基于井间地震资料的储层精细描述方法

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引言
储层精细描述是对储层的各种参数进行三维空
间地震资料的综合应用还只处于起步阶段。因此摸 索出一套基于井间地震资料的储层精细描述方法很 有必要, 本文即是进行这方面的尝试。
间的定量描述和表征, 即要建立反映储层构造、 沉积、 成岩、 流体等方面特征的油藏模型。储层精细描述对 开发方案的制定、 调整和油田的综合规划具有指导意 义, 并能从根本上改善油藏开发效果 , 也是进一步提 高老油田采收率的基础和关键。以井为出发点的测 井、 岩石物理、 地球化学、 工程等学科研究, 能提供储 层的各种精细参数, 而其在横向上的扩展则需依靠 地震资料, 尤其是三维地震资料。即便如此, 所得数 据与储层参数仅能表示某种相关性, 但却难以直接 求出各种储层参数的精确值。井间地震资料的分辨 率介于测井资料和三维地震资料的分辨率之间, 且横 向上覆盖范围较广, 能直接提供深度域的数据, 从而 在地面三维( 四维) 高分辨率地震与测井、 地质资料之 间搭起一座桥梁, 因此可望成为储层精细描述的理想 方法。与测井和三维地震等成熟的地球物理方法相 比, 井间地震资料的采集、 处理及综合解释等虽已取 得一些阶段成果, 如波场分离、 层析成像、 反射波成像 和构造解释等已从科研攻关走向推广应用[ 2~ 11] , 但井
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应用实例
所选研究区位于中国西部塔里木盆地某油田 ,
构造带总体呈 NW SE 向展布, 且由北西向 南东逐
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石油地 球物理勘探
2008 年
渐抬高, 目的层埋藏深。圈闭构造形成于晚三叠世 末期的克拉马依运动 , 经中 ∋ 早期燕山运动的继承 和发展成为背斜 , 并被断层复杂化。油藏类型为厚 层状断块构造油藏。储层为三叠系克拉马依组, 是 一套辫状河三角洲前缘沉积体系, 岩性主要以细砂 岩为主, 为 中孔中渗储层。该区原油黏 度高, 埋藏 深, 储层物性差; 次一级小断层发育 , 构造复杂; 砂体 横向连续性差, 储层非均质严重; 稠油开发难度大。 为了精细刻画目的层井间纵横向发育情况 , 常规地 面地震难以处理这类油水动态监测问题。为此我们 应用了基于井间地震资料的储层精细描述方法。 YX1 YX103 井间地震剖面位于玉西 1 断块内, 断块圈闭面积为 2 10km , 高点埋深为 3490m, 闭 合高度是 150m , 地层倾角为 2(~ 9 (, 构造走向为 SW, 两口井井间距离为 605m , 目的层为三叠系中 统克拉马依组 T 2 k % 油层。采用的主要处理解释
* 河北省涿州市 11 1 信箱 , 072751 本文于 2007 年 5 月 9 日收到 , 修改稿于同年 6 月 4 日收到。
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井间地震及储层描述思路
井间地震资料由于具有高分辨率和高信噪比的 特征, 因而被用于井间油气储层的精细研究。与常 规方法相比, 它更有利于进行连通性、 流体含量、 气 体前缘和残余油分布等方面的研究 , 能够解决薄互 层序列、 储层连通性、 流体分布、 注气效果和压裂效 果等复杂的地质问题, 能更精细地揭示井间微小的 构造和岩性细节 , 与地面地震互补 , 大幅度地提高了 复杂陆相储层的描述精度, 进而建立更为精确的三 维非均质油藏模型。 将井间地震数据用于储层分析和研究, 必须综 合钻井、 测井和地面地震等数据, 才能充分发挥其作 用并有效地降低开发风险。同时在研究中需要对井 间数据进行综合研究, 通过反演地震参数提供油藏 和岩石的物性特征。我们提出的基于井间地震资料 的储层分析方法的主要思路是 : 在对目标储层进行 标定、 识别、 追踪解释的基础上 , 对井间数据进行测
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石油地 球物理勘探
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井资料的预处理, 建立井间初始模型 ; 提取子波, 利 用宽带约束反演得到波阻抗剖面, 据此估算出电阻
率、 自然伽马和孔隙度等岩石物性参数。图 1 是该 方法的流程图。
