1. 普通剖面上的波形振幅法
這種方法是在二維或三維地震剖面上,利用儲層反射波的波形和振幅的變化來預測儲層的橫向變化。現以著名的高速楔形體模型地震響應為例說明。高速楔形體被低速圍巖包圍時,其頂、底界面各自產生極性相反、反射系數絕對值一樣的反射波,在不同厚度區楔形體的反射特征各異,概括如下:
(1) 當楔形體厚度大于λ/2 (λ為子波波長) 時,頂底反射清晰可辨,可根據波峰至波谷的視時差定量地描述儲層的厚度。
(2) 當地層厚度在λ/4~λ/2之間時,頂底兩個反射波相互干涉,形成復合波。可根據波形變化特征定性識別儲層的存在。
(3) 當地層厚度小于λ/4時,復合反射波呈近似單波狀,峰谷時差為常數,不能反映地層厚度的變化,但反射波振幅由λ/4處的最大值開始隨地層繼續減薄而線性減小。因此,可根據振幅變化描述儲層的變化。
由以上實例可看出,波組的波形和振幅等反射特征隨著儲層厚度的變化而變化,因而只要首先標定出儲層的波組,然后按照這個波組沿同相軸橫向追蹤觀察其反射特征的變化,就可達到追蹤儲層的目的。在多條剖面上相同層位儲層追蹤閉合后,可作出儲層分布范圍圖,并且在不同厚度區,根據地震剖面上拾取的時差和振幅值,可得出相應的儲層厚度,作出儲層等厚度圖,以定量描述儲層的變化。
2. 合成聲波測井法
眾所周知,地震記錄為反射系數和地震子波的褶積,即:
S(t)=r(t)×W(t)
式中:S (t) ——地震記錄;r (t)——地層反射系數;W (t) ——地震子波。
而反射系數又是地震記錄和反子波的褶積。因此,已知地震子波或測井反射系數,通過反褶積的方法可求出地震反子波,利用反子波和野外地震記錄進行反濾波,就可得到反射系數。根據反射系數和波阻抗的關系可進一步求出波阻抗或層速度,即:
油氣田開發地質學
式中:z1——第1層的波阻抗,(g/cm3)·(m/s);v1——第1層的層速度,m/s;zn——第n層的波阻抗,(g/cm3)·(m/s);vn——第n層的層速度,m/s;ri-1——反射系數。
這種層速度稱為合成地震層速度,如以時差-深度表示,與井中實測的聲波曲線極為相似,故稱為合成聲波測井。利用合成聲波測井剖面橫向追蹤儲層的實質是根據儲層與圍巖層速度上的差異,在剖面上標定出儲層位置后,沿剖面分析速度 (或偽時差) 橫向變化規律,確定儲層的橫向變化及尖滅位置,達到在地震測線覆蓋的全區內追蹤儲層的目的。
圖3-68 是實際的合成聲波測井剖面,從中可看到儲層的變化。
圖3-68 合成聲波測井剖面 (據周緒文,1989)
3. 道積分剖面上的橫向預測
道積分剖面的處理十分簡單。首先對地震道進行高分辨率的零相位子波處理,處理過的地震道可表示為:
S(t)=r(t)×F(t)
式中:r (t)——反射系數序列;F (t)——高分辨率處理系統帶限濾波因子,為零相位。
根據垂直反射定律,有:
油氣田開發地質學
式中:zt+1,zt——波阻抗,(g/cm3)·(m/s);ρt+1,ρt——地層密度,g/cm3;vt+1,vt——層速度,m/s。
從上式可得:
油氣田開發地質學
即:
油氣田開發地質學
由于|ri| <0.5,所以對上式兩邊取對數,并泰勒展開,得:
油氣田開發地質學
對上式兩邊施加濾波因子F (t):
油氣田開發地質學
上式中 為地震反射系數的積分。
因此F(t) 為地震道積分。地震道積分等于歸一化后的波阻抗對數的濾波。
道積分剖面上,同相軸即表示一個地層,同相軸的寬度表示地層厚度,其變化反映了地層厚度的變化;而波峰和波谷的強弱變化,反映地層間的層速度差。因此,標定好儲層層位后,就可在道積分剖面上橫向預測它的變化。
