稀疏井网区测井与地震属性回归沉积体系分析方法

2017-05-14邹德江谢关宝

测井技术 2017年5期

邹德江, 谢关宝

(1.中国石化集团国际石油勘探开发有限公司, 北京 100083; 2.中国石化集团工程技术研究院, 北京 100083)

0 引言

沉积相标志的获取和确定主要来自3个方面:测井、地质与地震。沉积相的划分遵循由点到线再到面的研究方法,从取心井岩心描述出发,得出研究区的测井微相划分模板;进行无取心井单井沉积微相的分析与划分;再进行连井沉积相剖面研究;根据井点沉积相通过地质模式与空间插值勾画沉积相平面展布[1-5]。以上成熟方法适用于成熟勘探区或开发密井网条件,如果研究工区井位较少,特别是在中-早期勘探区块中只靠单井或地震定性分析很难确定令人信服的沉积相图。

研究区深县凹陷是典型的陆相小型断陷盆地,在下第三系的沉积过程中具有多物源、近物源、粗碎屑、窄相带、多沉积中心、湖域小、分割强等沉积特点。以前的层序地层与沉积体系研究局限于局部区带的个别层系或粗放型的模式性,远远不能满足岩性油气藏勘探的需要。沉积相研究工区内有189口井的资料,其中钻到沙一段井有122口,钻到沙二段的井有94口,钻到沙三段、沙四段和孔店组的井只有十几口,且钻井主要集中在榆科、深南、深西地区,其他地区钻井较少,平均井距在3 km以上,对于滚动勘探沉积相研究远远不能满足需要。

从以往对该区研究的沉积特征看,前第三系深县凹陷及毗邻地区同冀中其他地区一样为泛海相沉积;目的层段发育的沉积环境主要是辫状河三角洲相、扇三角洲相及河流相沉积,储集砂体空间变化比较频繁,单井难以有效掌握沉积砂体的变化,无法准确预测河道及其沉积微相的空间配置关系。以前利用地震资料进行沉积相研究包括反演与地震属性分析,利用地震资料可以实现平面区域上的拓展研究[6-7]。本文以冀中坳陷深县凹陷为例,提出在稀疏井网条件下利用测井曲线与多地震属性回归编制沉积相图的方法,研究利用井点沉积参数(含砂率)与多个沉积相关地震属性建立多元回归关系,计算出无井区虚拟井点含砂率,同时考虑工区地质背景、地质模式、地层厚度、地震剖面相分析、岩心分析、平面地震相以及古地貌等综合勾画工区沉积相图,以增加沉积相图的可信度。

1 井点地震属性提取

1.1 地震属性提取及相关性分析

地震属性是指那些由叠前或者叠后地震数据,经过数学变换导出的有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征的特殊测量值。其目的是以地震属性为载体从地震资料中提取某些特征信息,把这些信息转换成与岩性、物性或者油藏参数相关的信息,达到充分发挥地震资料潜力,提高地震资料在储层预测、表征和监测能力的一项技术[8]。在该研究区共提取9种与沉积相关的地震属性(见表1)。

对所提取的地震属性作两两相关分析,如果相关性比较好,认为两者具有相同的沉积属性,可以只取其一,以减少计算工作量。

1.2 井点属性提取算法设计

井点Ai处的地震属性不仅与它最邻近点的地震属性有关,而且与它周围的地震属性存在着密切的关系,对Ai处地震属性的预测,应考虑Ai邻近网格点地震属性对它的影响。将寻找Ai的一个方形邻域U(Ai,δ),只考虑这个方形邻域内的属性点对Ai地震属性的影响(见图1)。

图1 井周属性点提取范围

对于(xjk,yjk)∈U(Ai,δ),给出算法。

定义(xjk,yjk)到Ai的距离

(1)

则Ai点的地震属性为

(2)

