地震正演模型在周矶油田潜41油组储层预测中的应用

彭晓波 王 卓 张吉星 王 伟 吴旭光

(1. 长江大学 油气资源与勘探技术教育部重点实验室， 武汉 430100； 2. 长江大学 长江大学地球物理与石油资源学院， 武汉 430100； 3. 中国石化胜利油田分公司 孤岛采油厂，山东 东营 257231； 4.中海石油(中国)有限公司上海分公司， 上海 200023； 5. 中海油田服务股份有限公司天津分公司，天津 300452)

地震正演模型在周矶油田潜41油组储层预测中的应用

彭晓波1王 卓2张吉星3王 伟4吴旭光5

(1. 长江大学 油气资源与勘探技术教育部重点实验室， 武汉 430100； 2. 长江大学 长江大学地球物理与石油资源学院， 武汉 430100； 3. 中国石化胜利油田分公司 孤岛采油厂，山东 东营 257231； 4.中海石油(中国)有限公司上海分公司， 上海 200023； 5. 中海油田服务股份有限公司天津分公司，天津 300452)

本文通过对周矶油田潜41油组进行储层分析，使用有限差分法进行楔状模型正演，研究区地质模型正演结果证实了振幅属性、频率属性与砂岩之间的敏感关系．利用井点和地质模型的约束，根据振幅特征对地震剖面进行追踪，然后通过地震属性分析等步骤，减少了储层预测的多解性．

地震正演； 属性分析； 储层预测

地震属性用于储层预测和油藏特征描述已有多年历史[1-4]．从地震数据体中提取如振幅、波阻抗、频率等有限的地震属性，然后将提取的地震属性反演成与岩性有关的图件或者剖面[5-6]．这种预测方法由于没有充分考虑到地下地质情况的复杂性，而且该区目的层段储层较薄，以薄互层为主，因此其预测结果有很强的多解性，可能与真实地质情况吻合度不高[7-8]．利用正演模型分析油气储层的地震响应特征，在此基础上进行储层预测，能提高预测的精度．

1 岩性与速度、密度、波阻抗的关系

我们选择了研究区内有代表性的探井进行岩石地球物理特性参数分析．主要统计分析了声波时差和密度资料，所选地层一般是大于3 m的较厚较稳定岩层．岩性主要分为盐岩、渗透性砂岩、泥岩3种类型．由于盐岩是物性较稳定的岩性，其层速度和密度基本保持稳定，结合本区测井资料(声波时差和密度测井)，取其速度值为4 300 m/s，密度值为2.1 g/cm3．除盐岩外，其余各岩性声波层速度随埋深增加而增大，各岩性密度亦随深度增加而增大．根据上述统计分析结果，将该区岩类简化为3类，即盐岩、渗透性砂岩和泥岩，本区地层岩性地球物理特征参数见表1．

表1 岩性地球物理特征表

2 正演模拟

本文的正演模拟是通过tesseral正演模拟软件，采用波动方程法利用波动方程理论模拟地震波的传播，运用有限差分法快速有效的求解波动方程．这种方法不仅能保持地震波的运动学特征，还能保持动力学特征．研究区目的层段储层较薄，以薄互层为主，Eq41油组渗透性砂岩总厚度为0～21.4 m；根据工区的地质特点，本文首先设计了3种地质模型进行正演运算，分析不同岩性组合情况下的地震响应特征，其岩石物性参数见表1，子波频率选用工区主频较高区块的频率，f=30 Hz．

2.1 楔形砂体模型

模型最上面为厚度不同的盐岩夹5 m厚的泥岩组成的盐韵律层，盐岩厚度为10 m到20 m；中间为大套泥岩中的两个楔状砂岩体，楔状砂岩厚度为0～50 m，其中一个与盐韵律之间隔着5 m厚泥岩，一个则离得较远．下部则为厚度不同的砂岩与泥岩互层，砂岩薄层厚度为4 m到10 m．频率f=30 Hz，波长λ=V/f=4 380/30=146 m．

