黄珏-马家嘴油田薄砂体预测技术应用研究

夏步余

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

黄珏-马家嘴油田薄砂体预测技术应用研究

夏步余

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

黄珏-马家嘴油田戴南组砂体薄、横向延伸短。随着油田开发的深入，传统的稀疏脉冲反演及地质统计学反演已难满足储层预测精度需求。为此，引入地震波形指示反演及储层特征参数模拟方法，提高了薄储层预测精度，为后期开发提供了可靠地质依据。

波形指示反演 特征参数模拟 储层预测 薄砂体

黄珏-马家嘴油田位于高邮凹陷深凹带西部，戴南组油藏为断层、岩性复杂化的小型构造-岩性油藏，储层薄、横向变化大，尤其是E2d24(戴南组二段四亚段)、E2d25(戴南组二段五亚段)、E2d11(戴南组一段一亚段)和E2d12(戴南组一段二亚段)内砂体厚度一般在5 m以下，多数为2 m左右。随着滚动开发的不断深入，常规的稀疏脉冲反演及地质统计学反演远达不到砂体预测精度需求，针对薄储层预测难题，引入地震波形指示反演及储层特征参数模拟方法，提高了2～3 m薄砂体预测精度，为油田开发研究奠定了基础。

1 地震波形指示反演

1.1 地震波形指示反演原理

地层岩性及充填在其中流体性质的变化，是造成地震反射信息如振幅、波形、频率等变化的主要原因，因此，借助三维地震反射信息可分析沉积环境和岩性组合的空间变化。受制于地震分辨率，厚度小于1/4个地震波长的薄层砂体，地震上无法分辨，但会对地震波形、振幅产生影响。图1为薄储层地震反射正演模拟，可见1～3 m的薄砂体对地震调谐波形产生明显影响作用。地震波形指示反演正是基于这一特点。

地震波形指示反演采用“地震波形指示马尔科夫链蒙特卡洛随机模拟(SMCMC)”算法[1-2]，通过分析地震波形细节特征，寻找相似波形对应的测井曲线中蕴藏的共性结构信息(图2)，进行有限样点地震先验模拟。其主要思想是：考虑波形相似性和空间距离两个因素，挑选统计样本；在保证样本结构特征一致性的基础上按照分布距离对样本排序，优选与预测点相关性好的井作为初始模型对高频成分进行无偏最优估算，获得期望和随机解，即

(1)

式中，Z(x0)为未知点的值，Z(xi)为波形优选的已知样本点的值，λi为第i个已知样本点对未知样点的权重，n为优选样本点的个数。

图1 薄砂体地质模型(a)及其正演模拟(b)

图2 地震波形指示反演原理图

和传统基于变差函数的随机反演相比[3]，波形指示反演更好地体现了“相控”的思想，保证反演结果的地震波形与原始地震一致[4-5]，具有精度高、反演结果随机性小的特点，使反演结果从随机走向了逐步确定，并且适合于井分布不均匀的地区。

1.2 地震波形指示反演步骤

首先，在地震合成记录标定的基础上，开展井-震地震波形特征分析，优选出与地震道波形关联度好的井样本建立初始模型[6]。然后，将初始模型与地震频带阻抗进行匹配滤波，计算似然函数[7]，同一目的层段地震波形相似的井，其沉积环境应一致或较为近似，且井上低频共性特征好，受沉积微相变化影响，井上高频成分可能差异较大，但其共性频带范围大幅度超出了地震有效频带(图3)，提高了反演结果的确定性。最后，在贝叶斯理论基础上联合似然函数分布和先验分布得到后验概率分布，进而不断扰动模型参数，使后验概率分布函数最大时的解作为有效的随机实现，多次实现的均值便是最终期望值。

图3 波形指示反演频率成分分析

1.3 地震波形指示反演效果

图4为过马17-1、马17、马18井的连井地震剖面，在T24的up200 ms(T24为E2d11顶)解释层位之上，马17井和马18井测井解释有一薄层砂岩，地震响应为正相位、中-弱振幅特征，该地震反射轴到马17-1井位置消失，马17-1井测井上解释为泥岩；在地震解释层位T24的up200 ms与T24的up100 ms之间的E2d24地层中，马17与马18井的薄层砂体对应的地震反射轴到马17-1井位置尖灭；在T24up100 ms到T24解释层位之间的E2d25地层中，单砂层个数较多，顶部和底部各井均有薄层砂体，位于强相位反射的地震轴上，三口井之间地震反射轴连续；在地震解释层位T24与T25(T25为E2d12顶)之间的E2d11地层中，马17-1井和马18井具有一套多个薄层组成的砂泥互层，在马17井位置，砂体变薄，从地震反射轴上可以看出马17-1井和马18井为负相位、中-强反射，而马17井为正相位，弱反射。可见，在等时地层格架内，同一时期内发育的砂体的地震响应特征相似，地震波形与砂岩的横向相变关系密切。这也为地震波形指示反演方法预测储层的横向展布的理论提供了实际资料的验证。

