地震—地质建模技术在致密油储层预测中的应用

解 彬

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

大庆长垣南部敖南地区扶余油层河道砂体主要呈条带状分布，横向上砂体变化快、错叠连片、砂体薄，纵向叠加样式复杂，砂体与单一地震属性之间关系比较复杂，用常规的方法预测储层有一定难度。将该区井震资料充分结合，采用反演、储层模型相融合的方法进行砂岩预测，并突破以往仅通过井间对比，只可以宏观把握沉积相带展布特征，但不具备预测性，不能满足实际生产需求的技术现状，将建模与沉积相结合起来进行相建模，从三维立体角度直观清晰地展现河道砂体的展布及规模，确定储层含油性，提供储层地质建模支撑，并将研究成果应用到井位部署上，对油田生产中增产扩储具有重要意义。

1 地质概况

松辽盆地北部敖南地区位于黑龙江省大庆市肇源县境内，位于大庆长垣东南部。该地区整体为西北向东南逐渐抬升的斜坡区，主要发育有头台鼻状构造和敖南鼻状构造，是研究区内主要的控油构造。沉积时期主要受控于南部物源，自下而上发育曲流河—网状河—浅水三角洲沉积，砂体类型主要为曲流河点坝、网状河、分流河道，平面上呈北东向展布。由于河道的迁移、摆动，使得砂体错叠连片。据统计分析，扶余油层砂岩层薄，垂向错叠分布，以粉砂岩为主，粉细砂岩、细砂岩其次[1]。

大庆长垣南部扶余油层油源、构造、断裂、河道砂四位一体控制油气成藏，具体特征如下：

（1）油源宏观上控制了油藏分布：大庆长垣南部地处三肇和古龙两个有利生油凹陷之间，以双侧油源供给为主。受东西两侧生油凹陷及中部组合储层发育程度控制，扶余油层南部含油性西好东差、南好北差。

（2）北东向雁列式反转构造带是扶余油层油气富集运移指向区：明水组末期构造、排烃同期，在区域北西向挤压应力场下形成了一系列北东向雁列式的挤压构造带，对油气的大规模运聚具有诱导作用。

（3）供油方向上，油气富集主要受北西向断裂体系控制：在油气运聚过程中，NW向断层受NW向区域挤压应力场作用，主要表现为张扭性，以输导作用为主。河道砂体与北西向断层相互切割构成油气优势运移通道，运移路径上油气差异聚集，构造高部位和北西向反向断裂控制了油气富集带。

（4）河道砂体在成藏中的作用表现为运移通道和遮挡两个方面：一是与输导断层配置形成运移通道；二是形成各种岩性油藏。与构造、断裂相匹配，形成构造—岩性油藏和岩性—断层油藏。

2 储层预测

地震储层预测是油气勘探开发的核心技术之一，主要是利用地震资料，联合地质和测井资料，分析地下储集层岩性、物性、烃类分布等规律。地震储层预测技术有数十种之多，目前常用的主要有地震属性分析、地震反演等。

2.1 地震属性分析

地震属性是地震工作的基础，根据前期的地震资料分析，该区地震主频在40Hz左右，信噪比低，依靠地震属性预测薄层砂体，设计水平井轨迹是不可行的。但是，地震属性是储层预测的依据，因此，进行属性分析也是必要的。

分析属性的平面分布，依据平面属性，设置反演参数，判断砂岩横向分布特征。本次研究优选振幅属性分析，以FⅠ2油层组的多种属性方法分析为例，均方根振幅、最大振幅绝对值、最大绝对振幅、振幅绝对值和、最小振幅绝对值、平均能量、最近波峰宽度、最近波峰面积、最近波峰长度、最近波峰最大振幅等属性方法预测的结果，工区西北部砂岩不发育，与已知井砂岩分布情况不符，而层位振幅、最小振幅等方法预测的结果，工区东北部砂岩不发育，与已经井砂岩分布和现有沉积相认识不相符。最终经过综合分析，认为最大振幅属性与砂岩符合率较高，在70%～75%左右。

属性能大致反映砂体的展布趋势，在五分油层组格架下做研究，针对现在勘探来说较粗，因此，需要进行反演，来更精细预测砂体分布。

2.2 地震反演

目前，常用的反演方法主要包括约束稀疏脉冲反演（Invertrace）、基于模型的参数反演技术（Invermod）、随机模拟和随机反演（StatMod）和马尔科夫链反演（MCMC）等。

稀疏脉冲反演虽然可以保持地震资料横向上分辨能力，与地震数据比较分辨率也有较大提高，但纵向分辨率低，达不到对储层精细预测的要求。通过分析多种反演算法的原理以及实际应用效果进行详细分析，认为Jason最新推出的Markov Chain Monte Carlo(MCMC)反演方法可以满足本次储层研究的需求[2-3]。

