7.2.3.1 關(guān)于地震反演砂體分布預(yù)測(cè)方法的討論

基于AC/DEN測(cè)井資料的波阻抗反演屬于物性反演范疇，它是進(jìn)行儲(chǔ)層定量預(yù)測(cè)的 核心技術(shù)（Martinez，1992；Jin，1994；DuBose，1991；Dubrovsky，1989；Sen，1995；Gouveia，1990；Allen，1990；Dickinson，1997；Krapez，1997；Miall，1991）。在聲波測(cè) 井曲線能夠很好地反映區(qū)域巖性以及地層真實(shí)情況，直接用聲波測(cè)井曲線來(lái)約束反演是可 行的。但當(dāng)聲波測(cè)井曲線中高頻信息不能反映地層巖性的真實(shí)的變化，不能很好地顯示儲(chǔ) 層和圍巖的差異，用聲波測(cè)井曲線進(jìn)行地震地質(zhì)層位標(biāo)定和波阻抗反演會(huì)導(dǎo)致巖性識(shí)別出 現(xiàn)誤差，測(cè)井曲線和地震剖面匹配不好，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)困難等一系列問(wèn)題。因此，發(fā)展了擬聲 波曲線波阻抗反演技術(shù)。該技術(shù)利用非聲波測(cè)井曲線構(gòu)建聲波測(cè)井曲線對(duì)地震資料進(jìn)行約 束，進(jìn)行反演地層的波阻抗，它可以突出儲(chǔ)層特征，較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)儲(chǔ)層發(fā)育情況，提高儲(chǔ) 層的反演結(jié)果的可解釋性。

惠州凹陷古近系珠海組和恩平組砂體物性復(fù)雜，AC、DEN測(cè)井資料因受到巖石的致 密程度、地層孔隙度、地層壓實(shí)等因素影響，不能很好的反映砂體特征，曲線上砂體頂?shù)?難以準(zhǔn)確標(biāo)定（圖7-5），全井段GR-AC交會(huì)分析表明，二者的相關(guān)系數(shù)非常低（圖7- 6），決定了基于DEN/AC測(cè)井資料的波阻抗反演難以解決砂體分布預(yù)測(cè)問(wèn)題。而依據(jù)測(cè) 井、巖屑錄井等建立的巖電轉(zhuǎn)換模型證實(shí)，本區(qū)域自然伽馬測(cè)井曲線是識(shí)別砂體的最好資 料，GR曲線最能反映砂體厚度、粒度等分布特征，利用GR曲線反演進(jìn)行砂體分布預(yù)測(cè) 精度應(yīng)當(dāng)相對(duì)較高，因此本次主要采用基于GR曲線的反演方法預(yù)測(cè)砂體分布。

7.2.3.2 GR擬聲波反演原理

（1）運(yùn)用GR曲線重構(gòu)擬聲波曲線

GR反演是目前較為通用的地震巖性預(yù)測(cè)手段，其方法較多，本次主要利用自然伽馬 與補(bǔ)償聲波測(cè)井資料交會(huì)，重新構(gòu)建擬聲波曲線，利用構(gòu)建的聲波曲線制作合成記錄，在 構(gòu)造模型約束基礎(chǔ)上完成。

首先對(duì)局部AC-GR相關(guān)關(guān)系好的井段線性擬合求出擬合系數(shù)，公式為：

高分辨率層序分析與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)——以惠州凹陷古近系為例

式中：a、b為擬合系數(shù)。確定擬合系數(shù)后，對(duì)全井段用公式（2）進(jìn)行聲波重建：

高分辨率層序分析與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)——以惠州凹陷古近系為例

式中：CGR為擬合的聲波時(shí)差。

值得說(shuō)明的是，擬合重構(gòu)的聲波曲線時(shí)差范圍應(yīng)與實(shí)測(cè)AC值相當(dāng)，以確保該曲線制 作合成地震記錄進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，不改變井震時(shí)深關(guān)系。最終擬合出的曲線形態(tài)與實(shí)測(cè)GR曲 線一致，曲線高低值相對(duì)關(guān)系得以優(yōu)化，即：重構(gòu)的聲波曲線既具有聲波測(cè)井曲線的低頻 趨勢(shì)（時(shí)深關(guān)系不變），由具有GR曲線的高頻趨勢(shì)（巖性信息）。因此，擬合段采用AC- GR相關(guān)明顯的局部層段，本次對(duì)HZ9-2-1采用了兩層（圖7-7）聲波分析，其中3210～3275m雖然位于上覆相鄰地層（目的層內(nèi)沒有層段更優(yōu)于該層段的擬合系數(shù)），但擬合關(guān)系好，是主 要參考依據(jù)。

