距越小,精度越高,但曲线不光滑,容易产生一些虚假信息,比如假构造或假高点,并且影响了整个构造图的美观程度,也不能真实反映构造形态;网格间距越大,精度越低,参与计算的已知数据点越少,但曲线平滑,容易丢失一些构造信息,如细节信息,也不能很好地反映构造形态;因此,经过网格间距试验认为,对于浅层砂体这类构造幅度低、面积小、形态变化大的构造应采取小网格间距成图,一般网格间距大小在解释密度的0.5倍到1倍之间较为合适,勾绘的构造图能够很好反映砂体顶面的真实形态特征。

3)在选定网格间距之后,需要选取搜索半径的合适数值,而搜索半径选择的基本原则是搜索半径越小,参考已知点越少,计算结果精度低;搜索半径越大,参考已知点越多,计算结果精度高,但达到一定数值,计算结果精度趋于饱和,且网格化得到的数据体越大,计算速度就越慢,绘图、显示和编辑等操作也慢,所以应根据不同工区与不同数据体灵活调整,选择最佳方案。从该次试验的结果来看,选取的搜索半径应不小于解释密度,超过这一数值后,计算结果基本趋于稳定,勾绘的构造图也基本保持一致。

4)由合适的网格间距和搜索半径生成的网格,需要确定等值线间隔后才能勾绘最终构造图,通过对比2m和5m两种等值线间隔勾绘的构造图,针对低幅度构造、面积小的砂体来说,前者更加真实更加细节化反映构造形态,因此,最终采用2m等值线间隔勾绘的构造图参与后续的储量计算工作。

5)该次所探讨的网格参数选取是基于默认的最小二乘法算法而进行的。对于不同的算法,其参数选取亦不相同;对于不同类型的构造,也要具体分析其特征,选取合适的网格参数,以减少这一环节产生的误差,最终以勾绘的构造图忠于地震解释的结果为准。

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