曲线重构技术在渤海Q油田储层精细预测中的应用

秦 童， 蔡纪琰， 李德郁， 汪 晶， 陈文雄

(中海石油(中国)有限公司 天津分公司渤海石油研究院，天津 300459)

0 引言

地震反演是寻找有利储层的重要手段之一，充分利用各种技术提高地震资料反演的可靠性一直是地震反演的努力方向之一。而实际地层的波阻抗差异极大地影响了地震反演的效果，当储层和围岩的实测波阻抗曲线差异不明显或部分叠置时，参与反演的波阻抗曲线不能很好地反映岩性或物性差异，这种反演结果会给储层预测带来一定的风险[1-2]。勘探阶段的反演对储层的刻画精度较低，而开发阶段对砂体描述的精度进一步提高，需要更加精细研究砂体物性及展布规律，储层预测的不确定性将凸显。

针对这一问题，研究者们通过分析各测井曲线的特征以及对目标储层的相关性，提出了利用曲线重构技术的地震反演方法[3-6]。曲线重构技术以实测波阻抗曲线为基础，综合自然电位、自然伽玛、电阻率等各条测井曲线所反映的信息，利用信息融合技术统一到一条曲线上，实现各种信息的有机融合和有效控制，从而把对储层变化比较敏感的测井信息融入波阻抗曲线中。与实测曲线相比，重构曲线能更好地反映储层与围岩的波阻抗差异。

笔者针对Q油田的特定情况进行分析，得到了可以有效反映目标储层的特征曲线。利用特征曲线重构波阻抗曲线，使围岩段波阻抗基本保持不变，而砂岩段波阻抗更加突出，再进行地震反演。反演结果表明，引入曲线重构后的结果与开发井实钻吻合更好，可以满足更精细的砂体描述要求。

1 曲线重构原理

常规的曲线重构方法主要有两类：①公式计算，即通过Faust公式、Archie公式、Gardner公式等，将特征曲线换算成波阻抗曲线[7-10]；②通过数理统计和回归，即通过交会分析特征曲线与实测波阻抗曲线的映射关系，再将特征曲线映射到波阻抗曲线的量纲上[11-12]。这些方法的局限在于，重构过程中过多侧重于特征曲线，重构曲线在形态上与特征曲线非常贴近，而地层的真实波阻抗信息没有得到充分利用(图1)。

图1 统计回归重构结果Fig.1 The reconstruction result of statistical regression

笔者应用曲线重构，是利用小波多分辨率分解和信息融合处理等技术将非波阻抗类测井曲线融入波阻抗曲线中。自然电位、自然伽马、电阻率、中子孔隙度等非波阻抗类曲线与地震反射虽没有直接对应关系，但可直接反应地层的岩性和含油性，利用这些曲线对波阻抗曲线进行重构处理，可在一定程度上引入地层岩性和含油性信息，相当于在反演中加入了先验认识。其基本原理如图2所示，主要通过以下四步实现：①通过交汇分析等手段找到能够更敏感反映储层变化的特征曲线；②将特征曲线与实测波阻抗曲线融合成具有波阻抗量纲的新曲线；③对这两条曲线进行小波分解，分别得到高频信息和低频信息；④将实测波阻抗的低频信息与新曲线的高频信息进行融合，得到重构的波阻抗曲线。该曲线既能反映地层波阻抗变化，又能反映岩性的细微差异。

图2 曲线重构原理示意图Fig.2 The principle diagram of curve reconstruction

图3 曲线重构理论试验Fig.3 The theoretical test of curve reconstruction

理论曲线的重构试验(图3)表明：与原始曲线相比，重构曲线在特征曲线所指示的井段幅度增大，而在其余井段，重构前、后曲线基本保持不变。因此，重构的曲线在形态上与实测曲线基本一致，只在储层段特征更加突出。即以地层实际波阻抗为基础，在尽可能不破坏原始波阻抗信息的前提下，进一步融合了能更好反映储层岩性、物性、含油性的其他测井曲线的信息。

2 应用实例

Q油田目标层系表现为的欠压实砂泥岩剖面响应特征，砂岩段表现为低密度、低自然伽马，油气层电阻率明显高于水层。依据钻井取心和井壁取心资料分析，岩性、物性具有正相关关系：即砂岩粒度粗，泥质含量较低，物性较好；砂岩粒度细，泥质含量相应增加，物性变差。根据测井数据统计，本区目标层系砂岩的实测声波速度与围岩相差不大，密度比围岩低，砂岩与泥岩相比表现为低波阻抗，但有部分重叠。在重叠区储层与围岩差异不明显，常规地震反演结果对储层的预测存在一定风险。根据常规反演结果设计的开发井B1井为A砂体及其下部的B砂体同时注水，但实钻结果并未钻遇A砂体(图4)。因此为达到油田开发对砂体描述精度的要求，开展了曲线重构反演研究。

