井震结合储层预测技术的适应性研究

姜振海

(中石油大庆油田有限责任公司第三采油厂，黑龙江 大庆163000)

大庆油田萨北开发区位于大庆长垣萨尔图背斜构造最北端，主要开采层位为萨尔图、葡萄花和高台子油层，沉积储层属于长垣北部大型叶状河流-三角洲沉积体系，其位置靠近物源方向，因此储层较为发育，且河流-三角洲沉积相类型发育较全，相分异明显，非均质性强，即使在目前105.5km2/口的密井网条件下，井间储层预测依然存在较大的不确定性。

储层的预测与描述是油田开发的关键环节，近年来以地震为核心的储层预测技术已有长足发展。在地震属性预测方面，曾洪流[1]对地震沉积研究方法进行了评析，指出准确的时间地层格架是虚拟薄层水平成像的关键；于兴河等[2]利用均方根振幅属性砂厚趋势约束确定了“以河找砂”的砂体预测思路；张建宁等[3]利用地震正演技术研究了单一河道边界地震相模式，提高了利用地震资料识别单一河道砂体的可靠性；伊振林[4]对比了不同地震属性预测技术对窄小河道边界识别程度的差别；姜岩等[5]证实利用90°相位转换和分频解释技术可以更好地展现平面沉积特征；张广权[6]采用多元回归方法，通过三相多属性融合技术实现了平面岩相的智能追踪；凌云研究组[7]应用储层演化地震分析思路可识别3～5m内储层沉积环境的变化。在地震反演方面，贾承造等[8]认为储集层特征重构反演是提高纵向分辨率的有效方法；张江华等[9]提出了改善反演品质3方面的策略；张玉芬等[10]将小波变换多尺度分析思想用于地震反演提高了反演收敛速度和精度；周大森等[11]通过波阻抗反演分析了不同井网条件下的沉积相成图方法；金振奎等[12]综合地震属性及地震反演技术优势预测沉积相平面展布，弥补了密井网区井间信息盲点，确定了单期河道边界。

自2008年以来，大庆油田开展了密井网区利用开发地震资料进行井间储层预测的技术攻关，从应用效果上看，笔者认为技术方法上的进步应配套进行预测结果的理性预断，以免过分依赖地震成果而出现井间刻画的失误。为此，笔者以大庆长垣萨北开发区萨尔图油层为例，开展了针对密井网解剖区不同地质条件下河道砂体地震响应特征的研究，提出不同因素对地震预测能力的影响，进而明确井震结合储层预测技术的适用部位，针对不同砂体类型采取对应的地震预测方法，切实提高储层预测精准度，实现油田高效开发。

1 井震结合储层预测技术符合率验证

1.1 不同厚度类型砂体预测符合率统计分析

萨北开发区萨尔图Ⅱ、Ⅲ油层组(以下简称SⅡ、SⅢ油层组)包含18个砂层组，28个沉积单元，沉积环境以三角洲平原和内前缘为主。研究区地震满覆盖，于2008年完成采集，采用10m×10m小面元采集，主频45Hz，采样间隔1ms，对应深度采样约为1.5m，信噪比高。为探索研究区目的层适用的井震结合储层预测技术，该次研究采用单一振幅属性、多属性神经网络融合、地质统计学反演3种方法预测井间储层，预测分砂层组、沉积单元两级进行，每个砂层组一般包含3～4个沉积单元，沉积单元单层厚度在4m左右。

单一属性预测主要是通过已有井点位置井震数据相关性对属性及切片进行优选，最终选定均方根振幅属性，利用该属性沿层切片的分布趋势，预测砂体平面展布，同时针对研究区存在的萨尔图Ⅰ油层组(以下简称SⅠ油层组)、SⅡ油层组顶界面地震反射轴强干扰问题，采用子波分解重构技术，提高了目的层的反射效果(图1)。

多属性融合技术使用EMERGE软件，针对利用地震单一属性预测储层存在多解性问题，采用统计融合方法，通过不断寻找与实钻数据具有最大相关性的最佳属性进行逐级迭代，配合邻近上、下层数据参与计算，使任一点的预测结果均为多种属性、多个位置逐级运算的结果，达到误差逐渐降低、数据更加收敛的效果，对实际工区选用了振幅、频率、相位3类共6种属性参与到计算之中(图2)。

图2 3种地震预测技术的砂岩预测效果对比图

地质统计学反演使用JASON软件，通过声波、电阻率参与的密度曲线重构，提高波阻抗计算精度，再通过井震岩石物理分析，确定岩性敏感曲线、地震属性和岩性划分敏感值，再采用自然电位拟波阻抗反演约束下的井震结合地质统计学协模拟技术流程，保证了反演效果的保真性和纵向高分辨率。

