擬聲波重構技術在大民屯凹陷儲層預測中的應用

徐振旺，雷文文，王曉光，朱孔斌，郭 峰，劉太偉

（中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦 124010）

大民屯凹陷位于遼河坳陷東北部，面積約 800 km2，是一個“小而肥”的富油氣凹陷[1，2]。在凹陷發育早期（沙四時期），西側隆起區物源在湖盆邊緣凹槽區形成了一系列朵狀扇三角洲，由南向北為前進、平安堡、安福屯、興隆堡和三臺子五大扇體，扇體直接入湖，與烴源巖緊密接觸，優勢巖相利于油氣的聚集。沙四段是大民屯凹陷最主要的生油層系，一直以來都是勘探部署工作的重點，廣泛分布的暗色泥巖和油頁巖為古近系沙三段油氣成藏提供了堅實的油源基礎，同時也為沙四段的砂礫巖儲層形成自生自儲型巖性油藏提供了有利條件。

地震反演可以彌補地震頻帶的不足，在儲層預測中起著十分重要的作用。通常，地震反演都是用聲波曲線來進行約束，但是在有些情況下，由于井眼坍塌、鉆井液等因素的影響，聲波曲線很難反映巖性、含油氣性等儲層特征，地震反演的結果不能準確地預測儲層的分布情況，降低了儲層預測的精度[3-6]。這時可以采用擬聲波重構技術進行地震反演，即將電阻率、自然伽馬、自然電位等曲線轉換成擬聲波曲線，然后進行地震反演，提高反演的分辨率，從而提高儲層預測的精度[7-9]。

1 地震資料高分辨率處理

大民屯凹陷目的層段的地震速度約2 750 m/s，地震資料主頻為20 Hz，理論分辨率約34.375 m，屬于典型的低分辨率資料，導致砂礫巖體及有效儲層的刻畫難度很大（圖1a），因而需要提高地震資料的主頻，拓寬頻帶，給后續地震反演提供高分辨的地震資料，從而提高儲層預測的精度。通過道集切除、殘余多次波去除、隨機噪音去除、剩余時差校正、部分疊加等處理之后，然后利用純縱波提取技術對三個角度的疊加道集進行處理，得到純縱波地震資料（圖1b）[10-11]。相比于原始數據的疊加剖面，純縱波數據的疊加剖面具有更高的地震分辨率，同相軸能量更強，同相軸寬度變窄，細節刻畫得更好。另外，從處理前后的頻譜分析對比圖可以看出，處理之后的純縱波數據的主頻由原來的20 Hz提高到25 Hz，頻帶明顯變寬（圖2）。

圖1 處理前后地震剖面對比

圖2 處理前后地震剖面頻譜對比

2 擬聲波曲線重構

目前，擬聲波曲線重構技術主要有以下4種：常規曲線統計回歸和數理統計法、多種測井曲線統計加權法、神經網絡曲線重構技術、基于小波變換曲線重構技術[12-14]。前 3種方法未將地層背景速度的低頻信息考慮進去，使得重構的聲波曲線不能真實客觀地反映地層信息，本次研究采用基于小波變換的曲線重構技術。

基于小波變換曲線重構技術是使用基于小波變換的多尺度分解理論和信息融合等相關技術，將含有地層背景速度的聲波時差中的低頻信息和可以區分地層巖性、物性的某些測井曲線中的高頻信息經過相關處理而融合在一起，從而可以得到能區分地層巖性、物性和儲層的擬聲波曲線。

2.1 測井曲線的預處理

聲波、密度測井曲線在采集過程之中，不可避免地會受到一些因素（如井眼垮塌、鉆井液等）的影響，使得聲波、密度曲線存在一些誤差，最終影響解釋結果，因此，需要進行必要的環境校正[15]。此外，測井曲線的采集時間、儀器、方法、參數、技術標準等的不同，會出現一定程度的系統誤差，不能真實

地反映地下情況，影響儲層預測的精度。因此，必須對相關的測井曲線進行預處理，如剔除異常值及基線漂移、標準化等處理，在一定程度上可以減少非地質因素的影響，降低儲層預測的多解性[16]。在對本區的測井資料進行分析時，發現很多井的自然電位曲線出現了明顯的基線漂移，對這些井的自然電位曲線進行了一定的基線漂移處理，并且使其數值范圍統一（圖3）。