图4 过马17-1井、马17井和马18井的连井地震剖面

对研究区进行地震波形指示反演。

图5为反演结果(c)与原始地震(a)和相对阻抗剖面(b)的对比，可以看出，原始地震的分辨率相对较低，地震频带内的相对阻抗反演的分辨率基本与地震一致，无法精细的刻画薄层砂体的展布；利用地震波形指示反演完成的高分辨率反演，反演结果与井波阻抗曲线的对应较好，横向上高阻抗体的变化符合地震波形的展布趋势，反演剖面薄砂体的横向分辨率和纵向分辨率得到明显提高。

图5 过马25井的剖面对比

为验证反演方法的可靠性，选取工区内一口或多口井作为后验井，其余井参与反演，得到的反演剖面与所有井参与的反演剖面作为对比。图6为过马15、马25、马2、马38-8井的波形指示反演剖面，所有井参与反演(图6a)与后验井马2末参与反演(图6b)对比，红色箭头说明马2井未参与反演与马2井参与反演，该位置均有高阻抗异常，即说明反演结果符合；黑色箭头指马2井参与反演的剖面上有的高阻抗异常，在马2井未参与反演的剖面上未出现，或者是马2井未参与反演的剖面多出来的高阻抗异常。

统计分析，该剖面上，14套高阻抗体符合，2套不符合，符合率为14/16=87.5%。因此，该反演方法较为可靠。分析图6(a)和图6(b)反演剖面局部出现不符合原因，可能是由于地震数据波形特征受数据体处理过程引入的误差、或断层对地震波形的改造等因素的影响，使得地震波形与井上信息不匹配。

图6 全部井参与(a)与马2井作为后验井(b)的波指示反演结果对比

2 储层特征参数模拟

2.1 储层参数模拟的原理

研究区的地震波形指示反演虽然具有较高的分辨率和良好的后验符合率，但区分砂、泥效果并不明显，主要因为研究区砂、泥岩声波时差曲线(DT)差异小(图7a)，导致波阻抗区分砂岩和泥岩的效果不明显。因而，需要尝试新的反演方法。

图7 研究区戴南组多井砂泥岩的测井曲线响应特征直方图

储层参数模拟采用地震波形指示的原理，优选能够反映岩性的敏感曲线参与模拟，全频带采用井曲线的频带信息，中频段不受地震的阻抗特征约束，可用于对研究区砂岩储层的预测，精细刻画砂体的展布特征。其理论支持就是地震波形本身反映了沉积环境的变化，蕴涵着地层的组合结构特征。在等时地层格架的同一相带内，相似的地震波形的岩性组合基本相似。

2.2 储层参数模拟反演效果

从图7(b)自然电位(SP)曲线直方图分析，SP曲线对砂、泥岩区分效果较好，砂岩SP门槛值约为6，本次研究采用SP曲线开展了储层参数模拟反演。从过马25和黄X163井的单井储层参数模拟剖面看(图8、9)，储层参数模拟的结果与井曲线对应关系较好，砂体横向展布特征自然、叠置关系清晰，测井解释2 m以上的砂岩在反演结果上均有较好的响应，且储层砂体的展布厚度与井曲线反应的砂岩厚度相匹配；另外，部分2 m以下的砂岩也有明显的响应，黄X163井上1.8 m的薄砂体在SP模拟反演剖面上展布非常清晰。

图8 马25井砂岩解释成果与SP储层参数模拟结果对比 图9 黄X163井SP储层参数模拟

图10为马3块E2d25储层参数模拟反演预测图，砂体的展布特征与钻井刻画的砂体展布特征形态基本相似(图11)。马3块的沉积体主要由两个方向的物源注入通道，中部两个分支交汇；储层预测的砂体分布更能清晰的反映优势砂体的展布方向和展布趋势。

图10 马3块E2d25砂体预测图

图11 马3块E2d25砂体等厚度

3 生产应用

应用波形指示储层参数模拟反演结果对研究区2 m以上的薄层砂体的分布进行精细刻画，通过分析井间砂体的变化规律，较好地指导了开发生产研究。

马5-18A井于2012年10月底投注，马5-2井注采对应率仅41%，间抽产油0.5 t/d，未见效。马3井复产后见效明显，产油最高达4.2 t/d。从图12储层预测剖面看，马5-18A井的注水层与马3井的油层和油水同层为同一套砂体，连通性好，注水见效合理；图13储层预测剖面中，马5-18A井与马5-2井砂体不连通，注水不见效。

