拟声波重构技术在大民屯凹陷储层预测中的应用

徐振旺，雷文文，王晓光，朱孔斌，郭 峰，刘太伟

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010）

大民屯凹陷位于辽河坳陷东北部，面积约 800 km2，是一个“小而肥”的富油气凹陷[1，2]。在凹陷发育早期（沙四时期），西侧隆起区物源在湖盆边缘凹槽区形成了一系列朵状扇三角洲，由南向北为前进、平安堡、安福屯、兴隆堡和三台子五大扇体，扇体直接入湖，与烃源岩紧密接触，优势岩相利于油气的聚集。沙四段是大民屯凹陷最主要的生油层系，一直以来都是勘探部署工作的重点，广泛分布的暗色泥岩和油页岩为古近系沙三段油气成藏提供了坚实的油源基础，同时也为沙四段的砂砾岩储层形成自生自储型岩性油藏提供了有利条件。

地震反演可以弥补地震频带的不足，在储层预测中起着十分重要的作用。通常，地震反演都是用声波曲线来进行约束，但是在有些情况下，由于井眼坍塌、钻井液等因素的影响，声波曲线很难反映岩性、含油气性等储层特征，地震反演的结果不能准确地预测储层的分布情况，降低了储层预测的精度[3-6]。这时可以采用拟声波重构技术进行地震反演，即将电阻率、自然伽马、自然电位等曲线转换成拟声波曲线，然后进行地震反演，提高反演的分辨率，从而提高储层预测的精度[7-9]。

1 地震资料高分辨率处理

大民屯凹陷目的层段的地震速度约2 750 m/s，地震资料主频为20 Hz，理论分辨率约34.375 m，属于典型的低分辨率资料，导致砂砾岩体及有效储层的刻画难度很大（图1a），因而需要提高地震资料的主频，拓宽频带，给后续地震反演提供高分辨的地震资料，从而提高储层预测的精度。通过道集切除、残余多次波去除、随机噪音去除、剩余时差校正、部分叠加等处理之后，然后利用纯纵波提取技术对三个角度的叠加道集进行处理，得到纯纵波地震资料（图1b）[10-11]。相比于原始数据的叠加剖面，纯纵波数据的叠加剖面具有更高的地震分辨率，同相轴能量更强，同相轴宽度变窄，细节刻画得更好。另外，从处理前后的频谱分析对比图可以看出，处理之后的纯纵波数据的主频由原来的20 Hz提高到25 Hz，频带明显变宽（图2）。

图1 处理前后地震剖面对比

图2 处理前后地震剖面频谱对比

2 拟声波曲线重构

目前，拟声波曲线重构技术主要有以下4种：常规曲线统计回归和数理统计法、多种测井曲线统计加权法、神经网络曲线重构技术、基于小波变换曲线重构技术[12-14]。前 3种方法未将地层背景速度的低频信息考虑进去，使得重构的声波曲线不能真实客观地反映地层信息，本次研究采用基于小波变换的曲线重构技术。

基于小波变换曲线重构技术是使用基于小波变换的多尺度分解理论和信息融合等相关技术，将含有地层背景速度的声波时差中的低频信息和可以区分地层岩性、物性的某些测井曲线中的高频信息经过相关处理而融合在一起，从而可以得到能区分地层岩性、物性和储层的拟声波曲线。

2.1 测井曲线的预处理

声波、密度测井曲线在采集过程之中，不可避免地会受到一些因素（如井眼垮塌、钻井液等）的影响，使得声波、密度曲线存在一些误差，最终影响解释结果，因此，需要进行必要的环境校正[15]。此外，测井曲线的采集时间、仪器、方法、参数、技术标准等的不同，会出现一定程度的系统误差，不能真实

地反映地下情况，影响储层预测的精度。因此，必须对相关的测井曲线进行预处理，如剔除异常值及基线漂移、标准化等处理，在一定程度上可以减少非地质因素的影响，降低储层预测的多解性[16]。在对本区的测井资料进行分析时，发现很多井的自然电位曲线出现了明显的基线漂移，对这些井的自然电位曲线进行了一定的基线漂移处理，并且使其数值范围统一（图3）。

