地震波形指示反演在敖南油田T区块黑帝庙油层储层预测中的应用

2021-05-24王一寒

西部探矿工程 2021年6期

王一寒

（大庆油田有限责任公司第七采油厂，黑龙江大庆163515）

敖南油田黑帝庙油层的油气资源主要储集在河道砂、席状砂等储层中，储层砂体厚度薄，分布零散，纵向叠置关系复杂，横向非均质性强等特点，同时受地震资料分辨率的影响，储层定性定量预测难度加大。而传统统计学反演是一种将随机模拟理论和地震反演相结合的反演方法，由于其结果存在多解性，而且变差函数在井位不均匀的情况下很难准确建立，导致在储层横向变化快的地区预测精度较低。

地震波形指示反演是在传统的统计学的基础上发展起来新技术。该方法充分利用了地震波形的横向变化。由于地震波形特征和沉积环境密切相关，因此利用地震波形横向变化特征取代变差函数来表征储层的空间变化规律，完全可以反映出沉积要素的影响，实现相控条件下的随机反演，提高高频成分的确定性。叠前波形指示反演利用道集波形和AVO特征，基于道集波形相似性、AVO特征和空间距离三变量作为指示变量，提取道集特征相似的井作为空间估值样本，并以统计的弹性阻抗作为先验信息，应用地震波形指示反演得到高精度的叠前弹性参数反演成果。

本文通过叠加角度优选，横波曲线预测，储层敏感参数计算，确定了最佳参数组合——密度与拉梅阻抗，进行高分辨率叠前波形指示反演，预测砂体空间分布，效果较好。

1 地质背景

研究区位于敖南油田南部，整体上看是一个向东南倾没的斜坡，东部缓、西南部陡，西南部和东南部在研究区边部发育小型隆起，从黑帝庙HⅠ1顶面构造来看，构造深度在-450～-250m之间（图1）。

图1 T121-4区块HⅠ1顶面构造图

2 叠前波形指示反演

地震波形指示反演是在地震波形特征指导下对反射系数组合寻优的过程，是传统地质统计学基础上衍生出的一种新的针对储层纵向厚度薄、横向变化快、非均质性强的反演方法[1]。该方法的原理认为三维地震是分布密集的空间结构化数据，可以揭示沉积环境和岩性组合的空间变化规律；该方法的核心算法理论是地震波形指示反演利用地震波形相似性优选相关井样本，参照样本空间分布距离和曲线分布特征建立初始模型，代替变差函数分析空间变异结构，对高频成分进行无偏最优估计。地震波形指示反演地质思想是反演结果在空间上体现了地震相的约束，平面上更符合沉积规律。

叠前波形指示反演实现流程为：

①生成角度道集，进行部分角度叠加；

②分别提取每个部分角度叠加体对应井旁道子波；

③用地震解释层位和测井资料作为约束生成弹性阻抗（EI）模型；

④进行地震波形指示弹性阻抗反演，得到不同角度的EI结果；

⑤进行计算，得到纵、横波阻抗和密度体，进而得到其它弹性参数体[2-3]。

2.1 部分叠加角度分选

叠前反演就是在部分角道集叠加基础上进行的，因此要进行角度划分，确定部分角道集叠加剖面。在实际处理中，为了能改善AVO道集记录的信噪比和提高一定的横向分辨率，可以选择每个角度道集中达到三次或者三次以上覆盖的记录做叠加[4-6]。

通过对CRP道集分析认为，研究区黑帝庙油层有效偏移距为90～630m，利用叠前时间偏移速度建立层速度场，将CRP道集由偏移距域转化为角度域，对应目的层段有效入射角范围在6°～32°。

本次利用AVO响应特征来对划分结果进行监控，保证划分出的部分角道集叠加剖面能够比较好的体现出与井点一致的AVO响应。经过对比分析，南242-320井所对应的近、中和远部分角度叠加剖面信噪比较高，保留了储层的AVO响应特征。这样确定的角度段，可以使得叠前反演结果能反映出储层物性及含流体性的变化。所以最终确定以6°～16°、16°～24°和24°～32°三个角度道集进行叠加，应用于叠前反演。

2.2 岩石物理建模及横波曲线预测

准确的横波测井速度是进行叠前弹性参数反演的必要参数，但是实际生产中由于各种原因往往缺乏横波速度信息，为此横波速度的估算成为叠前反演的必要步骤。目前横波估算主要有经验公式法、统计法、直接测定法和岩石物理模型法等技术方法[7-9]。

经验公式法往往精度很低，统计法需要很多的实测横波速度样本，直接测定法现场条件不允许，而岩石物理模型法不仅具备估算准确，还综合考虑各种因素，因此选择其作为横波速度估算的方法。本文选取Xu-White法（1996）进行横波速度计算，该方法结合Gassmann方程和Kuster-Toksoz方程及差分等有效介质理论（DEM）提出了一种利用孔隙度和泥质含量估算泥质砂岩纵横波速度。

研究区黑帝庙油层属于高孔隙度储层，固结程度较低。笔者通过对比多种岩石物理模型，认为Pride模型较适合研究区黑帝庙油层特征，采用该模型进行岩石物理建模预测横波曲线。由于研究区内黑帝庙油层没有实测横波井，只能利用工区附近P179-121井作为标准进行参数测试，最终确定黑帝庙油层骨架和粘土的纵波速度、横波速度和密度以及岩石的固结系数等参数。预测的横波速度曲线与实测横波曲线非常接近，相关系数大于0.85，能够满足叠前反演的精度要求。

2.3 储层敏感参数分析与选取

黑帝庙油层厚砂岩具有低速度、低密度、低阻抗、低伽马、低自然电位和高电阻的特征。薄砂岩与泥岩阻抗值重叠严重，不能反演波阻抗预测研究区黑帝庙油层砂岩分布情况。

通过对研究区黑帝庙油层组砂泥岩的密度、横波阻抗、纵波阻抗、拉梅阻抗、剪切阻抗及纵横波速度比等弹性参数直方图分析可以看出，密度区分砂、泥岩能力最好，其次是拉梅阻抗和纵横波速度比，但都有较大部分重叠。因此单一弹性参数难以有效区分砂、泥岩。通过将各弹性参数交汇分析，密度与拉梅阻抗交汇结果砂、泥岩重叠最少，且分布较为集中，能够较好地区分砂、泥岩。砂岩具有低拉梅阻抗和低密度特征。

3 反演结果分析

经过精细调整、优化反演关键参数，叠前波形指示反演可以同时得到不同的岩石弹性参数体，如纵波阻抗体、横波阻抗体、密度体、纵波速度体、横波速度体、纵横波速度体、剪切阻抗体和拉梅阻抗体等。厚砂岩表现为低纵波阻抗，薄层以高纵波阻抗为主，横波阻抗特征与纵波阻抗相同。密度和拉梅阻抗反演纵向分辨率较高，与井上测井解释结果吻合的较好。

通过前述储层敏感弹性参数分析，认为研究区密度曲线识别储层最好，其次是拉梅阻抗和纵横波速度比，但都有较大部分重叠。所以，本次储层预测利用叠前反演得到的密度和拉梅阻抗，进行体交会定量预测储层分布。