王彥輝，姜巖，張秀麗，李操，樸昌永

（中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

三維地震解釋技術(shù)在密井網(wǎng)條件下儲(chǔ)層描述中的應(yīng)用

王彥輝，姜巖，張秀麗，李操，樸昌永

（中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

作為大慶長垣油田三維地震與多學(xué)科研究課題中的一個(gè)先導(dǎo)性研究項(xiàng)目，以杏樹崗油田杏56區(qū)塊為研究區(qū)，在精細(xì)地質(zhì)研究成果的基礎(chǔ)上，充分利用三維地震資料，采用地震屬性分析和地震反演技術(shù)分別對(duì)儲(chǔ)層砂體厚度進(jìn)行了平面預(yù)測和井間砂體連通性分析。通過研究，形成了一套大慶長垣油田井震結(jié)合儲(chǔ)層預(yù)測配套技術(shù)，在長垣油田多個(gè)區(qū)塊應(yīng)用，效果明顯。

地震解釋技術(shù)；密井網(wǎng)；儲(chǔ)層描述；水平井

大慶長垣油田經(jīng)過五十多年的發(fā)展，大部分油田進(jìn)入了特高含水階段，杏樹崗油田為大慶長垣的主力油田之一，油田面臨的主要問題是主力砂體的空間展布、連通性復(fù)雜，給油田的整體開發(fā)造成很大的困擾。為了解決上述存在的問題，本文以杏樹崗油田杏56區(qū)塊為主要研究區(qū)，通過對(duì)三維地震資料的地震屬性分析、儲(chǔ)層預(yù)測、多井約束地震反演等技術(shù)的應(yīng)用，并結(jié)合地質(zhì)和測井的資料，探索出適用于大慶長垣油田的基于三維地震資料的精細(xì)儲(chǔ)層描述的技術(shù)方法。在此基礎(chǔ)上，利用以上研究的成熟技術(shù)再對(duì)杏樹崗油田的儲(chǔ)層砂體分布規(guī)律進(jìn)行了精細(xì)的儲(chǔ)層描述。

1 地震儲(chǔ)層預(yù)測關(guān)鍵技術(shù)

1.1 基于地震屬性分析的儲(chǔ)層預(yù)測技術(shù)

地震屬性分析技術(shù)是一項(xiàng)用于儲(chǔ)層預(yù)測和油藏表征的地球物理技術(shù)，已經(jīng)成為油藏地球物理研究的核心內(nèi)容,如預(yù)測巖性和有利儲(chǔ)層的分布，描述油藏特征，尋找難以發(fā)現(xiàn)的隱藏油氣區(qū)，甚至檢測孔隙流體的變化[1-2]。把測井、地質(zhì)和地震屬性結(jié)合起來進(jìn)行綜合解釋，可以全面、深入地研究儲(chǔ)層巖性的空間分布規(guī)律。通過各種地震屬性參數(shù)的提取與分析，并通過已有鉆井信息篩選真正能反映本區(qū)儲(chǔ)層砂體分布的地震屬性，采用多元線性回歸等技術(shù)可達(dá)到對(duì)儲(chǔ)集砂體平面展布的合理預(yù)測。

1.1.1 基于主成分分析的多元線性回歸技術(shù)

在地震屬性數(shù)據(jù)處理中，經(jīng)常會(huì)遇到高維數(shù)組，由于維數(shù)高，變量多，且變量間存在相關(guān)關(guān)系，因此難以抓住主要信息，為了分析這些多元數(shù)據(jù)，必須適當(dāng)減少維數(shù)，力保數(shù)據(jù)信息損失最少的前提下對(duì)高維變量空間進(jìn)行降維處理[3-4]。主成分分析就是一種數(shù)據(jù)降維的方法，僅利用幾個(gè)重要的主成分反映多個(gè)變量之間的變化規(guī)律，它在一定程度上揭示了數(shù)據(jù)最好的解釋變量的隱藏結(jié)構(gòu)（主成分）。通過投影方法，將高維數(shù)據(jù)以盡可能少的信息損失投影到低維的空間，使數(shù)據(jù)降維達(dá)到簡化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的目的。