图12 过马3、马5-18A井储层参数模拟反演剖面

图13 过马5-18A、马5-2井储层参数模拟反演剖面

图10马3块E2d25储层预测平面图也可直观、合理地分析注水开发中遇到的一系列问题。如前所述马5-18A井注水，马3井见效，马5-2井不见效的问题，从平面图上即可看出马5-18A井的砂体平面展布与马3井相连，与马5-2井不相连。另外，马5-1井的砂体与马5-4井的砂体可能不相通，马5-1井注水，马5-4井主要油层不对应，未见效；新马5-1井注水，马5-15井见效，马5-4井注不进水，同样可以从该层的储层展布平面图上看出。

高分辨率储层参数模拟反演有效地剖析了油田开发中遇到的动态矛盾，对油田后期开发调整提供了可靠的地质依据。

4 结论

地震波形指示及储层参数模拟反演利用地震波形特征代替变差函数分析储层空间结构变化，能充分发挥井与地震的优势，更好地体现了“相控”的思想，降低了反演结果的随机性。该方法在研究区的薄砂体预测中取得了较好的效果，能较好刻画2 m以上的薄储层，反演结果平面上吻合地质规律。

[1] 邵伟.蒙特卡洛方法及在一些统计模型中的应用[D]．济南：山东大学，2012.

[2] 史会峰.基于贝叶斯理论MCMC优化参数的负荷预测模型[D].北京：华北电力大学，2013.

[3] 林功成，雷新华，张新，等．随机反演在薄储层预测中的应用[J].油气地球物理，2012，10(4)：39-41.

[4] 盛述超，毕建军，李维振，等.关于地震波形指示模拟反演(SMI)方法的研究[J].内蒙古石油化工.2015，17(21)：147-151.

[5] 冉令．一种基于地震波形指示的反演方法研究[J].中国石油大学胜利学院学报，2016，30(3)：3-5.

[6] 杜伟维，金兆军，邸永香.地震波形指示反演及特征参数模拟在薄储层预测中的应用[J].工程地球物理学报.2017，14(1)：56-61.

[7] 吴黎军，吴悦，李智明.几种参数估计方法的教学要点[J].高等数学研究.2015，18(4)：110-112.

Application of thin reservoir prediction technology in Huangjue- Majiazui Oilfield

Xia Buyu

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China)

The Dainan Formation of Huangjue-Majiazui Oilfield has characteristics of thin sand body and short lateral extension. With the deepening of oilfield development, the traditional sparse pulse inversion and geostatistical inversion can not meet the demand of prediction accuracy. Therefore, the seismic waveform indicator inversion and the reservoir characteristic parameter simulation are introduced to improve the prediction accuracy of thin reservoir. This can provide a reliable geological basis for later development.

seismic waveform indicating inversion; characteristic parameter simulation; reservoir prediction; thin reservoir

P631

A

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.03.003

2017-04-18；改回日期：2017-06-12。

夏步余(1971—)，高级工程师，工程硕士，现从事复杂小断块构造解释及地震储层预测方法研究。E-mail：xiaby.jsyt@sinopec.com。

项目来源：江苏油田2016年度局级课题 (JS16011)。

(编辑 杨芝文)

《苏北盆地复杂断裂带高精度地震成像与圈闭成藏研究》国内领先

5月11日，江苏油田《苏北盆地复杂断裂带高精度地震成像与圈闭成藏研究》成果，在京通过了中国石化科技部组织的鉴定，整体达到国内领先水平。

本项成果针对苏北盆地复杂断裂带复杂的地质和地表特征，建立了一套适用的高精度成像技术系列，有效提高了复杂断裂带成像质量。成果完成了构造精细解释与刻画，重塑了不同类型复杂断裂带的构造发育新模式，新发现并落实了一批圈闭。通过总结圈闭类型和分布规律，完成了圈闭成藏特征和油气富集规律研究，并优选出有利目标提交钻探。

成果取得了两项技术创新：

一是针对苏北盆地复杂断裂带地质结构，开发应用了以高精度静校正、多次波压制和断面成像等为主的复杂断裂带高精度成像技术。

二是重塑了金湖凹陷石港断裂带双层体系新模式，构建了高邮凹陷真武断裂带三重断阶复式成藏模式，拓展了勘探思路与勘探空间。

成果登记中国石化专有技术1项。并且在油田勘探中取得了良好效益。

(徐 铭)