基于地震资料的薄互层储层精细地质建模

2016-04-11石莉莉中石化河南油田分公司采油一厂河南桐柏474780

长江大学学报(自科版) 2016年1期

石莉莉　(中石化河南油田分公司采油一厂，河南桐柏 474780)

基于地震资料的薄互层储层精细地质建模

石莉莉(中石化河南油田分公司采油一厂，河南桐柏 474780)

[摘要]某地区C油田钻井少、井距大，且具有储层砂体薄、横向连通差、砂体相变快的特点，仅依靠测井数据插值难以准确刻画砂体边界，建立的模型精度较低，直接影响到剩余油分布预测和油藏开发调整。基于地震资料的精细地质建模，应用地震解释的断层和层位数据，建立储层精细构造格架；通过地震反演建立测井解释岩相与地震数据之间的联系，建立相模型时，利用协克里金方法，将地震反演的波阻抗作为第2变量约束井间砂体预测。结果表明，井震结合研究断层更精确，地震解释面的约束使井间构造幅度保留了地震解释的相对趋势，更好地描述出井间微小构造；地震反演波阻抗的协同应用使模型在平面上融合了地震数据中观测到的大尺度结构和测井数据的地质特征，垂向上则在反演结果的基础上进一步趋于测井尺度，有效地降低了井间预测的不确定性，提高了岩相建模的精度。

[关键词]井震结合；薄互层储层；精细地质建模；地震反演

某地区C油田钻井少、井距大，整体上勘探程度较低，对研究区砂体空间展布规律认识不清；其储层为三角洲前缘沉积，单砂体厚度薄，砂泥叠置交互严重，为典型的薄互层储层，同时受储层非均质性强的影响，储层横向变化快，油气分布规律十分复杂[1,2]；亟需建立精细的储层地质模型来揭示砂体空间展布特征。为此。笔者运用基于地震资料的薄互层储层精细地质建模方法[3,4]对C油田进行研究。

1建模思路

基于地震资料的建模方法主要包括2个方面：井震结合构造框架模型建立和井震结合岩相模型、属性模型建立。精确的构造框架模型为后期插值运算提供了边界限制，构造模型不准确会造成地震数据重采样到模型中时出现较大误差，从而使地震约束失去意义。井震结合岩相模型、属性模型建立的关键是寻找出一种与储层参数相关性高的地震属性参数[5]。研究区C油田波阻抗与岩相数据之间存在明显的相关性，波阻抗高值对应砂岩，低值对应泥岩，这为地震数据作为协变量约束建模打下良好的基础。为此，首先进行井-震联合反演，得到波阻抗数据体，通过时深转换，与深度域测井数据对应起来；其次，运用地震解释的断层、层面搭建高精度构造格架，然后将时深转换后的波阻抗数据重采样到构造模型，使每个网格节点都赋予了地震数据的特征；最后，应用地质统计学协变量方法，以井数据作主变量，地震反演的波阻抗数据作为第2变量约束井间插值、外推和模拟[6]，建立高精度岩相模型及属性模型。

2 地震属性参数优选

井震结合建立岩相模型、属性模型的关键是如何将地震数据与测井数据联系起来，为避免造成地震数据的错用与滥用，只有两者相关性好，才可以将地震数据作为软约束。钻井资料及沉积相研究表明，研究区主要发育砂岩和泥岩2大类岩性，通过分析可知波阻抗与岩相数据之间存在明显的相关性，波阻抗高值对应砂岩，低值对应泥岩(见图1)。通过地质统计反演，得到多个等概率波阻抗数据体实现，优选出最符合实际情况的实现作为软约束条件。

3井震结合构造模型的建立

图1　波阻抗与岩性直方图统计

构造模型是地质建模工作的基础，其准确性直接影响到岩相模型、属性模型的可靠性。由于研究区井资料较少，综合地震解释成果约束构造模型建立较为关键。

将地震解释成果进行时深转换，在此基础上初步建立断层模型，检查调整断层倾向及交切关系，利用地震数据体对断层模型进行校正，保证断层形态既符合实际情况，又能够精细刻画其在三维空间的展布特征[7]。研究区钻井少、井距大、个别部位地层起伏较大，单纯利用井分层建立层面模型造成井点之间的误差较大，直接影响模型精度；地震解释层面的相对构造幅度是准确的，用其做约束可有效解决井间及无井控地区层面插值存在较大误差的问题。

图2展示了研究区构造模型。从图2(a)中可以看出，由于地震数据体的三维空间约束，使断层在空间的展布形态具有更高的准确性和可靠性，结合地震资料，能够有效反映断面与地层之间的相互切割、搭接关系。图2(b)中体现了地震解释面的约束使井间构造幅度保留了地震解释的相对趋势，无井控地区的构造起伏特征能够得到充分体现。

