尼日尔三角洲盆地储层砂体展布特征研究

尼日利亚目前的石油勘探开发工作大都集中在尼日尔三角洲及贝宁盆地部分地区 。 研究区位于尼日
２ ，距港口城市 Ｗ 尔三角洲盆地的核心部位 ， 地处 尼 日 利 亚 西 南 部 的 红 树 林 沼 泽 区 ， 面 积 约 ２ ８ ０ ｋ ｍ ａ ｒ ｒ ｉ 。 ， ， 约４ 研究的目的层为海陆过渡相的阿格巴达组 形成于新生代的始新世 上新世 为一套进积的近 ０ ｋ ｍ － １］ 。 岸 －三角洲前缘沉积 ， 其沉积厚度大 ， 储层发育 ， 几乎储存了三角洲所有的油气资源 ［
３］ 。 根据工区的实际资料 ， 叠后地震子波估 数据与实际地震资料的误差最小是终止迭代次数的约束条件 ［
算采用相对实用有效的方法即多道地震统计法 ， 通过多道记录自相关统计 的 方 法 提 取 子 波 振 幅 谱 信 息 ， 进而求取零相位 、 最小相位或常相位子波 。 得到的子波 、 合成记录与实际记录频带一致 ， 与实际地震记 录波组关系对应关系良好 ， 有利于进行储层层位的精细标定 。 ２ ． ２ 初始模型建立 建立波阻抗模型的过程实际上就是把地震界面信息与测井波阻抗结合起来的过程 ， 对地震而言 ， 是 经正确层序解释起控制作用的波阻抗界面 ； 对测井而言 ， 是为波阻抗界面间的地层赋予合适的波阻抗信
４， ５］ 。 建立尽可能接近实际地层情况的波阻抗模型 ， 是减少其最终结果多解性的根本途径 。 息［
初始模型的横向分辨率取决于地震层位解释的精细程度 ， 纵向分辨率受地震采样率的限制 ， 为了较 多地 保 留 测 井 的 高 频 信 息 ， 反映薄 层 的 变 化 细 节 ， 通 常 要对 地 震 数 据 进 行 加 密 采
少的条件下同样适用 。 结合钻井资料 ， 波阻抗反演结果可以确定储集层岩性 、 物性差异界面 ， 分析出研 究区目的层的砂体展布特征 ， 为储层预测和评价提供依据 。 ） 技术采 用 一 个 快 速 的 趋 势 约 束 脉 冲 反 演 算 法 ， 用 地 震 解 释 层 位 和 测 井 约束稀疏脉冲反演 （ Ｃ Ｓ Ｓ Ｉ 约束控制波阻抗的趋势和幅值范围 ， 脉冲算法产生宽带结果 ， 恢复缺失的部分低频和高频成分 ， 主要目 的是利用约束井资料及地震反射系数建立声波阻抗数据体 。 它采用的数学模型 ， 即最小误差函数 （ 目标 函数 ） 为 ：
目前研究区最新的地震资料是 １ ９ ９ ５ 年采集的 ，２ ０ ０ ６ 年对地震资料进行了重新处理 。 三维地震工区
２ ， 地震道采样 率 为 ２ 。三 维 地 震 基 本 覆 盖 全 区，且 地 震 资 料 反 射 波 组 特 征 比 较 明 显， 面积为 ２ ７ ５ ｋ ｍ ｍ ｓ
层位易追踪 ， 资料信噪比及分辨率较高 ， 基本可以满足储层地震反演的要求 。 研究区处于西非沼泽区和 河流发育带 ， 地理情况复杂 ， 目前工区仅有钻井 ６ 口 ， 都是在 ２ ０ 世纪 ６ ０～７ ０ 年代完钻的 ， 工区尚处于 勘探开发早期 。 笔者运用 Ｊ ａ ｓ ｏ ｎ 软件 ， 采 用 约 束 稀 疏 脉 冲 反 演 技 术 ， 对 研 究 区 重 点 储 层 阿 格 巴 达 组 Ｂ １ 砂层组进行了波阻抗反演 ， 分析了其砂体展布特征 ， 为储层预测指明了方向 。
图 ２ 过井绝对波阻抗反演模型
３ 波阻抗分析与砂体预测
