地震正反演技术在春光油田沙湾组二砂组薄互层储层中的应用

郭佳玉，谢 启，张新超，邢丽娟，杨星星，郭 峰

（中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南南阳 473132）

1 研究区概况

春光油田沙湾组经历多期水进、水退过程，不同时期单砂体“横向成排成带、纵向交叉叠置”，沙湾组二砂组处于沙弯组一段中部，在尖灭带附近形成薄互层储层，泥岩沉积范围变大。

三角洲平原沉积体受东南倾角构造形态影响，多期高弯度分流河道砂体在研究区中南部呈北东-南西向带状分布，侧积砂坝、废弃分流河道砂体或分流砂坝与泥岩配置发育时，易与构造线配置形成岩性圈闭[1]。

2 理论模型

连井剖面显示，薄互层数量的减少意味着其间有其他尖灭线的存在，在沙湾组二砂组已发现了 4套砂层的尖灭线。然而，在地震资料上不能识别这4组反映砂岩地层的同相轴，说明地震资料受到薄互层反射的调谐效应影响。本文统计了薄互层段的储层信息并确定了薄互层的地震反射特征后，通过分频反演则能识别这4组地层的同相轴[2-3]。

2.1 薄互层模型正演理论分析

对薄互层段的储层信息进行统计发现，目的层最多发育4套薄互层储层。对已知井薄互层的油层、水层、非储层的速度、密度、厚度等信息进行统计，结果见表1。

表1 薄互层储层参数统计

为明确薄互层储层的地震响应特征，根据表1的速度、密度、厚度信息进行充填，建立4组储层的二维波阻抗模型，每组模型只有一套砂体含油。对4组波阻抗模型分别使用井旁道子波进行正演，生成4组正演模拟的反射波形图（图1）[4-7]。从图1可以看出，①当储层只有一套时，砂体具有明显的两峰夹一谷特征，且含油后波谷振幅也会增强，地震波表现为强波谷，是典型的“亮点”储层响应特征。② 当储层有二套时，由于干涉作用，砂体没有明显的两峰夹一谷特征，第1套砂体含油后，具有强波谷反射特征，第2套砂体含油，具有强波峰反射特征，其他同相轴发生复杂的干涉。③当储层有三套时，仅第1套、第3套砂体的顶界面有对应的波谷同相轴，且两个波谷的振幅差异较大；若顶部砂体含油，具有较强的两峰夹一谷特征，是典型的“亮点”油藏；若第2套砂体含油，没有明显的振幅反射特征；若下部砂体含油，则具有较强的波峰反射特征。④当储层有四套时，仅第1，3，4套砂体顶界面有对应的波谷同相轴，且这些波谷的振幅差异较大。若第1套砂体含油，则具有较强的两峰夹一谷特征，是典型的“亮点”油藏；若第2套砂体含油，则没有明显的振幅反射特征；若第3套砂体含油，则没有明显的振幅反射特征；若第4套砂体含油，则具有较强的波峰反射特征。整体来说，在砂泥岩薄互层岩性结构下，顶部砂岩含油均为典型的“亮点”反射特征，中间砂体含油则没有明显的振幅反射特征，底部砂体含油则多为波峰较强的反射特征。

图1 4组正演模型和正演剖面

2.2 薄互层模型理论分频反演

本文采用了多种方法来识别薄储层。实际上，目前常用的地震资料已进行了提高频率处理，如果再进一步提高频率并增加频带宽度的话，会出现大量的高频噪音。为此，开展了多种反演方法来提高分辨率，识别薄层和薄互层。

分频模拟反演的原理是依靠测井和地震资料研究振幅与频率的关系，将AVF（振幅随频率变化）作为独立信息引入反演，再合理利用地震资料有效频带的低、中、高频信息来减少薄层反演的不确定性，最后得到一个分辨率较高的反演结果。反演参数可以是任何一种物性参数，数学算法采用BP（向后传播）网、遗传演化（EANN）网，支撑向量机（SVM）网。反演也是一种无子波提取，无初始模型的高分辨率非线性反演，可以更真实地反映地层接触关系且与井具有更高的符合度，能更准确地反映砂体厚度变化及展布关系[8-10]。

分频模拟反演是在分频反演思路的基础上，利用分频反演的高频信息与确定性反演的约束稀疏脉冲反演结果相结合，从而得到较高分辨率的确定性反演方法，流程见图2。

图2 分频模拟反演流程

根据表 1建立薄互层模型和地质模型(图 3a)，在厚层高阻抗背景中，形成了多套低波阻抗薄互层。互层厚度的主频设置为50 Hz时，在地震资料（与实际地震资料相同）上不能够分辨这些薄互层。图3b是利用实际地震子波正演模拟得到的地震剖面，显然，也不能在地震资料上识别这些薄互层，仅能够识别整个薄互层组顶和底的反射；图中的黑线是依据地震资料强波峰和强波谷追踪的地震层位，反演过程中也使用这些层位，以使模型模拟结果更接近实际情况。图3c是波阻抗反演结果，与实际地质模型对比，不能够反映地质特征；其分辨率与地震资料相近，仅能够识别整个薄互层形成的大套地层的顶底。图3d是分频模拟反演的结果，与实际地质剖面和波阻抗反演结果对比，分频模拟反演能够准确反演出薄互层储层的位置和厚度。

图3 薄互层地质模型及反演结果对比

3 应用实例

以研究区的地层对比为基础开展正演模拟分析。首先，根据井资料发现沙湾组二砂组从内带到尖灭线发育薄互层砂体，并且薄互层内砂体在各自的尖灭线内存在着尖灭。从A、B、C、D、E、F井的地层对比图可以看出(图4)，应用亮点技术在B井、D井、E井都钻遇了油层，这些油层都发育在薄互层的顶部，是“正亮点”油藏。但对比薄互层内部显示，内部砂体也存在着尖灭，根据前面多套砂体的正演模拟结论可知，这种条件下可能发育非亮点油藏。为了验证这种推测，将地层对比结果得到的实际地层厚度填充实际速度、密度，预测的油层也充填统计的油层速度、密度，建立了正演模型(图5a)，通过正演得到了正演剖面（图5b）。正演剖面显示，亮点油藏在正演剖面上表现为强波谷特征，预测的非亮点油藏表现为弱波谷特征，预测的亮点油藏表现为强波谷特征，与实际的过井地震资料对应关系较好，验证了该区可能发育非亮点油藏。

图4 过A-B-C-D-E-F井地层对比

图5 A-B-C-D-E-F井正演模型及正演剖面

图6 地震剖面与反演结果对比

B井在二砂组发育一套薄储层，在地震资料和波阻抗反演结果中不明显（图6a、图 6b），而在分频模拟反演中则清晰显示（图6c）。除了二砂组顶部的储层外，图6c还清晰显示了下部的一砂组储层和上部的三砂组储层，这都说明分频模拟反演的分辨率较高。

4 结论

（1）多套薄互层模型正演模拟显示，顶部含油均呈现正亮点特征，中间砂体含油呈现非亮点特征，底部砂体含油呈现反亮点特征，说明春光探区理论上可以存在“正亮点、反亮点、非亮点”三种油藏类型。

（2）与实际地质剖面和波阻抗反演结果对比表明，分频模拟反演能够进一步准确反演薄互层储层的位置和厚度。

（3）将理论模型研究结果用于春光油田二砂组薄互层储层取得了良好的效果，多口井试获高产工业油流。