测井地质应用技术7-横向预测

第八章地质、测井、地震多学科结合储层横向预测技术储层横向预测就是对储层微观特征的分布进行描述，主要内容包括储层的岩性预测、厚度预测、孔隙度预测以及含油气性预测。

储层横向预测技术研究起始于70年代，当时，是用测井信息通过井间内插、小层对比来完成井间预测工作的。

80年代在理论和方法上有了较大的进展，测井和地震分别开展了多井储层综合评价和井间储层横向预测。

70年代和80年代，由于技术手段较少，预测精度和可信度相对较低。

90年代，随着测井、地震新技术的不断涌现以及计算机技术的飞速发展于应用，储层横向预测技术也逐步发展成为一项集地质、测井、地震、计算机等为一体的综合技术，也成为油气勘探开发领域非常重要的前沿技术。

第一节理论基础一、用单一学科研究储层分布规律的局限性多年来，测井工作者和物探工作者分别从测井和地震的角度研究储层及其分布规律，各自形成了独立的技术和系统的学科体系。

测井发展了储层的定性与定量评价技术、裂缝识别技术、油气水判别技术、多井评价技术等许多储层评价技术；地震发展了地震波反射特征（“亮点”、“暗点”、“平点”、“相位转换”等）分析技术、模式识别技术、地震信息反演技术、地震属性分析技术等许多储层预测技术。

就学科本身来讲，无论是测井还是地震，以研究储层为目的的技术发展是迅速的，并且推动了整个油气勘探技术的发展。

但是，随着勘探难度的增加，用单一学科技术解决复杂地质问题的难度也越来越大，因此，无论是测井还是地震，在研究储层分布规律——特别是复杂地区储层分布规律时，都存在一定的局限性。

测井在研究储层分布规律时的局限性：测井资料详细地记录了地层岩性、物性在纵向上的细微变化，具有较高的纵向分辩率，在井位置处，能准确计算储层参数、正确评价储层；但测井资料最多只能反映井筒周围1~2米范围内的地层特征，也就是我们常说的“一孔之见”。

地震在研究储层分布规律时的局限性：地震资料连续地记录了地层在横向上的变化，具有较好的横向连续性，能较客观地反映地层的宏观分布规律。

但地震资料纵向分辨率较低，最高也只能达到8~10米左右，难以反映储层内细微的地质变化规律。

另外，由于不同地区储层的复杂性和规律性不一样，地震信息的干扰影响、预测方法的不成熟与多解性等原因，使得用单一地震方法研究储层分布规律也存在许多问题。

另外，无论是测井工作者还是物探工作者在利用测井或地震研究储层时，通常都习惯采用本学科的一些新技术和计算机处理技术，往往是一项研究作下来，推导了大量公式、处理了大量数据、忽视了学科间技术的交叉与成果的相互约束、印证，特别是忽视了对区地质研究成果与地质规律的应用，最终得到的往往还是单一的或纯数理的结果。

二、多学科结合储层横向预测技术思路与流程1、技术思路显然，就研究储层的方法来讲，无论是地质方法、测井方法还是地震方法，都有各自的优势，同时，也存在一定的局限性。

能否将地质、测井、地震有机结合起来综合起来，通过综合研究，获得既有较高纵向分辨率、又有较好横向连续性、能反映储层纵横向分布变化、又符合地质规律的的储层预测结果呢？现代测井技术、地震技术、地质分析技术和先进的计算机处理技术为这一问题的解决提供了可能性。

地质、测井、地震多学科结合储层横向预测就是基于这样一个思路：储层横向预测的实质就是要建立地质参数、测井参数及地震参数之间的相关关系，并利用这种相关关系来预测地质分布规律。

然而，每一个地震反射都是多种地下地质信息的综合反映，每一条测井曲线都从不同的角度反映不尽相同的地质信息，并且地质信息、测井信息与地震信息在纵向分辨率上、在横向连续性上的差异，使得在复杂的地质环境下地质、测井、地震之间的相关关系复杂且不太明显。

