7.2.3.1 關于地震反演砂體分布預測方法的討論

基于AC/DEN測井資料的波阻抗反演屬于物性反演范疇，它是進行儲層定量預測的 核心技術（Martinez，1992；Jin，1994；DuBose，1991；Dubrovsky，1989；Sen，1995；Gouveia，1990；Allen，1990；Dickinson，1997；Krapez，1997；Miall，1991）。在聲波測 井曲線能夠很好地反映區域巖性以及地層真實情況，直接用聲波測井曲線來約束反演是可 行的。但當聲波測井曲線中高頻信息不能反映地層巖性的真實的變化，不能很好地顯示儲 層和圍巖的差異，用聲波測井曲線進行地震地質層位標定和波阻抗反演會導致巖性識別出 現誤差，測井曲線和地震剖面匹配不好，儲層預測困難等一系列問題。因此，發展了擬聲 波曲線波阻抗反演技術。該技術利用非聲波測井曲線構建聲波測井曲線對地震資料進行約 束，進行反演地層的波阻抗，它可以突出儲層特征，較準確地預測儲層發育情況，提高儲 層的反演結果的可解釋性。

惠州凹陷古近系珠海組和恩平組砂體物性復雜，AC、DEN測井資料因受到巖石的致 密程度、地層孔隙度、地層壓實等因素影響，不能很好的反映砂體特征，曲線上砂體頂底 難以準確標定（圖7-5），全井段GR-AC交會分析表明，二者的相關系數非常低（圖7- 6），決定了基于DEN/AC測井資料的波阻抗反演難以解決砂體分布預測問題。而依據測 井、巖屑錄井等建立的巖電轉換模型證實，本區域自然伽馬測井曲線是識別砂體的最好資 料，GR曲線最能反映砂體厚度、粒度等分布特征，利用GR曲線反演進行砂體分布預測 精度應當相對較高，因此本次主要采用基于GR曲線的反演方法預測砂體分布。

7.2.3.2 GR擬聲波反演原理

（1）運用GR曲線重構擬聲波曲線

GR反演是目前較為通用的地震巖性預測手段，其方法較多，本次主要利用自然伽馬 與補償聲波測井資料交會，重新構建擬聲波曲線，利用構建的聲波曲線制作合成記錄，在 構造模型約束基礎上完成。

首先對局部AC-GR相關關系好的井段線性擬合求出擬合系數，公式為：

高分辨率層序分析與儲層預測——以惠州凹陷古近系為例

式中：a、b為擬合系數。確定擬合系數后，對全井段用公式（2）進行聲波重建：

高分辨率層序分析與儲層預測——以惠州凹陷古近系為例

式中：CGR為擬合的聲波時差。

值得說明的是，擬合重構的聲波曲線時差范圍應與實測AC值相當，以確保該曲線制 作合成地震記錄進行標定時，不改變井震時深關系。最終擬合出的曲線形態與實測GR曲 線一致，曲線高低值相對關系得以優化，即：重構的聲波曲線既具有聲波測井曲線的低頻 趨勢（時深關系不變），由具有GR曲線的高頻趨勢（巖性信息）。因此，擬合段采用AC- GR相關明顯的局部層段，本次對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（目的層內沒有層段更優于該層段的擬合系數），但擬合關系好，是主 要參考依據。

圖7-5 HZ9-2-1井珠江組GR/AC曲線對比圖

圖7-8右邊3條曲線是分別運用圖7-6、圖7-7中3種擬合關系計算的結果，最終采 用第1種（紅線）擬合結果（用圖7-7中左圖的擬合公式），可以看出，重建的聲波時差 （CGR）一方面繼承了GR曲線特征，與聲波時差（AC）相比，在區分砂泥巖界面上有明 顯改善；另一方面，擬合的聲波時差（CGR）數值范圍與AC測值基本一致，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，為合成記錄砂體標定與反演奠定了 好的基礎。

（2）反演方法原理與流程

項目使用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，最明顯的優勢在于充分利用測井資料的高頻和低頻信息，依賴井間地 震資料（包括地震數據和地質構造模型）的控制，多次迭代外推得到高分辨的波阻抗剖 面。該方法將測井資料特有的垂向高分辨率與地震資料良好的橫向連續性有機的結合起 來，明顯提高了對薄互層砂巖儲層的識別能力。同時，由于地質模型約束條件的引入，使 反演成果更加準確可靠。利用多井約束地震地層反演結果，可以準確實現儲層的頂底追蹤，落實儲層頂面構造，計算儲層厚度，為儲層幾何形態的細節描述提供了保證。

圖7-6 HZ9-2-1井珠江組及珠海組GR-AC交會圖

圖7-7 局部井段GR-AC擬合關系

井約束地震地層反演利用物探與測井資料在空間、時間上的分辨率，以測井作為橋 梁，用先驗模型作為約束（李玉民，1994），在3D空間上反演得到反映地質屬性的物理 參數剖面，首先產生一個初始波阻抗模型用來約束反演過程，初始波阻抗模型是在對聲波 測井曲線進行層位標定及地質體的巖性解釋基礎上形成，然后，在模型上采用基于網格的反演算法進行反演，反演在最小二乘準則密集模型下執行得到反演結果，反演的目標函數 由兩部分組成：