圖7-5 HZ9-2-1井珠江組GR/AC曲線對(duì)比圖

圖7-8右邊3條曲線是分別運(yùn)用圖7-6、圖7-7中3種擬合關(guān)系計(jì)算的結(jié)果，最終采 用第1種（紅線）擬合結(jié)果（用圖7-7中左圖的擬合公式），可以看出，重建的聲波時(shí)差 （CGR）一方面繼承了GR曲線特征，與聲波時(shí)差（AC）相比，在區(qū)分砂泥巖界面上有明 顯改善；另一方面，擬合的聲波時(shí)差（CGR）數(shù)值范圍與AC測(cè)值基本一致，高低值差異 幅度降低，保證了擬合后地層速度與原地層的相似性，為合成記錄砂體標(biāo)定與反演奠定了 好的基礎(chǔ)。

（2）反演方法原理與流程

項(xiàng)目使用EPT公司井約束地震地層反演軟件，該反演軟件使用基于模型的交互方式 的波阻抗反演技術(shù)，最明顯的優(yōu)勢(shì)在于充分利用測(cè)井資料的高頻和低頻信息，依賴井間地 震資料（包括地震數(shù)據(jù)和地質(zhì)構(gòu)造模型）的控制，多次迭代外推得到高分辨的波阻抗剖 面。該方法將測(cè)井資料特有的垂向高分辨率與地震資料良好的橫向連續(xù)性有機(jī)的結(jié)合起 來(lái)，明顯提高了對(duì)薄互層砂巖儲(chǔ)層的識(shí)別能力。同時(shí)，由于地質(zhì)模型約束條件的引入，使 反演成果更加準(zhǔn)確可靠。利用多井約束地震地層反演結(jié)果，可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層的頂?shù)鬃粉櫍鋵?shí)儲(chǔ)層頂面構(gòu)造，計(jì)算儲(chǔ)層厚度，為儲(chǔ)層幾何形態(tài)的細(xì)節(jié)描述提供了保證。

圖7-6 HZ9-2-1井珠江組及珠海組GR-AC交會(huì)圖

圖7-7 局部井段GR-AC擬合關(guān)系

井約束地震地層反演利用物探與測(cè)井資料在空間、時(shí)間上的分辨率，以測(cè)井作為橋 梁，用先驗(yàn)?zāi)Ｐ妥鳛榧s束（李玉民，1994），在3D空間上反演得到反映地質(zhì)屬性的物理 參數(shù)剖面，首先產(chǎn)生一個(gè)初始波阻抗模型用來(lái)約束反演過(guò)程，初始波阻抗模型是在對(duì)聲波 測(cè)井曲線進(jìn)行層位標(biāo)定及地質(zhì)體的巖性解釋基礎(chǔ)上形成，然后，在模型上采用基于網(wǎng)格的反演算法進(jìn)行反演，反演在最小二乘準(zhǔn)則密集模型下執(zhí)行得到反演結(jié)果，反演的目標(biāo)函數(shù) 由兩部分組成：

圖7-8 HZ9-2-1井不同擬合結(jié)果與AC比較

地震部分：

高分辨率層序分析與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)——以惠州凹陷古近系為例

地質(zhì)部分：

高分辨率層序分析與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)——以惠州凹陷古近系為例

式中：Ssobs為實(shí)際地震資料；Ssynt為迭帶過(guò)程中的合成數(shù)據(jù)；I0為初始模型，I為迭帶過(guò)程 中的波阻抗；ps為▽（I-I0）局部等時(shí)切平面（Plane tangent）的投影；δs為地震數(shù)據(jù)的 不確定性，直接與子波信噪比有關(guān)；δi為初始模型的不確定性；λ為波阻抗沿相關(guān)層面的 相關(guān)長(zhǎng)度。