但是，如果我们以钻井取心资料为基础，对测井进行标定，并通过一定的处理分析方法，使测井与地质的关系明了、简单化；通过井下地质、测井质料与地面地质资料相结合，摸索出研究区域、特别是储层的地质（沉积相）分布规律；这样，就为地震信息提供了丰富、可靠、且对应关系确定的纵向上和横向上的控制因素与边界约束条件，再用测井标定地震、并通过地震信息预测储层的分布规律就最大限度地避免了地震信息的多解性问题，也较大地提高了地震预测的纵向分辨率。

简言之，地质、测井、地震多学科结合储层横向预测就是以地质规律为基础、以测井为桥梁、以地质测井研究结果为约束条件、以地球物理分析方法和计算机处理技术为手段、通过多学科技术的有机结合，最终正确、精细描述储层特征、预测储层分布规律的一项综合技术。

2、分析处理流程⑴区域地质研究。

是多学科结合储层横向预测技术的基础。

要充分利用关键井钻井取心资料，通过对岩心的观察、描述和实验室分析，结合地面地质考察，研究储层的岩性、物性、沉积演化史及沉积环境，划分出有利沉积相带，为储层横向预测建立一个宏观的储层分布模式和边界条件（详见第六章）。

⑵测井储层评价。

从井资料出发，充分利用测井资料及相应的测井处理、解释方法，从岩心对测井的标定入手，对储层孔隙、裂缝进行分析，分析储层的有效性，计算储层参数，并对储层进行综合评价，建立井间储层的分布模式（详见第四章）。

⑶测井、地震特殊处理分析。

在区域地质研究与测井储层评价的基础上，利用测井、地震结合储层横向预测软件，对测井、地震资料进行综合处理分析。

包括合成记录处理、二维地震资料的预处理、利用合成记录或VSP的走廊叠加资料进行层位标定、地震信息反演、地震属性提取、建立地震属性与储层参数（有效厚度、孔隙度、饱和度等）的关系等。

⑷储层分布综合预测：根据所建立的地质参数、测井参数及地震参数之间的相关关系，最后利用地震属性约束储层物性方法进行物性反演，得到储层厚度、孔隙度、饱和度、HΦ、HΦSg等参数平面分布结果，进而对储层进行精细描述和横向预测，提出勘探部署建议。

地质、测井、地震多学科结合储层横向预测流程图如图7－1所示。

图7－1 测井地震结合储层参数反演流程图区域地质研究和测井储层评价分别见第四章和第六章，本章重点介绍测井、地震资料特殊处理分析和储层横向分布综合预测。

第二节震资料特殊处理分析一、储层的地震反射特征及地震信息的影响因素随着石油地震勘探技术的飞速发展，地震资料研究的问题，已从早期的构造形态、断裂现象等，发展到现在用它来研究岩石的沉积规律和储层的横向分布特征。

储层的厚度、岩性、物性、含流体性质等地质因素对地震信息的影响都以不同的地震波反射特征的变化反映出来，这些地震信息主要有地震反射波的速度（v）、振幅（A）、频率（f）及其它们的变化形式，如波阻抗等。

1、储层的地震反射波速度特征地震反射波的速度是地震勘探中最重要的参数，地震勘探是以研究地震波在地层中的传播速度为基础的。

理论研究与实际资料都表明：地震波在地层中的传播速度主要取决于地层的岩性、密度、孔隙度、埋藏深度、压力地质年代、孔隙中流体等因素。

对于某一具体储层，其埋藏深度和地质年代一般不会有多大的变化。

因此，在这里只讨论地层的岩性、密度、孔隙度及孔隙中流体对地震波速度的影响。

⑴岩性的影响岩性可能是影响地震波传播速度重要的一个因素。

实际资料表明:同类岩层地震波速度变化范围很大(表7－1)。

构相对简单、致密，速度比较大也比较稳定；变质岩成分比较复杂，除了其母岩可以是火成岩、也可以是沉积岩外，其变质类型、变质程度等方面的差异导致变质岩的物性、结构方面存在较大差异，因此，变质岩的速度变化范围比较大。