图1 楔形砂体模型

正演剖面如图2所示：低阻抗的盐岩与下伏高阻抗的碎屑岩之间为强振幅反射特征，当碎屑岩中渗透性砂岩厚度增加时，其振幅变弱；在碎屑岩的内部，从左侧楔状体可以看出，相对低阻抗的渗透性砂岩与较高阻抗的泥岩之间反射振幅较弱，当砂岩楔状体的厚度增加，反射振幅增强．在右侧楔状体底部反射能识别的第一道处渗透性砂岩的厚度约16 m，随渗透性砂岩厚度的增加，对应的反射振幅增强，当渗透性砂岩的厚度为31 m处出现最强反射振幅，然后反射振幅变弱，最终反射振幅趋于稳定．根据地震分辨率原理，λ/4处反射波振幅最强，此时λ/4=36.5 m，减掉中间5 m的泥隔层，渗透性砂岩的厚度为31.5 m，与模型基本一致．在下部砂泥岩互层区，各层反射相互干涉，表现为一强振幅，且右半部分砂层较左边多，振幅也随之增强，同向轴出现了一定程度的下拉．

图2 楔形砂体地震响应

2.2 透镜体模型

针对较厚层砂岩，泥岩和盐岩的组合设计了一个渗透性砂岩厚度为0～40 m的透镜体模型，如图3所示．经过正演计算得到的正演剖面如图4所示．

图3 砂岩透镜体模型

图4 砂岩透镜体地震响应

正演结果表明：盐岩与下伏的碎屑岩之间形成强反射(模型中第一个波峰)；当碎屑岩为纯泥岩时(模型两端)，反射振幅特别强，当碎屑岩中夹有渗透性砂岩时(渗透性砂岩波阻抗较泥岩低)，反射振幅随渗透性砂岩厚度增加而变弱；另一方面，在碎屑岩内部出现了另一个反射同相轴(第二个波峰)，该同相轴随渗透性砂岩厚度增加而变强，并且有一定延伸范围，它就是碎屑岩内部渗透性砂岩与泥岩之间的反射．

2.3 盐韵律层厚度变化模型

从井资料及合成记录来看潜41油组的砂泥岩与其上部盐韵律形成了一个强反射界面，该同相轴对应于潜41顶界的反射．潜41油组内的盐韵律层厚度由西北方向向东南方向逐渐减弱至零．针对该区域的地质情况建立了如下正演模型进行分析(如图5所示)．

图5 盐韵律层厚度变化模型

通过正演模拟出盐岩逐渐减薄的地震响应．从图6可以看出，随着盐岩变少，对应的波峰振幅也逐渐减弱；当渗透性砂岩存在且其上盐韵律层2个以上时，对应的波峰振幅相对减弱；当渗透性砂岩存在且其上盐韵律层1个或没有时，对应的波峰振幅相对增强．随着盐韵律层的减少频率逐渐增大．针对以上正演模型分析的结果确立了如下预测砂岩的方案：利用频率属性结合井资料对盐韵律层进行划分，再通过对振幅较为敏感的均方根振幅属性，分别在盐韵律层厚的地方把均方根振幅属性减弱的区域刻画为砂岩，在盐韵律层较薄的地方把均方根属性振幅增强的区域刻画为砂岩．

图6 变盐韵律层厚度模型的地震响应

3 地震属性分析及储层预测

3.1 潜41油组地震属性分析

根据以上正演分析得知：对盐岩与碎屑岩的界面，反射强振幅变弱预示砂岩的发育，所以提取潜41油组周30井区顶界的反射层上8 ms下20 ms时窗内的振幅的强弱能够反映砂岩的发育情况．在正演模型分析中，盐韵律层下加砂时反射层振幅明显减弱，下波谷振幅也变弱，其均方根振幅变弱；没砂时潜反射层振幅明显增强，下波谷振幅也变强，其均方根振幅变强．

