利用地震正演方法约束地质模型更新

李德鹏，陈永红，谢 昆，但玲玲

(1．中海油能源发展股份有限公司 工程技术分公司，天津 300452；2．北京旭日奥油能源技术有限公司，北京 100101)

在开发区进行油藏描述，建立油藏地质模型是表征油藏非均质性的关键[1]，为进行油藏数值模拟、认识剩余油气分布奠定基础。然而在地质复杂区块，尤其目前建立油藏地质模型时尚无物理机理拟合地球物理信息的办法，因此，建立从岩石物理模型、地震正演和观测地震响应拟合到模型修改的循环流程使，模型更加完善，并且是验证油藏描述可靠性的必要之路。随着勘探开发的发展，在建模过程中加入地球物理信息也成为越来越重要的手段。1996年SEG年会上举办了题为“地质统计学+地球物理学，如果这是答案，那么问题是什么”专题研讨[2]；Araktingi等人介绍了在结合地震、测井数据，综合应用于储层参数建模的技术方法；黄旭日博士在1997年提出以时移地震属性为约束的历史拟合技术[3]，并不断开发，且在油田中应用。在地球物理界发展了SHM(Seismic History Matching)的概念[4]；至今已在国内外多个油田应用SHM修正地质模型或油藏模型，并取得了较好的效果。

1 三维地质模型更新流程

应用模型-地震-模型的闭合循环流程(见图1)，即地质模型返回地震，通过合成地震与观测地震进行对比，多次循环更新地质模型的流程。此流程能够充分运用地震横向分辨率高的优势对井间进行约束，使得模型逐步逼近地下实际情况。

首先，根据沉积规律、钻遇井储层发育情况分析建立三维地质模型比较合理的平面和纵向网格，应用合理的网格建立三维地质模型。根据储层有效厚度判别标准统计，工区单砂体有效厚度主要在2～5 m，有效厚度≥0.5 m的储层占91%，纵向网格0.5 m能够90%以上反映储层特征(见图2)。平面用不同网格建立多个模型进行对比(见图3)，图3显示，平面网格设定为12.5 m×12.5 m，微构造特征刻画的比较清楚，当网格设定为25 m×25 m时，这些微构造特征也比较明显，但当网格再增大至50 m×50 m时，一些微构造特征在平面中就没有这么清晰了。为准确地刻画微构造特征，同时也考虑合理控制模型网格的数量，地质模型网格设置为25 m×25 m×0.5 m。

其次，建立岩石物理模型，将三维地质模型的参数与地震信息之间搭建起桥梁。即通过地质模型的参数，如岩相、孔隙度等正演出声学参数[5]、速度和密度等，进而合成地震与观测地震进行对比。本次研究采用美国休斯顿大学韩德华教授的经验公式来计算纵波速度。

(1)

式中：Vp为纵波速度，m/s；φ为孔隙度，%；N为泥质含量，%；Pe为有效压力，MPa；A、B、C、D、E为常数。

再次，分析正演地震的敏感参数，分析合成地震与观测地震之间产生差异的原因，通过更新地质模型的参数，多次循环消除两地震间的差异。

最后，得到与实际较接近的地质模型，加入动态信息形成油藏模型，进行数模运算，运算结果再次合成地震与观测地震对比，并且在井点对比模拟动态与生产数据，对油藏模型的参数进行微调。

2 三维地质模型更新级别

根据模型更新的级别不同，分为三次更新过程。

2.1 构造模型的更新

以新疆克拉玛依油田K区地质模型为例，检验构造格架包括两部分：断层模型和层面模型。断层模型正确与否主要检查构造解释过程及建模的操作过程，用多个层面的断层polygon来建立断层模型，一般前述两个过程无误的情况下认为断层模型可靠。层面模型正确与否主要检查构造解释的层面经过时深转换后与模型层面的吻合度。选取地震解释的一个层面，计算三维地质模型的层面与地震解释层面的差异，差异较大之处由剖面查看。图4为深度域层位投到三维地质模型剖面上，A井处差异较大。差异主要是时间域层位转为深度域层位时造成的，井点处可能输入分层错误。

更新构造格架，只能回到最初的断层模型，重新生成层面。这一过程最好在属性场模拟前进行检验，否则一旦重新生成层面，需要重新进行属性场模拟。

2.2 静态参数的更新

三维属性场模拟已有很多种方法作为约束条件，如确定性建模、随机建模等[6-7]，以及用相控约束、地震属性约束等等[8-9]；但是无论用何种模拟方法建立的三维地质模型都难免在井点或井间有不符合地质规律的情况，这时候需要选取对地震比较敏感的参数进行修改，局部微调其它参数。本次主要修改NTG(净毛比参数)，孔隙度在局部地区进行调整。首先计算三维体差异，选取差异较大之处进行剖面查看，进而修改NTG数值。修改过程中主要修改地方包括：①根据电阻率、孔隙度、岩性等参数来判断NTG的赋值，首先修改NTG值明显有误差的地方；②多个薄砂层组合时，可适当降低NTG值；③含砾较多时，可适当降低NTG值，本区砾岩的孔隙度相对砂岩要低，电阻率要低。

图5为SN1剖面修改前NTG属性与合成地震和实际地震的叠合剖面图。做合成地震时，R5-6井处振幅能量非常强，查看井曲线是否吻合，R5-6井电阻率和孔隙度均显示下部是砂体(见图6)，NTG值有误(原NTG值为0)，本次对NTG值进行校正，井点及井间适当增大，同时，由于NTG和POR具有相关性，增大NTG值的同时需适当调整POR值。对其余不符合之处，再适当增大或减小NTG和POR值，使得井间合成地震尽可能与实际地震符合，修改后SN1剖面见图7。合成地震与观测地震符合较好，地质模型与实际地下地质情况更接近。

2.3 动态参数的变化

动态参数的变化主要指饱和度和压力的变化，这些参数是数模运算的结果，不能直接修改这些参数，只是在地质模型更新后，加入动态信息形成油藏模型，通过微调静态参数进而反映了饱和度和压力的变化，调整过程和上述静态参数类似，井间对比合成地震与观测地震，只是增加了井点动态信息的对比，降低模拟动态和生产动态的差异。

3 结论

建立了地质模型返回地震并更新模型的新流程，即通过建立工区的岩石物理模型，进一步进行地质模型的地震正演，并进行构造更新，模型物性更新，以及更新效果检验的流程，从而使得地质模型更加逼近开发阶段的各类数据。

1)建模前精细井震标定、时深转化要精确，不能都通过后期模型修改来修正。后期模型修改是用来核实构造解释成果、层位及断层解释的合理性，并为断层解释查找依据。

2)模型网格选取要符合实际地质情况，能够反映平面微构造特征及纵向储层发育情况。

3)岩石物理模型标定将地震与油藏联系起来，选取合理的岩石物理模型是更好地修正模型参数的基础。

4)修正了模型参数，使得地质模型在井点处与井吻合，井间结合地震在沉积模式的指导下，尽可能与地震吻合，并符合沉积规律。