地震反演在辽河滩海西部储层预测中的应用

董德胜,郭彦民, 邹丙方,杨光达,孙 转

(中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院,辽宁盘锦 124010)



地震反演在辽河滩海西部储层预测中的应用

董德胜,郭彦民, 邹丙方,杨光达,孙 转

(中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院,辽宁盘锦 124010)

辽河滩海西部的勘探目标日趋复杂，储层预测工作越来越重要。阐述了在辽河滩海西部地区开展地震反演工作的关键技术环节，并对反演效果进行评价分析；利用波阻抗反演结果定量预测主要目的层段的砂岩厚度和砂岩含量，并对各层段储层的发育程度进行评价，分析储层的平面分布特征，确定岩性圈闭发育有利区，为岩性圈闭识别及评价提供依据。

辽河滩海；地震反演；λ值；砂岩含量预测；储层发育程度

地震反演是储层预测的核心技术之一，是地质综合评价与地震资料解释的重要组成部分，在圈闭评价、油藏描述以及井位论证中都扮演着重要角色[1]。在辽河滩海西部地区，随着勘探程度的逐步提高，勘探目标日趋复杂，从以往的构造油藏向地层岩性油藏转变，储层预测工作也越来越受到重视。研究区储集层以薄互层沉积砂体为主，具有单层厚度小、纵横向变化快的特点，地震预测多解性强，难度大。本次研究综合利用地质、地震、钻井等资料，在精细层序地层格架约束下，采用地震波阻抗反演技术预测了目的层段(沙一、二段)储层的纵、横向发育特征，取得明显效果，为地层岩性油藏勘探提供了有力支撑。

1 区域地质背景

辽河滩海地区地理上位于辽东湾北部, 是辽河盆地陆上向海域的自然延伸，构造上位于辽河滩海西部凹陷，包括西部斜坡带、笔架岭-岭南构造带、海南洼陷带、仙鹤-架东构造带4个构造单元，总面积约780 km2。辽河滩海西部凹陷呈箕状特点，西侧为缓坡带，东侧为陡坡带，中间为深陷带[2]。在东西两侧高中间低的古地貌背景下，其周边存在西部凸起、葫芦岛凸起和海月凸起3个主要的物源区(图1)，沙一、二期发育扇三角洲-湖泊相沉积[3-5]。

图1 辽河滩海西部沙一段顶界构造图

本次研究将辽河滩海西部古近系划分为4个三级层序，15个准层序组(表1)，其中主要目的层段SQ3(沙一、二段)为一个完整的沉积旋回。低位域为砂砾岩、粗砂岩夹红色泥岩、灰色泥岩构成的正旋回发育扇三角洲沉积体系，湖盆水体浅，物源供给充足，扇体发育规模大；水进域为细砂岩、粉砂岩夹灰色泥岩、油页岩构成的正旋回，仍发育扇三角洲沉积体系，湖盆水体变深，扇体向物源区收缩，分布范围变小。高位域为深灰色泥岩、细砂岩、粉砂岩构成的反旋回，也属于扇三角洲沉积体系，水体再变浅，扇体规模增大(图2)。

本次研究细化研究单元，为储层预测提供精细的等时层序地层格架。将SQ3细分为5个准层序组，低位域划分为2个(沙二上、沙二下)，水进域划分2个(沙一下、沙一中)，高位域划分1个(沙一上)。钻探证实，研究区低位域晚期(沙二上)和水进域早期(沙一下)扇三角洲沉积砂体发育，储盖配置关系好，为主力出油层段，是本次研究重点目的层段。

图2 F井-Q井地层对比图

2 地震品质及钻井岩电特征分析

地震反演效果的好坏主要取决于两个条件，一是地震资料的品质，包括信噪比、分辨率及保真度，这一点决定了反演结果的分辨率和可信度；二是钻井资料的岩电组合特征，包括声波时差、密度及纵波阻抗曲线能否很好地反映储层和围岩的差异，这决定了波阻抗反演结果能否有效地区分储层与非储层。

2.1 地震资料品质分析

主要以高分辨处理地震资料为基础，其资料品质较以往有了较大改善。在目的层段地震资料主频达到25 Hz,有效频带宽度10～50 Hz。理论上,地震垂向分辨率为调谐厚度,即H=λ/4,其中λ=V/F[6]。在研究区沙一、二段储层层速度约为3 000 m/s,因此,地震资料垂向分辨率大约为30 m，可以识别大于30 m的砂层组。

