AVO技术在杭锦旗锦58井区致密碎屑岩储层预测中的应用

曹绍贺，陈叙安

(中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南郑州 450006)

AVO技术在杭锦旗锦58井区致密碎屑岩储层预测中的应用

曹绍贺，陈叙安

(中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南郑州 450006)

杭锦旗锦58井区主要目的层属于低孔、低渗致密碎屑岩储层，气层分布不均匀，且纵波阻抗叠置，常规的叠后储层及含气性预测方法难以有效满足勘探开发需求。在测井及地质资料综合分析的基础上，充分利用叠前CRP道集中的偏移距信息，通过对典型单井进行AVO特征分析，优选气层发育的敏感AVO属性，从而定性刻画气层发育的有利区；同时开展横波预测及多参数岩石物理分析，通过叠前弹性参数反演实现定量预测储层含气性。结合已钻井分析验证，AVO技术在该区取得了良好的应用效果，有效降低了叠后预测方法的多解性，进一步提高了含气性预测的精度。

杭锦旗锦58井区；叠前道集；AVO属性分析；叠前反演；含气性预测

1 概述

杭锦旗锦58井区下石盒子组为冲积扇平原辫状河沉积特征，主要目的层盒1段砂体普遍发育，砂岩平均孔隙度10%，平均渗透率0.87×10-3μm2；盒3段砂体较薄且横向变化较快，砂岩平均孔隙度7.7%，平均渗透率0.39×10-3μm2，属于低孔隙度、特低渗透率致密碎屑岩储层。

由于研究区储层横向变化大，气层非均质性强且纵波阻抗叠置，因此常规的叠后储层及含气性预测方法多解性较强，难以有效刻画有利储层的空间展布特征。主要目的层盒1段砂岩较厚，储层相对发育，研究重点在于寻找气层发育的相对富集区。盒3段砂体较薄，储层横向变化快，非均质性强，因此储层及含气性预测成为主要难题。根据目前的研究认识，解决问题的关键是如何在相对致密的砂岩中寻找相对高孔渗的储层(即有效储层)。

常规的叠后储层预测方法损失了跟偏移距有关的信息，降低了解决纵波阻抗叠置的致密低渗储层预测问题的能力，导致储层预测结果不确定性较强。针对不同的储层特征，本文充分利用叠前CRP道集信息，总结有效储层的AVO响应特征，进而明确了主要目的层的敏感AVO属性，同时结合叠前弹性参数反演实现了储层含气性的定量预测，最终成功刻画了有效储层的空间展布特征，为进一步提高钻井成功率打下了坚实的基础。

2 基本理论

AVO分析是在叠前道集上分析振幅随偏移距变化的规律，以此来判断岩性和检测油气的一种方法。它充分利用了叠前的各种信息，部分避免了纵波阻抗叠置储层的岩性解释陷阱。在测井岩石物理分析确定储层敏感参数的前提下，利用叠前AVO属性分析和叠前同步反演技术提取储层的弹性参数，有利于综合判别储层的物性和含气性，进而提高储层预测精度和钻井成功率[1-2]。

AVO技术的理论基础主要在于两个方面：Zoeppritz方程和不同岩性条件下岩性参数的异常变化。AVO分析的基础是反射透射理论，精确的Zoeppritz方程表述了平面波反射系数与入射角的关系，全面考虑了平面纵波和横波入射在水平界面两侧产生的纵横波反射和透射能量之间的关系，但它过于复杂，很难直接分析介质参数对振幅系数的影响。AVO近似公式是进行属性分析、叠前弹性参数反演、岩性预测和烃类检测的基础。本文采用的是Aki&Richards近似表达式[3-5]：

RPP=A+Bsin2θ+Ctan2θsin2θ

上述公式强调的是岩性参数变化量Δρ/ρ、ΔVp/Vp、ΔVs/Vs常用于定性岩性分析，其中A为截距属性，它是真正的零偏移距剖面，反映垂直入射反射振幅随反射系数的变化；B为梯度属性，它是振幅随偏移距的变化率，反映地层含油气性的横向变化[6]。