2.2 測井曲線敏感性分析

圖3 S253井和S358井的自然電位曲線基線漂移處理前后對比

測井曲線進行敏感性分析是擬聲波曲線重構之前重要的步驟之一，可以優選出能夠區分地層巖性、物性的測井曲線。對目的層段內的常規測井曲線與巖性、物性的對比分析表明，儲層的含油性與自然電位曲線的相關性較好，顯示較好井段的自然電位數值比顯示較差井段的自然電位數值大，而在無顯示層段，自然電位基本與基線重合。因此，可以用自然電位來區分儲層和非儲層，并且原始聲波曲線與自然電位曲線的相關性很好，從而為擬聲波重構提供了一定的保障。

2.3 擬聲波曲線的重構

在以上測井曲線預處理和敏感性分析的基礎之上，本次研究優選儲層敏感曲線（自然電位曲線）構建擬聲波曲線，結果表明，擬聲波曲線既保持了地層速度背景信息，又提高了識別儲層的能力，并且擬聲波曲線的合成記錄與井旁地震道的相關性更高，從而可以提高后續儲層預測的分辨率和精度（圖4）。

3 儲層預測

3.1 反演效果分析

陡岸砂礫巖體近源混雜堆積，縱向厚度大，橫向變化快，傳統的波阻抗反演雖然能夠有效預測出砂礫巖體，但是對有效儲層的預測存在很大難度（圖5a）。前期研究已證實，自然電位曲線對儲層的含油性有很好的響應，因此，從原始曲線出發，經過基值漂移、消除異常值、環境校正、回歸分析、標準化處理等，對研究區內井的測井曲線進行重構，得到了重構后擬聲波曲線，對這些曲線進行標定，并建立模型進行反演，得到了擬聲波反演結果（圖5b）。

由圖5可見，原始波阻抗反演剖面垂向分辨率較低，只能識別相對較厚的砂礫巖體，而擬聲波阻抗反演剖面分辨率明顯較高，提高了儲層預測的精度，可以精細刻畫目的層的儲層特征。另外，從單井對比發現，擬聲波阻抗的反演結果更加符合井下資料情況。

圖4 兩口井的原始聲波阻抗與擬聲波阻抗對比

圖5 連井線波阻抗反演剖面對比

3.2 砂體厚度預測

利用高分辨率處理得到的純縱波地震資料，對沙四下亞段的頂、底界面進行重新構造解釋，結合擬聲波阻抗與巖性的交匯圖分析得到砂巖儲層的阻抗臨界值，然后在解釋層位的約束下計算出時間域的砂體厚度，最后根據目的層段的平均速度計算出砂體的實際厚度。多口重點井的反演預測的砂巖厚度與鉆井統計的砂巖厚度對比結果表明，預測結果和實際鉆遇厚度基本吻合，兩者的相關性很好，相關系數可以達到0.9以上。

3.3 平面展布特征

多年的勘探開發實踐已證實，大民屯陡岸砂礫巖體自南向北呈條帶狀展布，扇三角洲前緣物性和含油性好于扇三角洲平原。S263井處于扇三角洲平原，S358井處于扇三角洲前緣，已鉆井揭露情況來看，S358井的油氣顯示級別、有效儲層厚度均優于S263井，從擬聲波反演預測的沙四下亞段砂體厚度也可以很好地反映這一特點（圖6）。同時可以看出，大民屯凹陷砂礫巖有利區分布在S351、S358及S268井附近，呈朵葉狀分布，反映出物源總體上來自西側，但存在多支，有“溝谷控扇、相帶控藏”的特點。

圖6 沙四下亞段預測砂體厚度平面分布

4 結論

原始地震資料品質對儲層預測的結果會有很大影響，在反演之前應該對地震資料做一定的預處理，提高地震資料的分辨率，從而提高儲層識別的精度。擬聲波曲線重構之前必須對其進行預處理，盡可能地消除誤差，提高儲層預測的精度；同時需要優選出對儲層巖性、含油氣性等比較敏感的曲線進行擬聲波曲線的重構，提高儲層的識別能力。大民屯凹陷的自然電位曲線為敏感曲線，擬聲波重構技術明顯提高了反演的分辨率和儲層預測的精度，準確地刻畫了沙四下亞段砂礫巖體有利儲層的分布。