图 1 井间地震资料解释 流程
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主要方法技术
对基于模型的反演 , 地震子波更是联系地震记录与 初始模型的纽带 , 模型反演结果与地震记录、 初始模 型、 地震子波密切相关。在地震记录为已知参数, 初 始模型难以更精确时, 如何求取更合适的地震子波 是反演成败的关键因素。此时地震子波的含义已远 远超出了它在常规地震资料处理中的含义, 将其定 义为地震记录与初始模型之间 的匹配因子则 更合 理。因此只有在子波提取及层位标定做得足够准确 的前提下 , 才有可能获得高精度预测结果。 高精度层位标定是地震反演研究的基础工作 , 必须做好合成地震记录, 匹配好储层段附近的每一 个同相轴 , 确保时间域地震资料和深度域测井资料 的准确对比。井间地震方法具有波的传播距离短、 接近探测目标且可避开低降速带等特点, 其层析成 像获得的速度场等参数分辨率高 , 反射波主频可达 地面地震的数倍 , 因此井间地震采集到的数据具有 地面地震无法比拟的高分辨率 , 井间地震资料结合 地面地震数据的标定效果也要高于测井资料结合地 面地震数据的标定效果。 3 4 井间地震资料的精细构造解释 地震层位及构造的精细解释也是地震反演中不 可缺少的重要环节 , 其精度直接影响初始模型的建 立及反演结果。解释的地震层位、 断层要合理 , 能反 映研究区域的构造、 沉积特征。将在纵、 横向上均具 有高分辨率和高精度的井间地震资料作为理论观测 值, 把井间初始模型作为初始模型 , 从井间地震资料
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石油地球物理勘探
第 43 卷
第1期综合研究来自基于井间地震资料的储层精细描述方法
李建华
(
刘百红 !
张延庆
魏小东
周
晶
张亚中 ∀
东方地球物理公司研究院地质研究中心 ; ! 中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所 ; ∀ # 石油地球物理勘探∃ 编辑部 )
李建华 , 刘百红 , 张延庆 , 魏小东 , 周晶 , 张亚中 . 基 于井间 地震 资料的 储层 精细描 述方 法 . 石油 地球物 理勘 探 , 2008 , 43( 1) : 41~ 47 摘要 本文探讨了基于井间地震资 料并综合运用钻井 、 测井 、 地质及 地面地震等 资料进行 储层分析的 方法 。 其
第 43 卷
第1期
李建华等 : 基于井间地震资料的储层精细描述方法
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提取子波, 并利用井间层析得到的速度场与测井数 据进行波阻抗反演, 得到分辨率更高的井间波阻抗 剖面, 然后在井间波阻抗剖面及井间反射波剖面上 进行构造解释。 但由于井间地震资料只提供了二维信息 , 要了 解一定面积内的地下情况, 形成空间整体概念, 必须 充分利用三维地震资料 , 以提供剖面的、 平面的、 立 体的地下构造图像 , 提高地震勘探的精度, 尤其是在 地下地质构造复杂多变的地区。 3 5 宽带约束反演 3 5 1 初始低频模型的建立 首先从三维地震资料出发, 以井间地震、 测井和 钻井数据为基础, 建立能反映目标体地质特征的低 频初始模型。也就是在层位准确标定的基础上, 利 用三维地震解释成 果, 综合沉 积模式、 地层接触关 系、 井间地震和测井资料建立地质框架模型。具体 做法: 根据三维地震精细解释层位, 按沉积体的沉积 规律在大层之间内插很多小层, 建立一个地质框架 结构, 在这个框架控制下, 再以某种插值方式 , 对井 间地震和测井数据沿层进行内插和外推 , 产生一个 平滑、 闭合的实体模型 ( 如波阻抗模型 ) 。因此合理 地建立地质框架结构和定义内插模式是两个关键环 节。应用层位及断层解释结果作为地质模型的输入 进行内插控制 , 能为求取低频分量提供可靠依据。 地质框架结构的建立过程是通过地质框架结构 表按沉积体的沉积顺序 , 从下往上逐层定义各层与 其他层的接触关系 ( 整合、 断层、 上超、 底超、 削截、 河 道等) , 遇到断层时, 为了合理地封闭紧靠断层的层 位 , 其两盘要分别定义 , 这样得到的地质框架才是一 个平滑、 闭合的地层模型。 参数内插不只是简单的数学运算, 而是根据层 位变化 , 对测井曲线进行拉伸和压缩 , 是在层位约束 下的具有地质意义的内插。 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 能较多地保留测井的高频信息, 反映薄层的细节变 化 , 在实际反演中 , 我们对原始地震数据采样加密到 1m s, 使测井数据与地震数据很好地匹配, 也在一定 程度上提高了反演结果的纵向分辨率。 3 5 2 波阻抗反演 对模型反演而言, 反演结果的好坏很大程度上 是由初始模型 , 即先验地质认识决定的, 因此建立尽
