深度域地震層位在精細隨機反演中的應用

歸平軍

(中石化華北油氣分公司 勘探開發研究院，鄭州 450006)

0 前言

近年來，隨著勘探開發進程的加快，對鉆井成功率要求增高，怎樣才能充分利用現有地震及井資料來預測砂體空間展布。 近幾年來在鄂爾多斯盆地北部大牛地氣田應用方面采用巖性隨機模擬反演方法在儲層預測及井位部署方面取得了良好的效果。地震解釋層位是反射同相軸空間分布最直觀的體現,也是整個儲層預測的基礎，能夠直觀地表現為地下地層起伏趨勢及變化形態。因此對于隨機模擬反演來說,由地震層位形成地層框架,更能真實地反映地底下的真實狀況，因此，在地震層位約束的基礎上針對各目標層系開展地層模擬,可以有效控制反演過程中測井信息的外推方向和構造趨勢[1-3]。在實際工作中發現,當地震分辨率較低或者同一個同相軸為多套砂泥巖綜合響應特征時,尤其在對于砂泥薄互層來說,識別分辨率及精度較低，地震地層框架具有較低縱向分辨率及空間的稀疏性。此時,在隨機模擬反演過程中,井間砂泥薄互層受到地層框架約束作用較弱,反演外推過程中按照測井和地震波阻抗及直方統計進行的概率分布運算,很容易發生井間薄互砂體縱向“竄層”連接的現象。這里在開展工區內測井地層對比的基礎上,以測井地質小層段分層信息建立地質層位,通過縱向高密度單砂體地質層位框架約束隨機模擬的方法，進一步提高了儲層反演的精度及縱向分辨率。

圖1 典型井合成記錄

1 方法原理

以鄂北地區大牛地氣田地區為例，該地區鉆井較多，且分布比較均勻，保證了在應用地震層位及已知井地質分層時分布的均勻性，能夠準確的覆蓋整個工區。數據要求，首先運用準確的三維速度場進行時深轉化，建立深度域地震構造模型。其次應用相對準確的測井地質分層，通過商業解釋軟件來實現，其原理如下：選擇關系比較緊密的地震反射層位與地質層位之間進行擬合，如太原組底界地質分層太1段與地震層位T9b，下石盒子組底界盒1段與地震層位T9d(圖1)。

依據合成記錄標定，明確地震波組地質含義，在地震層位解釋中，選擇較為穩定的標志層進行橫向追蹤解釋，確定全區等時界面。但是，在深度域約束反演時，地震層位只能精確到大套層系，而不能更為精細到小層系薄儲層的預測，在對地震、地質聯合小層精細標定和地震層位精細解釋的基礎上。以測井資料地質小層系為支撐點，以地震層位橫向趨勢變化來進行井間的網格化外推及空間插值，建立起各地質層分界面深度域模型, 進而得到各個小層的底面構造面，通過約束來進行隨機模擬反演。

2 地震層位應用分析

以水平井鉆進過程中軌跡調整為例，在水平井導眼井完鉆后，需開展相應的時深轉換及巖性隨機反演。該地區單砂體發育較薄，儲層縱向刻畫難度較大，地震層位在橫向上的展布特征及構造趨勢很大程度上決定了儲層的分布規律。

當地震層位解釋合理且地震分辨率較高時，隨機反演可以綜合各項資料優點，可以實現縱向上的高精度和橫向上的最大概率外推，同時儲層構造起伏趨勢及厚度都可以得到有效保證，這是明顯優于其他反演算法的[3-4]。在實際應用中發現，當地震資料分辨率較低時，在局部地區薄互層砂泥巖發育，地震反射同相軸多為砂泥巖薄互層綜合響應，而并非單套儲層的獨立反射。通過大套地震層位反演，只能夠反映大套砂體綜合展布趨勢，不能精確到小層系砂體分布，也不能夠對砂泥巖縱向分布進行準確的刻畫，對許多小的泥巖夾層的沒有識別出來(如圖2)。進而可以推斷作為硬約束的地層框架同樣具有較低的分辨能力，對層間的薄互層的約束相對較弱，進而影響鉆井成功率[5]。