以沉积和层序地层学研究的成果为指导 ， 运用稀疏脉冲反演技术构建的波阻抗模型 ， 充分结合钻测 井 ， 地震解释资料 ， 对储层砂体展布特征展开研究 。 根据上述波阻抗反演思路和方法进行了三维测井约 束波阻抗反演 ， 得到了一个三维绝对波阻抗数据体及反演剖面 ， 然后依据钻井岩性 、 测井资料解释的结 砾 ） 岩 、 泥岩的波阻抗分布 果 ， 对波阻抗曲线进行了分析 ， 运用地质统计方法确定了研究区内储层砂 （ 范围 。 在前期地震反演产生的三维波阻抗数据体基础上 ， 绘制了尼日利亚三角洲盆地阿格巴达组 Ｂ １砂 层组的波阻抗平面图 ， 分析了其岩性平面分布规律 ， 预测出该砂层组的砂体横向展布特征 。 ３ ． １ 波阻抗统计分析 钻测井资料是最直接反映储层岩性特征的信息来源 。 目前 ， 全区共有 ６ 口钻井 ， 其中做了测录井处 理的有 ５ 口 ， 结合测井约束波阻抗反演的结果 ， 综合分析钻测井资料 ， 对目的层位 Ｂ １ 砂层组的测井 响 应特征展开研究 。 首先需对各口钻井的 Ｂ １ 砂层组对应井段的测井曲线特征分岩性进行统计分析 ， 为了使统计结果 准 确可靠 ， 在原始测井数据读取过程中 ， 应遵循以下原则 ： ① 综合录井及各种测井曲线进行分析 ， 尽可能
图 １ 研究区初始低频波阻抗反演模型
第３ ２ 卷第 ５ 期
陈键等 ： 尼日尔三角洲盆地储层砂体展布特征研究
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２ ． ３ 约束稀疏脉冲反演处理 由约束稀疏脉冲反演的基本原理可知 ， 其目标函数中最关键的参数之一就是选取合适的 λ 值 ， 即迭
７］ 。 由于反射系数的稀疏程度与合成地震记录和原 始 地 震 道 残 差 大 小 之 间 是 相 互 矛 盾 的 ， 代次数的多少 ［
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源自文库
尼日尔三角洲盆地储层砂体展布特征研究
陈 键 ， 张尚锋 王振奇 ， 杨 飞
（ ， 湖北 荆州 ４ ） 油气资源与勘探技术教育部重点实验室 （ 长江大学 ） ３ ４ ０ ２ ３
胡元伟
（ ） 长江大学石油工程学院 ， 湖北 荆州 ４ ３ ４ ０ ２ ３
［ 摘要 ］ 依赖于初始模型的常规反演方法 难 以 获 得 精 确 的 反 演 结 果 ， 而 约 束 稀 疏 脉 冲 反 演 不 依 赖 初 始 模 型 ， 在勘探初期井资料缺少的情 况 下 同 样 适 用 。 尼 日 尔 三 角 洲 盆 地 西 南 部 的 沼 泽 区 ， 地 理 情 况 复 杂 ， 仅 有 ６ 口钻井 ， 且测井项目不一 ， 资料不全 。 重点储层阿格巴达组 Ｂ １ 砂层 组 的 岩 性 预 测 采 用 约 束 稀 疏 脉 冲 反演技术 ， 基于 Ｊ ａ ｓ ｏ ｎ 软件完成合成地震记录 ， 对层位精细标定并进行波 阻 抗 反 演 ，得 到 绝 对 波 阻 抗 反 演 剖面 。 在此基础上 ， 结 合 测 井 资 料 进 行 波 阻 抗 反 演 研 究 ， 分 析 Ｂ １ 砂 层 组 砂 体 展 布 特 征， 取 得 了 较 好 的效果 。 ［ 关键词 ］ 子波提取 ； 合成记录 ； 约束稀疏脉冲反演 ； 波阻抗反演 ； 砂体展布 ［ 中图分类号 ］Ｐ ６ ３ １ ． ４ ４ ［ ）０ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ０ ９ ７ ５ ２（ ２ ０ １ ０ ５ ０ ２ ４ １ ０ ５ － － －