2.2 目的层岩电组合特征分析

通过对工区30余口探井岩性资料及电性资料的综合分析，目的层段岩性组合为砂、泥互层沉积，储集层以砂岩、砾岩为主，储集层与上下围岩的纵波阻抗具有明显差异，砾岩波阻抗最高，砂岩次之，泥岩最小(图3)，因此，可以利用波阻抗进行岩性区分。

3 地震波阻抗反演

3.1 地震反演方法及原理

波阻抗反演处理采用Jason反演软件中的约束稀疏脉冲反演模块进行。该方法的主要优点是能获得宽频带的反射系数,能较好地解决地震记录的欠定问题,从而使波阻抗反演得到的数据更趋于真实[5]。稀疏脉冲波阻抗反演的主要过程是:首先，通过最大似然反褶积求得一个具有稀疏特性的反射系数序列；然后，通过最大似然反演导出宽带波阻抗[7]。

图3 泥岩、砂岩、砾岩波阻抗直方图

3.2 子波提取及井震标定分析

地震子波提取及井震标定分析是地震反演工作的基础[8]。为实现子波在能量和频率上与实际地震道吻合，研究过程中地震子波提取由实际地震资料出发，用多道地震记录进行自相关统计的方法求取子波[9]。结合井震标定分析，最终确定研究区子波为一个零相位的正极性子波，子波主频25 Hz左右。从井震标定结果分析，合成地震记录与原始地震道吻合好，波组对应关系清晰，波峰对应砂组的顶界面，波谷对应砂组底界面(图4)。

图4 C井震综合标定

3.3 三维初始波阻抗模型建立

测井约束反演需要建立正确的地质先验模型，即三维初始波阻抗模型。模型建立的基础资料是构造解释层位。为了提高模型的精度，笔者把目的层沙一、二段细分5个研究单元，将各准层序组界面引入模型，并对层间产状及地层接触关系进行了准确定义，搭建了一个高精度框架模型。在此基础上，再利用测井波阻抗曲线进行内插外推，产生三维波阻抗模型体(图5)。

3.4 反演参数选取

图5 F井-P井初始阻抗模型剖面

地震波阻抗反演参数的选择直接影响反演效果，根据研究区地质情况及资料特点，通过反复测试确定了相关参数[10]。根据试验，地震子波选取由实际资料统计的长度为80 ms的零相位子波；反演处理时窗为沙一段顶界-沙三上段底界；波阻抗横向变化可拓展范围为20%；反演迭代次数为6次；低频合并分量确定为10 Hz, 残差权重因子λ值取18。

3.5 反演效果分析

在对子波提取、层位标定和波阻抗初始模型建立等各项反演关键环节进行精细处理之后，选择合理的控制参数开展波阻抗反演，并对反演效果进行质控分析，以验证预测结果的可靠性。首先，将反演得到的合成地震记录与原始地震道进行对比发现，除了在局部断层发育的部位存在残差外，整体对应关系较好，表明反演波阻抗结果忠实于地震资料，能够客观地反映地下岩石波阻抗变化特征。然后，通过井旁反演的波阻抗曲线与原始测井阻抗曲线对比分析发现，地震有效频带内两者的曲线特征基本一致，这表明初始波阻抗模型约束的比较合理，反演结果客观地反映了储层的变化特征。最后，对反演结果标定分析，波阻抗反演结果与已知井有较好的对比关系。

4 储层定量预测

为了进一步研究储层在空间上的分布规律，精细描述储层在空间上的分布状况，利用波阻抗反演结果，确定砂岩和泥岩阻抗门槛值，分别计算了沙一上、中、下段，沙二上、下段的砂岩厚度和砂岩含量。经钻探证实，研究区沙一下段是储层发育段，也是油气富集段，因此下面以沙一下段为例对储层定量预测效果进行分析。