主要思路 是 : 首 先对目标储 层进行标定 、 识别 、 追踪 并解释 ; 利用地 震反演技术 得到波阻 抗剖面 , 据此估算 其他 物性参数 ( 如波阻抗 、 电阻率 、 自然伽马 、 孔隙度 等 ) ; 然 后综合测 井 、 钻井资 料和井区 地质资 料对储 层进行 精细 研究 , 建立井间油藏剖面 。 文中针对中国西部塔里木盆地某油田 稠油层埋 藏深 、 原油黏度高 、 储层 物性差 、 横向 非均质性严重且构造复杂等特点 , 应用本文方法对高分辨率采集 的井间地震 资料进行 了储层分析 研究 , 明确了 三叠系克拉马依组 ( T 2 k2 % ) 油藏储层的连通性 及裂缝 发育情况 , 落 实了井 间储层 中断层 的准确位 置以及 储层 横向和纵向上的变化 。 关键词 井间地震 储层描述 精 细解释 地震反演 地质资料 测井曲线
3 1 测井资料的预处理及分析 测井资料预处理主要包括深度校正、 环境校正、 多井数据标准化等处理 , 其目的是通过这些预处理, 能有效地排除非地质因素影响, 保证所计算的储层 参数的可靠性 ; 在此基础上, 分析测井资料 , 优选出 用于计算这两口井的砂泥岩参数的敏感测井曲线。 3 2 井间地震资料的预处理 井间地震数据的处理力求遵循高保真度、 高信 噪比、 高分辨率的要求 , 使地震数据的反演结果更为 可靠, 使井间地震资料的分辨率比地面地震数据高 出数倍。目前井间地震资料的主要处理内容是层析 速度反演和反射波成像。本文的波阻抗反演基于反 射波成像数据, 主 要处理过程为 : 数 据的井斜校 正 ; ! 模型的建立 ; ∀ 波场分析、 振幅校正; & 反射波 成像。 3 3 子波提取与层位标定 由于井间地震资料的采集是在深度域进行的, 因此很方便与测井、 钻井等资料综合应用。但由于 地面地震反演信息是在时间域进行的 , 于是准确建 立深度域的井间地震、 测井、 地质、 钻井等资料与时 间域的地震资料之间的关系成为地震反演的关键所 在。层位标定及子波提取是联系地面地震与井间地 震及测井数据的桥梁, 在地震反演中占有重要地位。
可能接近实际地层条件的初始波阻抗模型是减少最 终反演结果多解性的根本途径。井间地震资料在纵 向上详细揭示了岩层的变化细节 , 三维地震资料则 连续记录了界面的横向变化, 二者的结合可为精确 地建立空间波阻抗模型提供必要条件。 由于地球物理反演结果的非惟一性 ( 多解性 ) , 要想得到可靠的反演结果, 就必须根据不同地区和 不同地质条件选择合适的反演方法。当初始模型和 约束条件一定时 , 反演方法成为影响反演结果可靠 性的决定因素。在比较递推反演法、 约束稀疏脉冲 反演法及地震特征参数反演法的优缺点之后, 本文 选择了随机模拟及随机反演法。由于该方法可将地 震随机反演( 模拟退火法等) 与地质统计模拟 ( 协克 里金、 高斯等算法) 有机结合起来 , 并在随机模拟过 程中加入地震资料的约束, 而地震反演时又充分考 虑了地质统计信息, 两者相辅相成 , 使储层属性描述 结果与地质统计 ( 随机模拟 ) 及地震反演双重吻合 , 很好地反映储层属性空间分布的非均质性和不确定 性。反演结果既强调整体相关性 , 从整体上对储层 属性的空间分布提供了不确定性的度量, 又反映了 储层空间的非均质性; 而且随机模拟能给出多种数 值结果, 这些结果的差异正好反映了隐含在概率模 型之中的不确定性 , 使其对储层的分辨能力大大增 强。但随机反演法要求拥有足量的钻井数, 因此该 方法适用于井资料丰富的处于开发阶段的小区块油 藏的精细描述。 3 5 3 多参数反演及分析 把测井信息转换为储层参数, 并以构造解释层 位数据建立的地质框架模型为主要约束条件, 在测 井储层参数( 孔隙度、 渗透率、 饱和度等 ) 与波阻抗体 之间采用多变量统计回归法寻找某种对应关系 , 即 可从地震波阻抗与测井特性的对应关系中统计出它 们的函数关系, 再根据储层参数与波阻抗的函数关 系进行横向外推 , 得到由井间地震剖面转换的储层 参数剖面或各种岩性预测剖面。对此相关反演剖面 进行综合分析, 便可推断出储层的连通性、 非均质性 和厚度。