2.2 测井曲线敏感性分析

图3 S253井和S358井的自然电位曲线基线漂移处理前后对比

测井曲线进行敏感性分析是拟声波曲线重构之前重要的步骤之一，可以优选出能够区分地层岩性、物性的测井曲线。对目的层段内的常规测井曲线与岩性、物性的对比分析表明，储层的含油性与自然电位曲线的相关性较好，显示较好井段的自然电位数值比显示较差井段的自然电位数值大，而在无显示层段，自然电位基本与基线重合。因此，可以用自然电位来区分储层和非储层，并且原始声波曲线与自然电位曲线的相关性很好，从而为拟声波重构提供了一定的保障。

2.3 拟声波曲线的重构

在以上测井曲线预处理和敏感性分析的基础之上，本次研究优选储层敏感曲线（自然电位曲线）构建拟声波曲线，结果表明，拟声波曲线既保持了地层速度背景信息，又提高了识别储层的能力，并且拟声波曲线的合成记录与井旁地震道的相关性更高，从而可以提高后续储层预测的分辨率和精度（图4）。

3 储层预测

3.1 反演效果分析

陡岸砂砾岩体近源混杂堆积，纵向厚度大，横向变化快，传统的波阻抗反演虽然能够有效预测出砂砾岩体，但是对有效储层的预测存在很大难度（图5a）。前期研究已证实，自然电位曲线对储层的含油性有很好的响应，因此，从原始曲线出发，经过基值漂移、消除异常值、环境校正、回归分析、标准化处理等，对研究区内井的测井曲线进行重构，得到了重构后拟声波曲线，对这些曲线进行标定，并建立模型进行反演，得到了拟声波反演结果（图5b）。

由图5可见，原始波阻抗反演剖面垂向分辨率较低，只能识别相对较厚的砂砾岩体，而拟声波阻抗反演剖面分辨率明显较高，提高了储层预测的精度，可以精细刻画目的层的储层特征。另外，从单井对比发现，拟声波阻抗的反演结果更加符合井下资料情况。

图4 两口井的原始声波阻抗与拟声波阻抗对比

图5 连井线波阻抗反演剖面对比

3.2 砂体厚度预测

利用高分辨率处理得到的纯纵波地震资料，对沙四下亚段的顶、底界面进行重新构造解释，结合拟声波阻抗与岩性的交汇图分析得到砂岩储层的阻抗临界值，然后在解释层位的约束下计算出时间域的砂体厚度，最后根据目的层段的平均速度计算出砂体的实际厚度。多口重点井的反演预测的砂岩厚度与钻井统计的砂岩厚度对比结果表明，预测结果和实际钻遇厚度基本吻合，两者的相关性很好，相关系数可以达到0.9以上。

3.3 平面展布特征

多年的勘探开发实践已证实，大民屯陡岸砂砾岩体自南向北呈条带状展布，扇三角洲前缘物性和含油性好于扇三角洲平原。S263井处于扇三角洲平原，S358井处于扇三角洲前缘，已钻井揭露情况来看，S358井的油气显示级别、有效储层厚度均优于S263井，从拟声波反演预测的沙四下亚段砂体厚度也可以很好地反映这一特点（图6）。同时可以看出，大民屯凹陷砂砾岩有利区分布在S351、S358及S268井附近，呈朵叶状分布，反映出物源总体上来自西侧，但存在多支，有“沟谷控扇、相带控藏”的特点。

图6 沙四下亚段预测砂体厚度平面分布

4 结论

原始地震资料品质对储层预测的结果会有很大影响，在反演之前应该对地震资料做一定的预处理，提高地震资料的分辨率，从而提高储层识别的精度。拟声波曲线重构之前必须对其进行预处理，尽可能地消除误差，提高储层预测的精度；同时需要优选出对储层岩性、含油气性等比较敏感的曲线进行拟声波曲线的重构，提高储层的识别能力。大民屯凹陷的自然电位曲线为敏感曲线，拟声波重构技术明显提高了反演的分辨率和储层预测的精度，准确地刻画了沙四下亚段砂砾岩体有利储层的分布。