该方法将约束系数脉冲反演和地质统计学模拟技术相结合，反演结果既可去除地震多解性、保持地震的横向分辨能力，又可以提高纵向分辨率，是目前较为先进的一种统计学反演方法。该方法利用的主要是Stat-Mod MC模块，主要步骤包括：

（1）数据准备；

（2）地质统计学参数分析；

（3）地震反演。

其中，地质统计学参数分析是决定反演结果好坏的关键步骤。

在做StatMod MC前，首先要对井筒数据进行分析，分析哪条曲线能很好地区分砂泥岩。从图1中可以看出，电阻率曲线和伽马曲线能很好地区分岩性，适合本地区。

图1 GR与LLD交汇图

地质统计学参数主要指三个参数（图2）：概率密度函数(probability density function，简称PDF，描述某一属性在空间的概率分布情况)、变差函数(描述的是某一属性的空间展布特征随距离的变化，是距离的函数)、云变换(描述两个属性间的相关关系)[4]。

图2 地质统计学参数

按照上述方法对全区进行地震反演处理，得到敖南区块扶余油层反演数据。选取典型的过井剖面，MCMC反演具有更高的纵向分辨率。利用反演成果进行正演模拟地震体（图3中的波形）与原始地震体（图3中的变密度）的相似系数，叠合剖面也证实反演成果忠实于原始地震（图3）。

3 地震—地质联合建模

地震—地质联合建模是一种建立在构造建模基础之上的，以构造模型为依托，对地质储层进行直观展示、描述的一种建模手段。

由于本次研究的目标是针对岩性解释数据(离散数据)建模，最终建模结果需具有较高的砂岩预测能力。因此，用序贯指示算法计算砂岩趋势面，运用测井基础数据，建模时采用储层预测作为约束。序贯指示模拟不仅可用于离散型变量，也可用于离散连续变量分类的随机模拟。序贯指示模拟算法的效果优于克里金算法，克里金算法井点约束痕迹太多，预测性差。序贯指示模拟算法能解决井点约束重的问题。

在进行储层建模前，首先进行反演建模，将反演数据转换成深度域模型，这样才能在深度域进行储层参数建模，达到最佳地质建模的目的。建模后剖面纵向识别能力比反演更高，横向上与反演一致。建模后比反演纵向提高的原因是建模采用纵向0.2m网格，而反演数据体是1ms采样。伽马建模在横向上以伽马反演为约束，因此横向上，建模保留了反演的变化。

应用数据分析模块对各类砂岩数据进行平面和纵向上的数据分析，计算出砂岩纵向分布概率、厚度分布直方图分析，参考以上多种信息对各小层变差函数分析，选取合适的参数[5-10]。

针对敖南工区，在十二分层模型控制下，建立砂岩模型，以砂岩模型为基础，在砂岩中建立孔隙度、渗透率、饱和度模型。在建模过程中采用逐级控制，反演控制预测砂岩，砂岩控制下预测储层参数，能够将地震、井、构造充分结合。根据所建立的砂岩及储层模型，能够得到各层砂岩及储层参数平面图。

4 成果应用综合分析

AP6井是本研究区的设计井位。AP6井部署在大庆长垣敖南鼻状构造上，钻探目的主要是针对致密油I-2类储层，力争通过水平井大规模体积压裂实现产能突破。通过构造分析、地震沉积学分析、砂体精细刻画等综合分析，AP6井区油气成藏条件有利，砂体发育横向稳定。

AP6井实钻情况，从构造模型来看，实钻深度与构造模型误差并不大。实钻T2垂直深度为1820m，井补心海拔135.4m，实钻构造深度-1684.6m，模型预测AP6构造深度为-1682.9m，绝对误差为1.7m，相对构造误差1.1‰。AP6井于水平段622m，其中砂岩462m，砂岩钻遇率为74.28%；含油砂岩401m，油层钻与率64.4%，其中油浸80m，油斑260m，油迹61m。

充分证实了地震—地质联合建模技术可以应用到勘探区块井位部署中，能够应用在井位部署中提高水平井入靶准确度，能够有效预测砂岩分布，能够为井位部署提供有效技术支持。

5 结论

通过对敖南工区的储层精细刻画，对地震—地质联合建模的探索性研究，进一步落实敖南工区小断层和微幅度构造分布特征，掌握敖南工区扶余油层河道砂体展布规律，为下一步井位目标优选和储量提交提供有效技术支撑，主要取得以下结论和认识：

（1）AP6井实钻情况、实钻深度与构造模型误差并不大，绝对误差为1.7m，相对构造误差1.1‰，证实构造建模速度可靠，能够提高水平井构造精度。

（2）应用建模技术，从三维立体角度直观再现河道砂体的展布、规模，确定储层含油性，提供储层地质建模支撑，并将研究成果应用到井位部署上，取得良好效果。