4. VSP技術
VSP技術的使用使我們有可能精確地記錄并研究接近任何反射層的反射子波的振幅,因此在VSP疊加剖面上就直接得到了儲層的反射信息。而且由于VSP采集可以得到井周圍一定范圍的反射記錄,這樣井中的儲層地震響應就可以向外擴展,達到在井周圍一定范圍內橫向追蹤或預測儲層分布的目的。橫向追蹤儲層通常使聲波分析用的是多偏移距VSP法和斜井VSP法。
多偏移距VSP做法有兩種:(1)保持檢波點不動,橫向改變井口源距;(2)保持井口源距不變,上下移動井內檢波點。它們都能使目的層的反射點以等距離從井點 “步開”,有利于跟蹤井內已查明的反射界面逐步向外延伸,其橫向追蹤寬度可達數千米。當井較密時,VSP疊加剖面就可以覆蓋至鄰井。
斜井VSP相當于在大大靠近目的層的深處空間內進行高分辨率剖面觀測,可以得到相當寬度目的層的清晰反射圖象。
VSP橫向追蹤儲層時,在剖面上標定儲層層位顯然比較方便而且準確,因為鉆井、測井及VSP記錄都是在同一井眼內獲取的,與其他地震方法相比,省了時深轉換這一難題。此外,即使在用波形振幅方法或其他方法追蹤儲層時,也盡可能利用VSP標定儲層位置。唯一困難的是具有VSP記錄的井往往較少,在需要大范圍追蹤儲層時,會顯得資料不足。而且單純使用VSP剖面追蹤得出的只能是儲層在一個剖面上的信息,難以得到平面上和空間上儲層的信息,因此,只有將VSP與其他方法結合使用,才能彌補其不足,發揮其優勢。
5. 地震模型技術在橫向預測中的應用
模型技術是正演技術,其目的是將地震記錄與模型對應起來,以確定儲層的地震響應。一維地震模型為一種常用的以已知井的巖性剖面作為地質模型,從過井地震剖面上可找到這個地質模型的實際地震響應。合成地震記錄就是通過聲波測井曲線,結合子波特征,通過理論計算得出理論地震響應。當理論地震響應與實際地震剖面一致時,就可找到地震反射系數與地質因素之間的關系。將地質模型中儲層的層位標定在實際地震剖面上,然后逐步改變地層模型,模擬儲層的橫向變化,不斷制作一維模型,與實際剖面對比分析,從而達到追蹤和預測儲層的目的。二維模型是一維模型的擴展,它用于追蹤儲層,要求研究人員對工區儲層的分布規律、空間變化形態有較詳細的了解,一般也是從已知井做起。
圖3-69是利用地震模型技術預測砂體的實例,97.5地震剖面過王39井,圖3-69B是時間域內表示的王39井的巖性柱擬合成地震記錄。通過在97.5地震剖面上標定出砂體位置,然后在井的兩側設計當砂體厚度逐漸減小時的合成地震記錄,與相應地震道對比分析,橫向追蹤,直至尖滅。
圖3-69 王39砂體綜合解釋田 (據張杰等,1990)
使用模型技術進行橫向預測在實際工作中往往會遇到很多困難。首先,由于地震資料的縱向分辨率太低,因而較薄的儲層受上下圍巖的干擾,反射波不清晰,難以追蹤;其次,在制作理論模型時,參數的恰當選擇,特別是子波的選取非常困難。現在已有很多制作模型的軟件問世,如G. XTEChnology公司的Aims系列,輸入、輸出、轉換、算法等都可自動或半自動進行,但子波選取問題仍是制作模型中誤差的主要來源。
6. 三維地震剖面上的橫向追蹤
由于三維地震反射空間歸位好,可利用其垂直剖面按照波形、振幅方法原理追蹤儲層。這種方法成本低、效果也不錯,特別是在人機聯作工作站上做起來十分方便。同時,根據三維地震資料的等時水平切片,可非常直觀地追蹤儲層在平面上的變化,無須進行剖面解釋中至關重要的閉合工作,因為水平切片本身就是一閉合的等時面。
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