三参量非线性AVO分析方法在苏里格气田的应用

余鸿飞，李 瑞（）

杨 孛 成都理工大学地球探测与信息技术教育部重点实验室，四川成都610059

康 坤 （中国石油集团川庆钻探工程有限公司，四川成都610213）

三参量非线性AVO分析方法在苏里格气田的应用

余鸿飞，李 瑞（）

杨 孛 成都理工大学地球探测与信息技术教育部重点实验室，四川成都610059

康 坤 （中国石油集团川庆钻探工程有限公司，四川成都610213）

苏里格气田具有低孔、低渗、低丰度、低饱和度、低压等特点，其有效储层厚度变化大、连续性差、非均质性严重，常规AVO分析方法在该区难以有效区分孔隙流体。针对该问题，根据储层段岩石物理参数与测井资料，研究分析了AVO方法及含不同流体砂岩的AVO响应特征，设计了新的表征纵、横波速度和密度变化率特征的三参量非线性AVO分析方法。实际地震资料分析表明，利用三参量非线性AVO分析方法在苏里格气田取得了良好的应用效果，该方法精度高，能够较准确地预测流体。

非线性AVO分析；岩石物理参数；响应特征；密度；变化率

苏里格气田位于鄂尔多斯盆地西北侧的苏里格庙地区，是一个世界级大气田。苏里格气田具有低孔、低渗、低丰度、低饱和度、低压等特点，其有效储层厚度变化大、连续性差、非均质性严重，地震储层预测难度大。地震资料上主要表现为不同类型的储层在波阻抗上存在很大的叠置区间，叠后波阻抗反演结果无法有效地识别储层，也无法识别气层。叠前资料保留了大量未被过滤或叠加的有用信息，因而需要利用AVO技术开展叠前资料分析工作，但是常规AVO分析方法在该区难以有效区分孔隙流体［1～4］。为此，找到新的适合苏里格气田流体识别的AVO新方法就显得尤为必要。笔者根据储层段岩石物理参数与测井资料，研究分析了AVO方法及含不同流体砂岩的AVO响应特征，设计了新的表征纵、横波速度和密度变化率特征的三参量非线性AVO分析方法。

1 三参量非线性AVO分析方法

AVO（Amplitude Versus Offset）技术通过研究地震记录的反射振幅与炮检距的关系来检测油气，其理论基础是Zoeppritz方程。常规的叠加资料掩盖了这一重要信息，随着计算机技术的发展以及开展岩性地震学研究的需要，人们希望从丰富的地震资料中提取尽可能多的地下信息用于碳氢检测，这就不仅需要研究叠后资料，也需要研究叠前资料，AVO方法就是目前备受重视的一种分析和应用叠前资料预测油气的方法。

1.1 苏里格气田储层段三参量关系分析

Zoeppritz方程证明在不同偏移距接收到的反射系数与密度、纵横波速度有关，因此其成为AVO分析的基础。由于Zoeppritz方程过于复杂，多年来，诸多学者推导了其近似表达式，先后有Bortfeld［5］、Aki ＆Richards［5］、Shuey［6］、Hilterman7［7］和Mallick［8］等简化关系式，极大地推动了AVO技术的研究和应用。

随着流体的变化，介质的纵波速度和密度也会随之变化［9］，因此研究地震纵波振幅随偏移距的变化规律就不能忽略密度的变化特征，这就需要寻找一种表达方式来表述岩层的纵、横波速度和密度的变化特征。

苏里格气田储层段主要分布在盒8段，通过su5－10－27井、su5－2－29井、su5－12－31井、su5－14－26井等井的测井资料提取的储层段纵、横波速度比曲线（图1），显示纵、横波速度比的值在1.7左右。苏里格气田盒8段纵、横波速度及密度变化率曲线（图2）表明，在砂岩段其密度变化远小于速度变化，而在泥岩段则差异不大；相对速度变化率而言，含气砂岩段的密度变化率较低，据此提出了新的包含速度变化特征的AVO近似方程。

图1 苏里格气田盒8段纵、横波速度比曲线

1.2 方法原理

常规资料处理得到CMP（共中心点道集）记录是炮检距的函数，对于同一记录道而言，其不同时间深度处接收到的反射波偏移距相同，但入射角不同（图3（a））；而AVO需要分析的是地震反射振幅随入射角的变化，这就必须把固定炮检距的道集记录转换成固定入射角的道集记录——角道集［10，11］（图3（b））。

