叠后烃检方法在渤海海域PL稠油区块的应用

李 才，吕丁友，马佳国，王玉秀，韩 芮

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

叠后烃检方法在渤海海域PL稠油区块的应用

李 才，吕丁友，马佳国，王玉秀，韩 芮

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

针对渤海海域PL油田新近系明化镇组原油密度大，常规叠后烃检方法效果不佳的特点，利用储层含油气后高频端能量吸收衰减原理，在高精度频谱分解基础上，采用能量系数法和高频斜率衰减地震属性预测油气，效果一般；结合研究区地质特点，以神经网络多种成熟算法为基础算法，优选对油水有不同响应的地震属性作为训练参数，以含油饱和度曲线作为目标曲线，对全区地震数据体进行反演，用验证井与饱和度数据体有效响应比对，主力油层含油砂体吻合率高达75%以上。利用该方法结合其它成藏条件优选了显示很好的多套砂体作为进一步勘探潜力靶区。

叠后烃检；含油饱和度体；反演；高频衰减；地震属性

随着地震勘探技术的不断完善，地震资料质量越来越高，地震资料应用的各种方法日趋成熟。在目前勘探越来越难、岩性勘探成为主力勘探目标的前提下，如何应用地震资料预测岩性体的含油气性，尽可能地降低勘探风险，已成为一大科研任务。以叠后烃检直接识别油气层作为课题，深入研究几种方法的实际效果，认为仅依靠对油水有响应的单一属性，很难有效提高识别成功率，达到用于指导生产的效果。针对渤海海域PL油田新近系明化镇组原油密度大，常规烃检方法效果不佳的特点，在广义线性反演思路指导下，利用神经网络算法，以含油饱和度曲线作为目标曲线，用多种识别油水有关的地震属性参与运算，优选属性组合，用最有利的属性组合来反演整个数据体，该方法和实际钻井结果吻合程度比较高，与其它成藏条件结合可以预测有利含油气区。

1 能量系数法与斜率梯度属性

PL油田位于渤海中东部海域庙西北凸起东侧边界断层下降盘，为一复杂断块圈闭群。目的层段新近系明化镇组原油密度较大，在0.95～0.99 g/cm3之间，常规流体检测方法效果不佳。利用储层含油气后高频端能量吸收衰减原理，在高精度频谱分解的基础上，运用能量系数法及高分辨率时频分解后得到的衍生属性区分油水层。

1.1 频谱分解算法

频谱分解的横向和垂向分辨率直接决定能量系数方法的有效性，选用高精度的频谱分解算法，主要算法包括S波变换和匹配追踪。S波变换相比小波变换具有很多优点，不仅具有连续小波变换的变焦特点，还保持了不同频率的相位特征，兼具短时傅里叶变换和连续小波变换的优点[1-3]。匹配追踪算法克服了窗函数效应，使小时窗内的计算结果更可靠，横向更稳定。

1.2 能量系数法

能量系数法是在高精度频谱分解的基础上，利用储层含油气后高频端能量吸收衰减原理，求取空间任意点的频率—能量曲线，并以此为依据计算能量系数区分油气水层。

图1 能量系数方法在PL区块的应用

PL油田某井的目的层段为顶油底水（图1a）中细砂岩，埋深约950 m。经过高分辨率频谱分解后截取过井点的频率域能量剖面，经精细合成地震记录标定，精确找到目的层段的时间位置并提取频率—振幅曲线（图1b）。图中红色线代表油层频谱曲线，紫色线代表水层频谱曲线。

从图2中可以看出从油层到水层，高频吸收逐渐减弱。由频谱曲线计算能量系数，公式如下：

式中：domfre — 主频；

highfre — 高频段；

lowfre — 低频段；

AMP— 振幅值；

i— 循环变量。

该井目的层段油层能量系数为0.835，水层能量系数为0.782，从油层到水层能量系数逐渐减小。对全工区8口探井明化镇组发现的油层、水层、油水同层、含油水层计算能量系数，并作频率与能量交汇图（图2），从图中可看出能量系数大于0.83时，指示地层中为油层或油水同层，能量系数介于0.83～0.81之间时，油层与水层均有，为过渡区域，能量系数小于0.81时，基本为水层。以此能量系数标准预测PL油田砂体含油气性具有一定的应用价值。

1.3 斜率梯度属性

工区内各时间段主频相差较大，在计算斜率梯度时，选取截止起止频率是很关键的参数[4]。在时频分解基础上，采用能量百分比的方式自动选取频率段，选取的起始振幅百分比为20%，截止振幅百分比为95%，根据频率对应的振幅值，拟合出频率与振幅的斜率梯度，进而可计算对油气敏感的高频斜率衰减属性（图3a）。PL油田明化镇组X层只有J井有较厚的油层，而其它井在该层内均无油气显示，高频斜率衰减属性与井吻合很好（图3b）。

