薄砂体储层定量预测技术应用研究——以WZ工区为例

陈 军 骆 璞

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

薄砂体储层定量预测技术应用研究
——以WZ工区为例

陈 军 骆 璞

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

单层厚度小于1/4个波长的薄层砂体，其厚度已经小于传统意义上的地震垂向分辨率。但是研究认为，在调谐效应下，薄层砂体厚度与地震反射振幅是存在线性相关关系的。利用这一特征，对WZ工区内两种不同类型的薄层砂体——大套泥岩夹单层砂体和砂泥岩薄互层砂体分别开展定量储层预测研究，通过体雕刻技术直接定量预测单砂体的厚度，通过层段的纵波阻抗平均值预测薄互层砂体总体厚度，最终获得薄层砂体的平面展布特征和厚度变化趋势。

薄层砂体 调谐效应 定量储层预测 体雕刻技术

薄储层的定量预测，是储层预测中的一大难题。众所周知，地震垂向分辨率一般定义为1/4个波长，当单层厚度小于该值时，则被定义为薄层。由于调谐效应地震勘探难以获得薄储层的地质信息，1/4波长已是地震勘探分辨率的极限[1-3]。但是前人通过大量的研究证明，在相对保持振幅、频率、相位和波形的处理条件下，结合合理的钻井和地质信息，储层预测是可以突破1/4波长这一地震分辨率极限的[4]。

薄层砂体大致可以分为两种形式：大套泥岩夹单层砂岩和砂泥岩薄互层。本文对WZ工区内这两种类型的薄储层分别进行研究，从薄储层的地震响应特征着手，通过叠后约束稀疏脉冲反演技术对目的层开展定量预测工作，取得了较好的效果。

1 薄层砂体的地震响应特征

1.1 大套泥岩夹单砂体储层

当地震波传播过程中经过单层厚度小于1/4波长的地层时，会产生调谐效应，无法在地震剖面上识别出该套砂体的顶底反射界面。但是， Liu Jianlei等等在2006年通过楔状模型进行正演模拟，结果表明储层厚度小于1/4波长时峰值振幅随着楔状体厚度增加呈近于线性关系增长[5-8]。在储层预测过程中，利用薄层储层厚度与调谐振幅的线性关系，可半定量或定量预测薄砂岩储层分布及厚度变化情况。

图1 SAWZ-10-SAWZ-5井ANG层段砂层对比

对于WZ工区，本地区地震资料的主频为28 Hz，目的层段的平均速度大概为2 700 m/s，因此本地区的地震垂向分辨率(1/4波长)为24 m。WZ-6st井在ANG-Ⅱ段顶部的ANG-2-1号砂体就是典型的大套泥岩夹一层单砂体情况(图1)。该砂体厚度为8.5 m，远小于本地区的垂向分辨率，上下均为泥岩夹持，并且横向变化快，平面分布十分局限。从地震剖面上可以观察到，该层砂岩具有高连续、强振幅的反射特征(图2)。而临近的SAWZ-2、SAWZ-3和SAWZ-4井在该层段不发育砂岩，地震剖面上这3口井在相应位置的反射振幅表现为低连续、弱振幅的反射特征(图3)。这一现象客观证实了前面介绍的观点。

图2 过WZ-6st井地震剖面

图3 过SAWZ-2井(左)和SAWZ-3、SAWZ-4井(右)的地震剖面

1.2 砂泥岩薄互层储层

本地区薄层砂岩的另一种存在形式是多层薄层砂岩与泥岩相互夹持，形成砂泥岩薄互层。在砂泥岩薄互层中，由于每个单层砂体厚度小于调谐厚度—1/4个波长，因此在地震剖面上只能表现出砂层组的整体响应，而无法观察到某一个单层砂体的反射特征。

张亚敏在2008年通过砂泥岩薄互层模型进行正演模拟，证明砂岩百分含量会对薄互层的反射振幅造成影响[9-11]。根据正演模拟得到的结果表明，当砂岩百分含量逐渐增大时，薄互层的反射振幅也会随之增大，而纵波阻抗也表现出相类似的特征。这一现象说明对于砂泥岩薄互层类型的储层，虽然不能对单层砂体进行有效预测，但是可以根据反射振幅的整体响应与砂岩的发育程度之间的关系对砂岩厚度进行定量预测。

图4 SAWZ-10井-SAWZ-5井LPC-Ⅱ段砂体对比

图5 过SAWZ-3(左)、SAWZ-4(右)井地震剖面

图6 过SAWZ-5井地震剖面

WZ工区内LPC-2-5号砂体为这种砂泥岩薄互层的类型(图4)。SAWZ-3井在该层段砂岩最为发育，三层砂岩累计厚度达到14 m，离该井很近的SAWZ-4井砂岩变薄，厚度为8.9 m。从地震剖面上观察，SAWZ-3井在这套砂泥岩互层的顶部表现为强振幅的特征，而到邻近的SAWZ-4井，由于砂岩减薄，反射振幅明显减弱(图5)。SAWZ-5井在该层段不发育砂岩，在地震剖面上表现出了明显的空白反射特征(图6)。

2 岩石物理分析

为了确定本工区内砂岩储层是否对纵波速度较为敏感，是否能用纵波阻抗有效区分砂岩和泥岩，需要开展岩石物理分析工作。在这之前首先对测井数据进行标准化处理，使工区范围内标志层的各条测井曲线响应值基本一致。

图7 SAWZ-3井AC与GR曲线交会图

然后对标准化后的测井曲线进行交会分析，从SAWZ-3井AC与GR两条曲线交汇分析来看(图7)，本地区总体上砂泥岩速度存在较大差异，砂岩纵波速度明显高于泥岩的速度。其中SAWZ-3井LPC-2-5段的砂岩储层表现出明显的低伽马、高速度特点，说明在本地区可以利用纵波阻抗对砂泥岩进行有效区分。

