多波联合解释提高四川盆地震旦系储层预测的精度

杨海涛， 贺振华， 王鸿燕， 王 静， 王 栋

(1.中国石油天然气集团公司 川庆钻探工程有限公司 地球物理勘探公司，成都 610213;2.成都理工大学 地球物理学院,成都 610059；3.中国石油天然气集团公司 山地地震技术试验基地, 成都 610213)

多波联合解释提高四川盆地震旦系储层预测的精度

杨海涛1,2,3， 贺振华2， 王鸿燕1， 王 静1， 王 栋1

(1.中国石油天然气集团公司 川庆钻探工程有限公司 地球物理勘探公司，成都 610213;2.成都理工大学 地球物理学院,成都 610059；3.中国石油天然气集团公司 山地地震技术试验基地, 成都 610213)

随着研究和钻探的深入，越来越认识到四川盆地川中PLN地区震旦系灯影组复杂的地质背景和储层的非均质性。震旦系灯影组反射特征多变，且存在低速的硅质云岩,其纵波阻抗与储层接近,利用单一纵波无法区分硅质与储层，储层预测难度较大。通过测井数据统计和模型正演综合分析得出，横波阻抗可以有效地识别储层和硅质云岩。通过对实际多波资料的层位标定和层位匹配,联合对比解释纵波和转换波地震剖面，能够有效地识别储层，提高储层预测的精度。

转换波层位标定； 多波层位匹配； 多波储层预测

0 前言

四川盆地下古生界具有优越的生烃条件，同时在不同的地质历史演化时期形成了众多的古隆起构造区，为天然气聚集成藏提供了坚实的基础，一直是四川盆地油气勘探的重点目标。乐山-龙女寺古隆起形成于志留纪至二叠纪前，是四川盆地形成最早、规模最大、延续时间最长、剥蚀幅度最大、覆盖面积最广的巨形鼻状古隆起[1-2]。在这巨型隆起的背景上，以下古生界～震旦系为主要层系的四川盆地下组合深层碳酸盐岩气藏具有多旋回、多层系、多烃源层、多产层、油气多期成藏的特点，成藏条件和形成机理具有相当的复杂性和高度的多样性。

前期研究和勘探成果表明，四川盆地川中地区古生界～震旦系具有巨大的油气勘探前景。随着研究和钻探的深入，越来越认识到震旦系灯影组复杂的地质背景和储层的非均质性。震旦系反射特征多变，且存在低速的硅质云岩,其纵波阻抗与储层接近,利用单一纵波无法区分硅质与储层，地震多解性强，储层预测难度大。而多波地震勘探技术在储层预测、流体识别、裂缝检测方面具有独特的优势[3]。笔者针对四川盆地川中PLN地区碳酸盐岩储层预测的难点，开展了多波储层预测技术研究与应用，提高了储层地震描述的精度。

1 转换波层位标定

在多波地震资料解释中，层位标定是资料解释的基础，而转换波的层位标定既是地面多分量勘探解释工作的关键，又是难点[4]。VSP测井资料能够比较准确可靠地对转换波进行层位标定，为纵波、转换波联合解释奠定了良好的基础。

转换波是纵波入射、横波反射。因此，转换波的层位标定需要同时利用VSP资料中的纵波、横波信息来进行标定。

VSP测井记录的资料是三分量资料，两个水平分量上以下行横波和上行转换波为主。如图1所示，井源距为X，检波器的沉放深度为H1，反射界面的深度到接收点的距离为H2，地层的纵波、横波速度分别为VP、VS。

横波到达检波器的初至时间ts为

(1)

纵波到达检波器的初至时间tp为：

(2)

当H2、X趋近于“0”时，则转换波的双程旅行时tpsv为：

tpsv=ts+tp

(3)

在实际资料标定时，从下行横波上可以获得较为准确的横波初至ts，从上行转换波上可以得到上行转换波双程时间剖面，同时可以从垂直分量上可以得到准确的纵波初至tp，由纵波初至和横波初至按式(3)就可以得到转换波的时-深关系，有了时深关系和上行转换波双程时间剖面，就可以对过井转换波偏移剖面进行层位标定。

图2为PS波的VSP标定结果。上行转换波双程时间剖面与过井剖面主要目的层能量关系、频率、相位特征和反射时间相似性较好，说明采用VSP测井成果能对目的层地质层位能够进行准确标定。

图2 MX-A井转换波VSP标定结果Fig.2 Calibration results of converted wave VSP in MX-A well(a)PS波偏移剖面;(b)走廊叠加;(c)上行转换波双程时间剖面