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石油天然气学报 （ 江汉石油学院学报 ）
２ ０ １ ０年１ ０月
式中 ， Ｊ 为目标函数 ； ｒ ｄ λ 为实际地震与合成地震记录残差权重因子； ｉ 为反射系数样点 ； ｉ 为地震道采样 一般取其值为１； 点； ｓ ｔ α 为趋势权重因子 ， ｉ 为合成地震道采样点 ； ｉ 为根据测井资料定义的波阻抗约束趋势 采 样点 ； 通常取 ｐ ＝１， ｚ ｐ， ｑ 为标准优化因子 ， ｑ ＝２； ｉ 为介入测井约束的最小和最大波阻抗之间的采样 ；
１ 反演方法基本原理
基于地震资料直接转换的稀疏脉冲反演方法比较完整地保留了地震反射的基本特征 ， 不存在基于模 型反演方法多解性的问题 ， 能较明显地反映岩相 、 岩性的空间变化 ， 在岩性相对稳定的条件下 ， 能较好
２］ 。 约束稀疏脉冲反演方法具有较宽的应用领域 ， 尤其在勘探初期钻井资料缺 地反映储集层的物性变化 ［
６］ 。 研究区共有 ６ 口钻井 ， 样［
全区均 匀 分 布 ， 前 期 三 维 地 震工区划分出 ７ 个层序界面 ， 除一口 井 缺 少 声 波 和 密 度 测 井曲线 外 ， 经 过 测 井 预 处 理 后 ， 其余 ５ 口 钻 井 可 用 作 约 束波 阻 抗 反 演 。 在 Ｊ ａ ｓ ｏ ｎ软 件中 ， 导 入 三 维 地 震 和 处 理 后的 测 井 资 料 ， 运 用 Ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ， ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ模 块 建 立 初 始 波 阻 ） 。 抗低频模型 （ 图１
ｉ 为反演的地震道采样序号 。
２ 反演关键技术
工区完钻的井较少 ， 而且测井项目不一 ， 资料不齐全 。 其中 ＡＸ １ 井完钻时间最晚 ， 其测井资料相 － 对较为完整 ， 有自然电位 、 自然伽马 、 声波时差和密度测井等测井系列 ， 且有较全的测录井井段 。 前期以高分辨率层序地层学为指导 ， 完成了工区三维地震层序界面的追踪与闭合工作 ， 对尼日尔三 角洲盆地重点储层阿格巴达组地层进行了层序划分对比 ， 识别出 Ｂ １、Ｃ １、Ｄ １、Ｅ １、Ｅ ３、Ｇ、 Ｈ 总 计 ７ 个层序界面 。 在此基础上 ， 笔 者 基 于 Ｊ ａ ｓ ｏ ｎ 软 件 平 台 采 用 约 束 稀 疏 脉 冲 反 演 技 术， 充 分 结 合 地 质、 地 震 、 测井资料 ， 对重点层位 Ｂ １ 砂层组开展了波阻抗反演研究 ， 通过建立的波阻抗模型结合测井 ， 沉 积 等资料 ， 分析该层位的砂体展布特征 。 该反演方法主要包 括 以 下 几 个 步 骤 ： ① 测 井 资 料 预 处 理 ； ② 层 位 追 踪 ； ③ 初 始 地 质 模 型 的 建 立 ； ④ 迭代计算 ； ⑤ 反演结果输出 。 其中 ， 子波估算与合成地震记录 ， 初始模型建立 ， 约束稀疏脉冲反演处 理是其反演的关键技术 。 ２ ． １ 子波估算与合成记录 地震子波是约束波阻抗反演中的关键因素 。 子波与模型反射系数褶积产生合成地震数据 ， 合成地震
