孫　均，李金磊，陳靈君

擬聲波反演技術(shù)在巖溶儲層預(yù)測中的應(yīng)用
——以元壩地區(qū)雷口坡組為例

孫均，李金磊，陳靈君

（中國石化勘探南方分公司，成都610041）

針對聲波測井曲線不能很好地區(qū)分巖性、造成傳統(tǒng)反演存在儲層預(yù)測精度較低的問題，通過儲層特征曲線重構(gòu)的方法，利用能夠突出反映儲層特征的曲線高頻部分和聲波曲線的低頻部分，重構(gòu)能夠準(zhǔn)確的反映地層物性變化的擬聲波曲線，代替聲波曲線進(jìn)行地震波阻抗反演。結(jié)果表明該方法突出了儲層響應(yīng)特征，提高了反演結(jié)果的可解釋性。文章利用聲波曲線重構(gòu)技術(shù)對元壩工區(qū)雷口坡組巖溶儲層進(jìn)行了反演，結(jié)果與沉積相的認(rèn)識及宏觀預(yù)測的儲層展布范圍一致，有效的指導(dǎo)了生產(chǎn)。

擬聲波反演；巖溶；儲層；元壩

通常，波阻抗反演都用聲波測井曲線來進(jìn)行約束，在聲波測井曲線能夠很好地反映區(qū)域巖性變化以及地層真實情況時，直接用聲波測井曲線來約束反演是可行的。但當(dāng)聲波測井曲線中的高頻信息不能反映地層巖性的真實變化，不能很好地顯示儲層和圍巖的差異時，用聲波測井曲線進(jìn)行地震地質(zhì)層位標(biāo)定和波阻抗反演會導(dǎo)致巖性識別出現(xiàn)誤差、測井曲線與地震剖面匹配不好、儲層預(yù)測困難等一系列問題。因此，發(fā)展了擬聲波曲線波阻抗反演技術(shù)。該技術(shù)利用非聲波測井曲線構(gòu)建聲波曲線對地震資料進(jìn)行約束，進(jìn)而反演地層的波阻抗(或速度)，它可以突出儲層特征，較準(zhǔn)確地預(yù)測儲層的發(fā)育情況，提高反演結(jié)果的可解釋性[1]。

碳酸鹽巖是中國當(dāng)前油氣勘探的重點領(lǐng)域，而古巖溶儲層是一種常見的碳酸鹽巖儲層類型[2]。四川盆地碳酸鹽巖層系多，厚度大，分布廣，油氣資源十分豐富。近年來，川東北元壩4、元壩2、元壩12、元壩9等井在雷口坡組頂部試氣分別獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，取得了雷口坡組頂部風(fēng)化殼白云巖儲層新領(lǐng)域的突破，證實元壩地區(qū)雷口坡組頂部白云巖風(fēng)化殼儲層具有良好的勘探前景[3]。但在研究區(qū)有的鉆井鉆遇雷口坡組高產(chǎn)氣層，而有的鉆井則沒有鉆遇含氣儲層，這表明該區(qū)巖溶儲層平面上呈不均勻分布狀態(tài)。如何找到有利的雷口坡組巖溶型含氣儲層，是地球物理工作者所面臨的難題之一，也是該區(qū)油氣勘探所面臨的重要問題[4]。

1　地質(zhì)概況

元壩地區(qū)位于四川盆地東北部，西北為九龍山背斜構(gòu)造帶南端，南為川中低緩構(gòu)造帶北部斜坡，北東與通南巴背斜構(gòu)造帶相鄰（圖1）。中三疊統(tǒng)晚期受印支運動影響，元壩地區(qū)抬升，在這段漫長的地質(zhì)年代里，暴露地表遭受大氣淡水淋濾并伴隨風(fēng)化殼形成而發(fā)育溶蝕作用，最終形成了一個受構(gòu)造不整合控制的風(fēng)化殼巖溶帶。此風(fēng)化殼位于中三疊統(tǒng)海相碳酸鹽巖與上三疊統(tǒng)海陸交互相、陸相碎屑巖構(gòu)造環(huán)境和沉積環(huán)境巨變的分界面上[5]。已鉆井證實，元壩地區(qū)雷口坡巖溶儲層發(fā)育（圖2）。