2 多波层位匹配

在多波地震勘探中，由于横波在岩层中的传播速度小于纵波速度，导致纵波和转换波在地下传播的路径不同，因此，纵波和转换波剖面上相同的地质层位对应的旅行时是不一样的，给后续多波属性分析、多波联合反演、储层响应模式建立等工作带来了困难，所以在储层预测开展前需对纵波、转换波地震资料进行时间匹配[5-10]。

假设零偏移距的地震剖面，纵波传播时间为：

(4)

转换波传播时间为：

(5)

因此，有：

(6)

(7)

式中：H为深度；Vp为纵波速度；Vs为横波速度；γ0为纵横波速度比。

如果能够准确得到纵横波速度比γ0(γ0=Vp/Vs)，就能够把转换波剖面的反射时间校正到纵波反射时间，从而达到纵横波同相轴匹配的目的。因此层位匹配的问题就转换为如果准确求取速度比γ0的问题。需要注意的是γ0是平均速度比，不是层间速度比。

对于速度比地求取，目前大部分都是基于叠后剖面来做的，最常见的方法是在纵波和转换波剖面上选取控制层位，然后相关来得到控制层位之间速度比的关系，将转换波时间压缩至纵波时间。

图3为过B井井点处纵波与转换波层位匹配效果图。层位匹配后，消除了纵波和转换波的旅行时差，将转换波压缩至纵波时间域，各标志层及目的层对应性效果较好。

图3 过B井井点处纵波与转换波层位匹配效果Fig.3 Layer matching effect of longitudinal wave and converted wave at the point of B well(a)纵波;(b)转换波

图4 岩石物理参数分析直方图Fig.4 Histogram of rock physical parameter analysis

3 多波储层预测

PLN工区内震旦系灯影组储层单层厚度较薄，且受硅质云岩的影响，储层与含硅质的非储层的纵波阻抗差异小，在单一纵波剖面上难以区分，储层预测存在多解性。

通过对工区内多口井测井数据的统计发现(图4)，利用横波阻抗可以有效地区分储层和硅质云岩，而纵波阻抗无法区分储层和硅质云岩。

同时根据测井资料建立了地质模型，采用射线追踪的方法获得叠前道集，并叠加得到剖面进行了正演分析(图5)，从地震响应特征上看，当目的层灯影组内部含硅质或含气时，在纵波地震剖面上均表现为强波峰反射；而当目的层灯影组内部含气时，在转换波地震剖面上表现为较强波峰反射；当含硅质时，在转换波地震剖面上无明显反射。

从实际的地震剖面上对比发现(图6)，纵波剖面上无论是储层还是硅质都是强波峰反射，而转换波剖面上，只有储层表现为强波峰反射，硅质无明显的反射。从纵横波联合反演得到的波阻抗剖面上也可以看出(图7)，储层和硅质在横波阻抗剖面上是可以区分的。因此，通过纵波和转换波的联合解释，可以有效地区分硅质云岩和储层，进而提高储层预测的精度。

图5 含有硅质或储层的地质模型纵波和转换波正演分析Fig.5 The forward modeling of longitudinal and converted waves in a geological model with the silica or reservoir(a)含硅质的模型;(b)含储层的模型;(c)图a的纵波正演结果;(d)图b的纵波正演结果;(e)图a的转换波正演结果;(d)图b的转换波正演结果

图6 纵波和转换波剖面对比Fig.6 Comparison of longitudinal and converted wave profiles(a)纵波偏移剖面；(b)转换波偏移剖面

图7 纵波和转换波阻抗剖面对比Fig.7 Comparison of longitudinal and converted wave impedance profiles(a)纵波阻抗剖面；(b)横波阻抗剖面

4 结轮与认识

针对四川盆地川中PLN地区碳酸盐岩储层预测的难点，利用多波地震技术的优势，通过测井数据的统计和理论模型正演论证了横波阻抗可以有效地识别储层和硅质云岩，根据实际多波地震资料的联合对比解释，有效地识别了储层，提高储层预测的精度,同时得出以下认识：

1)通过多波层位标定和多波层位匹配技术应用，为多波联合解释提供了借鉴。

2)通过对纵波和转换波剖面的联合解释，能够有效地识别低速硅质云岩和储层，提高储层预测精度。

3)转换波地震勘探技术正趋于成熟，在四川盆地川中地区已经得到广泛地应用。

[1] 邹才能，杜金虎，徐春春，等．四川盆地震旦系—寒武系特大型气田形成分布、资源潜力及勘探发现[J]．石油勘探与开发，2014，41(3)：278-293． ZOU C N，DU J H，XU C C, et al .Gas field formation distribution, resource potential and exploration discovery in Sinian -Cambrian of Sichuan basin[J].Petroleum Exploration and Development，2014，41(3)：278-293．(In Chinese)