4.1 砂岩含量及厚度预测

沙一下段沉积期为SQ3湖侵期早期，研究区水体加深，可容纳空间增大，地层沉积范围增大，该时期主要发育扇三角洲沉积体系。从沙一下段砂岩含量预测结果分析(图6)，储层较为发育。在研究区北部，高值区集中在F井、G井、I井、L井至N井区，砂岩含量在30%以上，由西向东砂岩含量逐渐降低，在M井、N井区形成一相对独立的砂体。结合地质背景分析，推测该套砂体物源主要来自西部凸起，在仙鹤构造下倾部位倾没。该套砂体多井钻遇，如I井、J井、L井等，发现了多个岩性油气藏。在研究区中部，砂岩含量高值区集中在B井区至C井区附近，结合古地貌分析，物源主要来自葫芦岛凸起，扇体向北东向延伸。在南部岭南斜坡区，砂岩含量高值区具朵叶状分布的特征，A井的东侧砂岩含量在30%以上，储层发育。研究区东部仙鹤-架东地区，砂岩含量普遍偏低，高值区零星分布，规模小，推测储层不发育。

图6 沙一下段(SQ33)砂岩含量预测

根据沙一下段砂岩厚度预测结果(图7)，研究区北部砂体较厚的区域主要分布于L井、M井、N井区，最大厚度达110 m，具有向东及南北减薄的特征，易形成岩性上倾尖灭等圈闭类型。在笔架岭斜坡带东侧，砂体呈朵叶状分布，最大厚度达70 m，砂体厚度向东侧和南侧减薄，与斜坡区北东向断裂相配置，利于形成断层-岩性圈闭等圈闭类型。

图7 沙一下段(SQ33)砂岩厚度预测

4.2 储层定量预测效果分析

为评价储层预测结果的可靠性，从已知井出发，对各层段储层预测厚度与实际钻井揭示厚度进行对比分析。以沙一下段为例，储层预测吻合率总体平均值达到87%，取得较好的预测效果，反映了研究区储层的平面展布特征，为储层综合评价及岩性圈闭的识别提供了有力支撑。

4.3 储层发育程度预测

如前文所述，通过对各准层序组砂岩含量及砂岩厚度的定量预测，确定了砂体的横向展布特征。但是，受地层厚度的影响，有些区域砂岩含量高，但砂体厚度相对较小；有些区域砂体厚度比较大，但砂岩含量比较低；因此，上述这些区域可能都不是寻找岩性圈闭的有利区域。为此，进一步将各层段砂岩含量与砂岩厚度进行交会分析，对各层段储层的发育程度进行综合评价。根据层段砂岩厚度与砂岩含量的数据分布确定门槛值，将交会结果划分成5个区域(图8)。I类区是红色区域，对应砂岩含量较高(大于50%)，砂岩累计厚度大的区域(大于30 m)；II类区砂岩含量中等(大于30%，小于50%)，是砂岩厚度大的区域；III类区砂岩含量高(大于50%)，是厚度小的区域(小于30 m)；IV类区砂岩含量中等(大于30%，小于50%)，是厚度小的区域(小于30 m)；V类区是砂岩含量较小的区域(小于30%)。

从沙一下段储层发育程度预测图分析(图9)，主要以I类、II类和V类区为主。从已知井标定来看，预测结果与井对应关系较好，反映了储层的横向变化情况。I类区主要集中西部斜坡带D井区、E井区，在A井区、H井区、J井区及M井区局部分布；II类区分布范围较广，I井区、N井区及B井区均处于该区域。I类区面积约100 km2，II类区面积约223 km2。钻探证实，该层段I类和II类区均是寻找岩性、构造-岩性圈闭的有利区域，具有较大勘探潜力。

图8 沙一下段(SQ33)砂岩含量与砂岩厚度交会图

图9 沙一下段(水进域准层序组I)储层发育程度预测

5 结论

(1)本次研究综合利用了地质、地震、钻井等数据，根据研究区资料及储层特点，采用Jason反演软件中的约束稀疏脉冲反演模块进行了层序约束下的波阻抗反演，取得明显效果。

(2)在准层序组格架约束下建立波阻抗初始模型，小层约束模型较以往的大层约束模型精度有较大的改善，提高了预测结果的可靠性。

(3)基于波阻抗反演结果，通过分析井点处波阻抗与岩性的对应关系，建立岩性量版，进行岩性解释，定量预测了目的层的砂岩厚度和砂岩含量，落实了储层的发育特征。

(4)通过砂岩含量与砂岩厚度交会分析，对目的层段储层的发育程度进行评价，定量划分出5个区域，结合钻探情况预测I类和II类区是岩性圈闭及构造-岩性圈闭发育有利区。

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编辑：赵川喜

1673-8217(2016)06-0040-06

2016-06-02

董德胜，工程师，1983年生，2006年毕业于东北石油大学电子信息工程专业,目前从事地震解释及勘探部署工作。

P631.445.9

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