地震储层预测技术在塔里木盆地雅克拉地区的应用

地震储层预测技术在塔里木盆地雅克拉地区的应用
胡金祥;王萍;纪金海;李春雷;张艳红
【摘要】Oil and gas resources are rich in Yakela area of Tarim Basin, but the accumulation rule was not recognized obviously. The authors did the research on seismic comprehensive prediction for Jurassic sandstone reservoir in extension and its physical property. The inversion of pseudo-acoustic curves and spectrum imaging technology were made by means of post-stack pure wave seismic data in order to depict vertical and horizontal distribution of sandstone. On the basis of which. the impedance inversion of prestack elastic waves including the F-wave and S-wave impedance, distribution characteristics of Lame coefficient and liquid detection technique of high frequency absorption attenuation for target reservoir were developed to analyze the seismic response characteristics for different lithological, physical and petroliferous properties. The technology of seismic reservoir prediction depicted the distribution of effective reservoir of Lower Jurassic sandstone in the studied area, in order to search for petroleum exploration favorable target.%塔里木盆地雅克拉地区油气资源丰富,但成藏规律不明显,针对该区侏罗系砂岩储层的展布及物性开展地震综合预测研究.通过叠后纯波地震资料,开展拟声波反演、频谱成像技术刻画砂砾岩体的纵横向分布.在此基础上开展叠前弹性波阻抗反演,包括目标储层段的纵横波阻抗,拉梅系数等分布特征及高频吸收衰减流体检测技术,分析不同岩性、物性、含油气性的地震响应特征.综合地震储层预测技术,研究侏罗系下统砂砾岩体有效储层的分布,寻找油气勘探有利靶区.
【期刊名称】《世界地质》
【年(卷),期】2012(031)002
【总页数】6页(P351-356)
【关键词】地震;拟声波;反演;泊松比;有效储层;雅克拉地区;塔里木盆地
【作者】胡金祥;王萍;纪金海;李春雷;张艳红
【作者单位】中国石化西北油田分公司,乌鲁木齐830011;中国石化西北油田分公司,乌鲁木齐830011;中国石化西北油田分公司,乌鲁木齐830011;中国石化西北油田分公司,乌鲁木齐830011;中国石化西北油田分公司,乌鲁木齐830011
【正文语种】中文
【中图分类】P631.4
塔里木盆地是中国最大的内陆含油气盆地，盆地复杂的地质结构制约着油气的聚集与分布［1］。

研究区位于塔里木盆地天山南雅克拉构造的东部，该区既存在古生界奥陶系碳酸盐岩岩溶--缝洞型油气藏［2］，也发育三叠系、侏罗系与白垩系砂岩岩性背斜型凝析气藏。

完钻井揭示油气藏分布规律不明显，因此有效储集体展布与刻画亟待提高。

地震储层预测技术，综合运用地震、测井、地质等资料来揭示地下目标层 (储层、油气层等)的层厚度、顶底构造形态、延伸范围和尖灭位置等空间几何形态及微观特征，并将大面积的连续分布的地震资料与具有高分辨率的井点测井资料进行匹配、转换和结合的过程［3］。

通过叠后反演对砂砾岩体的刻画，结合叠前地震反演泊松比、高频吸收衰减等流体检测技术的运用，可全方位对目的层段有效储层做出较为精确的预测。

1 技术方法原理
1.1 拟声波反演
基于模型的宽带约束反演方法建立在褶积理论基础之上，其初始模型是地层声波或波阻抗。

由于井筒污染、储层胶结程度和孔隙度等原因，测井声波不能很好地反映储层和围岩的差异，导致岩性识别困难，使得反演结果不能解决储层预测问题［4］。

因此，基于声波测井曲线，有效综合各种信息，利用信息融合技术统一到同一个模型上，实现各种信息的有机融合和有效控制，从而把反映地层岩性变化比较敏感的自然伽玛GR、电阻率RT等测井曲线转换为具有声波量纲的拟声波曲线，使其具备GR、RT高频信息，同时结合声波的低频信息，合成拟声波曲线，使它
既能反映地层速度和波阻抗的变化，又能反映地层岩性等的细微差别［5］。

合成拟声波曲线的关键是如何将声波曲线的低频信息和自然伽玛等其他曲线的高频信息“调制”到一起，利用小波多分辨率分解和信息融合等技术进行拟声波曲线合成取得较好效果［6］。

研究区现有S4、S44、YK11三口完钻井，从自然伽玛曲线、声波曲线与拟声波曲线反映岩性比较图 (图1)和三口井砂泥岩的声波值与拟声波值交会图 (图2)可以看出，拟声波曲线比声波曲线能更好地识别储层岩性。