針對(duì)杏樹崗油田杏56區(qū)塊葡萄花油層的特點(diǎn)，利用主成分分析法對(duì)PI3儲(chǔ)層所對(duì)應(yīng)的反射層段的振幅類、頻率類、相位類共計(jì)23種地震屬性進(jìn)行降維映射，根據(jù)累計(jì)貢獻(xiàn)率的大?。ㄟ_(dá)到90%），保留前7種地震屬性主成分。在此基礎(chǔ)上，利用多元線性回歸法對(duì)PI32、PI33、PI3儲(chǔ)層砂巖厚度進(jìn)行預(yù)測。以PI3儲(chǔ)層為例，具體儲(chǔ)層預(yù)測方法如下。

采用一元線性回歸分析方法對(duì)這七種主成分與工區(qū)內(nèi)293口井的儲(chǔ)層砂巖厚度進(jìn)行線性相關(guān)性分析。所得結(jié)果見表1。

表1 主成分與相關(guān)系數(shù)Table 1Principal component and correlation coefficient

根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小優(yōu)選出主成分4、2、1，考慮到主成分所占貢獻(xiàn)率的大小及地震屬性與儲(chǔ)層參數(shù)的復(fù)雜關(guān)系，把主成分3也優(yōu)選進(jìn)來。利用多元回歸方法擬合這四種主成分與工區(qū)內(nèi)的293口井砂巖厚度的線性函數(shù)關(guān)系（圖1）。通過該函數(shù)關(guān)系對(duì)工區(qū)PI3儲(chǔ)層砂巖厚度進(jìn)行了預(yù)測（圖2）。預(yù)測結(jié)果與井點(diǎn)吻合較好。

1.1.2 近井區(qū)域地震屬性線性回歸及模擬偽井技術(shù)儲(chǔ)層預(yù)測

圖1 PI3多元回歸法相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)圖Fig.1Correlation coefficient chart based on multiple linear regression analysis of PI3 formation

圖2 杏56區(qū)塊PI3層砂巖厚度預(yù)測圖Fig.2Sandstone thickness prediction chart of PI3 formation in Xing56 block

1）近井區(qū)域地震屬性線性回歸儲(chǔ)層預(yù)測技術(shù)。原理及具體做法：在研究區(qū)同一斷塊或一定區(qū)域范圍內(nèi)地震資料一致性相對(duì)較好，儲(chǔ)層砂巖發(fā)育情況與地震屬性之間存在一定的相關(guān)性，利用優(yōu)選后地震屬性，對(duì)全區(qū)每一個(gè)地震數(shù)據(jù)點(diǎn)的地震屬性值與距其最近的井砂巖厚度線性擬合，求出線性擬合方程系數(shù)，應(yīng)用線性回歸方法計(jì)算地震預(yù)測的厚度，該方法提高了局部區(qū)域地震預(yù)測厚度與實(shí)鉆厚度之間的相關(guān)系數(shù)，進(jìn)而提高了全區(qū)地震預(yù)測砂巖厚度與實(shí)鉆砂巖厚度的相關(guān)性，從而提高儲(chǔ)層預(yù)測精度，該方法弱化了全區(qū)地震屬性的絕對(duì)變化，突出了近井區(qū)域地震屬性相對(duì)變化，其實(shí)質(zhì)是將近井區(qū)域的相對(duì)變化的地震屬性轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)層參數(shù)絕對(duì)值，其功能等同于將原來定性圖件到定量圖件的轉(zhuǎn)化。

2）模擬偽井儲(chǔ)層預(yù)測技術(shù)。其原理是：近井區(qū)域任意點(diǎn)儲(chǔ)層參數(shù)與井點(diǎn)處儲(chǔ)層參數(shù)之間是漸變的，且近井區(qū)域任意點(diǎn)地震預(yù)測儲(chǔ)層參數(shù)誤差與井點(diǎn)處誤差值也是漸變的。模擬偽井技術(shù)是在應(yīng)用近井區(qū)域地震屬性線性回歸儲(chǔ)層預(yù)測技術(shù)使地震預(yù)測砂巖厚度與實(shí)鉆厚度相關(guān)系數(shù)得到大幅度提高的基礎(chǔ)上，認(rèn)為來自地震的井間儲(chǔ)層變化信息有較大的可信度，細(xì)節(jié)變化符合地震地質(zhì)規(guī)律的前提下，以近井區(qū)域地震屬性線性回歸儲(chǔ)層預(yù)測結(jié)果為背景創(chuàng)建偽井。