图2 苏里格地区盒8段纵、横波速度及密度变化率曲线

随着流体的变化，介质的纵波速度和密度会随之变化。为此，结合苏里格气田致密碎屑岩储层的特点，整理了Aki ＆Richards方程［12～15］，得：

式中，R（θ）为反射系数；θ为反射波的入射角，（°）；Vp、Vs分别为地下分界面上下两层的纵波、横波的平均速度，km／s；ρ为地下分界面上下两层的平均介质密度，g／cm3；ΔVs为横波波速的绝对变化量，km／s；ΔVp为纵波波速的绝对变化量；Δρ为上下两层的平均介质密度之差，g／cm3；γ为横、纵波速度比。

式（1）中密度项的系数（1－4γ2sin2θ）不仅与入射角有关，也与横、纵波速度比γ有关，而γ难以准确判定，亦即无法获得密度项的准确系数。由于密度变化较小，为此在密度的系数项（1－4γ2sin2θ）进行近似处理，即假设横、纵波速度比γ为0.5，则有：

将式（2）代入式（1），三参量非线性AVO方程为：

三参量非线性AVO方程与Aki ＆Richards方程近似的误差为ε＝（4γ2－1）sin2θ。可以通过角道集曲线拟合，就可以得到地下介质两侧的横、纵波速度和密度的变化率，进而进行流体的判别。

根据三参量非线性AVO方程，结合该区岩心资料实验室分析结果，可得该区流体因子F为：

该区流体因子F的地球物理含义为：

1）当F＜0时，表明储集层内的流体为气的可能性较大；

2）当F≈0时，表明储集层内的流体可能为水，也可能是气；

3）当F＞0时，表明储集层内的流体为水的可能性较大。

图3 角道集分选示意图

图4 盒8段流体因子平面分布图

2 应用实例

三参量非线性AVO分析方法为进行储层预测和油气检测提供了一种新的思路，研究人员可以通过流体因子的分布情况来预测流体性质，降低油气田勘探开发风险。以苏里格气田储层盒8段为例，图4为盒8段流体因子平面分布图。从图4中可以看出，研究区东南部、中部偏西部位和西南部有明显的F＜0的黑色聚集区，表明该区域内含气的可能性很高。事实证明，研究区东南部su5－16－31井区、中部偏西部位su5－11－24井区预测含气区域与实钻井符合较好，西南部su5－16－24井区预测的可能含气区域实钻为富含气，东北部su5－9－30井区预测的可能含气区域实钻为含气，预测结果与实钻结果基本符合。

3 结 语

由于苏里格气田盒8段储层为薄互层，单砂层厚度薄，频率低，现有地震资料条件下，常规AVO分析方法在该区难以有效区分孔隙流体。为此，笔者提出了新的反映速度和密度变化特征的三参量非线性AVO方程，根据该方程，结合该区岩心资料实验室分析结果，可得到该区流体因子来预测流体性质。预测结果与实钻结果符合较好，表明该方法精度高，能够较准确地预测流体，在苏里格气田取得了良好的应用效果。

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［编辑］ 龙 舟

65 Application of Nonlinear Three Parameter AVO Analysis Method in Sulige Gas－field

Y
U Hong－fei，LI Rui，YANG Bei，KANG Kun

（First Authors Address：Key Laboratory of Earth Exploration and Information Technologies of Ministry of Education，Chengdu University of Technology，Chengdu610059，Sichuan，China）

Sulige Gas－field had the characteristics of low porosity，low permeability，low abundance，low saturation and low pressure，its effective reservoir thickness was greatly changed with poor continuity and serious heterogeneity，conventional AVO analysis method was difficult to be used for distinguishing pore fluid.In allusion to the problem stated above based on reservoir rock physical property and logging data，AVO method and AVO response features containing different sandstones were studied.A new characterization of p－wave and s－wav velocity and density variation characteristics of AVO analysis method was designed.The data analysis indicates that the method of three parameters AVO analysis based on nonlinear relation is used in Sulige Gas－field and good effect is achieved.

nonlinear AVO analysis；rock physical parameter；response characteristics；density；variation

book=187,ebook=187

P631.44

A

1000－9752（2012）06－0065－04

2012－02－20

余鸿飞（1982－），男，2005年电子科技大学毕业，博士生，现主要从事物探方面的研究工作。