基于地震相分析的砂体储层厚度描述

第18卷第3期

基于地震相分析的砂体储层厚度描述

蒋炼1，曾驿2，文晓涛1，贺振华1，石站站1

（1.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610059；2.中海石油（中国）有限公司深圳分公司研究院，广东广州510240）

基金项目：国家自然科学基金青年基金项目“基于复杂弱信号检测的礁滩相储层预测及油气检测技术研究”（40904034）、

国家科技重大专项“珠江口盆地（东部）碳酸盐岩地球物理方法研究与储层预测”（2008ZX05025）

Description of sand body thickness based on seismic facies analysis

Jiang Lian 1,Zeng Yi 2,Wen Xiaotao 1,He Zhenhua 1,Shi Zhanzhan 1

(1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,

China;2.Research Institute of Shenzhen Company,CNOOC,Guangzhou 510240,China)

Abstract:In the initial stage of exploration,when there are a few wells drilled in work area,and the sand bodies are very thin and unstable in lateral distribution,it is difficult to find a good way to predict them.Various seismic attributes and wave impedance inversion have been applied widely in hydrocarbon detection,reservoir prediction and sequence stratigraphy explaination,which can clearly describe the distribution of sand bodies horizontally based on the seismic facies analysis.Wave impedance can describe the thickness of sand bodies vertically,while tuning frequency has a better corresponding relation with the thickness of sand bodies.In this paper,firstly,we predicted the distribution of the sand bodies,which were mostly obtained through the research of sedimentary environment and the analysis of seismic facies based on multi-attribute;secondly,we computed a data volume in frequency domain after making spectral decomposition to raw seismic data through time-frequency analysis,and then extracted the time of maximal amplitude each trace in the data volume,getting a planar graph of the peak frequency;thirdly,we built the fitted formula between the peak frequency and the thickness of sand bodies using the wave impedance inversion profile after high resolution processing and the unique drilling well in research area;finally,we used the fitted formula to compute the distribution map of the thickness of all sand bodies in whole research area through the thin layer tuning principle which was put forward by Widess.The practical application shows that the method can predict the the distribution and thickness of sand bodies well.

Key words:thickness of sand body;impedance inversion after high resolution processing;seismic facies analysis;time-frequency analysis;mixing deposition

引用格式：蒋炼，曾驿，文晓涛，等.基于地震相分析的砂体储层厚度描述［J ］.断块油气田，2011，18（3）：273-276.

Jiang Lian ，Zeng Yi ，Wen Xiaotao ，et al.Description of sand body thickness based on seismic facies analysis ［J ］.Fault-Block Oil &Gas Field ，2011，18（3）：273-276.

文章编号：1005-8907（2011）03-273-04

摘

要

勘探初期，工区内钻井较少和砂体厚度较小且横向分布不稳定的时候，找到一种合适的方法来描述砂体的分布范

围和厚度是一件十分困难的事情。地震的各种属性和波阻抗反演在碳氢检测、储层预测和层序地层解释中具有广泛的应用，基于属性的地震相分析可以清晰地刻画砂体的横向分布情况。研究区调谐频率和砂体的厚度有较好的对应关系，因此，根据实际情况，在充分了解研究区沉积背景的前提下，首先，优选提取可以识别砂体范围的各种地震属性，利用基于多属性的地震相分析描述出砂体的分布范围；其次，根据时频分析做谱分解，计算出一个频率域的数据体，提出每道能量最大处的频率值，得到最大频率平面图；然后，根据高分辨的波阻抗反演剖面和研究区的唯一一口钻井，建立砂体厚度和频率的拟合关系式；最后，用统计的拟合关系式，推算出整个研究区砂体分布范围内的厚度平面图。实际应用结果表明，该方法能较好地预测砂体分布范围和厚度。关键词

砂体厚度；高分辨率波阻抗反演；地震相分析；时频分析；混合沉积

中图分类号：P631.4

文献标志码：A

针对油气田开发的高精度三维、储层精细描述等技术的研究取得了很多的成果，但应用效果与实际需求仍有一定差距，特别是在钻井相对较少的情况下，高精度三维地震解释的预测精度有待提高［1］。