从3种地震预测技术预测储层后验井统计结果(表1)可以看出,对于砂层组级别(地层厚度平均14m)的储层预测，多属性技术(多属性神经网络融合))较单属性技术(均方根振幅属性)明显提高了厚层泥岩和大于3m厚层砂岩的预测符合率，使其能达到90.9%和88.6%，明确了该部分储层的分布；对于沉积单元级别(地层厚度平均4m)储层预测，地震反演技术(叠后地质统计学反演)较地震属性技术显著提高了厚度小于3m的薄层砂岩的预测精度，薄储层在一定程度上得到了有效预测。

表1 不同砂岩厚度地震预测符合率统计表

1.2 不同单元储层特征预测符合率统计分析

对研究区28个连续的沉积单元统计后验井地震预测符合率，并根据河道、河间钻遇特征细分沉积环境，绘制出综合符合率与垂向沉积旋回对应关系曲线(图3)。由图3可以看出，地震预测能力高低在趋势上明显受控于垂向沉积旋回，但在一些位置如SⅡ1+2b～SⅡ2+3b单元出现了沉积环境相近、地震预测符合率却有较大波动的情况。经过逐点分析表明，地震技术可以有效预测4类典型储层。

A类(如SⅡ1+2b)。沉积环境为分流平原远岸，单元内储层较为发育，其后发生快速水进，单元间隔层较为发育，统计后验井地震预测符合率高，称为“厚层+隔层型”。

B类(如SⅡ2+3b)。沉积环境为分流平原中岸，储层发育中等，但该类储层厚、薄层砂界限清晰，平面非均质性强，与下部单元间沉积环境过渡较大，单元间隔层发育，统计后验井地震预测符合率高，称为“隔层+非均质型”。

C类(如SⅡ12)。沉积环境为分流平原远岸，储层发育且厚、薄层砂之间过渡平缓，平面非均质性弱，上、下沉积单元环境过渡不明显，隔层不发育，该类储层地震预测符合率高，称为“单一厚层型”。

D类(如SⅢ1)。沉积环境为内前缘近岸，储层发育一般，但在垂向储层集中不发育的层段中相对较好，该类单元隔层较为发育，且处于内前缘近岸，厚、薄层砂平面边界较清晰，平面非均质性强，该类储层地震预测符合率高，称为“非均质+隔层型”。

图3 垂向沉积演化与井震结合适用性综合分析图

此外，如SⅡ1+2a沉积单元出现地震预测能力不足，究其原因是该单元之上发生大幅度水进，隔层极为发育，但该单元储层发育一般，且紧邻的SⅡ1+2b沉积单元储层更为发育，使得邻近厚层的薄层砂岩不足以形成单独的地震反射信息，影响了该部分储层的预测精度，导致地震预测失误。与其情况类似的SⅡ2+3b沉积单元，隔层不发育，上、下紧邻清晰反射单元，即使沉积环境变化不大，同样出现了预测符合率低的情况。可见对储层垂向旋回的研究可以间接推测地震预测符合率的高低。

对研究区各沉积单元，以砂岩、平面非均质性、隔层3项指标定量统计储层条件，按地震预测符合率从高到低排序(表2)可以看出，砂岩厚度与地震预测符合率具有明显的正相关关系，平面非均质性强弱及隔层厚度也在一定程度上影响着地震预测符合率的高低。

表2 储层条件与地震预测符合率关系表

1.3 同一单元不同平面位置预测适用性统计分析

以SⅢ5+6b沉积单元为例，该单元整体地震预测后验井符合率为62.6%。通过制作沉积单元级井点砂岩-隔层厚度叠合图，按该单元储层-隔层叠合情况，将其四分(如图4)，分别统计每小块内的砂岩、平面非均质性和隔层条件，再分别统计各单块地震预测符合率。结果显示，各分区储层条件统计与后验井符合率统计的对应关系与表2中结果相符，再次证实通过对已知井点储层条件特征统计可以帮助进行井间地震预测能力预判；另外，对于整体地震预测能力较低的单元仍存在地震预测符合率较高的部位，通过对沉积单元内储层进行的平面细分，可以确定井震技术适用部位，在应用地震预测成果时更有针对性。

图4 储层平面细分与井震结合适用性综合分析图

2 层次控制微相优化组合方法

2.1 地震预测层次控制思路

通过对目标储层采用垂向沉积旋回、储层沉积特征、储层平面细分3步定量评价，可以对地震预测成果准确度进行预判，从而找到地震预测能力较高、适合井震储层预测的部位。采用“层次分析和模式预测”思路，从各地震预测技术的实际预测能力特点出发，选用多属性融合技术明确砂层组级厚层砂、泥展布范围，以此为约束，通过储层地质统计学反演，明确各沉积单元河道砂体归属关系(图5)。