分析本区岩石物理特征，将能反映储层物性的自然伽玛曲线和能反映储层含油气性的电阻率曲线与实测波阻抗曲线进行重构，突出储层特征以利于砂体描述。对Q油田3口探井进行曲线重构的结果如图5所示。P-Imp为重构前后两波阻抗曲线的叠合。重构曲线在储层段波阻抗数值更低，与围岩差别更加突出，而在非储层段基本保持不变，曲线重构达到预期效果。

对波阻抗进行重构后需再次质控各井的井间一致性。从重构后3口探井的波阻抗曲线直方图(图6)可确定各井仍具有良好的井间一致性关系，重构曲线可用于后续地震反演。

图4 常规反演剖面与B1井实钻结果Fig.4 The conventional inversion profile and B1 well drilling result(a)过B1井常规反演剖面;(b)B1井实钻结果

图5 Q油田3口探井曲线重构结果Fig.5 The 3 wells curve reconstruction results of Q oilfield(a)1井 ；(b)3井 ；(c)4井

图6 重构后3口探井波阻抗直方图Fig.6 The p-impedance histograms of 3 wells after reconstruction

由于开发井测井系列不全，仅应用3口探井参与运算，并进行引入曲线重构技术反演。图7为过B1井的两次反演剖面，引入曲线重构技术的反演结果表明，B1井轨迹并未钻遇A砂体，与实钻结果吻合，证实了该技术的可靠性。图8为过A1h井的两次反演剖面，钻前预测该井水平段为一整套砂体，而实钻揭示的储层物性较差：其砂体高部位在垂向上依次钻遇3 m储层、3 m泥岩和2 m储层。在曲线重构反演结果上，该砂体在高部位振幅明显减弱，且不连续性增加。因此可较清楚地判断砂体物性变差的风险，再次证实了反演结果较为准确。

根据曲线重构反演成果，对设计井轨迹进行调整并成功钻探了B6h井。过B6h井的两次反演剖面对比表明(图9)，该砂体展布范围有所减少，开发井随之进行优化。钻后证实了曲线重构反演准确性，实钻砂体边界与反演结果基本一致。

图10为过B4h井的两次反演剖面，根据常规反演结果预测在水平段砂体岩性可能发生变化，可能钻遇泥岩约40 m。而曲线重构反演结果能更清晰地表明砂体内部的岩性变化，预测钻遇泥岩段长度可能显著增加，并为开发随钻做了充分的预案。钻后证实了该井水平段钻遇了140 m泥岩，与预测相符。

图7 过B1井反演剖面Fig.7 The inversion profile of B1 well(a)常规反演 ；(b)曲线重构反演

图8 过A1h井反演剖面Fig.8 The inversion profile of A1h well(a)常规反演 ；(b)曲线重构反演

图9 过B6h井反演剖面Fig.9 The inversion profile of B6h well(a)常规反演 ；(b)曲线重构反演

图10 过B4h井反演剖面Fig.10 The inversion profile of B4h well(a)常规反演 ；(b)曲线重构反演

图11 C砂体平均波阻抗属性Fig.11 The average p-impedance property of sand C(a)常规反演 ；(b)曲线重构反演

图11为C砂体两次反演结果的平均波阻抗属性，曲线重构反演结果确认了该砂体中部储层不连通的风险。为开发井的进一步实施提供了有效的依据。

3 结论

根据在生产油田的具体情况，有针对性的将岩性、物性、电性等测井曲线引入波阻抗曲线以实施反演，可有效突出目标储层，增加反演结果的可靠性，对精细研究砂体物性和展布等有重要的意义。

借助小波多分辨率分解和信息融合技术进行曲线重构，可使重构曲线以原始波阻抗曲线为基础，仅在储层段特征更加突出，能最大限度地减小重构对原始曲线的影响。因此，该技术可在不破坏地层原始物性信息的同时，将其他测井曲线所反映的有效信息引入其中，使重构的曲线既能反映地层的波阻抗变化，又能反映岩性、物性和含油性的细微差异。

对渤海Q油田的曲线重构反演表明，砂体展布更加清晰，砂体内部岩性和物性变化更加敏感，该技术对开发井的钻探提供了借鉴。

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