[2] 杜金虎，邹才能，徐春春，等．川中古隆起龙王庙组特大型气田战略发现与理论技术创新[J]．石油勘探与开发，2014，41(3)：268-277． DU J H，ZOU C N，XU C C,et al. Discovery of Longwangmiao formation of giant gas field and innovation theory in medieval uplift of Sichuan basin [J].Petroleum Exploration and Development, 2014，41(3)：268-277．(In Chinese)

[3] 赵邦六．多分量地震勘探在岩性气藏勘探开发中的应用[J]．石油勘探与开发，2008，35(4)：397-408. ZHAO B L. Application of multi-component seismic exploration in the exploration and development of lithologic gas reservoirs[J].Petroleum Exploration and Development, 2008，35(4)：397-408.(In Chinese)

[4] 伍志明．多分量资料在碳酸盐岩裂缝性气藏气水识别中的应用研究[J]．天然气工业，2004，24(1)：75-77. WU Z M. Application of the multicomponent seismic data in distinguishing gas from water in fractured carbonate reservoirs[J].Natural Gas Industry, 2004，24(1)：75-77.(In Chinese)

[5] 王大兴．多波地震技术在致密砂岩气藏勘探中的应用[J]．石油地球物理勘探，2014，49(5)：946-953. WANG D X. Application of multiwave seismic exploration technology in tight sandstone gas reservoirs [J].Oil Geoghysical Prospecting, 2014，49(5)：946-953.(In Chinese)

[6] 王九拴．多波地震资料在三湖地区油气预测中的应用[J]．石油地球物理勘探，2012,47(4)：605-609. WANG J S. Hydrocarbon prediction on based on multiwave seismic data in Sanhu area[J].Oil Geoghysical Prospecting, 2012,47(4)：605-609.(In Chinese)

[7] 詹正彬，姚姚．多分量地震和横波勘探[M]．北京:地质出版社，1993. ZHAN Z B. YAO Y. Multi component seismic and shear wave exploration[M].Beijing:Geological publishing House,1993.(In Chinese)

[8] 夏凌，黄东山，彭才．多分量技术在广安构造勘探中的初步应用[J]．勘探地球物理进展，2006，29(2)：136． XIA L，HUANG D S，PENG C. Preliminary application of multi component technology in structural exploration in Guang'an[J].Progress in Exploration Geophysics, 2006，29(2)：136．(In Chinese)

[9] 马昭军，唐建明，徐天吉．多波多分量地震勘探技术研究进展[J]．勘探地球物理进展，2010，33(4)：251-252． MA Z J，TANG J M，XU T J. Progress of multi-component seismic exploration technology research[J].Progress in Exploration Geophysics, 2010，33(4)：251-252．(In Chinese)

[10]石玉梅，姚逢昌，曹宏．多波多分量天然气勘探技术的进展[J]．勘探地球物理进展，2003，26(3)：172-175． SHI Y M，YAO F C，CAO H. Progress in natural gas exploration technology of multi wave[J].Progress in Exploration Geophysics, 2003，26(3)：172-175．(In Chinese)

Multi-wave interpretation to improve the prediction accuracy of the sinian system reservoir in Sichuan basin

YANG Haitao1,2,3, HE Zhenhua2, WANG Hongyan1, WANG Jing1, WANG Dong1

(1.Geophysical Prospecting Company,CNPC Chuanqing Drilling Engineering Limited Company Huayang Chengdu 610213,China;2. Chengdu University of Technology ,Chengdu 610059,China;3.Mountain Geophysical Technology Test Center ，CNPC, Chengdu 610213, China)

With the deepening of research and drilling,complex geological background and reservoir heterogeneity are awarend in Dengying Formation in the PLN area of Sichuan Basin. Reflection characteristics is changeable in Dengying Formation of the Sinian System. There are low-velocity siliceous dolomite, which is close to the reservoir in P-wave impedance, so using the P-wave impedance cannot distinguish between siliceous dolomite and reservoir, the reservoir prediction is difficult. In this paper, through the statistics of well logging data and the model forward, it is concluded that the shear wave impedance can be effectively used to identify the reservoir and the siliceous dolomite. Through the layers calibration and layers matching of real multiwave data, the interpretation of P-wave and converted wave seismic section can effectively identify the reservoir, improve the reservoir prediction accuracy.

converted wave layer calibration; multi wave layer matching; multi wave reservoir prediction

2016-06-15 改回日期：2016-12-15

杨海涛(1984-)，男，博士，工程师，主要从事多波技术研究与应用， E-mail：yht_wt@cnpc.com。

1001-1749(2017)04-0500-06

P 631.4

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2017.04.10