测井资料在井震联合标定中的应用

李海明，刘颖华，侯伯刚

(1.承德石油高等专科学校 数理部，河北 承德 067000；2.中国石油勘探开发研究院,北京 100083)

测井资料在井震联合标定中的应用

李海明1，刘颖华1，侯伯刚2

(1.承德石油高等专科学校 数理部，河北 承德 067000；2.中国石油勘探开发研究院,北京 100083)

井震联合标定地震反射目的层是构造解释、岩性反演中最基础的工作，是连接地震、测井数据的桥梁。建立目标层位与地震反射之间对应关系的工具是利用测井资料合成地震记录。从合成地震记录的原理及制作方法入手，指出影响井震联合层位标定质量的关键因素是正确处理测井数据和准确提取地震子波。利用杏树岗油田杏六东Ⅰ区块x5-4-135井资料和该区地震资料试验研究了测井曲线与地震子波对合成地震记录质量的影响。证明利用测井曲线提取确定性子波标定效果优于Ricker子波和统计性子波。

井震联合标定；测井数据；反射系数；子波

利用合成地震记录这个地震资料解释基本工具将地震资料与测井资料有机联系起来，井震联合精确标定目的层是构造解释的基础[1，2]。地震剖面上层位标定的目的是赋予地震同相轴特定的地质含义，建立地震同相轴与地层、地层组合之间对应关系。也是开发阶段利用地震资料和高密度井网资料开展精细构造解释、岩性解释和预测，重构地下地质认识体系基础[3]，高精度的合成地震记录将决定着构造解释和储层精细描述研究工作的质量与水平。

1 合成地震记录原理与方法

在不考虑干扰的情况下，制作合成地震记录的数学模型为地层反射系数与地震子波的褶积[4]，公式如下：

x(t)=w(t)*r(t)

(1)

式中，x(t)表示地震道，w(t)代表地震子波，r(t)表示地下反射系数序列。

制作方法为：

1)速度测井曲线和密度测井曲线相乘得到波阻抗曲线；2)对波阻抗曲线进行深时转换，由深度域转到时间域；3)由波阻抗曲线转换为反射系数曲线；4)提取地震子波；5)反射系数与子波进行褶积，得到井旁合成地震记录道。

显然反射系数的准确性和地震子波的精度主要地决定了人工合成地震记录的精度。

2 合成记录制作的关键

制作合成地震记录，涉及测井曲线的编辑校正、测井曲线的方波化、拉伸控制、子波的选择、低信噪比资料的标定、高分辨率资料的标定等多个方面[5]。但最为关键的是测井曲线的处理和地震子波的选择。

2.1 测井曲线处理

2.1.1 测井曲线的编辑和滤波

测井曲线编辑和滤波是一项重要的基础工作，测井曲线上存在着由于井径变化、油气与泥浆侵入、仪器因素等引起的干扰、孤立野值等[6]，对测井曲线的编辑和滤波就是要剔除和压制这些干扰数据。可以选择的滤波有：中值滤波、带通滤波和滑动平均。

2.1.2 测井曲线的方波化处理

测井曲线的高频变化使得很难从测井曲线上找出地质意义上的地层，通常意义上，无论地层的厚度如何，同一地层的测井数据应该是大致稳定的。测井曲线方波化就是根据测井曲线的变化特征，对测井曲线自动分层，在每一个分层内，测井数据是相同的，在自动分层后，可以根据其它信息，对自动分层的结果进行人为的手工调整。用测井波阻抗曲线合成的地震记录与井旁地震道比较，若反射时间、波组关系等基本接近，就可以判断标定是正确的；否则标定就是错误的。

图1给出的是一个测井曲线方波化处理的例子，在1 220 m之下的测井曲线进行了方波化处理，并利用方波化的测井曲线制作的合成记录，对比合成地震记录与井旁地震道波组对应关系良好，说明处理是正确的。

2.1.3 时深转换与反射系数计算

1)时深转换：测井数据表示的是深度域的地层岩性信息(速度、密度、电性、孔隙等)；地震数据表示地下构造和地下岩性在时间域的地震响应。为了能使二者在时间域内交互对比，就需要对测井资料进行时深转换。直接利用声波时差曲线积分进行时深转换的公式为[7]：

(2)

式中：H0为起始深度，m；H为终止深度,m；T0起始深度对应的时间,s；Th为深度H对应的时间，s；Δth为深度对应的声波时差，ms。对不同深度的声波时差测井曲线进行计算，就得到深时转换关系。

2)反射系数：上下层介质的波阻抗差异决定地层反射系数[8]，其表达式为：

(3)

式中，ρi，vi为测井曲线上第i层的密度和速度；ρi+1，vi+1为第i+1层的密度和速度；ρ，v来自于速度和密度测井曲线，因此测井资料对合成记录有着很大的影响。

2.2 地震子波

地震子波是合成地震记录最重要的影响因素之一，常用子波类型有：Ricker子波;由井口附近地震道数据提取的统计子波[4];确定性子波[6];时变子波。

制作合成地震记录时，子波极性要与地震资料一致；子波频率应与井旁地震记录主频一致，需要对近井地震资料进行频谱分析，确定主频。

3 合成地震记录过程中的拉伸问题及其原则

合成地震记录过程中的拉伸就是将合成地震道与井旁地震道的标准层反射对齐。地震资料处理过程中的速度是通过速度分析获得的。这种速度分析方法得到的速度与声波测井得到的速度存在差异。一般而言，声波测井的速度要高于地震资料分析得出的速度，因此对于同一套地层，合成记录要比井旁实际地震记录“短”一些。为了将两者对应起来，需要将合成记录“拉长”一些。在标定过程中，拉伸从最浅的标志层开始，依次向下拉伸。