砂体厚度的描述主要有以下2种技术：一是在开发阶段，可以利用分形地质统计学［2］、泛克里格法［3］等地质统计的方法；二是利用地质地震综合考虑来预测砂体的厚度，可以利用井点处的地震属性和测井解释

2011年5月断块油气田FAULT-BLOCK OIL &GAS FIELD

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2011年5月断块油气田

的厚度的相关性预测砂体的厚度［4］，也可以在品质较好的三维地震资料上用非线性的随机反演对砂体厚度进行描述［5］，还可以运用三维地质建模与地震反演相结合的方法预测砂体［6］。2006年Jianlei Liu根据井点砂体的厚度和频率的关系，利用瞬时频率预测砂体厚度的分布，取得了较好的效果［7］。但是前面的方法必须建立在有足够钻井的基础上，并且在远离井点的地方效果并不是很理想，应用范围受到一定的限制。

根据薄层调谐原理，地震的频率属性和薄层砂体的厚度具有良好相关性，波阻抗反演能够较为准确地在井点附近描述岩性的变化。因此，笔者提出利用可靠程度较高的高分辨波阻抗反演建立砂体厚度和频率关系式，用来推算出砂体分布范围内的厚度平面图，取得了较好的应用效果。

1研究区沉积环境

研究区盆地主要经历了早第三纪裂谷断陷阶段和晚第三纪裂后沉降阶段。储集层主要包括海相砂岩、生物礁和陆相砂岩。生储盖组合主要包括陆生海储型、陆生陆储型和海生海储型，盆地构造线为北东—北东东走向。研究区砂体沉积期处于中中新世，该时期为持续海侵阶段，海水由南向北入侵，在构造高点和远离北西方向的物源地方发育生物礁滩，同时来自北西方向的陆源碎屑物质也在碳酸盐台地和滨岸交界的陆棚环境沉积，形成了特殊的沉积层系——

—混合沉积砂体。由于混合沉积往往伴生良好储集岩甚至烃源岩组合［8］，因此混合沉积层系在近年来逐渐受到重视。研究区唯一的一口油井可以证明混合沉积的砂体确实是良好的储集体。

该区地震资料为高精度三维地震资料，经处理后主频可以达到50~60Hz，这为精细的地层-岩性解释奠定了基础。根据研究区内目前已钻的一口井建立了井震关系，利用钻井和测井资料标定了砂体所在的位置。砂体位于两套灰岩之间，砂体厚为11.4m，孔隙度较大，波阻抗较低。砂体的上部为27.5m的一段灰岩，其孔隙度小，波阻抗较高；下部有一段厚1m的泥岩和约10m的灰岩，其波阻抗也较高。从波阻抗看，在纵向上形成了高—低—高组合。

2地震属性和地震相

地震属性自20世纪90年代以来，经过不同的数学变换，衍生出100多种地震属性［9］。不同的属性反映不同的地质特征，如频率类属性主要与沉积物颗粒的粗细有关［10］。但在实际应用过程中，可以根据不同目的选用不同的属性特征表征不同地质含义。

在应用过程中，从地震属性中优选出几种对研究区岩性变化敏感的几种属性作为判别砂体的标准，然后用这几种属性进行基于神经网络分类的地震相分析，最后有效地识别出砂体边界，为后面砂体厚度的计算做好了准备。

用基于属性的地震相分析可以清晰地刻画砂体分布情况。通过地震属性分析，优选出可以较好地描述砂体分布范围的4种属性：均方根振幅、最大能量、瞬时频率算术平均值、谱主频。根据上面的4种地震属性，用它们进行基于神经网络的聚类分析，得到基于多属性的地震相。

3时频分析和高分辨率波阻抗反演首先将目的层段通过频谱分析，采用余弦相关算法；然后把代表不同频率的切片组合到一起，组成一个三维的数据体，其Z值就是连续变化的频率值；最后再把每一道中能量最大时的频率值抽出来，组成一个频率切片，即最大振幅时间值属性，代表目的层段能量最大时的频率值，这个频率值即是要找的调谐频率，如图1所示。