图5 地震预测层次控制方法

2.2 砂岩厚度预测参考图制作

对于沉积单元级平面砂体展布的刻画，采用“井震储层平面厚度校正技术”，保证井点处砂体预测-实测匹配性，节约井震结合储层刻画工作时间。井震储层平面厚度校正技术具体分4步：①提取沉积单元级任意类型井震结合储层预测成果图(属性或反演成果图)；②建立井旁地震预测值与井点实际砂岩厚度之间的函数关系，将地震成果初步转化为平面厚度图；③提取平面厚度图上井点预测厚度，与实际厚度相除，绘制厚度预测系数面；④通过厚度面与系数面之间的面运算，得到最终沉积单元级砂岩厚度预测图，该图在井点处与井实际厚度相符，井间遵循地震趋势预测(图6)。

2.3 微相优化组合方法

结合实际刻画工区，应用井震结合技术，借助沉积单元级地震反演切片及井点厚度趋势，组合井间各类微相，重点识别对井间连通关系有重要意义的河道微相并进行组合，将其按沉积环境及规模分为窄小河道、主体河道、复合河道3种类型，明确各类河道的刻画重点及方法，使研究区河道预测符合率较单纯基于井的符合率提高8.4个百分点，具体分类刻画方法如图7所示。

图6 砂岩厚度预测图制作流程(以SⅢ10沉积单元均方根振幅属性切片为例)

图7 微相优化组合技术刻画实例

3 井震动静结合措施挖潜实例

3.1 指导油井压裂，控制含水率回升速度

以1井组为例(图8(a))。根据砂体钻遇情况，SⅡ12沉积单元在1井、2井、3井中均为河道砂，井距150m，原解释结果认为油水井间连通；而依据该单元地质统计学反演切片，明显显示1井处在2条单一河道边部变差部位。依据地震预测成果对该层河道砂体进行了重新组合，后期对河道汇聚点1井实施压裂，沟通了2条单一河道，压裂后低渗层得到动用，有效控制了含水率回升速度。

图8 SⅡ12沉积单元措施选井及实施效果

3.2 开展水井颗粒调剖，促进均衡受效，缓解层间矛盾

以4井组为例(图8(b))，通过地震反演技术，使SⅡ12沉积单元河道砂边界得到清晰识别，明确4井位于河道外部紧邻河道处。在该井吸水剖面上，SⅡ10+11b沉积单元新解释为高水淹，目前仍为主要吸水层，相对吸水量达到61.8%，压制了其他层位的吸水能力，具有一定的潜力。对该井实施颗粒调剖，注入压力上升，比吸水指数下降。从措施前、后的吸水剖面测试结果可以看出，吸水量下降，见到了较好的开发效果，SⅡ12沉积单元得到动用，促进了均匀受效，缓解了层间矛盾。

4 结论

1)针对大庆油田萨北开发区存在的地震反射强轴干扰、砂泥交互分布、薄单砂层预测难题，井间储层预测采用地震强轴压制处理后的单一属性、多属性融合、地质统计学反演3种方法，通过对实际工区28个连续的沉积单元进行储层预测以及精度验证，明确了地震多属性融合预测技术适合3m以上砂岩和厚层泥岩，预测符合率分别达到88.6%和90.9%，地质统计学反演技术主要提高了厚度低于3m的薄层砂岩的预测能力，找到了适用于不同储层的预测技术；选用多属性融合技术明确砂层组级厚层砂、泥展布范围，以此为约束，通过储层地质统计学反演，明确了各沉积单元河道砂体归属关系。

2)对照各单元的储层特征，进一步明确了地震反射结果与地质条件之间的对应关系：各单元预测符合率的高低取决于单元所处的沉积旋回位置以及储层条件特征，且同一沉积单元内部不同位置地震预测能力仍存在差别。运用旋回特征分析和储层条件定量评价，可以确定井震结合技术适用层位，通过储层平面细分评价可以确定井震预测适用部位，对地震预测成果进行真实性预判，对沉积单元、储层位置、砂体类型进行针对性地预测，可避免因为过度使用井震预测带来的井间储层预测失误。

3)采用层次控制微相优化组合技术，针对窄小河道、主体河道、复合河道采用对应的方法进行刻画，可提高地震预测成果的应用效果；配合动静结合方法，针对不同开发阶段油水井优选措施，达到了剩余油挖潜的目的。