沉积岩的速度变化范围也很大，这是因为沉积岩除了母岩的多样性之外，成岩程度、岩石物性、结构、孔隙、孔隙中的充填物的性质、充填程度等诸多因素的综合影响，使得沉积岩随其岩性、物性等因素的变化而会发生较大的变化。

表8-2是部分沉积岩石的速度和波阻抗统计数据表。

由表7－2数据可知：不同类型的沉积岩，速度差异非常大，总体来讲，碳酸盐岩速度最高、砂岩速度次之、泥岩速度最低。

在碎屑岩沉积区，可以利用地震波速度变化来区分砂岩与泥岩；在碳酸盐岩沉积区，则可以利用地震波速度变化来区分碳酸盐岩与泥质类岩石。

⑵密度的影响岩石的密度是岩石各组分密度的加权平均值，权值为各组分所占的体积百分比。

地震波的速度与岩石密度具有密切的关系，二者之间存在一定的正比例的关系（见表7－3）。

的沉积岩落在一个较窄的条带内，即速度与密度具有较好的线形关系；蒸发岩（硬石膏、石膏、岩盐）和碳质岩（煤、泥碳、褐煤）规律性要差一些。

所得的速度与密度的经验公式称为Gardner 定律，即：4/1p aV =ρ （7－1） 式中 ρ——岩石密度 (g/cm 3)V p ——岩石速度（g/cm 3.s ）a ——经验系数（a=0.31）点线是（7－1）式的解，点划线是声阻抗常数（kg/s,m 2⨯106） 图7－2不同岩性纵波速度V p —ρ密度关系图⑶孔隙度及孔隙流体的影响孔隙度的变化对地层速度的影响十分明显。

孔隙度的变化导致地层岩石的结构和密度发生变化，进而导致地层的速度发生变化。

首先，孔隙度的变化导致地层岩石的结构发生变化。

这是因为储层大多是由颗粒状的各种矿物、岩石碎碎屑组成。

一般情况下，粗颗粒结构岩石组成的储层，孔隙度比较大，如砂岩；细颗粒结构岩石组成的储层，孔隙度比较小，如灰岩。

从结构上分析，岩石可分为两部分：一部分是岩石颗粒本身（或矿物），称为岩石骨架；另一部分是颗粒之间的孔隙。

地震波在地层中传播时，相当于它在岩石骨架和孔隙两种介质中传播，而地震波在气体和液体中的传播速度远小于它在岩石骨架中的传播速度，因此，地震波在地层中的传播速度与地层孔隙度的大小成反比。

Wyllie 等人（1956）提出的公式反映了地震波的传播速度与地层孔隙度的反比关系，即：maf V V V )1(1Φ-+Φ= （7－2） 式中 Φ——岩石的孔隙度；V ——地震波在地层中的传播速度；V f ——地震波在地层孔隙流体中的传播速度；V ma ——地震波在地层岩石骨架中的传播速度。

实际资料表明，当地层孔隙度在0%~30%的范围内，与（7－2）式吻合程度较好，如图7－3所示。

图7－3 速度V p —孔隙度Φ关系图地层孔隙中通常都会充满流体（油、气、水），而地震波在流体中的传播速度远低于在地层岩石骨架中的传播速度。

一方面，地层所含流体的性质不同，对地震的传播速度会产生不同的影响。

地震波在油、气、水等流体中传播的速度有较大的差异，如密度是1 g/cm 3的淡水，地震波传播速度约在1600 m/s 左右，密度在0.88左右的石油，地震波传播速度约为1300 m/s ；天然气的密度更低，一般在0.10g/cm 3~0.25 g/cm 3，它的地震波传播速度每秒仅数百米。

地震波在不同流体中传播的速度的差异，必然影响地震波在储层的传播速度。

例如，在川东地区沙坪场气田，通过对天东26井、天东29井、天东14井等井石炭系黄龙组储层测井资料的分析，发现储层含天然气后，声波速度一般都会下降300~4001300 m/s 。