基于叠前OVT域偏移的河道砂体预测方法

周华建

（中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

0 引言

大庆长垣萨尔图油田为大型河流—三角洲体系的储层沉积特征［1］，纵向上油层多，砂泥互层频繁，平面上相变快，剩余油分布呈现总体高度分散、局部相对富集的特征。利用常规叠后地震储层预测方法只能预测约1/4相对较厚的河道砂体。目前叠前地震OVT域处理解释技术（炮检距向量片或炮检距矢量片）在勘探阶段应用较多，在识别岩性及流体中展现了较大的潜力［2-4］，但在开发阶段，针对砂泥岩薄互层储层预测方面处于探索阶段，该技术的最大优势是能以地层的方位各向异性分析为手段预测储层［5-6］。

从叠前地震OVT域处理工作入手，以地震沉积学为手段，充分挖掘叠前地震资料中河道砂体的地震反射信息，分析不同方位地层切片反映储层砂体特征的振幅属性，结合测井数据进行储层描述，可进一步提高储层河道砂体展布特征预测的可靠性，以期更好地指导井组间剩余油描述和挖潜。

1 研究区地震资料品质分析

大庆长垣萨尔图油田采用的是16线6炮正交线束状观测系统，采用3 520（220道×16线）道接收、10 m（纵）×10 m（横）面元、总覆盖次数为80次（纵向10次，横向8次）覆盖。其地震资料主频约为45 Hz，频带宽度为5～150 Hz，从合成记录与剖面的对比分析，可以得出井震匹配程度很高，波组特征明显，地层接触关系清楚，层间信息丰富，信噪比和分辨率均较高，全区能量相对均衡。研究区的地震资料品质能够满足叠前OVT域处理和解释方法的研究要求。

2 地震叠前OVT域储层预测方法

地震叠前OVT域储层预测方法采用叠前地震处理和解释一体化工作模式，通过叠前高分辨率处理、基于炮检距向量片成像及叠前地震储层预测方法研究，提高储层描述精度。

2.1 地震叠前OVT域处理

在常规地震资料处理的基础上，通过大量的试验，初步确定了地震叠前OVT域处理的基本步骤、关键环节及其质量控制方法，实现了OVT域规则化处理和偏移成像成果。流程中最主要的2个环节是各向异性分析与校正和OVT域数据插值及偏移成像（图 1）。

图1 OVT域处理技术流程Fig.1 OVT domain processing technology

2.1.1 各向异性地震响应特征分析与校正

随着地震技术的发展，大炮检距和宽方位角采集技术开始被广泛地采用，在得到更多地质信息的同时，也使得各向异性现象凸显，以地球介质各向同性的假设为基础的研究已经不能满足需要。地震资料处理中，地震各向异性通常表现为速度上的各向异性，即在同一个共成像点道集中，来自不同方向地震波射线的地层速度存在差异，造成动校正后的同相轴难以被真正拉平［7-10］。此时速度不再是标量，它的大小不仅与空间位置相关，还与传播方向有关。因此，通常在同一点使用相同速度的动校正技术，难以使CMP道集同相轴得到拉平。

与动校正过程中速度过高或过低导致的同相轴随炮检距变化而下弯或上翘现象不同，在按炮检距大小排列的CMP道集中，同相轴呈现参差不齐、随机跳动现象的特征［图2（a）］，而且这种情况很难判断是哪些因素引起的，因为噪音干扰、静校正不准确以及方位速度差异都有可能产生类似的现象。将动校正后CMP道集按方位角大小进行排列，可知，同相轴随着方位角起伏变化［图2（b）］，起伏时差可高达5 ms，其起伏变化具有一定的周期性，当方位角相差180°时，相当于检波点和激发点位置进行了互换，地震射线路径未发生改变，反射时间基本一致，即其变化周期大约为180°。

图2CMP道集显示Fig.2 CMPgather display

速度方位各向异性校正处理方法可分为3个步骤：①采用基于模型的相关时差计算方法，获取非正常反射时差；②根据各向异性分析的最大时差大小，剔除异常值；③将得到的时差作用于地震数据，实现各向异性校正。得到的结果是同相轴横向连续性增强，规律性更明显（图3）。

