黃 玉，馬光克，隋 波，孫月成

（中海石油（中國）有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057）

0 前言

目前，地震反演是常用的儲層預測方法，然而常規(guī)的地震反演由于受到垂向分辨率的限制，并且反演結(jié)果具有不確定性和多解性，往往難以滿足油田開發(fā)階段的需要。十九世紀七十年代地震隨機反演開始應用于油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域，目前已在國內(nèi)、外許多復雜油氣藏開發(fā)中起到積極作用［1～4］。作者在本文中將隨機反演應用于文昌A油田的儲層非均質(zhì)性研究中，以期為開發(fā)井的井位設(shè)計和油藏開發(fā)提供依據(jù)。

1 油田概況

文昌A油田位于珠江口盆地珠三坳陷文昌B凹陷中部東側(cè)，東南面為文昌C凹陷。主力油組ZJ2－1油組為完整的東翼陡西翼緩的低幅背斜構(gòu)造，目前有九口生產(chǎn)井。

ZJ2－1油組地層沉積環(huán)境為潮汐濱海沉積，儲集相帶主要為潮汐大水道與水體相對安靜環(huán)境發(fā)生化學沉積形成鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖的沉積復合體。因此本區(qū)不但發(fā)育良好的儲集層，同時還發(fā)育鈣質(zhì)層和泥巖隔夾層。

從連井對比（見下頁圖1）可以看到，ZJ2－1油組從頂鈣至油層底厚度在21m～23m之間，發(fā)育二套油層，頂、底二套鈣質(zhì)隔層和中間一層鈣質(zhì)、二層泥巖夾層。鈣質(zhì)隔層為1m～4m，相對穩(wěn)定；油層單砂層厚為2m～5m，泥巖夾層局部分布，厚度為1m～3m不等，油層間還發(fā)育1層～2層較薄、單層厚度不超過1.5m小的鈣質(zhì)夾層。由于隔夾層發(fā)育，儲層非均質(zhì)性強，且認識不清，影響了油田的開發(fā)效果。目前油田已進入開發(fā)中后期，如果能很好地搞清隔夾層分布及砂巖的展布，可對含水上升規(guī)律、剩余油分布較好地預測，進而適時地提出調(diào)整井挖潛措施，提高挖潛措施效果，最終提高油藏的采收率。

從過井地震剖面（見后面圖2）上看，由于地震資料的分辨率達不到區(qū)分薄儲層砂泥巖及鈣質(zhì)隔層的要求，利用常規(guī)地震偏移資料識別ZJ2－1油組砂巖、泥巖和鈣質(zhì)隔、夾層難度較大。

通過巖石物理分析珠江組二段不同巖性的波阻抗分布（見下頁圖3），圖3上紫色表示鈣質(zhì)，黃色表示砂巖，綠色表示泥巖波阻抗概率分布曲線，鈣質(zhì)夾層波阻抗值最高，波阻抗基本可將鈣質(zhì)層與其它巖性區(qū)分開來，但只用波阻抗難以區(qū)分砂泥巖。針對珠江二段為薄互層地質(zhì)條件和油層砂巖、泥巖波阻抗部份無法區(qū)分的特點，選擇了隨機反演方法來預測珠江組二段鈣質(zhì)隔夾層的分布。

2 隨機反演方法

隨機反演以地質(zhì)信息（地震、鉆井、測井等）為基礎(chǔ)，應用隨機函數(shù)理論和地質(zhì)統(tǒng)計學方法（變差函數(shù)分析、直方圖分析、相關(guān)分析等），結(jié)合傳統(tǒng)的地震反演技術(shù)，在每一個地震道（或多個地震道）產(chǎn)生多個可選的等概率反演結(jié)果［5～7］。隨機反演技術(shù)將隨機模擬的思想引入到地震反演中，用地震資料做約束，用隨機模擬算法實現(xiàn)儲層預測。實現(xiàn)思路是尋求符合地質(zhì)規(guī)律的地質(zhì)統(tǒng)計學模型（方法），以表征各種沉積類型的儲層參數(shù)變化規(guī)律，并用已知規(guī)律對井間未知地區(qū)的儲層參數(shù)空間分布做出估計［8］。

隨機反演具有以下特點：①具有與已知井資料相近的變差函數(shù)模型、平均值和方差；②該技術(shù)縱向上遵循測井，橫向上受地震資料的約束，分辨率較高，適用于井多和薄互層地區(qū)。本文作者所使用的隨機反演流程如圖4所示 （見后面）。

