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探析二维高分辨率地震反演技术dd-【新闻】

发布时间:2021-04-05 23:34:44 阅读: 来源:除尘滤筒厂家

探析二维高分辨率地震反演技术

中国页岩气网讯:苏里格气田南部约20%的地貌为黄土塬,沟壑纵横,落差在30~300m 之间。受地形地貌的限制,在该区实施三维地震资料采集、处理难度较大,因此目前的研究仍然以二维地震资料为主。苏里格气田主力储层为盒8下亚段,现今80%工业气来自该产层;其沉积模式为心滩与河道叠置的辫状河,单砂体规模小而分散,多呈透镜状,厚度一般为5~10m;纵向多层砂体叠合规模大,横向连片,叠合厚度一般均在20m 以上;有效储层单层厚度小,一般为2~5m。如何利用现有的二维地震资料对5m 左右的含气储层的平面分布特征进行有效预测,是当前研究中急需解决的课题。

波阻抗反演作为识别储层的主要手段在国内外已经得到大量的应用,但是波阻抗反演的纵向分辨率一般与地震资料的分辨率相近,在苏里格地区难以有效识别5m 左右的薄储层。地质统计反演的纵向分辨率较高,但缺点是对储层横向展布特征的预测缺少地质约束,因此一般的做法是在波阻抗反演的基础上进行随机地质统计反演,即以测井数据(如孔隙度曲线或者自然伽马曲线)和波阻抗数据体协同进行随机模拟反演。这样既提高了储层的纵向分辨率,也能够满足储层的横向展布特征的地质要求。

储层含气以后会导致纵波速度降低,而对横波速度的影响小。因此含气储层的纵横波速度比一般小于含水储层的纵横波速度比,含气储层的泊松比也会低于含水储层的泊松比。根据有效储层的这种岩石物理特征,可以利用叠前AVO反演中的VP/VS 反演剖面对有效储层的分布特征进行预测。

高精度二维地震反演

基于统计学的随机地震反演及地质统计学反演的纵向分辨率有较大的提高,可以识别厚度约5m的储层。但是,基于统计学的地震随机反演及地质统计反演需要在三维空间的前提下沿任意随机路径进行,不同的随机路径得到不同的反演成果;不同反演成果的差异反映了地下介质的非均匀性和随机性,差异越大,非均质性越强。

图1  研究区二维测线与伪三维测网分布图

为了能够在二维地震前提下进行高分辨率的地质统计学反演,可以根据二维地震测线的分布特征,将二维地震纵测线及横测线作为主测线及联络测线,从而建立一个相应的伪三维地震工区(图1,图中红色及蓝色测线为原始二维测线,黑色网格为伪三维测网)。这样就可以用三维地震地质统计学的反演原理对二维地震数据进行反演,从而有效提高二维地震反演的纵向分辨率,满足生产对储层预测分辨率的要求。

(a)4号线纵波阻抗反演剖面;(b)4号线孔隙度反演剖面;(c)7号线纵波阻抗反演剖面;

(d)7号线孔隙度反演剖面;(e)2号线纵波阻抗反演剖面;(f)2号线孔隙度反演剖面

图2 波阻抗反演剖面与地质统计孔隙度反演对比剖面

在伪三维地震工区的前提下,利用地质统计学反演中的序贯高斯协模拟算法对原始的二维测线进行了高精度的地质统计学反演(图2),即以测井数据(如孔隙度曲线)和波阻抗数据体协同进行随机模拟反演。

从二维波阻抗反演剖面与伪三维地质统计学反演剖面的对比可以看出,地质统计学反演剖面的分辨率有了明显提高,同时砂体的横向发育范围与波阻抗反演的砂体横向范围存在较高的一致性及相似性。这样,不仅提高了反演剖面的纵向分辨率,同时还保留了波阻抗反演的平面分布规律,从而达到对薄储层刻画的目的。

对比图2中(a)和(b)可以发现,波阻抗反演剖面无法区分S37井上的两套含气砂岩,且波阻抗反演剖面的储层厚度要远大于钻井揭示的砂岩厚度;而地质统计孔隙度反演结果的分辨率要高于波阻抗反演剖面,能够有效识别5m 以上的储层,尤其是S37井的两套气层;同时,地质统计学反演的砂体在横向的尖灭点及厚薄变化趋势与波阻抗反演的储层尖灭点及横向厚薄的变化趋势较为一致。表明二维地震的地质统计反演不仅提高了纵向分辨率,而且保留了砂体横向上的分布规律。对比图2(c)和(d)、(e)和(f)可以得出同样的结论。

表1 二维高分辨率反演数据体与钻遇砂岩厚度误差统计分析表

通过对8口钻井(其中有3口井不过地震测线)钻遇的砂岩厚度与高分辨率反演预测砂体的统计对比分析(见表1),8口钻井在目的层段钻遇50 个单砂体,31个厚度大于5m 的单砂体均能够进行识别,预测厚度的最大绝对误差为2.8m,最大相对误差为19%。19 个厚度小于5m 的单砂体的识别率低于73%,有5个单砂体没有预测出来,剩余14个单砂体预测厚度的最大绝对误差为3m,平均相对误差达75%。

