深度域地震层位在精细随机反演中的应用

时间：2024-05-22

归平军

(中石化华北油气分公司勘探开发研究院，郑州 450006)

0 前言

近年来，随着勘探开发进程的加快，对钻井成功率要求增高，怎样才能充分利用现有地震及井资料来预测砂体空间展布。近几年来在鄂尔多斯盆地北部大牛地气田应用方面采用岩性随机模拟反演方法在储层预测及井位部署方面取得了良好的效果。地震解释层位是反射同相轴空间分布最直观的体现,也是整个储层预测的基础，能够直观地表现为地下地层起伏趋势及变化形态。因此对于随机模拟反演来说,由地震层位形成地层框架,更能真实地反映地底下的真实状况，因此，在地震层位约束的基础上针对各目标层系开展地层模拟,可以有效控制反演过程中测井信息的外推方向和构造趋势[1-3]。在实际工作中发现,当地震分辨率较低或者同一个同相轴为多套砂泥岩综合响应特征时,尤其在对于砂泥薄互层来说,识别分辨率及精度较低，地震地层框架具有较低纵向分辨率及空间的稀疏性。此时,在随机模拟反演过程中,井间砂泥薄互层受到地层框架约束作用较弱,反演外推过程中按照测井和地震波阻抗及直方统计进行的概率分布运算,很容易发生井间薄互砂体纵向“窜层”连接的现象。这里在开展工区内测井地层对比的基础上,以测井地质小层段分层信息建立地质层位,通过纵向高密度单砂体地质层位框架约束随机模拟的方法，进一步提高了储层反演的精度及纵向分辨率。

图1 典型井合成记录

1 方法原理

以鄂北地区大牛地气田地区为例，该地区钻井较多，且分布比较均匀，保证了在应用地震层位及已知井地质分层时分布的均匀性，能够准确的覆盖整个工区。数据要求，首先运用准确的三维速度场进行时深转化，建立深度域地震构造模型。其次应用相对准确的测井地质分层，通过商业解释软件来实现，其原理如下：选择关系比较紧密的地震反射层位与地质层位之间进行拟合，如太原组底界地质分层太1段与地震层位T9b，下石盒子组底界盒1段与地震层位T9d(图1)。

依据合成记录标定，明确地震波组地质含义，在地震层位解释中，选择较为稳定的标志层进行横向追踪解释，确定全区等时界面。但是，在深度域约束反演时，地震层位只能精确到大套层系，而不能更为精细到小层系薄储层的预测，在对地震、地质联合小层精细标定和地震层位精细解释的基础上。以测井资料地质小层系为支撑点，以地震层位横向趋势变化来进行井间的网格化外推及空间插值，建立起各地质层分界面深度域模型, 进而得到各个小层的底面构造面，通过约束来进行随机模拟反演。

2 地震层位应用分析

以水平井钻进过程中轨迹调整为例，在水平井导眼井完钻后，需开展相应的时深转换及岩性随机反演。该地区单砂体发育较薄，储层纵向刻画难度较大，地震层位在横向上的展布特征及构造趋势很大程度上决定了储层的分布规律。

当地震层位解释合理且地震分辨率较高时，随机反演可以综合各项资料优点，可以实现纵向上的高精度和横向上的最大概率外推，同时储层构造起伏趋势及厚度都可以得到有效保证，这是明显优于其他反演算法的[3-4]。在实际应用中发现，当地震资料分辨率较低时，在局部地区薄互层砂泥岩发育，地震反射同相轴多为砂泥岩薄互层综合响应，而并非单套储层的独立反射。通过大套地震层位反演，只能够反映大套砂体综合展布趋势，不能精确到小层系砂体分布，也不能够对砂泥岩纵向分布进行准确的刻画，对许多小的泥岩夹层的没有识别出来(如图2)。进而可以推断作为硬约束的地层框架同样具有较低的分辨能力，对层间的薄互层的约束相对较弱，进而影响钻井成功率[5]。

3 地质框架的建立及分析

针对以上问题，提出加密纵向地层格架，精确得到反演地质体，指导储层预测的准确性。我们提出利用深度域地震层位、测井地质分层的前提下，以目的层段最下覆深度域地震地层为基础，通过井间小层地层厚度逐渐相加而得到上覆地层的底界构造，这样就得到全区地质层位格架，通过应用测井地质层位信息建立模型框架，相比单纯地震层位其纵向精度提高很多[6-7](图3(b))。首先必须需要解决的地震层位时深转换问题，基本流程如下：

图2 模拟反演预测砂体与实钻砂体对比图

图3 地震层位与地质小层建立的框架初始模型

图4 平均速度模型的原理示意图

图5 研究区井位分布图

用地震解释层位和钻井地质分层标定，即用地震时间层位约束上述速度模型，使速度和构造更趋合理。然后用钻井地质分层形成的井点伪速度模型进一步进行约束校正，使速度模型转深的精度进一步提高，要求地震拾取的时间层位要严格落在井震标定的钻井地质分层上，使沿层的速度更准确。至此就形成了符合构造趋势和井点精度的三维层速度模型。用LandMarkDepth Team实现精确速度场建模和时深转换，该模块能有效地综合地震速度场、井速度场、层位及断层、井分层等信息，建立精确的空变速度场。最终形成的平均速度模型，然后进行时深转换，其流程图见图4。

如果单纯的用测井地质小层来网格化内插，对井分层的准确性要求较高，在平面上控制点必须均匀。全区井点分布为西南、东北部分布较多，总井数900余口(图5)。在井点较少的区域，纵向分辨率较低，这是因为地震反射界面不能完全的代表地质界面，两者具有一定的差异性，在井控速度进行时深转换时影响在时间域地震层位在转深时，不能有效的进行储层的精细预测。

图6 井控地质层位平面图与井震联合约束地质层位平面图

图7 地质小层约束和地震层位约束的随机岩性反演

通过井震联合约束内插，其精度较高，能够建立起整个空间模型(图6)。

现有方法，只能从井点出发，而不能预知井间构造变化趋势，将测井分层信息形成地层格架，应用到地震解释层位。在现有的测井地层精细对比中，由于测井资料的局限性，井间地层对比只能依靠井间内插来预测地层的走向及发育特征，对随机模拟反演比较重要。地层框架作为硬约束影响储层横向展布，由此可以推断不同的内插方式将直接决定储层的横向分布特征和构造趋势[6]。因此，理想的地质层位框架需要具备两个方面的特质，才能够保证反演的真实性和有效性。

4 地质层位约束下的随机反演效果

在地震-地质小层系框架建立起来之后开展岩性随机反演。在各种敏感参数试验分析基础上，本区采用展中子-伽马重构曲线，且与地震波阻抗有一定相关性，开展了岩性地震地质小层系约束的随机岩性反演。

从图7可以看出，使用地震层位框架约束下的随机反演井间存在明显的砂体“窜层”现象，而使用地质层位框架下进行深度域反演[8]，这一问题得到了有效的解决，井间砂体空间展布更加准确合理。在实际应用中，对基本框架地层层位的时深转换所要求三维速度场的精确获取及工区内井点分布范围情况均对储层预测精确与否有一定关系。