对PL油田35个地层单元，逐层做高频斜率衰减属性并与钻井对比，工区内8口探井一共钻遇59个含油砂体，在高频斜率衰减属性图上能吻合上的有40个含油砂体，吻合率达到67.7%。此次所统计的油层、水层均指储层单层厚度大于5 m。

图2 频率与能量系数交汇图

图3 斜率梯度属性原理及明化镇组X层高频斜率衰减属性平面图

2 利用神经网络在测井约束下的饱和度反演

含油储层与含水储层，其地震资料在低频、主频、高频段的振幅，能量强度，波形，反射系数等参数会有微小变化[5]，若仅检测这种微小的变化预测油气，就会导致许多虚假信息。由于地震资料本身的多解性，储层物性的变化也可能带来细微变化。利用神经网络算法在测井约束下的饱和度反演方法将敏感的地震属性有效地综合起来，有效的去除由于其它因素引起地震属性类似油气层的响应，以确保预测信息的可靠性。

2.1 神经网络算法原理

人工神经网络是一种模仿大脑神经网络的一种信息处理方法（图4）。它以广义线性反演为理论基础，具有很强的自学习、自适应及数据拟合能力，有较好的容错性，高度的非线性全局作用等特点，能够有效的去除虚假信息[6-7]。BP网络（Back-Propagation Network）即反向传播网络，一般由输入层、隐含层和输出层组成。在隐含层一般采用S型激活函数，其又分为对数型函数和双曲正切型。输出层采用线性函数。

神经网络是一种监督型学习算法，分为信息的正向传递和误差的反向传递两部分。其主要思想是通过不断的计算误差函数斜率下降方向计算网络权值进而逐渐逼近目标函数，使输出层的误差平方和达到最小。

图4 神经网络拓扑结构示意图

2.2 属性筛选

含油饱和度曲线由多条曲线综合计算而来，包含了地层的岩性、电性、物性及流体性质。利用含油饱和度曲线作为目标曲线时，所选的地震属性应该与这些性质有关，相关程度越大，计算的结果越逼近真实。由于地震属性众多，选择多个相关属性参与运算，以期寻找最合适的属性组合参与运算。

图5是不同属性个数参与运算时，计算结果与含油饱和度曲线的相关系数。从图中可以看出运用四个属性参与运算时，相关系数达到最大，红色曲线（包括高频衰减体、振幅、反射系数、瞬时频率）所选用的属性组合为最优组合，最大相关度达到95%以上。因此，在实际运算中，选用高频衰减体、振幅、反射系数、瞬时频率作为最优属性组合。

图5 不同属性个数及组合时的相关系数

2.3 验证效果

对PL油田八口探井依次留一口井作为验证井，验证此方法的可靠性。统计结果如表1。在统计过程中，油层统计门槛为储层厚度达5 m以上，含油饱和度达45%以上，同时，理想识别油层还必须具有较好的储盖组合。

表1 验证井统计

从验证井统计结果来看，该方法在理想识别油层的识别成功率较高，可达到76%，证明测井约束下神经网络广义线性反演的饱和度数据体适用于本区，可以用来预测油气层。

2.4 预测效果

PL油田J井在1 215 m处钻遇一套很好的储层，油层厚度达10 m，含油饱和度最高达74%，上覆地层为厚达30 m的泥岩盖层，因此这是一套很好的理想预测油层。从图6a中可以看出，含油饱和度曲线与反演剖面吻合得很好，两套油层反映得很清楚。在断层下降盘上的同一套地层也有较好的响应，预测为一套较好的含油气层。从油气成藏角度分析，这套砂体离油源近，有深入烃源岩的运移断层，上覆有较好的盖层，因此这套砂体具备很好的成藏条件。图6b、图6c显示饱和度高的砂体为钻前预测的油层，经最新钻井证实，均为较好的油层。图6d揭示该区为断块油气藏，左边断层上升盘及断层夹持的地堑里均有井证实为厚油层，右边断层上升盘含油饱和度较高的砂体为预测油气层。

3 结论

（1）利用含油气砂体在地震高频端的能量吸收衰减作用，在高精度频谱分解基础上，对渤海海域PL稠油区块运用能量系数法效果有限，其结论具备参考价值；斜率梯度属性法在平面上能较直观显示含油砂体位置和面积，但此方法有很多虚假信息，与钻井总体符合率不高。

