随机反演在文昌A油田储层非均质性研究中的应用

黄 玉，马光克，隋 波，孙月成

（中海石油（中国）有限公司 湛江分公司，广东 湛江 524057）

0 前言

目前，地震反演是常用的储层预测方法，然而常规的地震反演由于受到垂向分辨率的限制，并且反演结果具有不确定性和多解性，往往难以满足油田开发阶段的需要。十九世纪七十年代地震随机反演开始应用于油气勘探开发领域，目前已在国内、外许多复杂油气藏开发中起到积极作用［1～4］。作者在本文中将随机反演应用于文昌A油田的储层非均质性研究中，以期为开发井的井位设计和油藏开发提供依据。

1 油田概况

文昌A油田位于珠江口盆地珠三坳陷文昌B凹陷中部东侧，东南面为文昌C凹陷。主力油组ZJ2－1油组为完整的东翼陡西翼缓的低幅背斜构造，目前有九口生产井。

ZJ2－1油组地层沉积环境为潮汐滨海沉积，储集相带主要为潮汐大水道与水体相对安静环境发生化学沉积形成钙质胶结砂岩的沉积复合体。因此本区不但发育良好的储集层，同时还发育钙质层和泥岩隔夹层。

从连井对比（见下页图1）可以看到，ZJ2－1油组从顶钙至油层底厚度在21m～23m之间，发育二套油层，顶、底二套钙质隔层和中间一层钙质、二层泥岩夹层。钙质隔层为1m～4m，相对稳定；油层单砂层厚为2m～5m，泥岩夹层局部分布，厚度为1m～3m不等，油层间还发育1层～2层较薄、单层厚度不超过1.5m小的钙质夹层。由于隔夹层发育，储层非均质性强，且认识不清，影响了油田的开发效果。目前油田已进入开发中后期，如果能很好地搞清隔夹层分布及砂岩的展布，可对含水上升规律、剩余油分布较好地预测，进而适时地提出调整井挖潜措施，提高挖潜措施效果，最终提高油藏的采收率。

从过井地震剖面（见后面图2）上看，由于地震资料的分辨率达不到区分薄储层砂泥岩及钙质隔层的要求，利用常规地震偏移资料识别ZJ2－1油组砂岩、泥岩和钙质隔、夹层难度较大。

通过岩石物理分析珠江组二段不同岩性的波阻抗分布（见下页图3），图3上紫色表示钙质，黄色表示砂岩，绿色表示泥岩波阻抗概率分布曲线，钙质夹层波阻抗值最高，波阻抗基本可将钙质层与其它岩性区分开来，但只用波阻抗难以区分砂泥岩。针对珠江二段为薄互层地质条件和油层砂岩、泥岩波阻抗部份无法区分的特点，选择了随机反演方法来预测珠江组二段钙质隔夹层的分布。

2 随机反演方法

随机反演以地质信息（地震、钻井、测井等）为基础，应用随机函数理论和地质统计学方法（变差函数分析、直方图分析、相关分析等），结合传统的地震反演技术，在每一个地震道（或多个地震道）产生多个可选的等概率反演结果［5～7］。随机反演技术将随机模拟的思想引入到地震反演中，用地震资料做约束，用随机模拟算法实现储层预测。实现思路是寻求符合地质规律的地质统计学模型（方法），以表征各种沉积类型的储层参数变化规律，并用已知规律对井间未知地区的储层参数空间分布做出估计［8］。

随机反演具有以下特点：①具有与已知井资料相近的变差函数模型、平均值和方差；②该技术纵向上遵循测井，横向上受地震资料的约束，分辨率较高，适用于井多和薄互层地区。本文作者所使用的随机反演流程如图4所示 （见后面）。

2.1 子波提取与层位标定

从子波提取与层位标定的结果（见后面图5）来看，该工区各井声波曲线制作的合成地震记录与地震井旁道对应较好，且各井提取的子波相似较好，因此采用各井的平均子波作为反演的最终子波，子波长度为100ms，能量集中在中央的主瓣。