合成记录制作过程中拉伸原则：1)用井径曲线检查声波曲线可靠性，是否存在井眼垮塌，是否确实需要拉伸；2)拉伸压缩时要远距离调整，兼顾浅中深的各波组关系；3)避免局部小的调整；4)拉伸后，注意用慢度曲线监控声波曲线变形情况。

4 标定试验与精度分析

依据上面的的分析，利用杏树岗油田杏六东Ⅰ区块x5-4-135井声波测井资料和该区地震资料进行合成地震记录和层位标定。密度使用Gardner公式ρ=0.31v0.25来求取[9]。

4.1 标定试验

首先对井点附近地震资料的主频进行了分析估计，目的层主频在38～40 Hz左右，有效高频能量大约为80 Hz，因此确定选用38 Hz的Ricker子波进行合成地震记录，以最上面的主要标志层(T1)为标准，将合成地震记录与井旁道对齐(见图2)。

用井旁地震道提取统计性子波标定，试验时地震道范围选取为7×7，时窗长度250 ms。在仔细对比的基础上，对合成地震记录进行适度的拉伸对齐合成地震记录与井旁地震道之间的波组关系，如图3所示。

利用统计性子波对齐主要反射层之后，利用测井曲线提取确定性子波来合成的地震记录(见图4)。图2、图3、图4给出的分别是利用Ricker子波、统计子波和利用测井曲线提取确定性子波合成记录与井旁地震道的对比结果。

4.2 质量分析

合成地震记录与井旁地震道的相关性是评价合成地震记录质量的重要标准[5]，观察图2可发现，除最上面T1标志层对齐外，其他波组关系均没有对齐，四个标定层位效果很差。图3、图4目视差别不明显，合成记录与井旁地震道波组对应关系明显好于图2，四个标定层位中最上与最下两个层位对齐，中间两个层位均有可比较的明确含义。通过计算，x5-4-135井Ricker理论子波(38 Hz)合成地震记录与井旁地震道相关系数约为69%，统计子波合成地震记录与井旁地震道相关系数约为84%，而用测井资料与地震资料提取的确定性子波合成记录与井旁地震道相关系数达88%，合成记录质量最高。

5 结论

1)提高井震联合层位标定质量的关键是测井曲线的正确处理和子波选用。2)试验分析表明，利用测井曲线和井旁地震道提取的确定性子波进行标定精度最高。在开发阶段利用地震资料和高密度井网资料开展精细构造解释时应尽量选用确定性子波进行层位标定，提高相关研究工作的质量与水平。

[1] 周永波，秦向红，袁燕，等.浅谈合成地震记录制作中的制约因素及解决方法[J].工程地球物理学报，2013,10(4)：476-479.

[2] 吴奎，周东红，吴俊刚. 合成地震记录制作在油气勘探中的应用[J].海洋石油，2012,32(1)：28-32.

[3] 孙振涛，孟宪军，慎国强，等.高精度合成地震记录制作技术研究[J].石油地球物理勘探， 2002, 37(6)：640-643.

[4] 高国民，胡望水，黄玉欣.合成地震记录子波提取方法[J].内蒙古石油化工，2008，34(1)：130-132.

[5] 屈绍忠.合成地震记录标定反射层位方法简析[J].中国煤炭地质，2013，25(7)：48-52.

[6] 刘明洋，郭韬，沈铭成，等.多道统计法提取子波及其应用[J].石油天然气学报，2010，32(5)：238-240.

[7] 李录明，李正文.地震勘探原理、方法和解释[M].北京：北京地质出版社，2007.

[8] 刘中奇，邱广筠.一种新的声波测井曲线环境校正方法[J].测井技术,2000,24(4):283-286.

[9] 董震,潘和平.声波测井资料与地震属性关系研究综述[J].工程地球物理学报，2007,4(5):488-493.

Application of Logging Data in Well-Seismic Integration Calibration

LI Hai-ming1, LIU Ying-hua1, HOU Bo-gang2

(1.Department of Mathematics and Physics, Chengde Petroleum College, Chengde 067000, Hebei, China; 2.Research Institute of Petroleum Exploration & Development， PetroChina, Beijing 100083,China)

The well-seismic integration calibration of seismic reflection layer is the basis for structure explanation and lithological inversion, and it is also the bridge between seisme and logging data. Drawing seismic record from logging data is the only tool to set the relation between target strata and seismic reflection. This paper starts from the theory and method of Synthetic Seismograms, then points out that the crucial factor influencing well-seismic integration calibration is the correct handling of logging data and the exact extraction of seismic wavelet. This paper takes the logging data of Xingliudong x5-4-135 and the seismic data test to study the influence of logging and seismic wavelet on Synthetic Seismograms quality. It is proved that extracting the determined wavelet calibration by well log is better than Ricker and statistical wavelet.

well-seismic integration calibration; logging data; reflection coefficient; wavelet

2016-05-17

李海明(1967-)，男，河北滦县人，副教授，主要从事石油工程专业教学和非常规油气资源研究,邮箱lihaiming@cdpc.edu.cn。

P618.13

B

1008-9446(2016)06-0001-04