复杂断块储层分层反演效果分析及其应用——以Bongor盆地Mimosa油田为例<br/>

复杂断块储层分层反演效果分析及其应用——以Bongor盆地Mimosa油田为例

2013-10-25王爱霞

石油地质与工程 2013年4期

王爱霞

（中国石油长城钻探工程公司地质研究院，辽宁盘锦 124010）

地震反演技术一直是地震勘探中的一项核心技术，其目的是用地震反射资料，反推地下的波阻抗或速度的分布，估算储层参数，并进行储层预测和油藏描述，为油气勘探开发提供可靠的基础资料。大量的应用实例表明［1－4］，地震数据的质量、地质模型的准确度、反演参数的选取精度和解释层位及测井外推趋势的控制等与反演结果密切相关。波阻抗反演是利用地震资料反演地层波阻抗（或速度）的地震特殊解释技术，波阻抗与地震资料是因果关系，波阻抗具有明确的物理意义，是储层岩性预测、油藏特征描述的确定性方法。反演提高了常规地震分辨率，并不同程度地改善了储层参数的研究条件，它能获得优化的数据体，提高对资源的评价能力，更好地为油田开发研究提供有利目标区。

1 区域概况及存在问题

Mimosa油田呈“纺锤状”近东西向展布，Bonger盆地是中非裂谷系众多盆地之一。盆地基底为前寒武系，沉积盖层为白垩系和古近系、新近系，沉积厚度大于7000 m。盆地性质为陆内裂谷盆地，主要发育堑－垒构造、反向断块构造、挤压反转背斜构造等，构造样式复杂。盆地划分为两个坳陷、一个隆起。北部坳陷进一步划分为8个构造带。下白垩统Ronier组和Mimosa组发现了两套油层。研究区Mimosa组沉积时期主要发育湖泊相和辫状河三角洲相沉积，以辫状河三角洲前缘和半深湖亚相为主。

在实际地震资料反演过程中，由于油田面积大，构造复杂，及受地震资料限制等，波阻抗反演存在以下问题：油田两块三维地震资料方位角和道间距不同，无法进行连片反演，同时两块反演数据体无法整合到相同的波阻抗量纲；完钻井少，有声波时差资料的完钻井29口，井位分布不均，平面上缺乏很好的控制；三维地震资料分辨率相对较低，主频为25 Hz，采样率是2 ms，且目的储层相对较薄，储层非均质强，砂泥岩分异性差，一般储层厚度为1～4 m，纵向上单层预测难度很大；断层发育，构造复杂，部分目的层段反射信噪比低，构造解释的多解性强，难以建立精准的构造及地层模型，会影响反演的横向预测效果；下白垩统储层成岩史复杂，浅层和深层的绝对波阻抗差异大，整体反演会掩盖浅层的储层反映。

2 储层反演方法优选及技术措施

针对Mimosa油田复杂的地质条件和储层预测中存在的诸多问题，对储层反演方法进行了优选［5－9］，并对相关问题提出了对应的技术措施。

采用Jason反演软件进行叠后反演和储层预测。在井控能力弱的区域采用InverTrace约束（稀疏脉冲反演），而在井数量相对较多时采用基于对井点统计求取地质模型的StadMod（岩性指示模拟反演）。其中InverTrace 是在精细的合成地震记录标定的基础上，利用地质框架作为约束，将井点的波阻抗曲线内插得到初始模型体，然后利用初始模型产生合成地震记录道，与地震数据比较，当它们两个之间残差达到最小时，所得到的波阻抗体就是反演结果。其主要优点是最大限度地利用了地震信息，保证了反演结果与地震有较好的相似性和真实性。同时根据实际情况，本次反演过程中主要采用以下针对性措施。

2.1 分目的层系逐级约束多轮次反演

在两个完整的三维工区，对Mimosa、Cailcedral及Ronier、Kubla组进行两套反演，同时完成了以含油目的层为对象的反演，这样突出了目标储层的成像效果。采用了逐级增加解释层位约束的方法，在整体反演时，采用组级地层反射界面约束；在油田区块反演时，采用油层组和主力油层顶界面加以约束，虽然增加工作量，但提高了地质模型的精度，反演的效果会得到明显改善。用专业测井解释软件对声波测井进行了归一化处理［10］，同时对三维地震数据进行重新加密采样，最后加密到0.5 ms，增加逐道外推反演算法的进程，达到提高反演数据体分辨率的结果。