具體做法：任意1口完鉆井是否創(chuàng)建偽井由該井地震預(yù)測相對(duì)誤差決定，相對(duì)誤差大于30%，則創(chuàng)建偽井，所創(chuàng)建的偽井與完鉆井的距離由完鉆井的絕對(duì)誤差決定，絕對(duì)誤差越大，創(chuàng)建的偽井距完鉆井越遠(yuǎn)，反之越近。偽井所賦予的地質(zhì)參數(shù)值來自偽井點(diǎn)處地震預(yù)測值及完鉆井校正量值，即偽井點(diǎn)處地震預(yù)測值加上適當(dāng)校正量滿足完鉆井校正量向遠(yuǎn)井區(qū)域隨距離增大呈逐漸減小的趨勢(shì)條件，才符合地質(zhì)規(guī)律。通過上述做法，減少了常規(guī)方法井校過程井間校正量大的情況的發(fā)生，避免了成圖時(shí)沿井劃圈的現(xiàn)象，使井間地震信息更豐富。

通過應(yīng)用近井區(qū)域地震屬性優(yōu)化技術(shù)，對(duì)PI3儲(chǔ)層砂體進(jìn)行了預(yù)測，PI3層地震預(yù)測砂巖厚度與實(shí)鉆砂巖厚度相關(guān)系數(shù)由常規(guī)方法0.50提高到0.85(圖3)。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用模擬偽井技術(shù)，在遵循地震地質(zhì)規(guī)律前提下，給偽井賦地質(zhì)參數(shù)值，通過應(yīng)用完鉆井及偽井對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測圖進(jìn)行校正，減小了常規(guī)校正方法過程中井間校正量絕對(duì)值及井資料對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測結(jié)果影響范圍，而極大地保護(hù)了井間儲(chǔ)層信息的細(xì)節(jié)變化，提高了儲(chǔ)層預(yù)測精度。

圖3 近井區(qū)域線性回歸相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)（R=0.85）Fig.3Correlation coefficient statistic based on multiple linear regression analysis of at nearby well regions（R=0.85）

1.2 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)地震反演儲(chǔ)層預(yù)測技術(shù)

儲(chǔ)層描述的主要目標(biāo)之一就是對(duì)地下儲(chǔ)層精細(xì)刻畫，準(zhǔn)確描述儲(chǔ)層三維的空間位置及其形態(tài)。近幾年，地震反演技術(shù)已成為地震儲(chǔ)層描述中的一項(xiàng)主要技術(shù)，其主要是用地震反射資料，反推地下的波阻抗或速度的分布，能夠直觀地反映地下儲(chǔ)集砂體縱、橫向連續(xù)變化規(guī)律，是進(jìn)行儲(chǔ)層描述、指導(dǎo)油田開發(fā)的有效手段，并有許多成功的實(shí)例[5-7]。

1.2.1 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)地震反演

結(jié)合杏樹崗油田杏56區(qū)塊的資料情況，對(duì)該區(qū)應(yīng)用井約束地震反演方法進(jìn)行了儲(chǔ)層預(yù)測可行性分析，并在此基礎(chǔ)上，針對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測的多種反演方法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)分析，優(yōu)選地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)地震反演方法。

隨機(jī)地震反演方法是以測井、地震、地質(zhì)資料為基礎(chǔ),將隨機(jī)模擬的理論與地震反演相結(jié)合的反演方法，它能有效地提高地震資料的垂向分辨率，避免過分依賴初始模型，充分考慮地下地質(zhì)的隨機(jī)特性，使反演結(jié)果更加符合實(shí)際地質(zhì)情況[8-9]。