图1调谐频率

波阻抗反演作为一种重要和精确的储层描述手段，目前已发展了多种波阻抗反演方法，主要有约束稀疏脉冲反演、基于模型的参数反演、随机模拟与随机反

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第18卷第3期

演和“神经网络”反演等［11-13］。这里采用的是基于模型的测井约束波阻抗反演技术。首先对原始的地震数据进行高分辨率处理，然后再进行波阻抗反演。如图2所示，高分辨率数据处理后的波阻抗反演可以较为精确地描述砂体厚度的变化。

图2高分辨率处理后的波阻抗反演

图2为一个过井的波阻抗剖面，从图中可以看出

砂体的变化趋势非常明显，由于是过井剖面，其结果也是比较可靠的。根据图中的砂体时间厚度的变化，可以很容易得到一系列的时间厚度值；再根据井上砂体厚度与时间厚度的对应关系，把时间厚度转换成砂体厚度；最后把根据时间厚度计算的砂体厚度所在位置对应的峰值频率找到，就可以得出砂体厚度和调谐频率的对应关系（见图3），最终拟合出一个关系式。图3表明，这个关系式可用于预测整个砂体分布范围内的砂体厚度的变化。

图3砂体厚度-调谐频率交会图

4主要成果

通过对研究区区域地质概况和沉积环境的分析和研究，利用上述地震属性特征、地震相的划分，以及地震相和沉积相的转化，可以清晰地刻画出砂体的展布范围，运用时频分析和高分辨波阻抗反演，建立了砂体厚度和调谐频率的相关关系，最后根据拟合的关系式计算出了砂体的厚度变化（见图4）。

图4砂体厚度分布

由图4可知，砂体整体上呈南西—北东方向展布，与北西的物源方向近乎平行，其他4个砂体与经钻井证实的砂体展布方向基本一致，比较符合地质规律。经钻井证实的砂体厚度为11.5m，其他4个砂体的厚度也基本在5~25m，说明该时期沉积的砂体整体厚度不大，并且整体上是靠近物源方向的砂体厚度比远离物源的地方大。因此，经上述方法预测的砂体厚度是基本符合地质规律的，结果也是相对可靠的，可以指导下一步的油气勘探方向。

5结论

1）波阻抗反演能够有效地识别砂体，特别是在井孔附近，可靠程度较高，但是较难识别薄层砂体；合理选择地震属性能够有效描述砂体的分布范围；地震的调谐频率与砂体厚度存在较好相关性，而且可以较好地描述薄层砂体的厚度。

2）综合利用地震属性和波阻抗反演，可以有效地识别砂体分布范围和厚度，比较适合于钻井较少时、连续性较差的薄层砂体厚度预测和描述。

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收稿日期：2010-08-11；改回日期：2011-03-02。

作者简介：蒋炼，男，1984年生，在读硕士研究生，研究方向为地

震、地质综合解释与储层预测。E-mail ：ljjl2004@https://www.360docs.net/doc/9118009485.html, 。

（编辑杨会朋）

胜利油田稠油重点实验室项目达国际领先水平

近日，胜利采油院稠油所科研人员承担的重点实验室项目“胜利油田稠油油藏蒸汽驱影响因素及注采参数优化研究”通过胜利油田分公司专家组验收，鉴定整体达到国际领先水平。

针对胜利油田稠油热采转变开发方式的需要，采油院科研人员从2008年开始了项目研究，在充分调研的基础上，自主研发了适用于胜利油藏特点和开发井网的大型物模设备———

蒸汽驱高压三维物理模拟实验装置，完成大型三维物模实验30余组，管式模型和其他测试实验150余组。依据研究成果对单56超稠油蒸汽驱先导试验和孤岛中二北蒸汽化学驱先导

试验进行指导及优化，截至目前，单56试验井组自2008年9月陆续转驱以来，累计产油8.69×104t ，阶段增油2.49×104t ，阶段采出程度7%，目前采出程度已超过预测吞吐采收率1.9%。孤岛中二北Ng5试验区块4个井组2010年10月转驱，目前开井17口，井组比转驱前日增油50t ，阶段增油3000t 。

（李宗华摘自：中国石化新闻网2011-04-08）

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