2.2 空变子波提取

在低频模型创建之后，层位标定的好坏直接影响到子波的反演结果，而子波的正确性又对层位的准确标定具有重大影响，正因为它们之间的相互制约，只有通过子波反演和层位标定交互迭代获取最佳标定和最佳子波。判断最佳标定与最优子波的根据是使井旁实际地震记录与合成地震记录之间的相关具有最大的主峰值以及主峰值与次峰值之比应尽可能大。由于地震子波是非零相位，不同层段的子波是有差别的，为了使合成地震记录波形与地震资料波形有最好的相关性，尽量减小反演的残差。本次研究针对目的层段Mimosa组油层和Cailcedral组油层，对各井分段分别提取子波进行精细标定，构建空变子波体进行精细反演，从而解决了平均子波反演同相轴空间变化小、波形呆板、模型化重和分辨率差等问题。

2.3 建立多层约束精细地质模型

使用EarthMod模块建立初始模型，即充分利用地震、测井和地质资料，以测井资料和地质资料为基础，建立反映沉积体地质特征的初始模型。根据地震解释层位和断层，按沉积规律在大层之间内插出小层，建立地质框架结构，然后根据一定的插值方式在空间上进行测井数据沿层内插、外推，产生一个平滑、闭合的实体模型。为得到精细地质模型，需要增加大量的层位解释，采用Natural Neighbour插值算法建立地质框架，并生成初始阻抗模型。

2.4 InverTrace中的趋势线约束和λ值的选取技术

InverTrace主要是基于地震信息，但由于地震信息的频带不够宽，为提高分辨率，高频段可以利用井资料进行补充，为此目的层段处井的趋势线需要做到精细。因本次解释层段多，直接采用解释层位结果约束编辑趋势线，很好解决了该题，保证了趋势约束更加细致、可靠。反射系数的稀疏和合成地震记录与原始地震道的残差大小决定了约束稀疏脉冲反演的结果好坏［11－12］，而这两者又互相矛盾，即迭代次数λ值小，强调了稀疏性，反演结果细节少，分辨率低，残差大；但是λ值如果太大，过分强调了地震残差最小，只考虑使合成地震记录与原始地震道吻合，结果会使更多的噪音也加到了反演结果中，同时由于忽略了反射系数的稀疏，也会忽略了波阻抗变化的低频背景。在保证信噪比并考虑井相关的情况下，通过多次试验确定本区所采用的Lamda值为10.6，既拓宽了反演剖面的频谱，也保证了反演的分辨率。

3 储层反演效果及应用

3.1 反演效果

反演资料和原始的地震资料相比，反射波形态自然，既保留了地震数据的地质内涵，同时又提高了分辨率（图1）；分块、分层系、多层精细地震解释所建立的地质模型有利于提高反演的纵横向分辨率（图2），图2中间为小区块多层系约束反演成果剖面。

图1 Mimosa油田反演试验前后资料对比

该反演成果与井对比效果好、纵向分辨率高，横向变化关系清楚。由图3可以看出：Prosopis 1井钻遇的Mimosa组油层在井点位置均可以得到准确的标定和分辨，其中88号层测井解释砂岩厚度4 m，在剖面上形态清楚地反映出来，87号层厚度5.4 m，在反演剖面上形态更清晰。说明最高分辨率可达到分辨4 m左右的砂体。

图2 Mimosa油田反演试验的效果对比（中间为小区块反演结果）

图3 P3－PC1井联井波阻抗反演剖面

3.2 储层反演成果应用

测井约束反演的最终目的是为了认识储层在空间上的分布规律。通常应用测井约束反演资料结合沉积相、地震属性等资料绘制砂岩等厚图，应用于井位部署以及精细的沉积相研究中，这里以Mimosa油田MⅠ3储层为例加以说明。

通常软件提供了多种提取阻抗数据体属性的方法，为了对储层的平面分布进行量化评价，先通过对测井资料的交会解释，得出砂岩门槛值，然后以反演数据为基础数据，在地震解释层位的控制下，把解释的砂岩门槛值作为约束条件，应用程序在反演的数据体上计算出砂体的样点数；再然后由平均速度场求得每一砂层所对应的层速度；将每层的样点数乘以对应的速度值就得到了砂体厚度数据，输出地震预测储层厚度的初始值；最后利用双狐软件重新网格化，并用测井解释储层厚度进行校正，得到各地层单元的储层厚度图。

通过比较储层阻抗厚度图和采用井数据进行校正了的储层厚度图，储层的分布趋势基本完全一致，说明储层厚度图的编制方法比较合理。