波阻抗反演技术在溱潼凹陷南部储层预测中的应用

李晨磊， 蒋 将

(1. 长江大学 地球科学学院，湖北 武汉 430000； 2. 凤山县地质环境监测站,广西 凤山 547600)

研究区为新采集高分辨率三维工区南部断阶带，面积约150 km2。构造上位于溱潼凹陷中西部断阶带，南以泰洲凸起为界，北为溱潼凹陷内斜坡西段，东邻溱潼主凹，西邻港口次凹。自20世纪70年代以来，先后上钻了二十多口探井，发现了角墩子、洲城、祝庄、淤溪等含油构造群，主要开采层位上部以Es、Ed为主，下部以Ef1、Et为主。目前泰州组在淤溪井区获得工业油流，但由于构造形态不明，淤溪油田未能有效开发，祝庄Ef1先后上钻了X7、X8、X3、X255、X223、X140、X260、X41、X71、X48这10口井获低产油流外，没有真正的突破。近几年实施的祝庄—储家楼三维地震勘探，洲城、角墩子油田得到有效开发，取得了丰富的地质成果和油气成果。工区已探明石油地质储量619×104t，其中洲城已上报Es1、Ed2探明储量250×104t；角墩子上报Es1、Ed探明储量270×104t；祝庄已上报Ef1探明储量226×104t；淤溪已上报Et探明储量73×104t。钻井资料揭示的地层表明：断阶带钻遇的地层层序正常。自下而上依次为：下第三系泰州组、阜宁组一～四段、戴南组一～二段、三垛组一～二段及上第三系盐城组一～二段，第四系东台组。下第三系与上第三系 ，第三系与第四系之间均呈不整合接触。主要研究目的层为：阜宁组、泰州组。

1 反演技术思路及流程

波阻抗反演的优劣取决于关键环节的质量把关、方法的正确应用及参数的正确选择。关键环节主要指低频地质模型的建立和相对波阻抗反演，围绕前者需要做好的是构造地质模型的正确建立、层位的准确标定、子波的正确提取以及测井标准化的实施；围绕后者主要是在正确构造模型建立的条件下，准确提取子波以及选取正确的反演参数[1-2]。对测井资料进行标准化处理，在层位精细标定和构造精细解释基础上，运用宽带约束反演方法对目标区块三维地震数据体进行测井约束波阻抗反演。

2 合成记录

层位标定及子波反演是联系地震和测井数据的桥梁，在地震反演中占有重要地位。只有在子波提取和层位标定较准确的情况下，才能获得高精度的预测结果。

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。为了获得真实可靠的地震子波，本区对工区所有井都进行了合成地震记录，在目的层段用交互迭代的方法完成子波估算。估算的子波为近似零相位的混合相位子波，其相位谱在有效频段内基本稳定，振幅谱与地震的振幅谱基本吻合。用该子波与测井波阻抗制作的合成记录与井旁道匹配良好，说明所估算的子波真实可靠，可用于层位标定、合成记录的制作和地震波阻抗反演。图1为X8井合成记录，通过X8井标定，Ef3段表现为一组频率较高的平行相地震反射，与上下砂层相比低阻抗整体表现较低；X280井显示Ef1段表现为一组信噪比较低的空白相反射，与上部Ef2段强反射特征存在明显差异，该组地层单砂层较薄，地震资料反射为多套砂层复合波组，不能设别处单砂层，但砂岩段波阻抗明显高于泥岩段。

图1 X8井合成地震记录

图2为泰州组标定，工区内仅在淤溪井区钻探到泰州组，通过淤2及淤2b井合成记录标定显示为两个强反射波组，合成记录显示地震资料不能识别单砂层，砂岩段整体表现为高阻抗特征。

图2 泰州组合成记录标定

3 模型建立

由于主要南部断阶带地层落差较大，各断块地层的缺失情况不同，地层模型的建立对反演的结果影响较大，因此在断阶带进行反演时模型建立尤为重要。本次使用了复杂的建模技术，使模型与实际地震解释剖面一致。

研究区断阶带整体发育3个大断块，这3个断块间地层埋深落差大，所以在建模时首先考虑这3个断块间的断层建模，建立各块间的上下盘地层发育关系及断块内部发育的地层结构。图3为断阶带二维模型，模型显示在断阶带建立了6条断层，7个层位，顶部以880 ms作为顶界面，底界用溱潼边界断层作为底界面，模型基本描述了实际地震解释框架(见图4)，而对于断块内一些小断层，在本次建模中已忽略，基本不影响反演结果。

图3 断阶带二维地质框架模型

图4 断阶带二维地质模型解释地震剖面

4 反演参数选择

在稀疏脉冲反演过程中，关键参数为λ，λ是一个描述声阻抗输出道的分辨率和合成地震道与实际地震道的符合程度。稀疏脉冲反演的重要工作就是选择一个合适的λ值，在反演过程中选取合理的λ值，就能既保证阻抗体的信噪比，又能最大限度的提高分辨率[3-6]。

图5为λ值选取质量控制图，图a表示信噪比，一般信噪比越高越好，但信噪比与地震数据体及地下储层厚度有关，当地震体分辨率较低而储层厚度又较薄时，信噪比则较低，为了尽量提高分辨率，在JASON反演中一般选取信噪比稳定时λ值；图b表示与井曲线相关性，该值同样越高越好；图c表示井曲线标准方差，也是越高越好；图d表示稀疏系数，图e表示误差值，选取越低越好。