3 反演效果分析

通过岩石物理分析明确了研究区内主要目标储层的敏感参数之后，利用测井约束的稀疏脉冲反演方法完成ANG-2-1号砂体和LPC-2-5号砂体的储层预测工作[12]。

由于WZ-6st井的ANG-2-1号砂体属于比较典型的大套泥岩夹持单层砂体的类型，上下泥岩的厚度较大，单砂体的厚度为8.5 m。从反演剖面上看，井点处砂体位置纵波阻抗明显升高，能够清晰地看到砂体的垂向展布特征。说明纵波阻抗反演结果能比较清晰地刻画出该套砂体的特征(图8)。

图8 过SAWZ-2和WZ-6st井ANG-2-1段反演剖面

图9 过SAWZ-2和WZ-6st井ANG-2-1号

砂体雕刻结果

在得到较清晰刻画砂体的反演结果后，利用Jason软件的体雕刻模块，根据岩石物理分析得到的砂岩纵波阻抗值域范围，对砂体进行精细定量预测。雕刻结果能较清晰地刻画出砂体的垂向展布特征(图9)。根据雕刻结果计算出该套砂体的平面厚度图(图10)。平面上看，该套砂体分布范围有限，主要以近北东向的条带状分布于WZ-6st井附近。

图10 ANG-2-1号砂体平面厚度与ANG-2top

构造叠合图

LPC-2-5层段中的砂岩储层以砂泥岩薄互层的形式存在，虽不能直接预测得到储层厚度，但可以利用纵波阻抗来预测该层段中砂岩发育程度。从反演剖面看，SAWZ-3和SAWZ-4井砂岩较为发育，而反演结果在该层段表现为明显的高阻抗特点。邻近的SAWZ-5井不发育砂岩，剖面上表现为低阻抗(图11)。与钻井揭示的储层发育情况基本一致，说明反演结果能很好地反映储层展布特征。

图11 过SAWZ-3、SAWZ-4井和SAWZ-5井反演剖面

根据从反演结果提取的纵波阻抗均方根属性图(图12)，在平面上LPC-2-5段砂体多呈块状或条带状分布，整体上砂体由北东方向往南延伸，与本地区的物源方向完全一致。SAWZ-3、SAWZ-4和SAWZ-6井位于三角洲前缘水下分支河道砂体的主体部位，砂岩较为发育，三口井钻遇的砂岩厚度分别为14 m、8.9 m和7.8 m。而SAWZ-5井和WAKO-3井位于河道砂体的侧翼，砂岩不发育，井上也未钻遇到砂岩。总体来说，预测得到的特征与钻井揭示的规律比较一致，说明反演结果可靠。对于砂泥岩薄互层储层，虽然不能直接预测得到单层储层的平面厚度，但是可以根据井点处的纵波阻抗值与井上目的层段的砂岩百分含量拟合得到这个地区砂岩百分含量与纵波阻抗的线性关系式:

y=1e-05x-66.77

(1)

图12LPC-2-5层段纵波阻抗均方根属性图

图13LPC-2-5层段砂岩百分含量度与LPC-2-5top构造叠合图

图14LPC-2-5层段砂岩厚度与LPC-2-5top构造叠合图

式中x为纵波阻抗值(g/cm3·m/s)，y为砂岩百分含量(%)。将平面属性图换算得到平面砂岩百分含量图(图13)。更直观地刻画出WZ工区内LPC-2-5层段中砂岩的平面展布情况。最后可以根据预测得到的平面砂岩百分含量图乘以地层厚度，得到砂体的厚度展布特征(图14)。

4 结论

(1)对于厚度小于1/4个波长的薄层储层，合理地利用调谐效应中储层厚度与地震响应特征的关系，是能够完成对薄层储层的定量预测的。

(2)对于大套泥岩夹单层砂岩类型薄储层，可利用反射特征与储层厚度间的相关关系对薄储层进行有效预测。并且利用体雕刻技术将储层从反演结果中提取出来，从而得到薄层砂体的厚度展布特征。

(3)对于砂泥岩薄互层类型薄储层，因调谐效应的存在，可利用砂岩百分含量与地震振幅间正相关关系对薄互层的砂岩发育程度进行有效预测，结合地层厚度认识，最终得到薄互层中砂岩的总体厚度。

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(编辑 韩 枫)

Application of thin-layer sandstone quantitative prediction technology: taking WZ work area as an example

Chen Jun，Luo Pu

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany，SINOPEC，Yangzhou225009,China)

For thin-layer sandstone with thickness less than 1/4 wavelength， its thickness is less than traditional seismic vertical resolution.But the research shows that there is a linear correlation relationship between the layer thickness and seismic reflection amplitude of thin layer sandstone in tuning effect.Taking advantage of this feature，we conducted quantitative reservoir prediction study on two different types of thin sandstone:a single sandstone within large set of mudstone and thin sand-shale interbeded.The body sculpture technology was directly used to quantitatively predict the thickness of single sandbody,and the total thickness of the thin interbeded sandstone was predicted by the zonal compressional wave impedance average value.Finally we obtained the plane distribution feature and thickness change trends of thin layer sandstone

thin layer sandstone；tuning effect;quantitative reservoir prediction;body sculpture technology

2016-05-24；改回日期：2016-07-07。

陈军(1968—)，高级工程师，主要从事地震资料解释工作。电话：0514-87761712，E-mail: chjun.jsyt@sinopec.com。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.03.006

P631.4

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