叠前弹性参数反演主要是利用纵横波在不同岩石骨架成分和含不同流体成分的岩石中的不同响应特征及规律来区分储层与非储层。通常含气砂岩的纵波速度会明显降低，而横波速度几乎不变或略有上升，这样就导致了含气砂岩有较低的纵横波速度比。

根据地震波反射和透射理论，振幅系数随入射角变化与分界面两侧介质的地震参数有关，不同的岩性参数组合，振幅系数随入射角变化的特征不同，这种变化本身隐含了岩性参数及流体的信息，利用这种关系可以直接反演岩石的密度、纵波速度和横波速度，从而实现对储层含气性的定量预测[7-10]。

3 应用效果分析

AVO分析的基础是建立在采样数据的振幅与反射系数成正比关系的基础之上，任何与炮检距有关的错误振幅信息都会引起岩性分析、反演和解释上的多解性，为了保证振幅关系不受畸变，就必须消除其他因素对振幅的影响，恢复和保持采样数据的原始振幅值的相对关系，使其相对变化仅与反射系数单一因素有关。

图1为锦58井区原始CRP道集，从图中可以看出，原始道集数据信噪比较低，主要目的层反射波形杂乱，相位一致性较差，并存在局部动校不足现象，这些噪音和干扰势必影响目的层AVO特征分析，因此需要针对叠前道集进行一系列解释性处理工作。处理原则：既要提高数据的信噪比，又要保持振幅的相对关系[11-12]。本文针对原始CRP道集进行了带通滤波、保边滤波等保幅去噪处理，最后通过超道集叠加进一步压制噪声。图2 为处理后的道集，从图中可以看出CRP道集信噪比得到一定的提高，振幅相对关系更加明确，AVO特征更明显，更有利于下一步的岩性分析及含气性预测。

图1 锦58井区原始叠前CRP道集

图2 锦58井区处理后叠前CRP道集

AVO属性分析首先从单井出发，通过总结已知井的AVO响应特征，进一步明确气层发育的敏感属性。图3为锦58井区盒1段典型单井AVO特征分析，从图中可以看出，盒1段砂岩含气后表现为较强的AVO负梯度响应特征，且含气性越好，相应的反射振幅值(截距)也越大，结合实钻井分析认为盒1段AVO截距×梯度属性能较好地揭示储层的含气性。图4为锦58井区盒3段典型单井AVO特征分析，由于盒3段砂体较薄，AVO特征主要表现为明显的负梯度响应特征，且含气性越好，AVO负梯度值越大。

通过单井AVO特征分析明确了气层发育的敏感属性，利用AVO近似公式对CRP道集提取AVO属性体，并分别对盒1及盒3段有效储层进行了平面刻画。图5为锦58井区盒1段截距×梯度属性平面图，从图中可以看出，截距×梯度正值越大，含气性越好，与单井AVO分析结果一致，暖色区域较好地反映了研究区盒1段含气富集区，与地质认识相符。经验证，该属性与钻井符合率达82%。图6为锦58井区盒3段AVO负梯度属性平面分布图，从图中可以看出，盒3段窄河道特征比较明显，呈交错分布的形态，AVO负梯度属性较好地刻画了储层的含气有利区，通过验证，钻井符合率为81%。综上所述，叠前AVO属性对研究区致密低渗储层的含气性有较好的预测性，平面展布揭示了盒1及盒3段含气富集区，为下一步勘探开发及井位部署提供了可靠的依据[13]。

图3 锦58井区盒1段典型井AVO特征分析

图4 锦58井区盒3段典型井AVO特征分析

图5 锦58井区盒1段AVO截距×梯度属性

图6 锦58井区盒1段AVO负梯度属性

AVO属性分析充分利用了地震资料的叠前信息，实现了含气性的定性预测，但是不能很好地利用测井信息，为进一步提高含气性预测的精度，实现有效储层的定量化预测。本文开展了叠前弹性参数反演研究工作，通过反演可以同时得到纵波速度、横波速度、密度、泊松比等诸多岩石物性参数，进而提高利用反演技术进行储层和含气性预测的能力。