苏里格有效储层AVO预测

从苏里格地区的反演剖面上可以看出,苏里格地区的储层具有非均质性强、砂体纵横向变化快、有效厚度薄等特点,特别是储层的含气丰度低,有效储层厚度远小于砂岩厚度(图2)。因此落实有效储层的空间展布特征就显得非常重要。

前人的研究成果及国内外的试验证明,叠前道集AVO 反演的纵横波速度比剖面能够更好地反映地下含气储层的分布特征。通过岩石物理参数交会分析发现,含气储层的纵横波速度比一般小于1.6,纵波阻抗小于1.4 ×100000g/cm3·m/s(图3)。

图3 岩石物理参数正演后纵横波速度比与纵波阻抗交会分析图

通过叠前道集AVO 弹性阻抗反演(图4)的VP/VS 剖面,可以较为清楚地识别有效储层的分布。但是,从VP/VS 反演剖面上可以看出,预测的有效储层厚度要大于钻井揭示的有效储层厚度,这样就降低了有效储层厚度的预测精度。原因在于AVO反演的基础数据是叠前地震道集,而地震道集的纵向分辨率与地震数据体的分辨率基本一致,因此依靠地震的分辨率难以识别较薄的有效储层。

(a)4号线AVO 反演的VP/VS 剖面;(b)4号线有效储层预测剖面;(c)7号线AVO 反演的VP/VS 剖面;

(d)7号线有效储层预测剖面;(e)2号线AVO 反演的VP/VS 剖面;(f)2号线有效储层预测剖面

图4 AVO 反演的纵横波速度比剖面及有效储层预测剖面

基于AVO 反演的纵向分辨率与纵波波阻抗反演基本一致,且AVO 反演数据体的横向储层尖灭及厚薄变化趋势与纵波波阻抗反演数据体较为相似,因此可以结合AVO 反演的平面特征及二维地震地质统计学反演的纵向分辨率,对苏里格地区较薄有效储层进行识别。

图5 AVO 反演的VP/VS 数据体与孔隙度数据体交会分析

通过叠前道集AVO反演的VP/VS反演数据体与二维地震地质统计学孔隙度反演数据体的交会(图5),可以得出既满足VP/VS 小于1.6,又满足孔隙度大于5%的有效储层预测数据体(图4b、图4d和图4f),从而达到识别薄有效储层的目的。

从AVO弹性阻抗反演的VP/VS 反演剖面(图4a、图4c和图4e)分析可以看出,VP/VS 反演剖面的分辨率较低,且纵向上的AVO 异常较多,与实际钻井揭示的情况存在较大的差异。主要原因在于,VP/VS除了能够反映流体变化导致的异常外,还可以反映因岩性变化而引起的AVO 异常,因此必须结合储层预测结果,即在砂岩中检测有效砂岩的分布。

从图4b、图4d和图4f的有效储层预测剖面可以看出,该剖面既符合AVO 反演VP/VS 剖面特征,也符合二维地质统计学孔隙度反演剖面特征,同时还符合钻井揭示的实际含气砂岩厚度。说明在二维地质统计学高分辨率反演落实储层分布的前提下,结合AVO 反演VP/VS 数据体与二维孔隙度数据体的交会可以很好地识别有效薄储层的分布范围及平面特征。

通过对钻井揭示的含气砂岩厚度与基于叠前AVO 反演的地质统计学反演预测的含气砂岩厚度统计分析(见表2),8口井在目的层段内共钻遇了气层、差气层及气水同层共21层含烃类储层,其中有效储层厚度大于5m的有5层,有效储层厚度小于5m的有16层。统计数据说明,通过叠前AVO 反演及地质统计反演可以识别有效厚度大于5m 的含气砂岩,对于有效厚度小于5m 的含气砂岩识别率低于80%,厚度越薄,预测有效厚度的相对误差越大。

表2 AVO检测含气砂岩与钻遇含气砂岩厚度误差统计分析表

结论与认识:

通过对苏里格地区13条二维地震数据的高分辨率反演、叠前AVO反演及有效储层预测效果的对比分析,得到以下认识:

(1)二维地震高分辨率反演预测的储层厚度与钻井揭示的砂岩厚度吻合较好,纵向分辨率可以达到5m,能够满足实际生产对储层预测的需要;

(2)AVO 反演的VP/VS 小于1.6 时为有效储层,但是VP/VS 剖面的纵向分辨率与地震分辨率一致,难以识别较薄的有效储层,预测的有效储层厚度与钻井揭示的实际厚度吻合程度差,一般预测厚度要大于实际砂岩厚度;

(3)通过孔隙度地质统计反演数据体与VP/VS反演数据体的交会分析,得到满足孔隙度大于5%、VP/VS 小于1.6的有效储层预测数据体,实现了对有效储层分布特征的描述;

(4)通过高分辨率二维地震储层预测,能够识别有效储层厚度大于5m 的含气砂岩,预测厚度相对误差小于30%。

 

(刘学清 / 中国地质大学(北京)地球物理信息技术学院)

(魏福吉 / 中国石化胜利石油管理局地球物理勘探开发公司)

(王大全 / 中国石化西南石油局云南物探公司)

(秦俐 / 川庆钻探工程公司地球物理勘探公司)

(白玉春 / 东方地球物理公司油藏地球物理研究中心)

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