地震地層反演主要由三大步驟組成：測(cè)井與地震的標(biāo)定、模型的建立、反演，流程如 圖7-9所示。首先提取高品質(zhì)的子波，通過(guò)標(biāo)定實(shí)現(xiàn)井震關(guān)系的最佳匹配，是保證反演質(zhì) 量的必要前提，這其中包括測(cè)井曲線的濾波、時(shí)移、拉伸、壓縮處理，子波提取。實(shí)踐表 明，研究區(qū)波阻抗標(biāo)定效果普遍較好，最終用于反演的子波形態(tài)上近零相位，鉆井合成地 震記錄與過(guò)井地震到波組同相、反射系數(shù)匹配，總體特征協(xié)調(diào)，證實(shí)了測(cè)井資料及地震資 料的保真度均較高，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用解釋工作站靈活多樣的層位對(duì)比方式實(shí)現(xiàn)全區(qū)域?qū)?位對(duì)比，建立初始約束模型。

圖7-9 井約束地震地層反演流程圖

提取高品質(zhì)的子波，通過(guò)標(biāo)定實(shí)現(xiàn)井震關(guān)系的最佳匹配，是保證反演質(zhì)量的必要前 提，這其中包括測(cè)井曲線的濾波、時(shí)移、拉伸、壓縮處理，子波提取。圖7-10為HZ9-2-1 井運(yùn)用GR擬聲波曲線制作的合成地震記錄，在地震相位校正不超過(guò)1/2個(gè)相位的情況 下，合成地震記錄與地震剖面對(duì)應(yīng)關(guān)系較波阻抗曲線標(biāo)定效果沒有明顯降低，二者耦合關(guān) 系較好，最終用于反演的子波形態(tài)上近零相位，鉆井合成地震記錄與過(guò)井地震到波組同 相、反射系數(shù)匹配，總體特征協(xié)調(diào)，證實(shí)了測(cè)井資料及地震資料的保真度均較高，為保證 地震反演精度奠定了基礎(chǔ)。

HZ27-4-1井目的層段為井斜角較大，由于泥巖影響，GR曲線對(duì)底部扇體識(shí)別能力相 對(duì)較差，標(biāo)定效果有所下降，但總體滿足研究需要。

在對(duì)HZ9-2-1廠界環(huán)境噪聲/HZ27-4-1井目的層段砂體精細(xì)標(biāo)定基礎(chǔ)上，以甲方提供的三維區(qū)塊解 釋方案HZ9-2構(gòu)造的H5及HZ27-4構(gòu)造M26層位為約束模型，加密上下控制層（各兩 層），在反演參數(shù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，完成GR擬聲波反演。

7.2.3.3 GR擬聲波地震反演技術(shù)效果分析

圖7-11和圖7-12是HZ9-2-1井運(yùn)用該曲線約束進(jìn)行的近SN向和近EW向反演剖面，圖中高速段為砂體（紅、黃色），反演剖面上，大部分泥巖引起的強(qiáng)反射信息被屏蔽，砂 巖信息得以放大，同時(shí)分辨率較常規(guī)剖面提高，部分砂體反映除了基準(zhǔn)面上升過(guò)程中的退 積疊加樣式信息，本次研究的主要目的層珠海組及恩平組中絕大部分大于15m的砂體頂 和底可以在反演剖面上準(zhǔn)確標(biāo)定，圖7-13和圖7-14為過(guò)HZ27-4-1井過(guò)井近SN向和近 EW向反演剖面，剖面中，由于上、下部砂體GR值有明顯差異，用統(tǒng)一色標(biāo)顯示致使部 分砂體頂、底界顯示不充分，實(shí)際研究中通過(guò)色標(biāo)的變化實(shí)現(xiàn)砂體反射頂?shù)鬃粉櫋?/p>

