90o 相位转换技术在储层砂体预测中的研究及应用

2022-10-27中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院苗哲玮

内江科技 2022年9期

◇中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院苗哲玮

目前，岩性油气藏已经成为油田企业勘探开发的重点，最为关键的问题是如何有效预测储层砂体的展布特征和分布规律，现已成为相关从业者关注的热点和难点。本文主要对90o相位转换技术进行了分析与研究，首先简要论述了90o相位转换技术的基本原理，然后结合楔状体模型以及实际资料，证实了该技术在储层砂体预测中的优势，以期为油田储层砂体预测提供一种新思路和新方法。

随着我国经济的日益发展，各行各业及生产、生活对于油气资源的需求量逐年递增。据有关机构统计表明，2020年我国石油和天然气的消耗量分别为7.02亿吨、3280亿立方米，较2019年分别增加0.54亿吨、216亿立方米，对外依存度分别达到了73%、43%，油气资源严重依赖进口已经严重威胁了我国的国家安全和国民经济发展。近些年，我国油田企业不断加大油气资源的勘探开发力度，除了常规的构造油气藏外，岩性油气藏也已成为油田企业的重要勘探开发目标及油气增储上产的重要发展方向。储层砂体预测是岩性油气藏勘探开发的基础，因此如何对储层砂体进行有效预测和精细刻画是研究人员关注的热点和难点[1-2]。目前，储层砂体预测的技术较多，如地震反演、深度学习、AVO分析等，但这些技术需要依靠测井资料的约束以及工作人员的地质认识，存在一定的不确定性，且工作量比较大，效率差。90°相位转换技术是通过将地震数据的相位旋转90°，不但有效克服了零相位地震数据的缺点，使地震同相轴可以与储层的砂岩层相对应，而且操作简单，容易实现。

1 基本原理

通常情况下，用作地震解释的数据都是需要经过子波零相位化处理，零相位地震资料的优点较多，主要体现在以下三点：①子波对称性；②中心瓣与地震同相轴的反射界面一致；③高分辨率。但是上述这些优点只适用于单一反射界面，主要有以下三种：①海底界面；②不整合面；③厚度比较大的砂岩顶面[2-3]。在实际地震资料中，尤其是陆相沉积盆地中，地下储层的厚度通常较小，连续性较差，相带宽度也较小，且沉积空间的变化比较剧烈。对于薄层而言，地震资料的反射振幅实际上是组合地震响应，而不是单一的界面反射，它是薄层顶、底的综合反映，因此，零相位地震资料与储层的岩性并不存在一一对应的关系，用它来进行岩性解释存在很大的不确定性[3-4]。

90°相位转换技术是将地震资料的相位旋转90°，改变了地震反射波主瓣与储层岩性的对应关系，使地震同相轴与储层岩性之间建立起了一定的桥梁，从而克服了零相位地震资料的缺点。从图1可以看出，地震数据的相位从0°逐步转换到90°的过程中，反射波同相轴的主瓣由之前对应的储层岩性界面逐渐变成储层砂层的中心位置[4]。经过90°相位转换之后，地震数据的井震相位一致，不但有利于井震对比，而且提高了对薄互层砂岩的分辨率，最关键的一点是明确了储层岩性和地震资料极性的对应关系，从而进一步提高了地震资料的可解释性[3-5]。

图1 砂泥岩储层的地震反射特征（改变相位情况下）

2 模型测试

本文设计了一个楔状体模型，模型参数如下：砂岩最大厚度hmax=130m，砂岩速度V砂岩=3600m/s，砂岩密度Den砂岩=2.392g/cm3，泥岩速度V泥岩=3100m/s，泥岩密度Den 泥岩=2.304g/cm3。图2是分别采用主频f=30Hz的零相位和90°相位Ricker子波合成的地震记录，道间距dx=5m。合成地震记录所使用的Ricker子波对应的波长λ=V砂岩/f=120m，则1/2λ=60m，1/4λ=30m。

从图2（a）可知：当1/4λλ时，砂岩的顶、底界面才可以对应零相位地震资料的波峰和波谷位置；当h<1/4λ时，砂岩顶、底界面的位置与零相位地震资料波谷、波峰出现不匹配，储层的岩性界面和地震资料的振幅之间不具有单一的对应关系。

从图2（b）可知，不管h<1/4λ、h>λ时，还是1/4λ

图2 不同相位Ricker子波的楔状体模型正演结果

3 实际应用

以墨西哥湾某油田中新世碎屑岩沉积层序为例，从传统的零相位地震剖面上可以看出，井震相关性较差，砂岩的顶底界面与地震反射同相轴的波峰、波谷吻合度较差，利用零相位地震资料进行储层砂体预测，必然会出现较大的误差（图3（a））。图3（b）为经过90o相位转换之后的地震剖面，从图中可以看出，井震相关性较好，大部分井的砂岩层都对应于地震剖面的波谷，不但厚层的砂岩与波谷的对应关系较好，而且薄砂层与波谷的对应关系也较好[6]。经过90o相位转换之后的地震剖面近似于地震反演的波阻抗剖面，使其具有了岩性地层的意义，从而提高了储层砂岩预测的可靠性。