参数 λ 作为控制 反 射 系 数 与 地 震 记 录 不 匹 配 的 标 准 平 衡 因 子 ， 是 控 制 波 阻 抗 反 演 结 果 准 确 程 度 的 依
８］ 。若λ 值太小 ， 据［ 注重反射系数之和最小 ， 即强调稀疏性 ， 则忽略了约束稀疏脉冲反演剖面的细节 ， 使分
辨率降低 、 残差加大 。 若λ 值太大 ，忽略反射系数的稀疏性 ， 也就忽略了地震波阻抗变化的低频背景 ， 过 分强调地震残差最小 ， 一味地使合成 记 录 与 原 始 地 震 道 相 符 合 ， 结 果 会 使 一 些 噪 音 也 加 到 了 反 演 剖 面 中 。 因此 ， 在约束波阻抗反演中 ， 为了保持反演结果的细节信息又不忽略低频背景 ， 经过反复实验和对 比 ， 通过分析合成地震记录与井旁地震道的相关性确定了理想的 λ 值 ， 在研究区阿格巴达组储层反演中 ３ 最为合理 。 λ 值取 ２ ） 处理 。 基于 Ｊ 建立了初始低频波阻抗反演模型后 ， 在测井控制下进行约束稀疏脉冲反演 （ Ｃ Ｓ Ｓ Ｉ ａ － ， ／ 。 ， ｓ ｏ ｎ 软件 运用Ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｃ ｅＩ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｃ ｅ ｌ ｕ ｓ模块进行 研 究 区 的 约 束 稀 疏 脉 冲 反 演 首 先 选 取 工 区 内 一 －ｐ 条受构造作用影响较小的过井剖面 ， 由实际地震资料统计的零相位平均子波作为反演子波 ， 反演运算的 时窗以研究区已建立的层位格架 来 控 制 ； 再 次 ， 选 取λ ＝２ ３ 作 为 迭 代 参 数，导 入 已 加 密 采 样 的 三 维 地 震数据 体 ， 加 入 各 口 井 的 低 频波阻 抗 模 型 和 区 域 地 质 构 造框架 模 型 来 综 合 约 束 进 行 波阻 抗 反 演 ； 最 后 ， 将 其 约 束反演 产 生 的 波 阻 抗 模 型 与 建立的 初 始 低 频 波 阻 抗 模 型 （ ）结合形成一个绝对波 图１ 。该过井波 阻抗模型 （ 图 ２） 阻抗反 演 剖 面 镶 嵌 了 实 际 测 井波阻 抗 ， 通 过 研 究 区 地 震 反演的 井 旁 道 的 波 阻 抗 值 与 运用声 波 测 井 和 密 度 测 井 计 算出 的 波 阻 抗 值 对 比 分 析 ， 两者符 合 较 好 ， 说 明 反 演 结 果准确 、 可靠 。
２ ２ ｐ ｑ ｑ ｒ ｄ ｓ ｔ Ｊ ＝ ｜ λ （ α （ ｉ｜ ＋ ｉ－ ｉ） ＋ ｉ －ｚ ｉ）
（ ） １
收稿日期 ］２ ０ １ ０ ０ ８ ３ ０ ［ － － ） 。 基金项目 ］ 国家 “ 十一五 ” 科技重大专项 （ ２ ０ ０ ８ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ［ － ， 男 ，２ 作者简介 ］ 陈键 （ １ ９ ８ ６ ０ ０ ８ 年大学毕业 ， 硕士生 ， 现主要从事储层地质与层序地层方面的研究工作 。 ［ －）
石油天然气学报 （ 江汉石油学院学报 ） ２ ０ １ ０年１ ０月 第３ ２卷 第５期 ） Ｏ ｃ ｔ ． ２ ０ １ ０ Ｖ ｏ ｌ ． ３ ２ Ｎ ｏ ． ５ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｊ ． Ｊ Ｐ Ｉ ｇ ｙ（