（2）测井约束下神经网络广义线性饱和度反演方法具有较高的可信度，饱和度体和钻井吻合程度高，预测的含油砂体与后期钻井结果相一致，该方法在稠油区块砂体含油气性预测方面具有一定的应用价值。但该方法要求油层需满足较高的条件，包括单砂层的厚度不能太薄，储盖组合相对要好，同时地震资料品质要高。

[1] 李灿苹，刘学伟，赵桂艳．利用小波变换分析随机-均匀介质尺度特征[J]．现代地质，2010，24（2）：392-396．

[2] 王贵文，徐敬领，杨宁，等．小波分频分析法在沉积层序划分及等时对比中的应用[J]．高校地质学报，2013，19（1）：70-77．

[3] 李辉，王岩飞．正弦信号的直接FFT参数估计与相位差分法对比研究[J]．电子与信息学报，2010，32（3）：544-547．

[4] 边树涛，董艳蕾，郑浚茂，等．地震波频谱衰减检测天然气技术应用研究[J]．石油地球物理勘探，2007，42（3）：296-300．

[5] 郑江峰，彭刚．渤海渤中26区河流相储层油气检测方法研究[J]．内蒙古石油化工，2009（16）：129-131．

[6] 孔萌，刘俊民．BP神经网络L-M 优化算法在地下水动态预测中的应用[J]．水土保持研究，2007，14（5）：48-49．

[7] 庞国印，唐俊，王琪，等．利用概率神经网络预测成岩相——以鄂尔多斯盆地合水地区延长组长8段储层为例[J]．特种油气藏，2013，20（4）：43-47．

图6 测井约束下的饱和度反演剖面

我国自主研发废旧油管再制造技术通过鉴定

记者5月25日获悉，我国自主研发的废旧油管再制造技术通过中国腐蚀与防护学会组织的科学技术成果鉴定。这项技术开创全球先例，成功将“自蔓延”陶瓷复合钢管技术应用于石油领域。应用实践表明，再造油管寿命是普通油管5倍以上，能够创造显著的经济效益和环境效益。

专家指出，这项技术具有广阔的应用前景，可以很好解决油田废旧油管再制造、再利用问题。如果每年再制造油管50万吨，可节能173万吨标准煤，减排二氧化碳400万吨，并为油田用户节约采购、防腐等费用超百亿元。

据介绍，这项技术是利用“自蔓延”反应生成的液态金属，在离心力作用下，填充在废旧油管腐蚀和磨损的缺陷处，与基管管壁形成冶金结合，从而恢复废旧油管的几何尺寸实现再制造。这项技术成功解决陶瓷复合钢管的长度、直线度、粗糙度和陶瓷针孔裂纹等重大技术难题。再制造油管的防腐、耐磨和防垢等技术指标均达到国家有关标准及美国API标准要求。

这项由宁夏大多石油装备再制造公司自主研发的废旧油管再制造技术，已在吉林油田、长庆油田、胜利油田和延长油田等成功应用，累计再制造油管1万多吨。

摘编自《中国石油报》2014年5月26日

Application of Poststack Hydrocarbon Detecting Method to Bohai PL Heavy Oil Area

LI Cai, LV Dingyou, Ma Jiaguo, WANG Yuxiu, HAN Rui
（Tianjin Branch of CNOOC Ltd.,Tianjin300452,China）

In PL oilfield of Bohai Sea Area, the density of the crude oil in Neogene Minghuazhen Formation is high, and the conventional poststack hydrocarbon detection methods are not effective in these oilfields. On the basis of the principle that frequency energy will be absorbed and attenuated if there is hydrocarbon in the reservoirs, the energy coefficient method and the attribute of the slope attenuation of high frequency have been used for predicting hydrocarbon with high precision spectral decomposition technique, and the forecast results are not good enough. Combined with the geological characteristic of the study area, we select optimal seismic attributes as training parameters by using a variety of neural network algorithm based algorithm, which have different responses for oil and water. Using oil saturation curve as a target curve, we have conducted seismic inversion for the whole study area. We can know the coincidence rate of oil sands in main reservoir reached above 75% between the verification wells and the saturation volume. By using these methods, combined with study results on the geologic condition for hydrocarbon accumulation, several sets of sand bodies with good hydrocarbon shows have been selected as potential further exploration targets.

hydrocarbon detection; saturation body; inversion; high-frequency attenuation; seismic attribute

TE132.1+4

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2014.02.037

1008-2336（2014）02-0037-05

国家十二五重大专项“大型油气田及煤层气开发”（2011ZX05023-002）。

2013-10-16；改回日期：2013-11-14

李才，1979年生，男，工程师，主要从事地质、地球物理综合研究工作。E-mail：1943472444@qq.com。