此外，尚有少數(shù)砂體沒有反演出來(lái)，主要與地震分辨率與模型力度，本次研究遵循已 有研究經(jīng)驗(yàn)形成的測(cè)井及模型約束力度參數(shù)，對(duì)于鉆井較少的區(qū)塊更注重地震橫向信息，相對(duì)而言，HZ27-4構(gòu)造的反演更是這樣，因?yàn)槟康膶佣蜧R曲線識(shí)別高泥質(zhì)含量的扇根的能力下降，測(cè)井與模型約束力度參數(shù)較HZ9-2構(gòu)造小，如果模型力度太大，該扇體反射 是不能體現(xiàn)出來(lái)的，因?yàn)椴徽撌荊R曲線還是AC曲線上扇根砂體均對(duì)應(yīng)高幅指型測(cè)井響 應(yīng)特征，砂體頂?shù)纂y以準(zhǔn)確區(qū)分。此外，就本項(xiàng)目研究區(qū)塊而言，GR曲線上的界面與波阻抗界面不一致，除通過(guò)精細(xì)標(biāo)定實(shí)現(xiàn)GR擬聲波曲線合成地震記錄與基于波阻抗變化地 震剖面的最優(yōu)匹配外，相關(guān)精細(xì)模型研究及反演技術(shù)理論與方法優(yōu)化亦是目前研究熱點(diǎn)，有待諸多實(shí)際工作開展和進(jìn)一步科技攻關(guān)優(yōu)化。

圖7-10 HZ9-2-1井GR擬聲波（CGR）合成地震記錄

圖7-11 HZ9-2-1井過(guò)井GR擬聲波反演NS剖面

圖7-12 HZ9-2-1井過(guò)井GR擬聲波反演EW剖面

圖7-13 HZ27-4-1井過(guò)井GR擬聲波反演SN剖面

圖7-14 HZ27-4-1井過(guò)井GR擬聲波反演EW剖面

7.2.3.4 砂體厚度圖編制

高分辨率層序地層格架中對(duì)厚層砂體進(jìn)行了精細(xì)劈分，單砂體常為數(shù)米級(jí)，但地震反 射所代表的信息往往為宏觀砂層組的信息，往往多個(gè)短期旋回或單一中期旋回對(duì)應(yīng)單一阻 抗層，中間的湖泛期泥質(zhì)夾層往往難以分辨，這就決定了地震預(yù)測(cè)單元應(yīng)為砂組，所以，實(shí)際研究中需要對(duì)短期旋回砂體進(jìn)行合并編圖，本次研究依據(jù)砂體橫向分布規(guī)模與地震的 可預(yù)測(cè)性分別優(yōu)選了兩區(qū)塊各4套砂體（表7-1），根據(jù)測(cè)井曲線及巖屑錄井、巖心等進(jìn) 行綜合砂體識(shí)別，剔除泥巖夾層，計(jì)算砂組中砂體累計(jì)真厚度，數(shù)值精確到小數(shù)點(diǎn)后 1位。

砂體厚度圖的編制主要分3步：

1）根據(jù)鉆井剖面標(biāo)定情況，確定縱向上各砂組反演剖面門檻值；

2）砂組頂、追蹤對(duì)比，以沉積模式圖為指導(dǎo)，建立2*5INLINE與CROSSLINE骨架 控制網(wǎng)，再加密成為1*1測(cè)網(wǎng)；

3）鉆井砂組層速度求取與厚度成圖。

成圖采用散點(diǎn)-網(wǎng)格-等值線的成圖步驟。實(shí)踐表明，同層砂體層速度變化小，可以依 據(jù)各井相應(yīng)砂體層速度求取平均值，用平均值與砂體頂?shù)讜r(shí)間相乘獲得砂體厚度的辦法，地震所獲得的厚度圖與鉆井砂組厚度圖誤差控制在5m以內(nèi)，成圖精度滿足研究任務(wù) 要求。

表7-1 惠州坳陷HZ9-2-1及HZ27-4-1地震反演砂組信息統(tǒng)計(jì)表

注：↑為上升半旋回；↓為下降半旋回。