隨機(jī)地震反演能很好地將測井垂向上的高分辨率與地震在橫向上的連續(xù)性結(jié)合起來，反演結(jié)果與井可以達(dá)到最佳吻合。而且反演結(jié)果還突破了地震頻帶寬度的限制，可以獲得高分辨率的地層波阻抗資料以及其它巖性參數(shù)，使地震對(duì)儲(chǔ)層的預(yù)測精度大大提高[10]。

隨機(jī)地震反演適合于密井網(wǎng)區(qū)油田開發(fā)階段，能適應(yīng)精細(xì)儲(chǔ)層預(yù)測及開發(fā)階段油氣研究。

1.2.2 隨機(jī)地震反演結(jié)果分析

采用測井資料、地震資料、地質(zhì)資料和鉆井資料，在杏樹崗油田杏56區(qū)塊開展隨機(jī)地震反演工作，進(jìn)行了井震結(jié)合沉積微相對(duì)比和儲(chǔ)層砂體預(yù)測。圖4為隨機(jī)地震反演與過井剖面沉積微相對(duì)比圖，從圖中可看出，隨機(jī)地震反演的砂體與過井剖面沉積微相的砂體分布有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測和砂體連井對(duì)比有較好的指導(dǎo)作用，可以進(jìn)行井間砂體的預(yù)測。相對(duì)于波阻抗反演來說，隨機(jī)地震反演的分辨率提高了很多。

用50口未參加反演的井去驗(yàn)證隨機(jī)反演對(duì)井間砂體的預(yù)測精度，砂體預(yù)測平面分布能與單井砂體有較好的吻合。從杏56區(qū)后驗(yàn)井的小層砂體鉆井統(tǒng)計(jì)厚度與隨機(jī)反演預(yù)測厚度對(duì)比可以看出，絕對(duì)誤差超過2.0 m的井較少，預(yù)測誤差較大的基本都是砂巖厚度小于2 m的井。PI1、PI2、PI3、PI33層的井點(diǎn)厚度與預(yù)測厚度的線性相關(guān)較高，其相關(guān)系數(shù)分別為0.718、0.877、0.874、0.767，砂體預(yù)測總符合率分別為76.7%、81.1%、86.5%、83.8%。大于4 m的砂巖預(yù)測符合率92.9%，2～4 m的砂巖預(yù)測符合率76.9%。

圖4 地震隨機(jī)反演與過井剖面沉積微相對(duì)比Fig.4Sedimentary microfacies comparison chart of seismic stochastic inversion profile and cross-well profile

2 油田開發(fā)應(yīng)用實(shí)例

近幾年長垣油田開展了挖掘曲流河側(cè)積夾層頂部剩余油的探索性工作，取得了一定的效果。厚度在6 m以上的泛濫平原的曲流河砂體、三角洲分流平原的高彎曲分流河道砂體，結(jié)合井網(wǎng)和層系，可以優(yōu)選水平井區(qū)塊和層位，在曲流河側(cè)積夾層頂鉆水平井。

為了檢驗(yàn)利用地震資料進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測和井震結(jié)合地震反演的應(yīng)用效果，選取了杏樹崗油田杏六區(qū)東部x6-1-35井區(qū)的x6-1-p35水平井作為研究對(duì)象。利用現(xiàn)有資料首先要確定研究區(qū)廢棄河道的形態(tài)和位置，為此新鉆8口直井進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了點(diǎn)壩砂體。

為了檢驗(yàn)地震反演預(yù)測砂體厚度的效果，先利用井區(qū)內(nèi)原有的29口進(jìn)行地震反演，8口直井作為后驗(yàn)井。從圖5的隨機(jī)反演連井剖面看，兩口后驗(yàn)井x6-12-e18、x6-1-e18與反演結(jié)果有較好的吻合性。主要目的層的2 m以上的砂體的預(yù)測符合率較高。

同時(shí)，利用原有井和新鉆8口直井的地質(zhì)和測井資料對(duì)x6-1-35井區(qū)進(jìn)行地震隨機(jī)反演工作。圖6是8口井參與反演的反演剖面，從反演結(jié)果看，x6-1-e17～x6-12-e18井的井間砂體明顯不連通，這與地質(zhì)認(rèn)識(shí)的結(jié)果比較吻合。

