叠前同步反演在建南地区含气预测中的应用

龚琴 潘仁芳 金吉能 马玉

(1.长江大学地球科学学院油气资源与勘探技术教育部重点实验室，武汉 430100;2.长江大学地球科学学院，武汉 430100;3.中石化河南油田分公司石油物探技术研究院，郑州 450046)

随着油气勘探研究的不断深入，油气勘探由构造勘探逐渐转入岩性油气藏勘探阶段，叠前反演作为开展岩性勘探的有效手段正逐渐替代常规的叠后反演，成为油气储层预测中不可缺少的技术［1］。叠前同步反演以Zoeppritz方程和不同岩性条件下物性参数的异常变化为基础，对CRP道集进行反演，求取岩性和含油气性相关的敏感弹性参数数据体。该方法是目前油气勘探中实际应用效果最好的叠前反演技术之一［2］。

1 工区概况

建南地区位于四川盆地的东南部，工区为鄂西渝东地区的建南构造，区域构造上属于四川盆地东缘的上扬子川东褶皱带，夹于齐岳山和方斗山复背斜之间，工区平面区域位于鄂西渝东的石柱复向斜上。

据前期勘探［3］可知，建南地区须家河组形成于晚三叠世，由于其储集性能较好，是四川盆地最具有勘探潜力的层系之一。须家河组砂体大面积分布，非均质性强、致密化程度高，主要为低孔、特低渗储层，薄层普遍发育，优质砂岩、低孔储层及裂缝预测是制约该区商业开采的重要因素。因此，本文研究的目的是通过对目标区储层的认识，采用叠前地震同步反演的方法来直接预测油气分布。

2 岩石物理分析

储层岩石物理分析作为储层特征与地震属性的桥梁，是储层和流体预测可行性分析的重要环节。通过分析储层的测井响应特征，寻找到能将储层与非储层区分开的敏感参数，然后从地震数据体中提取相应的敏感属性，明确岩性及含气性与地震属性之间的关系，从而得到对储层和流体的有效预测。

2.1 测井曲线特征分析

采用经验公式法［5］对工区内没有横波资料的井进行横波估算，为后续岩石物理分析及叠前同步反演提供可靠的横波资料。通过研究密度和纵横波速度的变化特征来分析储层岩性、物性和含气性状况是测井响应特征分析的核心内容，储层段具有低自然伽马、较高孔隙度和较低的泥质含量的岩石物性特征，其响应特征表现为密度、纵波速度、纵波阻抗和横波速度相对较低。

为了进一步分析研究区的储层测井响应特征，选取工区内的建35-2井对目的层段内的自然伽马、孔隙度、密度、纵波速度及横波速度等岩石物理曲线进行分岩性统计。

根据图1—图4可知:在自然伽马直方图中砂泥岩基本能够分开;在孔隙度直方图中砂泥岩完全能够分开;在密度直方图中砂泥岩不容易分开;在纵波速度直方图中砂泥岩容易分开，但是差异较小。因此这里选用孔隙度作为交会分析时的样点变量。

图1 建35-2井自然伽马直方图

图2 建35-2井孔隙度直方图

图3 建35-2井密度直方图

图4 建35-2井纵波速度直方图

2.2 敏感弹性参数交会分析

敏感弹性参数交会分析是进行叠前反演的基础，通过各种测井曲线和弹性参数交会分析，区分油气与水层地震—测井响应特征，将本区岩性、物性和流体敏感参数结合，进而确定叠前同步反演对评价储层岩性、物性及检测油气的作用。

储层与非储层的纵波阻抗和Vp/Vs属性交会图如图5所示。在砂岩储层含气时，纵波阻抗和纵横波速度比都明显降低，因而可将两者进行交会分析来观察两者组合能否有效地划分储层与非储层。工区内储层与非储层在交汇图上表现为明显的反比例关系，图中样点为孔隙度，随着孔隙度的增大，储层与非储层段的样点呈明显分离的趋势，纵波阻抗与纵横波速度较低。因此可确定储层的最佳敏感弹性参数为纵波阻抗和纵横波速度比。

图5 储层与非储层的纵波阻抗和Vp/Vs属性交会图

3 叠前同步反演

在叠前同步反演之前对地震道集进行了超道集处理，进一步压制了随机噪声，提高了信噪比，由于超道集上地震道集是按偏移距从小到大排列的，不能用于AVO叠前同步反演，因而需要将超道集的偏移距重新采样，经过角度转换得到角度道集，从而达到叠前反演资料的要求。