图5 λ值选取质量控制

经过多次试验证明，本区采用λ值确定为8，信噪比较高，且开始稳定，与井曲线相关性大于0.31，井曲线标准差1.2，稀疏系数0.925，组合误差在0.5。

5 反演效果分析

连井剖面显示：在20 m×20 m面元地震数据的稀疏脉冲反演纵向上反映了各个层段阻抗变化，但对层段内部各砂层基本无识别能力。因此用20 m×20 m网格数据进行反演无法有效识别储层空间变化。

5.1 10 m与20 m 网格数据浅层反演对比

对10 m网格数据及20 m网格数据分目的层进行了不同的反演试验对比，浅层选洲城区块Qk18井、洲6井、洲12b及QK17B连井剖面进行反演对比，反演阻抗剖面10 m网格面元数据分辨率明显比20 m网格面元数据高(见图6)，QK18井的I0油层在10 m数据体上有弱负阻抗反射，而在20 m数据体上与其下地层形成复合负阻抗特征，在阻抗体上无法识别。由此可见10 m网格面元数据在浅层可以通过常规波阻抗反演较好的识别储层。

(a)南部断阶带10 m间距反演阻抗连井剖面 (b)南部断阶带20 m间距反演阻抗连井剖面

5.2 10 m与20 m 网格数据深层反演对比

在深层Ef3段以下，两套数据反演结果也有明显差异，10 m网格面元数据分辨率同样明显与20 m网格面元数据不同。在20 m数据体上，砂组上段表现为一个强阻抗反射，在10 m数据体上表现为两个强阻抗反射。但由于阜三段以下地层都为薄层砂泥岩互层沉积，两套数据阻抗都不能识别单砂层。

通过上面的反演工作显示，用常规稀疏脉冲反演方法进行储层预测有如下几个难题：①储层薄，砂泥交互；②地震的主频低，与薄砂泥岩地层要求不匹配，地震资料频带不能满足需要；③波阻抗对部分储层段不能很好的分辨。

6 解决方案

针对工区资料特征，为了得到较为真实可靠的预测结果，在研究中优选储层预测方法：在稀疏脉冲反演基础上，采用阻抗约束条件下的高斯协同随机模拟地震反演处理方法进一步反演处理，提高该区目标区有利储层的分辨能力。

随机反演尤其是在分辨薄储层方面具有明显的优点，储层分辨能力较高，明显高于稀疏脉冲等反演方法，具有精细储层描述的能力。反演结果与测井数据吻合程度很高，并与实际地震反射资料及构造因素具有较好的相关性。但该方法也有其局限性：一般适用钻井资料较多、勘探开发程度较高的三维工区，在钻井较少的地区会因统计规律不强而产生假象。

6.1 变差函数确定

针对本区反演层段长，多目的层，阻抗差异大的特点，在反演时采用分井段反演，分段制作变差函数。阜一段为薄砂泥岩互层，储层展布以北西向为主，但横向相对变化稳定，因此横向变化范围x取1 000 m，y取1 500 m，z值取10 m，sill值为变差系数取0.53。阜三段变差函数确定时以西北斜坡作为参考依据，横向变化范围x取1 500 m，y取2 000 m，纵向z值取8 m，变差系数sill值取1.2，基本描述储层纵横向变化情况。

6.2 反演效果分析

反演连井剖面显示：砂泥岩强弱阻抗对比明显，纵向分辨率有明显提高，与测井曲线吻合较好。图7为过淤溪的反演纵横向剖面，剖面显示泰州组油层在高部位呈现透镜状砂体，与低部位砂层可能不连续，底部为砂层侧向与弱阻抗泥岩对接，有岩性圈闭潜力。

图7 过淤溪断块阜一至泰州组阻抗十字剖面

过祝庄构造的波阻抗剖面，剖面显示阜一段一油组砂岩相对不太发育，二油组以下砂岩明显开始发育，阻抗剖面表现为高阻抗特征，由于泥岩各隔层太薄，实际反演不能识别隔层。阻抗剖面显示阜一段储层发育，且向高部位储层明显好于低部。过东48井主测线剖面，剖面显示过东48井储层发育，油层顶部储层向高部位连续性好，断块间砂层明显错开，与实际油气井显示完全吻合。

6.3 反演成果

阜三段上砂组储层由东向西逐渐变差，下降盘东部角墩子储层最发育，向西至变差，至苏190下部又出现一扇状强阻抗带；断阶带阻抗也由东向西逐渐降低，洲城下部阜三段储层最发育，东48井区储层相对较差，到西部可能以泥岩为主，储层基本不发育。阜三段下砂组阻抗平面展布图，阻抗展布总体与上砂组一致，表现为东高西低特征，角墩子及洲城断块储层最发育，向西慢慢减薄表现为习状砂特征(见图8)。

(a)淤溪—祝庄断阶带阜三段上砂组阻抗平面分布 (b)淤溪—祝庄断阶带阜三段下砂组阻抗平面分布

阜一段储层展布与阜三段总体趋势基本一致，东厚西薄特征，洲城下部储层发育，祝庄断块虽然断块小，但也是储层发育区，向西东48断块，储层开始变差，阻抗值介于细砂岩—泥质砂岩值之间，高部位阜一段一油组储层明显不发育，在向西储层变好；钻井显示阜一段二油组储层发育，已钻探到二油井6口，基本都位于祝庄断块，阻抗平面图8显示祝庄断块东西两头储层发育，中间储层相对不发育，西部淤溪断块目前仅东46井钻遇，储层预测显示储层相对发育区，构造高部位储层明显变差。泰州组仅在淤溪断块及祝庄断块发育，已有10口井钻遇该层，钻井揭示该套油层组储层发育，阻抗反演显示祝庄断块、淤溪断块储层发育，向西储层油变差趋势。