圖1　川東北元壩構(gòu)造單元區(qū)劃圖

圖2　元壩地區(qū)雷口坡組鉆井情況

2　儲層測井響應(yīng)特征分析

元壩地區(qū)雷口坡組儲層巖石類型主要為泥粉晶白云巖和少量砂屑白云巖。儲層孔滲條件較好、儲集能力較好。儲層電性特征整體表現(xiàn)為：低自然伽馬，相對高聲波時差、相對高中子孔隙度和相對低密度，相對低電阻率。具體電性特征如下：

自然伽馬整體為中低值，約18～45API，無鈾伽馬值為6～15API，儲層段整體表現(xiàn)為低泥質(zhì)含量特征。

三孔隙度整體表現(xiàn)為相對高值。聲波時差在46～73us/ft之間，三類低孔儲層段主要集中在50us/ft左右，中-高孔隙儲層段聲波時差在50～73us/ft之間；補(bǔ)償中子為5%～13.5%之間，主要的三類低孔儲層段在5%～9%，中-高孔隙儲層段多大于9%；密度為2.55～2.82g/cm3，多集中在2.73～2.81g/cm3之間，局部含砂巖的儲層段小于2.60g/cm3。

儲層段表現(xiàn)為相對于致密圍巖背景下的相對低電阻率異常。

圖3　自然伽馬、聲波、密度、電阻率曲線儲層與非儲層采樣點統(tǒng)計直方圖

通過測井曲線敏感性分析,發(fā)現(xiàn)自然伽馬、聲波時差、補(bǔ)償中子、密度、電阻率等測井曲線無法區(qū)分儲層與非儲層（圖3）,而中子曲線能夠較好的區(qū)分白云巖段儲層與非儲層（圖4）。因此,利用中子曲線構(gòu)建擬聲波曲線進(jìn)行精細(xì)反演,能精確描述研究區(qū)儲層的空間分布規(guī)律。

3　儲層特征曲線重構(gòu)

儲層特征曲線重構(gòu)是以地質(zhì)、測井、地震綜合研究為基礎(chǔ),針對具體地質(zhì)問題和反演目標(biāo)，從多種測井曲線中優(yōu)選并重構(gòu)出能反映儲層特征的曲線。通過儲層特征曲線重構(gòu)，把反映地層巖性變化比較敏感的自然伽瑪?shù)葴y井曲線轉(zhuǎn)換成具有聲波量綱的擬聲波曲線,使之既能反映地層速度和波阻抗的變化,又能反映地層巖性特征等細(xì)微差別,突出聲波、密度資料響應(yīng)不明顯的地質(zhì)目標(biāo)[6~10]。

根據(jù)元壩地區(qū)雷口坡儲層測井統(tǒng)計分析規(guī)律，為了突出儲層特征，采用對儲層反映最為敏感的中子曲線重構(gòu)聲波曲線進(jìn)行擬聲波曲線波阻抗反演，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了儲層空間展布特征描述。該方法能突出儲層低速異常特征，從而能有效表現(xiàn)出儲層縱橫向展布特征。圖5為原始聲波曲線、中子曲線與擬聲波曲線對比圖，可見擬聲波曲線能夠較好的區(qū)分儲層與非儲層。且統(tǒng)計了重構(gòu)前后儲層與非儲層波阻抗分布直方圖（圖6），可以看出，擬聲波波阻抗能夠很好的區(qū)分儲層與非儲層，從而奠定了擬聲波反演技術(shù)在本區(qū)使用的基礎(chǔ)。

圖4　中子曲線儲層與非儲層采樣點統(tǒng)計直方圖

圖5　元壩29井原始聲波曲線、中子曲線及擬聲波曲線對比圖

圖6　重構(gòu)前后儲層與非儲層波阻抗分布直方圖

4　擬聲波反演效果分析

擬聲波反演利用了儲層中子孔隙度的信息將儲層從非儲層中凸現(xiàn)出來，從剖面上可以直接觀察到儲層的縱橫向變化情況，儲層的厚度、物性與井基本吻合。圖7為元壩224-221-205井連井?dāng)M聲波反演剖面，剖面上黃-紅色為儲層，黃色代表儲層物性非常好，紅色次之，綠-藍(lán)色為非儲層，該剖面上 yb224井、yb221井測井解釋為儲層井，測井解釋為三類氣層，剖面上表現(xiàn)為低阻的紅黃色；yb205井為非儲層井，剖面上表現(xiàn)為較高阻的綠色。