3.1 叠前同步反演的关键步骤及参数选择

3.1.1 分角度子波提取

因为确定性反演本质就是要去除子波，以得到相应的波阻抗信息，子波是测井信息与地震数据体之间的纽带。加之叠前反演还需要考虑子波在不同角度的差异，需要分别提取不同角度上的子波，本次研究的叠前道集数据体的有效角度范围为0°～30°，提取了3个角度范围的子波，分别为近角度(0°～10°)、中角度(11°～20°)和远角度(21°～30°)。

3.1.2 建立低频模型

叠前同步反演需要建立纵波、横波速度及密度的低频模型。低频模型对反演过程起着初始控制作用，为了得到一个高质量的低频模型，需要有足够多经过一致性处理后的井参与。因此，在研究区选择了6口经过井眼校正、井一致性较好和横波估算的井，创建低频模型。

3.1.3 泥岩背景参数的设置

由叠前同步反演原理［6］可知，为提高叠前同步反演的精度，在反演过程中需要设置的重要参数就是泥岩段的纵波阻抗/横波阻抗以及纵波阻抗/密度的背景趋势线，提取与该背景趋势相对偏离的点是储层段，以此达到对储层进行有效预测。研究区内纵波阻抗、横波阻抗和密度的泥岩背景关系式为:

为了更有效方便地展示储层的展布特征，可以融合纵波阻抗和纵横波速度比Vp/Vs属性生成一个新的属性。根据图5中样点随孔隙度的分布用一条斜线将储层与非储层划分开，通过斜线的线性关系将纵波阻抗转换成一个Vp/Vs的门槛值，与经过叠前反演生成的Vp/Vs1数据体相减，两者之间的差值可当成储层样点的分布。上述方法中前者的单属性参数和后者的门槛差值，可用来预测储层分布，这里将其命名为储层因子(RLI)。根据统计分析，将砂岩储层与非储层的孔隙度分界确定为3%，且两者交会分界线的线性关系为:

而储层因子(RLI)可写为:

在式(4)中，ABS表示取正值函数，即实际值与门槛值的差值有正负之分，此处正值代表储层分布范围。

3.2 反演效果分析

利用储层因子属性体进行储层砂体展布预测的研究，可对预测的储层因子属性体提取各目的层段的均方根振幅(RMS amplitude)，再与构造等高图叠合，并结合沉积展布特征来圈定出有利含气砂体展布范围，为综合评价分析提供依据。

建9井、建26井、新店1井及太1井储层指示因子属性剖面如图6所示，在储层指示因子剖面上高值区域代表储层发育区域，井点处投影的测井曲线为岩性指示曲线，其相对高值为含气储层发育好的地方。从图中看出，建9井在须六段953～969 m处的测井解释为含气层，新店1井在须四段1 319.6～1 377.6 m处的测井解释为含气层，岩性指示曲线为高值。井震对比可知储层指示因子剖面与测井解释结果一致。

图6 建9井、建26井、新店1井及太1井储层指示因子属性剖面

在储层指示因子剖面分析的基础上，还提取了须四段的沿层属性切片，与构造图叠合并结合本区目的层段的沉积特征来分析储层平面分布特征，圈定储层含气分布的边界范围。须四段上、中、下3个亚段储层含气平面分布图如图7所示，新店1井和建34井在须四段测井解释结果为气层，储层指示因子属性与测井解释结果吻合度较高。

图7 须四段上、中、下3个亚段储层含气平面分布图

4 结论

(1)在反演之前作了纵向分辨率分析，了解反演结果的尺度大小;在反演过程中提取了近、中、远3个范围的子波来参与反演，提高反演精度。

(2)利用储层敏感参数对纵波阻抗Zp与纵横波速度比Vp/Vs的分界线线性关系估算，构建了一个能有效指示储层的储层指示因子属性，达到实现单属性储层预测的目的。

(3)对储层指示因子属性连井剖面和平面图分析可知，井点处周围的储层指示因子显示与测井解释结果吻合较好。此外，从属性平面图上可清晰识别出须六段和须四段的储层分布，圈定出储层分布的边界范围。

［1］殷八斤，曾灏，杨在岩.AVO技术的理论与实践［M］.北京:石油工业出版社，1995:3-10.

［2］揣媛媛，周东红，吕丁友，等.叠前同步反演技术在渤海海域QHD29-2区块油气预测中的应用［J］.大庆石油学院学报，2012，36(3):8-12.

［3］张宏，佘晓宇，马永强.鄂西渝东石柱复向斜上三叠统须家河组储层预测［J］.石油地球物理勘探，2009，44(增刊1):115-120.

［4］丁晓琪，周文，邓礼正，等.鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层特征及其成因探讨［J］.石油与天然气地质，2007，28(4):491-496.

［5］王贤，李文捷，王越超，等.横波估算质量控制方法［J］.石油天然气学报，2011，33(9):87-91.

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