圖7-8 HZ9-2-1井不同擬合結果與AC比較

地震部分：

高分辨率層序分析與儲層預測——以惠州凹陷古近系為例

地質部分：

高分辨率層序分析與儲層預測——以惠州凹陷古近系為例

式中：Ssobs為實際地震資料；Ssynt為迭帶過程中的合成數據；I0為初始模型，I為迭帶過程 中的波阻抗；ps為▽（I-I0）局部等時切平面（Plane tangent）的投影；δs為地震數據的 不確定性，直接與子波信噪比有關；δi為初始模型的不確定性；λ為波阻抗沿相關層面的 相關長度。

地震地層反演主要由三大步驟組成：測井與地震的標定、模型的建立、反演，流程如 圖7-9所示。首先提取高品質的子波，通過標定實現井震關系的最佳匹配，是保證反演質 量的必要前提，這其中包括測井曲線的濾波、時移、拉伸、壓縮處理，子波提取。實踐表 明，研究區波阻抗標定效果普遍較好，最終用于反演的子波形態上近零相位，鉆井合成地 震記錄與過井地震到波組同相、反射系數匹配，總體特征協調，證實了測井資料及地震資 料的保真度均較高，在此基礎上，運用解釋工作站靈活多樣的層位對比方式實現全區域層 位對比，建立初始約束模型。

圖7-9 井約束地震地層反演流程圖

提取高品質的子波，通過標定實現井震關系的最佳匹配，是保證反演質量的必要前 提，這其中包括測井曲線的濾波、時移、拉伸、壓縮處理，子波提取。圖7-10為HZ9-2-1 井運用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1/2個相位的情況 下，合成地震記錄與地震剖面對應關系較波阻抗曲線標定效果沒有明顯降低，二者耦合關 系較好，最終用于反演的子波形態上近零相位，鉆井合成地震記錄與過井地震到波組同 相、反射系數匹配，總體特征協調，證實了測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。

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

在對HZ9-2-1廠界環境噪聲/HZ27-4-1井目的層段砂體精細標定基礎上，以甲方提供的三維區塊解 釋方案HZ9-2構造的H5及HZ27-4構造M26層位為約束模型，加密上下控制層（各兩 層），在反演參數試驗基礎上，完成GR擬聲波反演。

7.2.3.3 GR擬聲波地震反演技術效果分析

圖7-11和圖7-12是HZ9-2-1井運用該曲線約束進行的近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反射信息被屏蔽，砂 巖信息得以放大，同時分辨率較常規剖面提高，部分砂體反映除了基準面上升過程中的退 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確標定，圖7-13和圖7-14為過HZ27-4-1井過井近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，用統一色標顯示致使部 分砂體頂、底界顯示不充分，實際研究中通過色標的變化實現砂體反射頂底追蹤。

此外，尚有少數砂體沒有反演出來，主要與地震分辨率與模型力度，本次研究遵循已 有研究經驗形成的測井及模型約束力度參數，對于鉆井較少的區塊更注重地震橫向信息，相對而言，HZ27-4構造的反演更是這樣，因為目的層段GR曲線識別高泥質含量的扇根的能力下降，測井與模型約束力度參數較HZ9-2構造小，如果模型力度太大，該扇體反射 是不能體現出來的，因為不論是GR曲線還是AC曲線上扇根砂體均對應高幅指型測井響 應特征，砂體頂底難以準確區分。此外，就本項目研究區塊而言，GR曲線上的界面與波阻抗界面不一致，除通過精細標定實現GR擬聲波曲線合成地震記錄與基于波阻抗變化地 震剖面的最優匹配外，相關精細模型研究及反演技術理論與方法優化亦是目前研究熱點，有待諸多實際工作開展和進一步科技攻關優化。

圖7-10 HZ9-2-1井GR擬聲波（CGR）合成地震記錄

圖7-11 HZ9-2-1井過井GR擬聲波反演NS剖面

圖7-12 HZ9-2-1井過井GR擬聲波反演EW剖面

圖7-13 HZ27-4-1井過井GR擬聲波反演SN剖面

圖7-14 HZ27-4-1井過井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厚層砂體進行了精細劈分，單砂體常為數米級，但地震反 射所代表的信息往往為宏觀砂層組的信息，往往多個短期旋回或單一中期旋回對應單一阻 抗層，中間的湖泛期泥質夾層往往難以分辨，這就決定了地震預測單元應為砂組，所以，實際研究中需要對短期旋回砂體進行合并編圖，本次研究依據砂體橫向分布規模與地震的 可預測性分別優選了兩區塊各4套砂體（表7-1），根據測井曲線及巖屑錄井、巖心等進 行綜合砂體識別，剔除泥巖夾層，計算砂組中砂體累計真厚度，數值精確到小數點后 1位。

砂體厚度圖的編制主要分3步：

1）根據鉆井剖面標定情況，確定縱向上各砂組反演剖面門檻值；

2）砂組頂、追蹤對比，以沉積模式圖為指導，建立2*5INLINE與CROSSLINE骨架 控制網，再加密成為1*1測網；

3）鉆井砂組層速度求取與厚度成圖。

成圖采用散點-網格-等值線的成圖步驟。實踐表明，同層砂體層速度變化小，可以依 據各井相應砂體層速度求取平均值，用平均值與砂體頂底時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，成圖精度滿足研究任務 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計表

注：↑為上升半旋回；↓為下降半旋回。