3 地質框架的建立及分析

針對以上問題，提出加密縱向地層格架，精確得到反演地質體，指導儲層預測的準確性。我們提出利用深度域地震層位、測井地質分層的前提下，以目的層段最下覆深度域地震地層為基礎，通過井間小層地層厚度逐漸相加而得到上覆地層的底界構造，這樣就得到全區地質層位格架，通過應用測井地質層位信息建立模型框架，相比單純地震層位其縱向精度提高很多[6-7](圖3(b))。首先必須需要解決的地震層位時深轉換問題，基本流程如下：

圖2 模擬反演預測砂體與實鉆砂體對比圖

圖3 地震層位與地質小層建立的框架初始模型

圖4 平均速度模型的原理示意圖

圖5 研究區井位分布圖

用地震解釋層位和鉆井地質分層標定，即用地震時間層位約束上述速度模型，使速度和構造更趨合理。然后用鉆井地質分層形成的井點偽速度模型進一步進行約束校正，使速度模型轉深的精度進一步提高，要求地震拾取的時間層位要嚴格落在井震標定的鉆井地質分層上，使沿層的速度更準確。至此就形成了符合構造趨勢和井點精度的三維層速度模型。用LandMarkDepth Team實現精確速度場建模和時深轉換，該模塊能有效地綜合地震速度場、井速度場、層位及斷層、井分層等信息，建立精確的空變速度場。最終形成的平均速度模型，然后進行時深轉換，其流程圖見圖4。

如果單純的用測井地質小層來網格化內插，對井分層的準確性要求較高，在平面上控制點必須均勻。全區井點分布為西南、東北部分布較多，總井數900余口(圖5)。在井點較少的區域，縱向分辨率較低，這是因為地震反射界面不能完全的代表地質界面，兩者具有一定的差異性，在井控速度進行時深轉換時影響在時間域地震層位在轉深時，不能有效的進行儲層的精細預測。

圖6 井控地質層位平面圖與井震聯合約束地質層位平面圖

圖7 地質小層約束和地震層位約束的隨機巖性反演

通過井震聯合約束內插，其精度較高，能夠建立起整個空間模型(圖6)。

現有方法，只能從井點出發，而不能預知井間構造變化趨勢，將測井分層信息形成地層格架，應用到地震解釋層位。在現有的測井地層精細對比中，由于測井資料的局限性，井間地層對比只能依靠井間內插來預測地層的走向及發育特征，對隨機模擬反演比較重要。地層框架作為硬約束影響儲層橫向展布，由此可以推斷不同的內插方式將直接決定儲層的橫向分布特征和構造趨勢[6]。因此，理想的地質層位框架需要具備兩個方面的特質，才能夠保證反演的真實性和有效性。

4 地質層位約束下的隨機反演效果

在地震-地質小層系框架建立起來之后開展巖性隨機反演。在各種敏感參數試驗分析基礎上，本區采用展中子-伽馬重構曲線，且與地震波阻抗有一定相關性，開展了巖性地震地質小層系約束的隨機巖性反演。

從圖7可以看出，使用地震層位框架約束下的隨機反演井間存在明顯的砂體“竄層”現象，而使用地質層位框架下進行深度域反演[8]，這一問題得到了有效的解決，井間砂體空間展布更加準確合理。在實際應用中，對基本框架地層層位的時深轉換所要求三維速度場的精確獲取及工區內井點分布范圍情況均對儲層預測精確與否有一定關系。

5 結論

筆者應用地震解釋層位數據體空間展布趨勢作為地質空間模型，進而對測井地質分層進行橫向內插得到的地質層位。同時具備了縱向高分辨率、橫向符合地質沉積規律的層位體系。運用地質層位為反演約束框架，可以有效地提高儲層預測的精度與有效性，提高鉆井成功率，為該地區部署井位提供借鑒。