横波速度是岩石物理分析的重要参数，在叠前反演中更是必不可少的基础数据。但在实际生产中，往往缺乏横波速度信息，而实测横波数据受各种因素影响，在某些层段不准确，需要校正，因此横波资料估算意义较大[14]。本文采用优化的Xu-White公式来估算横波，实践证明估算横波与实测数据相关性较高，预测效果较好。通过自然伽马与纵横波速度比及纵波阻抗与泊松比交会图表明，纵横波速度比及泊松比对气层具有较好的区分性。分析认为气层的纵横波速度比小于1.63，泊松比小于0.18，岩石物理分析为下一步叠前弹性参数反演及有效储层解释提供了基础和依据。

在岩石物理分析明确气层敏感参数及门槛值的基础上，对主要目的层进行了CRP道集的部分叠加，根据偏移距分为四个叠加数据体，部分叠加的地震资料在相位方面有较好的一致性，主要目的层AVO特征清晰，保证了地震数据的信息量及反演信噪比的需求。通过对主要目的层进行精细的层位标定并分别提取不同偏移距的子波，对不同的叠加数据体采用相应的子波来进行反演，可避免子波随偏移距的变化而造成的误差。反演过程中采用井控速度场进行角道集转换，通过叠前同步反演得到纵横波速度比、密度、泊松比、剪切模量等数据体，再对多种弹性参数综合分析，最终判别储层物性和含气性。

图7为过研究区典型单井的叠前纵横波速度比反演剖面，可以看出，纵横波速度比小于1.63的区域较好地揭示了储层的含气性，与实钻效果一致，从剖面中可以看出井间横向预测能力较强。结合岩石物理分析结果，分别对盒1段与盒3段储层含气性展布特征进行了平面刻画，从图8中可以看出，锦58井区盒1段含气有利区呈近南北向分布，且含气性最好的区域集中在中北部，通过对研究区完钻井进行验证，纵横波速度比反演与实钻井符合率为84%。图9为盒3段纵横波速度比反演平面图，可以看出锦58井区盒3段含气有利区呈窄条带分布趋势，总体为近北西南东向展布，与AVO负梯度属性有较好的一致性，经验证，钻井符合率为82%。通过叠前弹性参数反演，进一步提高了研究区主要目的层的含气性预测精度，较好地解决了致密碎屑岩储层的含气性预测难题，为勘探开发井位部署及有利区优选提供了有力的技术支撑。

图7 锦58井区纵横波速度比反演剖面

图8 锦58井区盒1段纵横波速度比反演平面

图9 锦58井区盒3段纵横波速度比反演平面

4 结论

通过研究及实践证明，AVO属性分析结合叠前弹性参数反演技术能较好地解决了杭锦旗锦58井区致密、低渗且纵波阻抗叠置的碎屑岩储层含气性预测难题。叠前储层预测技术的应用进一步提高了研究区岩性识别及含气性预测的精度，为勘探开发选区评价及提高钻井成功率提供了有力的技术支撑。 (1)通过单井AVO特征分析，优选敏感AVO属性，研究认为盒1段AVO截距×梯度属性及盒3段AVO负梯度属性能较好地预测储层含气富集区。

(2)叠前弹性参数反演实现了储层含气性的定量预测，通过叠前反演同时得到纵横波速度比、泊松比及密度等数据体，结合岩石物理分析及实钻效果分析，纵横波速度比能较好地揭示锦58井区盒1及盒3段气层的分布规律。

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编辑：赵川喜

1673-8217(2017)02-0053-05

2016-09-26

曹绍贺，硕士，1984年生，2009年毕业于中国石油大学(北京)地球探测与信息技术专业，主要从事三维地震资料解释、储层及含气性预测研究工作。

国家科技重大专项“鄂尔多斯盆地北缘低丰度致密低渗气藏开发关键技术”项目(2016ZX05048-002)。

P631.445

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