综合考虑拟声波曲线中的高频与低频信息，结合地震资料中提供稳定中频信息和可靠的横向分辨能力。

因此采用将已知条件转化成为具体约束，以实现对反演过程控制的宽带约束模拟退火反演法。

在地质模型建立过程中，采用信息融合技术把地质、测井、地震等多元地学信息统一到同一模型上，实现各类信息在模型空间的有机融合，来提高反演的信息使用量、信息匹配精度和反演结果的置信度。

在建模时同时考虑了多种沉积模式 (超覆、退积、剥蚀和尖灭等)的约束，建造出复杂储层的初始地质模型［7-9］。

图1 S4、S44、YK11井声波时差曲线、自然伽玛曲线和拟声波曲线对比图Fig.1 Contrast of GR curves，SP curves and pseudo-acoustic wave curves for
Well S4，S44 and YK11
图2 声波曲线和拟声波曲线交汇图Fig.2 Intersection map of acoustic wave and pseudo-acoustic wave curves
在复杂构造框架和多种储层沉积模式的约束下，采用全局寻优的快速反演算法 (宽带约束和模拟退火反演)，对初始地质模型进行反复的迭代修正，得到高分辨率的
波阻抗反演结果［10，11］，其地震反演结果符合工区的构造、沉积和地层特点。

从过S4井主测线的拟声波波阻抗反演剖面图上可以看出 (图3)，古近系苏维依组
底砂岩段砂体厚度变化不大;白垩系底段砂岩较薄，向北逐渐减薄至剥蚀;侏罗系砂
砾岩体厚度向北逐渐减薄至剥蚀。

图3 过S4井拟声波反演剖面Fig.3 Inversion section of pseudo-acoustic wave curves across Well S4
1.2 频谱成像
频谱成像理论上是依据薄层反射的调谐原理，即对于厚度小于四分之一波长的薄层而言，在时间域，随着薄层厚度的增加，地震反射振幅逐渐增加。

当薄层厚度增加至四分之一波长的调谐厚度时，反射振幅达到最大值。

然后，随着薄层厚度的增加(越来越大于四分之一波长)，反射振幅逐渐减小。

频谱分析技术把地震数据变换到频率域，振幅谱描绘时间地层厚度变化，而相位谱则显示了地质体的横向不连续性。

对三维地震资料进行特殊的处理，产生具有一系列的单一频率振幅能量体，在不同频率的三维地震能量体上，可以看到薄层干涉特征。

某一给定频率的三维地震能量体上，具有相似的声学特征和厚度的地质体，在其调谐频率上，表现出相似的薄层调谐特征，将振幅能量的调谐干涉现象和相位的变化综合在一起，进而更精细地研究地质体的纵横向特征。

对研究区三口井井旁地震道的不同频率振幅能量体进行扫描，结合拟声波反演砂砾岩的分布特征，寻找某单一频率下调谐振幅的最大值所对应的地质体与砂砾岩的相
关性，从而通过频谱成像技术对目的层段的分布范围进行约束 (图4)。

图4 过S4-YK11-S44井最大振幅能量剖面图 (40 Hz)Fig.4 Section of maximal amplitude energy in 40 Hz across Well S4-YK11-S44
1.3 弹性参数反演
叠前弹性波阻抗反演技术利用不同炮检距地震数据及横波、纵波、密度等测井资料，联合反演出与岩性、含油气性相关的多种弹性参数，综合判别储层物性及含油气性［12、13］。

由于叠前弹性波阻抗反演利用了大量地震及测井信息，所以进行多
参数分析的结果较叠后声阻抗反演在可信度方面有很大提高，可对含油气性进行半定量与定量描述［14］。

图5 S4、YK11、S44井拉梅系数与泊松比交会图Fig.5 Intersection map of Lame coefficient and Poisson ratio for Well S4，YK11 and S44
其过程首先是基于流体置换模型技术，应用纵波声波时差、密度、泥质含量、孔隙度、含水饱和度和骨架、流体的各种弹性参量，反演井中横波速度;其次利用纵波、横波和密度曲线提取4°、12°和20°的弹性阻抗曲线;最后在复杂构造框架和多种储层沉积模式的约束下，采用地震分形插值技术建立保留复杂构造和地层沉积学特征的弹性波阻抗模型，使反演结果符合研究区的构造、沉积和异常体特征，对不同入射角度的弹性波阻抗反演纵横波阻抗，进而获得拉梅系数、泊松比等弹性参数［15］。