4井震结合岩相模型的建立

岩相模型反映砂体分布，同时又影响储层物性变化，研究区C油田发育砂岩、泥岩2种岩相。对研究区目的层段三维地震资料进行测井约束地质统计反演，获取高分辨率的波阻抗数据体。地震资料纵向分辨率与井资料相比低很多，地震资料在岩相建模中的应用是否具有可行性是井震结合岩相建模的关键问题[8]，通过以上分析可知波阻抗能较好的区分砂泥岩。地质统计反演得到的波阻抗数据体建立了波阻抗与岩性的相关关系，井震结合岩相建模充分利用了波阻抗数据体横向分辨率高的特点来约束储层平面的非均质性和不确定性。

4.1变差函数分析

变差函数反映了储层在三维空间的变化规律，是2点地质统计学建模的核心。研究区物源方向为北西向，稳定的三角洲沉积环境适合采用球状模型。由于井网稀疏，仅依靠井数据内插外推难以预测无井控地区砂体发育情况，应用波阻抗数据体做约束变得尤为重要，变差函数分析时将波阻抗数据体作为协同变量输入，波阻抗给定限定门槛值得到的井上岩性数据作为主变量[9]。波阻抗值的高低只是代表砂、泥分布的可能性，是岩相建模的软约束，当波阻抗与井资料发生冲突时，相概率服从井数据，这样建立的岩相模型既能确保在井点处与地下实际地质情况相符，又发挥了地震资料横向信息丰富的特点。

4.2岩相模型建立

岩相是储层非均质性的宏观反映，控制着砂体和物性展布，研究区C油田井点资料少，沉积相研究程度较低，因此研究只针对研究区进行岩相建模。岩相建模通常的做法是拟合准确的空间变差函数，依靠序贯指示模拟进行插值，生成随机模型。研究区钻井少，拟合变差函数时由于数据点对数目少，造成较大误差；或者是人为勾画岩相平面图，用确定性方法生成岩相模型，这种方法受人为因素影响很大，往往不能很好地反映井间单砂体的连通性和变化规律。利用井上数据与地质统计反演的波阻抗数据体相结合，进行岩相随机建模，由于多了波阻抗的空间约束，增加了储层空间预测的可靠性。波阻抗在岩相建模中的约束作用主要体现在对储层的空间形态和砂体边界的不确定性约束方面，模型的计算还是以测井曲线的插值计算为基础，只是在插值过程中参考波阻抗在空间上的变化规律。因此最终模型在井点处还是与测井资料相一致，而在井间或无井控地区，符合波阻抗数据表征的空间大尺度结构特征，有效地降低了井间预测的不确定性，提高了岩相建模的精度[10]。

图3　S36小层模拟结果

图4　岩相剖面对比

综合上述研究思路及技术手段，采用序贯指示同位协同模拟完成研究区岩相模型建立，并随机生成10个模拟实现，通过统计每个实现的砂泥岩概率，与原始测井解释的砂泥岩概率进行比较，根据每个实现的匹配拟合程度选取最佳模型[11]，最后优选出实现6作为岩相建模的最终结果。图3分别展示了实现6中S36小层反演得到的波阻抗数据、波阻抗约束下建立的岩相模型和仅用井上岩相解释数据插值得到的岩相模型。对比分析可知，岩相模型与波阻抗趋势特征保持良好，说明波阻抗约束岩相建模结合了井震资料各自的优点，使储层砂体的展布和尖灭更加符合地质认识，能够降低砂体边界的不确定性；波阻抗约束建立的岩相模型在井间或无井控地区较仅依靠井插值得到的岩相模型预测砂体更为准确，尤其是在C2、C10、C8井周围，仅依靠测井数据插值随机性太强，受限于数据点对，不能够有效预测离井较远区域的砂体展布情况，而波阻抗数据横向采样密集，用它来做趋势约束可以极大程度降低砂体预测不确定性。

图4分别为波阻抗约束建模得到的岩相剖面和仅依靠井插值所得的岩相剖面，对比分析可知，利用波阻抗约束所得的岩相剖面对砂体刻画得更为细致，井间一些不连续的小砂体和夹层能够清晰地展示出来，薄砂体的垂向叠置关系和横向尖灭现象与地质认识相符合；仅依靠井插值所得的岩性剖面，虽然在井点处与测井解释岩相相一致，但在井间区域，由于变差函数变程或者其他因素影响，不能够有效识别出薄层砂体或夹层。结果表明,地震反演波阻抗的协同应用使模型垂向上在反演结果的基础上进一步趋于测井尺度，有效地降低了井间预测的不确定性，提高了岩相建模的精度。

5结论

1)井震结合岩相模型建立的关键是找到岩相与地震属性之间的相关性，并将两者结合在一起。

2)井震结合研究断层更精确，结合地震资料，能够有效反映断面与地层之间的相互切割、搭接关系；地震解释面的约束使井间构造幅度保留了地震解释的相对趋势，能够充分体现无井控地区的构造起伏特征。

3)岩相建模时将地质统计反演得到的波阻抗数据作为约束，建立的岩模型既符合井数据的高纵向分辨率特征，又真实地反映储层横向展布的连通性特征，有效降低了井间砂体预测的不确定性，提高了岩相建模精度。基于地震资料的薄互层储层精细地质建模在C油田的成功应用，为油田进一步滚动勘探开发调整提供了地质依据，同时该方法为薄互层储层建模提供了思路和经验。

[参考文献]

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