图3 方位各向异性校正前后对比Fig.3 Comparison before and after azimuthal anisotropy correction

通过时差校正，不同OVT单元之间保持一致，层位追踪和断层解释更加精准，能提高断裂解释和储层预测的精度。区域内分布不同的断裂系统，就会有不同的走向和倾向，同一个断裂系统不同的断层也会具有不同的走向和倾向。常规处理的地震数据只能接收垂直于采集方向的断裂系统的信息，而叠前OVT域数据能够从不同方位充分接收到各种走向断裂系统的地震信息，从而能使各种走向的断裂系统都得到较好的成像结果。

图4OVT道集划分Fig.4 OVT gather division

图5 十字排列中的OVT划分及成像图Fig.5 OVT division and imaging map in cross arrangement

2.1.2 OVT数据插值及偏移成像

OVT道集相当于含有相对固定方位角的炮检距道集，称为炮检距向量片。OVT数据集是十字排列道集的自然延伸，是十字排列道集内的1个数据子集［11-12］。图 4（a）为十字排列与 OVT 关系示意图，描述了十字排列中OVT划分方法，图中箭头方向指向OVT道集中心方位，在十字排列中按炮线距和检波线距等距离划分得到许多小矩形，1个矩形就是1个OVT炮检距向量片。

十字排列可由正交观测系统抽取出来［图4（b）］，即把来自同一炮线和同一检波线的所有地震道集合起来，因此十字排列的个数与炮线和检波线交点的数目一样多，每个OVT都是沿炮线有限范围内的炮点和沿检波线有限范围内的检波点构成，这2个范围把OVT的取值限制在1个小区域内，OVT可以限制炮检距和方位角的范围。

相对于常规处理地震道集，OVT道集兼具炮检距和方位角2类信息，在1个OVT道集中，各地震道的炮检距和方位角大致相同，无论是在近炮检距、中炮检距还是远炮检距范围，OVT道集的能量一致性均较好。根据大庆长垣萨尔图油田研究区地震采集观测系统设计的参数，包括炮线距、检波线间距以及80次覆盖次数等野外施工参数，在十字交叉排列道集基础上，将地震记录划分为80个有效OVT单元（图5），每个单元对应1个完整的相当于1个单次覆盖的地震数据体，各自含有较小范围的炮检距和方位角信息，为后续叠前解释奠定了基础。

2.2 常规地震与OVT域处理资料对比分析

常规地震处理技术采用多次叠加的方法，多次叠加的平均效应消除了地震数据中随不同的方位角和炮检距变化的储层各项异性信息，无法把这些信息用于地震解释和储层预测，而叠前OVT域处理技术采用单炮次或部分叠加方法，充分保留了反映储层方位各项异性的方位角和炮间距信息。如图6所示，与常规地震处理剖面及频谱对比，OVT域地震剖面上同相轴数量增多（图中蓝色圈所示），地震资料频带更宽，主频更高，地震分辨率更高，反映储层不同方位的有效信息加强［13-14］。

从成像效果对比分析来看（图7），常规地震属性信噪比高，地层切片反映储层较清晰，但与OVT域地层切片相比，有些储层信息没有预测出来（图中绿圈所示）。OVT域地震资料与常规地震资料相比，优势在于能够从不同方位反映储层有效信息，最大限度地保留地震信息的有效性，提高储层预测的精度。

图6 常规与OVT域地震处理剖面及频谱对比Fig.6 Comparison of seismic processing section and spectrum by conventional seismic and prestack seismic in OVT domain

图7 OVT域与常规地震成像效果对比Fig.7 Comparison of effect between OVT domain and conventional seismic imaging

2.3 基于地震沉积学的储层预测

得到多个不同方位、炮间距的地震数据体后，采用地震沉积学中的地震属性切片技术进行储层预测分析，其主要工作流程是：①基于地震构造解释结果建立小层级等时地层格架，实现小层级地层切片的制作；②通过地层切片与开发地质解释成果数据计算相关性，实现响应小层地层切片预测结果优选，并结合研究区沉积环境特征及测井解释结果，分析识别地震属性切片预测的地质体［15-19］。

2.3.1 等时地层格架建立

利用地层切片技术预测储层的基础是建立等时地层框架［20-22］。研究区构造平坦，目的层段无缺失或地层尖灭，地震资料显示油层组级地层同相轴稳定、连续，油层组与小层级地势形态基本一致，井震标定相关性达85%以上。通过地震合成记录标定和地震同相轴追踪，建立相对较厚时间域的油层组级等时地层格架，然后以油层组SⅡ，SⅢ等时地层格架为约束，在油层组内部按照井点分层的等比例原则建立沉积单元级地层格架（图8）。所得分层与实际井点分层深度误差在±1 m内的井达90%以上，精度得到了保证，为后续相应沉积单元的储层预测精度提供了保障。