从图7可以看出，弱振幅区有高2、周17、周30井区，这与实际钻探情况吻合．在对潜41油组振幅图做解释时首先要对已知井做分析，划分出盐韵律层较发育的区域，砂岩发育区对应反射强振幅背景下变弱的区域；在上部盐韵律层少或为泥岩区域，砂岩发育区对应反射弱振幅背景下变强的区域．在划分时，可以应用瞬时频率属性．

图7 周30井区潜41油组均方根振幅属性图

图8 潜41瞬时频率属性

3.2 储层预测

结合潜41油组的瞬时频率属性和现有的井资料对区内盐韵律层的厚度进行了大致划分．工区西南部盐韵律层总体较薄，向东南方向逐渐增多，因此我们运用该区域振幅属性体分区域进行了砂体的预测．在盐韵律层较薄的地方把振幅相对较强的区域刻画成砂体的发育区，在盐韵律层较厚的区域把振幅相对较弱的地方刻画为砂体的发育区．此外，在均方根振幅属性图中我们注意到工区的西南部有一块异常高值，结合实际情况和前面的正演分析，该异常区可能是因为盐韵律的组合厚度接近于调谐厚度(λ/4)造成的，不能刻画为砂体发育区．

4 结 语

根据工区的实际地质情况，建立相应的地质正演模型，在地质正演模拟分析的基础上进行储层预测，能提高储层预测的精度．此方法在本次实际应用中取得了令人满意的成果．

[1] 高 林．地震解释技术的重头戏：地震属性研究[A]．SEG第69届年会论文概要[C]．北京：石油工业出版社，2000：124-133．

[2] 郭华军．刘庆成．地震属性技术的历史、现状及发展趋势[J]．物探与化探，2008，32(1)：19-22．

[3] 姚逢昌．储层地球物理技术及其应用[D]．北京：中国石油勘探开发研究院，2004．

[4] 史 浩．差连通储层与各向异性变质岩储层预测研究——以渤海JZS油气田为例[D]．青岛：中国石油大学(华东)，2009．

[5] 陈遵德．朱广生．地震储层预测方法研究进展[J]．地球物理学进展，1997，12(4)：76-84．

[6] 印兴耀．地震属性优化方法综述[J]．石油地球物理勘探，2005，40(4)：482-489．

[7] 杨圣方．宁51区长2油藏储层特征[D]．西安：西安石油大学，2014．

[责任编辑 周文凯]

Apply of Seismic Forward Modeling in Qian41 Formation of Zhouji Oilfield for Reservoir Prediction

Peng Xiaobo1Wang Zhuo2Zhang Jixing3Wang Wei4Wu Xuguang5

(1. Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil & Gas Resources, Ministry of Eduction, Yangtze Univ., Wuhan 430100, China; 2. Geophysics & Oil Resource Institute of Yangtze Univ., Wuhan 430100, China; 3. Gudao Oilfield of Production Plant China Petroleum & Chemical Corporation, Dongying 257231, China; 4. Shanghai Branch of China National Offshore Oil Co., Ltd, Shanghai 200023, China; 5. Tianjin Branch of China Oilfield Services Limited, Tianjin 300452, China)

This article analyzes reservoirs of Zhouji oilfield qian41 oil group and makes finite difference method get on wedge simulation forward. In the study area，the sensitivity relation between amplitude attribute and frequency attribute is confirmed by result of geological model forward and analysis of wave impedance difference of different rock types . Using the well and geological model to track constraintsthe amplitude of seismic stratigraphic group, make amplitude plan. And then through seismic attribute analysis and other steps, the reservoir distribution is predicted accurately and the multiple solutions of reservoir prediction are reduced.

seismic forward modeling; attribute analysis; reservoir prediction

2017-03-15

彭晓波(1976-)，男，副教授，博士，从事地震属性分析，反演及地震、地质综合解释方面的研究．E-mail： pxbcn@126.com

10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2017.04.012

TE1

A

1672-948X(2017)04-0056-04