该算法叫反距离加权平均法,又称Shepard方法。其基本思想是对于(xjk,yjk)∈U(Ai,δ),(xjk,yjk)对Ai处的预测值的影响随它们之间距离的增大而减小。

2 测井曲线、地震属性回归分析与虚拟点抽稀

2.1 含砂率计算

含砂率是用于油藏评价的重要参数,利用地层单元中砂岩厚度占地层厚度的比值确定,亦称砂地比或净毛比,用来分析沉积相与沉积微相。河口坝和砂质滩坝沉积微相发育区砂地比普遍在0.4以上,远砂坝发育区砂地比在0.3左右,混合滩发育区砂地比在0.2左右,滨浅湖泥滩发育区砂地比普遍小于0.1。也可利用重矿物和砂地比确定物源方向。

2.2 回归分析

采用一元线性回归。以沙一下亚段Es1-SQ1上升半旋回为例,建立井点含砂率与每个地震属性一元回归方程(见图2)。可以看出井点含砂率与单独地震属性之间相关性很差,相关系数R2都小于0.1,很难得到令人满意的结果,说明单一地震属性不能反映沉积整体规律。为此,拟采用多元回归技术。设地震属性Arc_Length(弧长)、Average_Energy(平均能量)、Avg_Inst_Freq(平均瞬时频率)、Avg_Refl_Str(平均反射强度)、Avg_Trough_Amp(平均波谷)、Effect_Bandwidth(有效带宽)、Energy_Half_time(能量半时)、Mean_Amplitude(平均幅度)、RMS_Amplitude(均方根振幅)分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9,通过多元回归分析各地震属性与含砂率的关系,得到地震属性与含砂率的关系拟合函数

表1 研究工区地震属性含义

图2 Es1-SQ1上升半旋回含砂率与地震属性相关分析

y=-2.57908x1-0.00414x2+0.00000x3+
0.92460x4+0.22082x5+0.14541x6+
0.24757x7+0.04663x8-0.82791x9

(3)

式中,R2=0.805,说明模型拟合程度比较好,多个属性比单个属性更能反映储层信息。

2.3 虚拟井抽稀

图3 深县凹陷Es1-SQ1上升半旋回800 m×800 m虚拟井点

为了更加有效预测井间的储层展布规律,拟通过以上地震属性与储层参数之间建立的模型,可以拟合出新的储层参数点,即1个地震点即含有储层参数。由于地震数据较大,地震属性点(即虚拟井点)全区范围内共有180多万个,抽稀属性点对研究井间较为关键。地震采集为20 m×20 m,隔40道抽取1道数据。研究抽稀虚拟井距为800 m左右,得到虚拟井点1 086个[见图3(a)、(b)],这样既可以控制井点之间沉积体系的展布,满足现阶段编图需要,又减小了计算工作量。

图4 井点控制等值线与多元回归含砂率等值线

3 井震结合含砂率等值线与沉积相成图

研究工区控制井点比较少,利用井点含砂率做出的等值线比较稀疏,无井控制,用含砂率等值线编制的沉积相图不够准确,如中下部地区。采用井震结合制作含砂率等值线方法,利用1 086个虚拟井点和70个实际井点的沉积参数含砂率,制作含砂率等值线(见图4)。可以看出,在原来工区的无井地区或是井网比较稀疏的地区,由于有虚拟井点的约束,含砂率等值线得到控制。

利用上述多种地震属性回归出的沉积参数分析,绘制出深县凹陷Es1-SQ1上升半旋回沉积相图(见图5)。Es1-SQ1上升半旋回湖盆扩大,三角洲后退,沉积砂体发育集中在旧城北断层上盘深泽刘村低凸起上、束鹿凹陷靠近衡水断层部位、深南背斜部位,盆地中间部位发育一些相对孤立的砂体,与实际地质模式及认识较为一致,说明该方法效果较好。利用该方法绘制了工区内井点较为稀疏的其它层序的沉积亚相平面分布图,取得了较好效果。