常規(guī)波阻抗反演剖面雖然有著較高的分辨率，然而由于各井間速度差異大以及強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，使儲層較難直觀地從剖面上分辨出來。圖8為該擬聲波反演剖面對應(yīng)的常規(guī)波阻抗反演剖面，兩張剖面對照來看，擬聲波反演剖面儲層段與圍巖區(qū)分更加明顯，儲層更加易于識別。

根據(jù)統(tǒng)計的擬聲波儲層波阻抗門檻值(14 000-15 100g/cm3*m/s)，將非儲層成分過濾掉，得到雷四段二亞段白云巖儲層的分布（圖9）。

5　擬聲波反演儲層分布范圍預(yù)測

圖7　元壩224-元壩221-元壩205井連井?dāng)M聲波波阻抗反演剖面

元壩地區(qū)鉆井揭示，雷四段二亞段儲層巖性主要為白云巖。儲層之上的地層為陸相碎屑巖，儲層之下的地層為灰?guī)r、灰質(zhì)云巖。陸相碎屑巖表現(xiàn)為低速，雷四段二亞段儲層表現(xiàn)為“高阻中的低阻、高速中的低速”特征。從擬聲波波阻抗反演結(jié)果可以看出，雷四段二亞段儲層表現(xiàn)為低阻抗特征。其波阻抗值為14 000～15 000 g/cm3*m/s，測井解釋主要以III類儲層為主。以須家河底界、二亞段白云巖底界為頂?shù)祝_時窗提取了白云巖段的波阻抗屬性（圖10），得到有效儲層的分布范圍。從擬聲波反演屬性平面圖上可看出，儲層集中分布于元壩工區(qū)南部巖溶斜坡區(qū)，且各巖性圈閉之間被巖溶溝槽區(qū)分開來，與沉積相的認(rèn)識和儲層宏觀預(yù)測的白云巖分布范圍相符，可見擬聲波反演能夠達(dá)到儲層預(yù)測的目的。

圖8　元壩224-元壩221-元壩205井連井常規(guī)波阻抗反演剖面

圖9　元壩224-元壩221-元壩22-元壩272H-元壩2-元壩29井連井儲層波阻抗反演剖面

圖10　擬聲波波阻抗反演儲層平面分布圖

6　結(jié)論

1）通過統(tǒng)計分析各種測井曲線對儲層的敏感性，可知中子曲線是本區(qū)唯一一個能夠區(qū)分儲層與圍巖的曲線，奠定了利用中子重構(gòu)聲波曲線的基礎(chǔ)。

2）擬聲波反演的結(jié)果表明：儲層與非儲層能夠較好的區(qū)分開來，且反演結(jié)果與沉積相的認(rèn)識一致，達(dá)到了儲層預(yù)測的目的。

3）通過該區(qū)擬聲波反演的實施，可以推廣并借鑒到類似區(qū)域，從而提高儲層預(yù)測的效率。

[1] 鄭四連，劉百紅，張秀容，關(guān)達(dá)，付強(qiáng). 伽馬擬聲波曲線構(gòu)建技術(shù)在儲層預(yù)測中的應(yīng)用[J〕.石油物探，2006，45(3):256.

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The Application of Pseudo Acoustic Inversion to the Prediction of Karst Reservoir By the Example of the Leikoupo Formation in the Yuanba Region

SUN Jun LI Jin-lei CHEN Ling-jun
（South Exploration Corporation， Sinopec Group， Chengdu610041）

This paper makes an approach to the application of pseudo acoustic inversion to the prediction of karst reservoir by the example of the Leikoupo Formation in the Yuanba region. The study indicates that seismic wave impedance inversion by use of reservoir characteristics curve reconstruction， low frequency part of the sound wave curve characteristic of reservoir and pseudo acoustic inversion instead of sound wave curve is of good results.

pseudo acoustic inversion； karst； reservoir； Yuanba

P631.5;P618.13

A

1006-0995（2015）03-0455-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.033

2014-07-28

孫均（1984—），男，湖北十堰人，碩士研究生，現(xiàn)主要從事地震資料解釋及儲層預(yù)測工作