圖529 口井參與反演的地震隨機(jī)反演剖面Fig.5Seismic stochastic inversion profile participated by 29 wells

圖6 新鉆8口井參與反演的地震隨機(jī)反演剖面Fig.6Seismic stochastic inversion profile participated by 8 new wells

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）運(yùn)用地震屬性分析技術(shù)，結(jié)合地質(zhì)、測井及地震等資料，可對(duì)儲(chǔ)層砂體的平面分布特征進(jìn)行預(yù)測。

2）地震反演提高了井網(wǎng)控制不住的井間砂體的預(yù)測精度，2 m以上砂體預(yù)測符合率達(dá)75%以上，落實(shí)了儲(chǔ)層砂體平面的分布形態(tài)。

3）隨機(jī)地震反演技術(shù)大大提高了薄層分辨能力，為水平井的軌跡設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

[1]武麗，于文芹，楊立強(qiáng)，等.地震屬性分析技術(shù)在波斯灣盆地中部S區(qū)塊儲(chǔ)層預(yù)測中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2008，43（5）：557-561.

[2]呂公河，于常青，董寧.疊后地震屬性分析在油氣田勘探開發(fā)中的應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2006，21（3）：161-166.

[3]劉愛疆，左烈，李景景，等.主成分分析法在碳酸鹽巖巖性識(shí)別中的應(yīng)用[J].石油與天然氣地質(zhì)，2013，34（2）：192-196.

[4]高君，云美厚，王曉紅.針對(duì)薄互層儲(chǔ)集特點(diǎn)的地震屬性優(yōu)化技術(shù)及應(yīng)用效果[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2006，25（3）：91-93.

[5]李傳江，葛玉輝，李林山.大慶榆樹林油田地震資料反演技術(shù)應(yīng)用評(píng)價(jià)[J].世界地質(zhì)，2008，27（3）：291-297.

[6]趙斌，劉維永，黃江波，等.地震綜合解釋技術(shù)在渤海A油田開發(fā)中的應(yīng)用[J].石油地質(zhì)與工程，2010，24（5）：80-83.

[7]安鴻偉，李正文，李仁甫，等.稀疏脈沖波阻抗反演在YX油田開發(fā)中的應(yīng)用[J].石油物探，2002，41（1）：56-60.

[8]易平，林桂康.隨機(jī)地震反演技術(shù)及在文昌13-1油田的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2005，40（1）：87-91.

[9]慎國強(qiáng)，孟憲軍，王玉梅，等.隨機(jī)地震反演方法及其在埕北35井區(qū)的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2004，39（1）：75-81.

[10]王健，謝華鋒，董洪奎，等.隨機(jī)地震反演在巖性油氣藏儲(chǔ)層預(yù)測中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2011，11（12）：2640-2643.

[11]李占東，趙偉，李陽，等.開發(fā)地震反演可行性研究及應(yīng)用——以大慶長垣北部油田為例[J].石油與天然氣地質(zhì)，2011，32（5）：797-806.

（編輯：楊友勝）

Application of 3D seismic interpretation technology in reservoir description of dense well pattern

Wang Yanhui,Jiang Yan,Zhang Xiuli,Li Cao and Piao Changyong
(Exploration and Development Research Institute,Daqing Oil Field,PetroChina,Daqing,Heilongjiang 163712,China)

As a pilot study project of the joint research theme of 3D seismic methods and multi-discipline for Daqing placanticline oilfields,taking block Xin-56 of Xingshugang oilfield as the studying area,and on the basis of the fine geological study achieve?ments and making full use of the 3D seismic data,the plane prediction and the connectivity of sandbody between wells were ana?lyzed for the reservoir sandbodies thickness with the help of the seismic attribute analysis and seismic inversion technique.A set of supporting techniques for reservoir prediction of Daqing placanticline oilfields were established by combination of well-log and seismic with obvious effects applied in many blocks.

seismic interpretation technology,dense well pattern,reservoir description,horizontal well

P631.445

A

2014-08-24。

王彥輝（1968—），男，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事開發(fā)地震解釋研究工作。