2.1 子波提取與層位標定

從子波提取與層位標定的結(jié)果（見后面圖5）來看，該工區(qū)各井聲波曲線制作的合成地震記錄與地震井旁道對應較好，且各井提取的子波相似較好，因此采用各井的平均子波作為反演的最終子波，子波長度為100ms，能量集中在中央的主瓣。

2.2 約束稀疏脈沖反演

約束稀疏脈沖反演是地震隨機反演的基礎(chǔ)，是基于脈沖反褶積基礎(chǔ)上的遞推反演方法［9］，其最終結(jié)果是與基于測井插值的低頻地質(zhì)模型合并而得到的。該反演算法的特點是反演結(jié)果忠實于地震數(shù)據(jù)，反演數(shù)據(jù)反映了儲層的大致變化規(guī)律，但垂向分辨率低，無法滿足非均質(zhì)薄砂層油氣藏的識別。稀疏脈沖反演在運算的過程中，先使用較少的脈沖個數(shù)，產(chǎn)生一個初始模型，然后修改模型，使目標函數(shù)達到最小，之后再不斷增加脈沖個數(shù)，進行迭代，直到反演結(jié)果改進不大時停止迭代，并得到最終反演結(jié)果。

得到的約束稀疏脈沖反演結(jié)果（見后面圖6）基本反映了儲層的大致變化規(guī)律。剖面上砂體以塊狀為主，垂向分辨率有待于進一步提高，但仍能反映波阻抗的總體變化特征，可用于求取水平變差函數(shù)。在稀疏脈沖反演過程中，求得的地震子波可直接用于隨后的隨機反演。

2.3 隨機反演

首先要建立變差函數(shù)，變差函數(shù)是地質(zhì)統(tǒng)計學方法中最常用的衡量儲層空間關(guān)系的手段，綜合各種不同來源的數(shù)據(jù)，分析結(jié)果直接關(guān)系到建立儲層模型的可靠性［10］。利用變差函數(shù)進行隨機模擬，產(chǎn)生N（N≥1）個符合已知條件的等概率體。如果所有實現(xiàn)基本相同或相差很小，說明模型中的不確定因素少，結(jié)果可信；如果各次實現(xiàn)間的差別較大，說明不確定性大，就要重新修改函數(shù)模型，重新模擬。

作者采用約束稀疏脈沖反演結(jié)果估計水平變差函數(shù)，利用測井數(shù)據(jù)確定垂直變差函數(shù)，通過不斷試驗實現(xiàn)隨機模擬（見下頁圖7），圖7中棕色表示鈣質(zhì)層?？梢钥吹剿拇螌崿F(xiàn)間的差別較小，說明模型中的不確定因素少，結(jié)果可信。利用多次試驗得到的最佳變差函數(shù)進行后續(xù)的隨機反演。

作者通過本次隨機反演的過井巖性剖面（見后面圖8）的三次實現(xiàn)對比，可以看出井點處反演的巖性與測井解釋完全吻合。在井間尤其是井距較大時，三次實現(xiàn)之間有些許差異，反映了反演結(jié)果的隨機性與不確定性。儲層的頂鈣和底鈣隔層非常清晰。

3 結(jié)論

在油田開發(fā)階段，在常規(guī)確定性反演的基礎(chǔ)上，應用隨機反演進行儲層預測，不僅可以大大提高地震資料的垂向分辨率，而且可以對反演結(jié)果的不確定性進行分析和評價。通過文昌A油田隨機反演，可以看到：文昌A油田ZJ2－1油組儲層分布穩(wěn)定，穩(wěn)定發(fā)育兩套頂鈣和底鈣隔層；應用隨機反演的方法可直觀地顯示巖性和物性的空間變化，更多地利用了測井資料，采用地質(zhì)統(tǒng)計方法模擬的結(jié)果符合地質(zhì)規(guī)律。

通過在文昌A油田的應用，表明該方法可以有效地綜合地質(zhì)、測井和地震數(shù)據(jù)進行儲層預測，尤其在預測薄互層方面效果良好，在儲層非均質(zhì)性的研究中能得到較好的效果。

圖8 幾次實現(xiàn)的反演結(jié)果Fig.8 Results of inversion

［1］TORRES－VERDIN C，VICTORIAM，MERLETTIG，et al.Trace－based and geostatistical inversion of 3－D seismic data for thin－sand delineation——Anapplication in San Jorge Basin，Argentina ［J］.The Leading Edge，1999：1070.

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