2.3.2 地层切片预测结果优选

研究区工区面积20 km2，目的层为分流平原亚相沉积，复合河道砂体和点坝砂体发育［1］。利用上述方法建立全区地层格架，在多个含有不同方位、炮检距的地震数据体中的一定时窗内提取相应层位的地震样点值，实现多个地层切片的制作［23-26］。不同方位角体和常规地震体预测同一小层（基于振幅属性），预测储层整体趋势基本一致，但方位角体整体连续性更好，砂体边界更清晰；不同方位角体预测结果存在细节上的差异。如图9所示，选取4个区域应用地貌学特征进行详细对比分析，其中区域1为复合河道砂体发育带，OVT域地层切片与常规地层切片［图9（a）］相比，识别出了单一河道砂体［图9（b）中绿色箭头所指］；区域2为窄小河道砂体发育带，OVT域地层切片预测的河道砂体更加连续［图9（c）中绿色箭头所指］；区域3和4为点坝砂体发育带，OVT域地层切片预测的点坝砂体边界更清晰［图9（c），（d）中绿色弧线所示］。

图8 沉积单元级等时地层格架Fig.8 Isochronic stratigraphic framework at sedimentary unit level

利用定量方法对研究区A小层不同方位角体地层切片与常规地层切片预测储层砂体精度进行对比分析。采用如下Pearson线性相关理论公式，计算井点砂岩厚度值与井旁道地震振幅值的相关性［27-28］。测井解释储层砂体发育区与地震振幅属性预测砂岩发育区域匹配程度越高（图10），所得相关系数R越大，证明地震预测储层精度越高。

图10 井点砂岩厚度与地震振幅关系Fig.10 Relationship between well-point sandstone thickness and seismic amplitude

式中：R表示相关系数；x为井点地震振幅值；y为井点砂岩厚度，m；N为井数，口。

以图9中对应的4个区域为计算目标区，选取区域中大于2 m的井点砂岩厚度值与井旁道地震振幅值做相关性计算（表1），可知，OVT域地层切片预测的储层河道砂体精度高于常规地层切片预测的结果。

表1 砂岩厚度值与振幅值相关性计算结果Table 1 Relative calculation results of sandstone thickness and amplitude

3 井震结合河道砂体描述实例

以大庆长垣萨尔图油田A小层局部发育单一河道砂体区域为例，如图11所示，图中储层预测结果颜色由蓝→白→红变化表示岩性由泥岩向砂岩逐渐过渡，OVT域地层切片［图11（a）］预测砂岩厚度2 m以上的井点与地震预测结果符合率超过70%，比常规地层切片［图11（b）］预测的结果符合率提高了15%，而且预测出枝状的河道砂体，反映的砂体更加连续清晰。

图11 A小层局部地层切片及井点砂岩解释厚度Fig.11 Local stratal slices and interpretation thickness of well-point sandstone inAsublayer

依据图11（a）预测的储层砂体展布趋势，结合预测条带上及周边井点相应层位砂体的解释厚度、测井曲线形态等对比确认［29-32］，刻画出沉积微相图［图 12（a）］，按照同样的方法根据图 11（b）刻画出图 12（b）。以注入井H井为例，按图12（b）的刻画结果，该井分布在席状砂体中，统计该区A小层120口分布在席状砂体内的水井日均吸水量7 m3，而实际上H井在A小层的日均吸水量为15 m3，两者存在明显的差异，开发动态数据统计结果与对该井的地质认识存在矛盾，而按图12（a）的刻画结果，H井分布在河道砂体中，统计研究区A小层96口分布在河道砂体内的水井日均吸水量为14 m3，和H井的实际吸水量非常接近，说明H井在A小层应分布在河道砂体内。由此可知，以基于叠前OVT域地层切片预测的储层砂体展布趋势为依据的相图精度更高。

图12 A小层局部井震结合的相Fig.12 Phase of local well-seismic combination inAsublayer

4 结论

（1）叠前地震OVT域处理解释技术，与常规地震资料相比，能从不同方位角体的反射记录中反映出地层的方位各向异性特征，能够提高储层地质体预测的准确性，是长垣萨尔图油田密井网区储层预测的一种有效方法。

（2）依据OVT域叠前地震属性储层预测成果，井震结合对储层河道砂体进行精细刻画，增强了储层河道砂体识别的确定性，对开发调整有很好的指导意义。