2.2 约束稀疏脉冲反演

约束稀疏脉冲反演是地震随机反演的基础，是基于脉冲反褶积基础上的递推反演方法［9］，其最终结果是与基于测井插值的低频地质模型合并而得到的。该反演算法的特点是反演结果忠实于地震数据，反演数据反映了储层的大致变化规律，但垂向分辨率低，无法满足非均质薄砂层油气藏的识别。稀疏脉冲反演在运算的过程中，先使用较少的脉冲个数，产生一个初始模型，然后修改模型，使目标函数达到最小，之后再不断增加脉冲个数，进行迭代，直到反演结果改进不大时停止迭代，并得到最终反演结果。

得到的约束稀疏脉冲反演结果（见后面图6）基本反映了储层的大致变化规律。剖面上砂体以块状为主，垂向分辨率有待于进一步提高，但仍能反映波阻抗的总体变化特征，可用于求取水平变差函数。在稀疏脉冲反演过程中，求得的地震子波可直接用于随后的随机反演。

2.3 随机反演

首先要建立变差函数，变差函数是地质统计学方法中最常用的衡量储层空间关系的手段，综合各种不同来源的数据，分析结果直接关系到建立储层模型的可靠性［10］。利用变差函数进行随机模拟，产生N（N≥1）个符合已知条件的等概率体。如果所有实现基本相同或相差很小，说明模型中的不确定因素少，结果可信；如果各次实现间的差别较大，说明不确定性大，就要重新修改函数模型，重新模拟。

作者采用约束稀疏脉冲反演结果估计水平变差函数，利用测井数据确定垂直变差函数，通过不断试验实现随机模拟（见下页图7），图7中棕色表示钙质层。可以看到四次实现间的差别较小，说明模型中的不确定因素少，结果可信。利用多次试验得到的最佳变差函数进行后续的随机反演。

作者通过本次随机反演的过井岩性剖面（见后面图8）的三次实现对比，可以看出井点处反演的岩性与测井解释完全吻合。在井间尤其是井距较大时，三次实现之间有些许差异，反映了反演结果的随机性与不确定性。储层的顶钙和底钙隔层非常清晰。

3 结论

在油田开发阶段，在常规确定性反演的基础上，应用随机反演进行储层预测，不仅可以大大提高地震资料的垂向分辨率，而且可以对反演结果的不确定性进行分析和评价。通过文昌A油田随机反演，可以看到：文昌A油田ZJ2－1油组储层分布稳定，稳定发育两套顶钙和底钙隔层；应用随机反演的方法可直观地显示岩性和物性的空间变化，更多地利用了测井资料，采用地质统计方法模拟的结果符合地质规律。

通过在文昌A油田的应用，表明该方法可以有效地综合地质、测井和地震数据进行储层预测，尤其在预测薄互层方面效果良好，在储层非均质性的研究中能得到较好的效果。

图8 几次实现的反演结果Fig.8 Results of inversion

［1］TORRES－VERDIN C，VICTORIAM，MERLETTIG，et al.Trace－based and geostatistical inversion of 3－D seismic data for thin－sand delineation——Anapplication in San Jorge Basin，Argentina ［J］.The Leading Edge，1999：1070.

［2］LAMRYP，SWABY PA，ROWBOTHAM P S.From seismic to reservoir properties with geo statistical inversion［J］.SPE Reservoir Eval and Eny，1999，4（3）：334.

［3］史文东，张立昌，尹克敏，等.地质统计地震反演方法及其在民丰断裂带封堵中的应用研究［J］.石油地球物理勘探，2002，37（4）：407.

［4］刘俊州，周小鹰，王箭波，等.地质统计学反演在非均质薄砂岩气藏开发中的实践［J］.内蒙古石油化工，2009（7）：16.

［5］慎国强，孟宪军，王玉梅，等.随机地震反演方法及其在埕北35井区的应用［J］.石油地球物理勘探，2004，39（1）：75.

［6］易 平，林桂康.随机地震反演技术及在文昌13－1油田的应用［J］.石油地球物理勘探，2004，39（1）：75.

［7］李方明，计智锋，赵国良，等.地质统计反演之随机地震反演方法［J］.石油勘探与开发，2007，34（4）：451.

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［11］孙思敏，彭仕密.地质统计学反演及其在吉林扶余油田储层预测中的应用［J］.物探与化探，2007，31（1）：51.