从测井解释资料的交会图分析，泊松比参数能够较好地区分各相介质，对应侏罗系下统，泊松比参数能够将含气水层和含油水层区分开，泊松比临界值为0.2±。

1.4 衰减梯度属性分析
理论研究表明，与致密的地质体相比，当地质体中含流体如水、油或气时，会引起地震波的散射和地震能量的衰减。

当储层中孔隙比较发育而且饱含流体时，地震波中高频能量衰减比低频能量衰减要大。

通过提取高频端的衰减梯度属性，可以间接
地检测储层含流体发育特征。

图1～6显示高频吸收衰减强区域为条带状分布，其展布特征与本区地震反演砂砾岩体的分布较为统一，说明研究区目的层段的储层主要为砂砾岩，且储集性能较理想。

2 运用实例分析
2.1 地震储层预测
研究区侏罗系下统储层以砂砾岩为主，细砂岩、细--中砂岩次之，自下而上由粗到细。

通过拟声波反演提取的砂岩厚度 (图7a)，S4井预测厚度25.1 m，实钻厚度27.7 m;YK11井预测厚度18.5 m，实钻厚度19.6 m;S4井预测厚度17.6 m，实
钻厚度16.3 m，绝对误差5.6% ～9.3%，平均误差7.6%。

误差不大，说明由波
阻抗数据体提取的储层厚度较真实地对应了实际的储层厚度分布。

整体上看，侏罗系下统储层厚度呈南部厚北部薄的趋势(图7)。

结合岩心孔隙度分析资料，将波阻抗与孔隙度测井曲线进行回归，依据孔隙度解释模型，反演孔隙度体 (图7b)。

侏罗系下统砂岩S4井预测孔隙度10%，实测孔隙
度9.8%;YK11井预测孔隙度11.52%，实测孔隙度13.8%;S44井预测孔隙度
10.04%，实测孔隙度9.8%，平均误差6.9%。

研究区孔隙度的变化趋势与储层厚度变化较一致(图7b)
频率60 Hz侏罗系下统调谐能量分布图 (图7c)，其对应的地质体最大振幅与平均孔隙度、砂岩厚度分布十分吻合，进一步刻画了砂砾岩体在纵横向展布特征。

综合层厚度、孔隙度和储层调谐能量三方面分析，认为侏罗系下统砂砾岩南部较发育，具有良好的储集空间。

2.2 储层综合评价
侏罗系下统砂砾岩较发育，工区北部地层缺失，该层段砂体厚度整体是南厚北薄的，工区南部砂体厚度变化大，厚度为10～70 m±，S4、S44、YK11井砂岩厚度相
对全区发育较差 (图7a)。

全区孔隙度总体呈南北分带，南好北差展布特征，平均
孔隙度的变化范围为7%～11%，S44井平均孔隙度相对全区较低，只有S4、
YK11井孔隙度较高(图7b)。

从储层的含流体性检测来看，泊松比、衰减梯度属性等流体检测显示 (图8a、图
8b):已钻探的S4、YK11、S44井泊松比值较高，高频吸收衰减较快，说明三口井区流体发育，具备较好的有效储层。

S4侏罗系下统录井含油心长5.62 m;YK11井侏罗系下统6 m气水同层;S44井侏罗系下统6.5 m气水同层浅灰色砂岩。

综合研究区砂岩储层预测及含流体性检测，结合构造图圈闭的分布(图8c)，S4井、YK11井圈闭不发育，S44井位于构造高点，但其砂岩厚度及孔隙度相对全区均较低 (图7a、7b)。

因此研究认为全区储层有利区块为工区东部的目标1号圈闭，圈闭面积为3.2 km2，预测储层厚度为24～35 m，预测孔隙度为8.3%～10.2%。

3 结论
(1)雅克拉地区侏罗系储层预测，综合三维地震叠后纯波资料与三维叠前时间偏移
资料，开展了储层预测与流体检测，突破单一地震储层预测技术的运用可能会存在不确定性与多解性。

(2)对比研究区三口完钻井的实钻与油气显示情况，利用地质、测井等资料，提高
研究区储层预测的精确度，综合评价研究区东部的目标1号圈闭是下一步油气勘
探的有利目标。

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图6 S4、YK11、S44井20～120 Hz高频吸收衰减梯度剖面图Fig.6 Profile of frequency absorption attenuation during 20 to 120 Hz for Well S4，YK11
and S44
图7 侏罗系下统砂岩厚度、平均孔隙度、调谐能量分布图Fig.7 Distribution
map of sandstone thickness，average degree of porosity and tune energy in Low Jurassic
图8 侏罗系下统泊松比、衰减梯度、局部构造分布图Fig.8 Distribution map of poisson ratio，attenuation gradient and local structure in Low Jurassic ［2］杨宁，吕修祥，周新源，等.塔里木盆地碳酸盐岩油气聚集带［J］.地质学报，2006，80(3):398-404. YANG Ning，LÜ Xiu-xiang，ZHOU Xin-yuan，et al. Hydrocarbon accumulation zones of carbonate in the Tarim Basin
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