测井_地震多属性分层重构特征曲线技术

2010年6月

第45卷 第3期

*吉林省长春市建设街2199号吉林大学油气与盆地研究所,130061本文于2009年6月2日收到,修改稿于同年9月19日收到。

本项研究受国家自然科学基金项目(编号:40972076)和国土资源部/十一五0重大创新项目(编号:2008010621)资助。

#测井技术应用#

测井)地震多属性分层重构特征曲线技术

贾建亮*

¹

刘招君¹ 陈永成º 方 石¹

(¹吉林大学地球科学学院,吉林长春130061;º中国石化集团东北石油局,吉林长春130056)

贾建亮,刘招君,陈永成,方石.测井)地震多属性分层重构特征曲线技术.石油地球物理勘探,2010,45(3):436~442

摘要 为提高特征曲线的岩性识别能力及反演分辨率,本文将测井)地震多属性分层重构特征曲线技术应用于井约束反演。指出密度数据的变化对反演结果敏感;综合利用多种测井)地震属性反映岩性特征;针对不同目的层,对声波和密度曲线分别进行重构处理。应用结果表明,对声波和密度曲线进行测井)地震多属性分层重构再用于反演,可消除高阻泥岩、井壁垮塌等因素造成的声速过高、密度失真等影响,突显储层与围岩的差异,提高岩性识别能力和反演分辨率。

关键词 特征曲线 地震属性 测井属性 声波重构 密度重构 井约束反演

1 问题的提出

岩性)地层油气藏勘探的两项核心技术是储层预测和层序地层学研究,而反演是储层预测中的常用手段[1]。常规反演过程往往过于追求方法的优劣,而忽视了反演基础资料的质量,倘若基础资料受一些地层或非地层因素的影响,不能正确地指示客观地质情况,反演效果就不会很好。因此,反演之前对基础资料进行分析处理至关重要。

当识别储层与非储层的特征曲线(本文主要指声波曲线和密度曲线)测井响应差异不明显时,利用常规反演技术也难以准确地识别储层,势必影响地震地质层位的标定及反演成果的准确性。在这种情况下,需要综合利用多种测井)地震属性信息进行特征曲线分层重构反演。

不少学者采用不同重构方法对特征曲线进行重构处理

[2~8]

,并分别在不同地区取得了一定效果。

下面简介几类具有代表性的特征曲线重构方法。

(1)经验公式法 采用某种经验公式进行测井曲线间的转换,如用Gardner 公式将密度曲线转换为声波曲线,应用Faust 公式将电阻率曲线转换为声波曲线等。这类方法虽应用广泛,但因忽视了声

波曲线中地层背景速度低频信息,所以理论上欠

合理。

(2)统计拟合法 将声波曲线与其他测井曲线通过交会图的方式统计拟合为一个关系式进行曲线转换,该方法同样没有考虑声波曲线中地层背景速度低频信息。

(3)信息统计加权法 将各种测井数据按给定权值加入声波曲线,以突出声波测井资料响应不明显的地质目标,但它仅在声波曲线基础上进行了简单的数学运算。

(4)BP 神经网络法 在获得研究区的声波曲线与自然电位、电阻率、自然伽马等测井曲线的关系、权重及阈值系数后,通过BP 神经网络的非线性算法重构声波测井曲线。

剖析、对比以上各种特征曲线重构方法,发现各种方法除自身优点外存在以下方面的不足。

(1)常规重构反演方法往往只针对声波资料进行处理,忽视了密度资料对反演结果的重要影响。在砂泥岩地层中密度异常普遍存在,泥岩段或泥质含量较高的井段密度测井往往受井壁垮塌、泥浆侵入等非地层因素影响,使得实测密度值失真,不能准确指示原状地层密度。而在基于模型的井约束反演中,密度变化对反演影响很大,因为

第45卷 第3期贾建亮等:测井)地震多属性分层重构特征曲线技术

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Z =Q v

式中:Z 为波阻抗;v 为声波速度;Q 为岩石体积密

度。假定声速增加和密度增加产生相同的波阻抗的增量$Z,就有

Z +$Z =Q (v +$v)=v(Q +$Q )

容易得到

$Q /$v =Q /v

一般砂岩和泥岩的密度值范围是2.2~2.7g/cm 3

,声波速度值为2000~6000m/s 。假定泥岩声速v =3000m/s,密度Q =2.0g/cm 3

,代入上式可得$Q /$v =2/3000=011/150 从上式可知,密度变化0.1g/cm 3时,对应的声速变化为150m/s,密度变化对波阻抗的影响很大。

因此在反演中应根据不同区域测井)地质特征,通过重构密度来提高反演精度。

(2)常规特征曲线重构方法仅采用一条或几条测井曲线进行特征曲线的重构,虽然在客观上更加详细地刻画出一条拟特征曲线,分辨率得以提高,但井资料易受一些非地层因素的影响。基于地震多属性预测测井曲线的原理[9,10]

,在重构信息中加入反映地层岩性并具有物理意义的井旁地震属性信息,用测井)地震多属性方法来重构特征曲线。从井旁提取的地震属性不受井筒环境等非地层因素影响,故加入地震属性信息进行重构反演,可消除井因素影响,从而加强原状地层的地质特征。

(3)常规特征曲线重构方法都是对全井段或大范围曲线进行重构,而不是只对目的层段有针对性地进行重构,这样对岩性、物性及测井曲线形态幅度有明显差别的不同目的层段,运用相同的重构参数调制处理,必然会使反演的精度降低。因此,针对不同岩性、物性及测井特征的目的层段,须对其特征曲线分层重构处理。

通过上述分析,在重构特征曲线时利用测井高频信息提高反演纵向分辨率和岩性分辨能力基础上,加入地震属性信息,为准确的地震地质层位标定奠定基础。为提高反演精度,应针对不同目的层的测井响应,对声波和密度曲线进行重构,此即笔者提出的测井)地震多属性分层重构特征曲线技术。

2 特征曲线重构方法原理

测井)地震多属性分层重构特征曲线技术的内

涵是从地质成因出发,以岩石物理学为基础,根据不同目的层段的岩性、物性及测井特征,优选与岩性相关的测井)地震属性,在目的层段内用以重构具有相同量纲的拟声波和拟密度曲线,使得它们既能更好地反映地层速度和波阻抗特征,又能较好地反映岩性差异,从而准确建立储层特性与地震属性特征的联系。

在测井资料质量差及存在区域地质异常地区,测井)地震多属性分层重构特征曲线技术所用的重构信息不只局限于常规测井资料,还加入不受非地层因素影响的地震属性信息,以提高预测精度;同时采用褶积因子法对权重较高的属性信息融合,相当于在运算过程中加入更多高权重属性信息,这对在已知信息的质量差、井数量较少的地区获取高精度预测曲线具有重要现实意义。

根据测井)地震多属性分层重构曲线技术的方法原理及在实际应用中的可操作性,给出了图1所示的测井)地震多属性分层重构特征曲线技术的主要流程。

图1 测井)地震多属性分层重构特征曲线技术流程图

测井)地震多属性分层重构反演技术的核心是从反演基础资料着手,利用多种测井)地震参数反映岩性,不只对声波曲线进行重构,更重要的是对密度曲线进行重构。本文在对测井曲线进行预处理、标准化处理,以及确定目的层范围等常规处理之后,着重对重构的关键技术环节进行分析。