浅论波形指示反演在致密砂岩薄储层及含油性预测中的应用

林玉婷 魏红梅 商伟 周娟

摘要：致密砂岩薄储层具有储层厚度薄、致密和非均质性强的特点，常规叠前随机反演方法存在高频成分随机性强的缺陷，造成薄储层预测的大量误差，难以满足致密薄储层精细刻画的需求。基于波形指示的叠前地震反演技术利用叠前地震波形相似性代替传统变差函数优选测井样本，提高了地层弹性参数高频成分的确定性，从而提高了反演结果的有效分辨率和精度，解决了致密砂岩薄储层及其含油气性定量预测的难题。

关键词：致密砂岩；薄储层；叠前随机反演；波形指示；定量预测

致密砂岩油作为一种重要的非常规石油，近年被广泛关注，致密砂岩油藏的地震识别是油藏地球物理勘探中的重难课题。

1波形指示叠前地震反演方法原理

1.1波形指示模拟

基于褶积理论的正演研究表明，地震波的调谐特征与反射系数结构具有密切的关系，反射系数的垂向分布，包括反射系数的间距、大小、个数决定了地震波形的调谐样式。在相似的地质条件下，反射波波形与反射系数结构可形成良好的匹配关系，可以根据波形的调谐特征优化反射系数的分布。为了充分利用地震波形对地层弹性参数结构的指示意义，在随机模拟过程中利用地震波形相似性代替变差函数对模拟样本进行优选。

1.2波形指示叠前地震反演流程

波形指示叠前地震反演是在波形指示弹性参数模拟的基础上，结合叠前同时反演而形成的一种叠前高分辨率随机反演技术，最终获得既符合原始地震记录，又包含确定性较强的高频成分的宽频弹性参数结果。整个反演过程分为以下4 个主要组成部分。

1）叠前同时反演获取地震频带范围的纵、横波阻抗绝对值。叠前同时反演根据Zoeppritz方程或其近似式，运用井约束稀疏脉冲算法保证了获取的纵、横波阻抗值在地震频带范围内与实际地震信息的吻合。

2）波形指示模拟建立初始模型。将叠前同时反演获得的纵、横波阻抗与平均AVA子波褶积得到纵、横波合成地震数据，在构造框架下，按纵、横波地震波形特征分别对已知井进行分析，优选与待模拟道波形关联度高的井样本进行随机模拟，分别建立纵、横波阻抗初始模型，并统计测井样本的纵、横波阻抗的概率分布作为先验概率分布。

2 應用实例

2.1储层地质特征

根据测井解释和岩心分析结果，河道砂体物性优于席状砂和滩坝砂，孔隙度一般为 2%～6%，平均为 3.72%；渗透率一般为（0.1～1.0）× 10-3 μm2，平均为0.38× 10-3μm2，属典型的低孔低渗型储层。虽然砂体发育程度较高、纵向多期叠置、横向复合连片，但由于砂体的物性非均质性较强，空间分布变化快，有效储层厚度薄，连续性较差，导致钻井的有效储层钻遇率较低，且油井往往产量低，难以实现高产、稳产。

2.2储层及含油性岩石物理特征

寻找识别储层及含油性的敏感弹性参数是开展地震反演定量预测的基础和依据，一般通过测井岩石物理分析建立相应的识别模板。砂岩识别能力从高到低依次为横波阻抗、纵波阻抗和纵横波速度比；含油砂岩与非含油砂岩在纵、横波阻抗上重叠严重，无法区分，而利用纵横波速度比可对含油砂岩进行很好地识别，含油砂岩纵横波速度比小于1.65。

测井岩石物理分析建立了砂体、储层及含油砂体的弹性参数定量识别模板，为了提高地震预测精度，需要选择针对性叠前地震反演方法获得精度尽可能高的地层各项弹性参数。波形指示叠前地震反演正是为此目的研究形成的高精度、高分辨率叠前反演方法。

2.3波形指示叠前地震反演关键参数

波形指示叠前地震反演包含叠前同时反演和波形指示反演两个主要组成部分，波形指示反演部分关键参数较少，仅有“ 有效样本数” 和“ 最佳截止频率”，有效提高了反演过程效率并降低了人为干预程度，使反演结果更真实地反映原始数据的信息。

2.3.1有效样本数

有效样本数是指在特定的层段范围内，在所有被选井的井旁道中寻找与当前道波形最相似的井样本数。“ 有效样本数” 是波形指示模拟及反演中最重要的参数之一，主要表征地震波形空间变化对地层弹性参数结构的影响程度。

相关曲线是判断有效样本数最直观的质控依据，其曲线形态一般表现为相关指数随着样本数的增加逐渐增大，达到一定程度后相关指数不再随着样本数的增加而增加，表明更多的样本无助于预测精度的提高，其相关指数最大时的样本数就是最佳样本参数，相关曲线上表现在拐点的位置。通常较大的样本数表明地层弹性参数变化小，非均质性弱，在横向变化快、非均质性强的地区，可适当减小样本数。

2.3.2最佳截止频率

波形指示模拟和反演结果具有“ 低频确定、高频随机” 的特点，低频主要是受地震频带及地震相的影响，高频则主要受相同沉积结构样本的控制，越到高频随机性越强，因此设定合适的“ 最佳截止频率” 对反演结果具有重要意义。该参数与“ 有效样本数” 参数有关联性，需在确定了有效样本数后进行“ 最佳截止频率” 参数的确定。与有效样本数分析方法类似，计算各井不同频率下与其它井的波形相关性，拟合所有相关曲线，如果更偏向于反演的确定性，该参数不宜设置太高，反之，如果更偏向于反演分辨率，能够接受随机的结果，可以设置较高的截止频率。

2.4反演及预测效果分析

根据波形指示叠前地震反演技术流程，在构造框架模型下，需要完成AVA子波提取、波形指示关键参数分析，以及高质量的叠前同时反演以获取地震频带的纵、横波阻抗绝对值和纵、横波合成地震数据，进而完成整个波形指示叠前反演过程。并取10个以上反演结果的平均值作为最终结果，以减小单个实现的随机误差。井厚的变化趋势，表明波形指示叠前反演结果与地震数据具有较好的一致性，且其对河道的发育规模及边界刻画得更清楚。

以上对这些薄储层和薄油层的有效识别表明波形指示叠前地震反演的高分辨率结果具有较高的可靠性，预测结果很好地刻画了有效储层和含油砂体的非均质性分布，对合理部署开发井、提高钻井成功率和提高单井产能具有重要的指导意义。

3结论

综上所述，波形指示叠前地震反演清晰地刻画了砂体、有效储层及含油砂体的空间分布，后续结合利用三维可视化技术及储层建模技术，可以精细地定量雕刻砂体、有效储层及含油砂体的空间位置和发育规模，为开发井部署、钻井轨迹设计、油藏描述和储量计算提供可靠的资料依据，是陆相致密碎屑岩油气藏精细描述的关键技术。

参考文献

[1]顾雯，徐敏，王铎翰，等.波形指示反演技术在薄储层预测中的应用—以准噶尔盆地B地区薄层砂岩气藏为例[J].天然气地球科学，2016，27（11）.

（作者单位：物探研究院东部室胜坨组）