基于合成记录的综合层位标定技术

２００４年２月　石ｉ由址球如理参探　第３９卷第１期　・经验交流・　基于合成记录的综合层位标定技术　

张永华　陈　萍　赵雨晴　朱　军　刘景颜　（石油大学（北京））　（河南油田）　

摘　要　张永华，陈萍，赵雨晴，朱军，刘景颜．基于合成记录的综合层位标定技术．石油地球物理勘探，２００４，３９（１）：９２～　９６　

地震层位标定是连接地质、测井和地震资料的有效方法。目前实际应用的层位标定方法有很多种，而且每　一种方法单独应用均存在一定缺陷。为此本文提出了以合成地震记录为基础的地震资料综合层位标定方法，其　具体思路为：①建立高精度速度场；②以深一时转换为基础，确定合成记录与井旁地震道的波组特征对应关系，　把相应地质层位标定在地震剖面上；③以地震剖面上的标志层和主要目的层为标志，对由单井标定的地震层序　进行井点、线、面的反复循环对比，力求使所有井点的层序与其波组特征有统一的对应关系；④通过综合分析，　建立岩性、电性、物性与井旁地震道及其他地震参数之间的对应关系。该法用于泌阳凹陷的油气勘探和开发领　域取得了较好的地质效果。　

关键词　层位标定　合成记录　储层预测　波组特征　层序地层　综合解释　

引　言　众所周知，地震、地质、测井、岩石物理等学科的　资料均是油气勘探的基础资料，它们以不同的方式　反映地下构造与油气藏的特点，然而在解决复杂的　实际问题时，往往存在多解性和局限性。若把各种资　料进行综合分析和解释，则可克服上述不足，从而提　高最终成果的可靠性和精度。如何把钻井数据、测井　资料和地震资料三者结合起来，进行构造和储层研　究，其关键在于通过层位标定将三者结合起来，建立　岩性、电性、物性、井旁地震道及其他地震参数之间　的对应关系。目前用于层位标定的基础资料有ＶＳＰ　数据、地震测井数据、声波测井与密度测井数据等，　其中以ＶＳＰ数据最精确。本文从应用的角度提出了　综合层位标定的方法，在实际工作中获得了较好的　地质效果。　层位标定方法存在问题　目前实际应用的层位标定方法有ＶＳＰ、合成记　本文于２００３年３月３日收到，修改稿于同年８月４日收到。　录、地震测井、平均速度精确标定等方法，单独使用　这些层位标定方法都存在不确定因素。地震测井、平　均速度标定方法属于“硬标定”，仅在时一深转化时　使用，并未考虑波组特征。下面着重讨论ＶＳＰ层位　标定、合成记录层位标定存在的问题。　ＶＳＰ层位标定存在的问题　相对而言，在各种层位标定方法中以ＶＳＰ最精　确，但也存在如下问题：①ＶＳＰ速度是地层的平均　速度，地震资料的叠加速度是等效速度，两者对应的　时间波形不一致；②ＶＳＰ测井检波器置于井中，没　有半波损失，地面地震检波器埋在地面，处在弹性介　质的半空间分界面上，存在半波损失＿２］，造成两者极　性不一致（ＶＳＰ走廊叠加剖面是负极性剖面）；⑧短　程多次波使ＶＳＰ观测的下行脉冲能量增强，使脉冲　主要能量的到达时间发生延迟ｌ３］。　合成记录层位标定存在的问题　合成记录是利用声波和密度资料进行正演的结　果，因此可通过合成记录与井旁地震道的相关性来　进行标定工作。但是此法也存在如下问题：①制作　合成记录的子波是人为给定的，其振幅谱与相位谱　不可能模拟实际介质中子波随深度的变化Ⅲ；②制　

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３９卷第１期　张永华等：基于合成记录的综合层位标定技术　９３　作合成记录的波阻抗界面的反射系数是根据声波测　井和密度测井资料计算得到的，而这两项测井资料　会受到泥浆污染与井壁结构的影响；③声波测井和　密度测井往往不是进行全井段观测，据此资料制作　的合成记录在地震剖面上的位置是浮动的，不能准　确定位。　

地震资料综合层位标定技术　本文在分析单一层位标定方法的基础上，提出　以合成地震记录为基础的地震资料综合层位标定技　术。该法的基本思路是首先进行精细的速度分析，建　立高精度速度场；再把经过滤波处理的深度域的自　然电位、电阻率、速度曲线及合成地震记录分别进行　深一时转换，确定合成记录与井旁地震道波组对应　关系，把相应的地质层位标定在地震剖面上；然后以　地震剖面上的标志层和主要目的层为标志，对单井　标定的地震层序进行井点、线、面的反复循环对比，　力求使所有井点的地震层序与波组特征有统一的对　应关系；最后通过综合分析，建立岩石物性与井旁地　震道及其他地震参数之间的对应关系。需要特别指　出的是，合成记录与井旁地震道的相关程度主要取　决于子波频率、相位特征、测井资料的质量、深一时　转换的精度、声波测井的频散＿５］、井旁地震道的极性　和相位特征。下面着重介绍我们为消除几种因素的　影响所做的工作。　基础资料的整理与测井曲线校正　在制作合成记录之前，必须收集并整理ＶＳＰ、　地震测井、声波测井、密度测井、钻井地质分层、油层　与显示层井段数据等资料，并把参与制作合成记录　的资料统一校正到地震数据基准面高度，并由速度　资料建立深一时对应关系的尺度　］，同时剔除声波　与密度测井数据异常值。　极性分析　制作合成地震记录必须明确地震剖面的极性，　因为它关系到所用子波的极性与合成记录的准确　性。ＳＥＧ格式规定：初至波起跳向下、记录数字是　负的称为“正常记录”。常规地震资料一般都采用这　种极性标准，但由于地震子波不可能是零相位的，不　同的处理方法亦可得到不同的子波波形，而且某些　处理模块也有可能改变极性。此外，速度各向异性　等问题，致使地震资料的极性变得复杂。李庆忠　提　出了简单且实用的判断准则：如果进入石灰岩（或　厚盐岩层、火成岩层）顶界面后阻抗朝正方向偏，那　就是“正极性”，否则就是“反极性”（“正常极　性”）。如果存在地质上可以肯定、有一定厚度并且　稳定的相对高速层，亦可用来做相同的判断。通过　分析与主要目的层有关的各种资料确定各反射界面　的极性，然后据此极性，将处理流程中的时一深关　系做进一步调整Ｌ７　。　合成记录累计误差校正　由于测井曲线不是从基准面开始测量的，其起　始时问不确定，因而通过积分求得的深一时关系存　在绝对误差。为了消除积分造成的累计误差，需要用　ＶＳＰ与地震、测井资料进行标定。当有ＶＳＰ测井资　料时，可参照ＶＳＰ资料的时一深关系，确定合成记　录上几个点的时一深关系作为合成记录的校正点，　并求得相对误差，然后用时问漂移法进行校正。若没　有ＶＳＰ测井资料，可利用工区标志层进行标定，首　先分析井旁地震道的振幅、相位、波阻特征，找出反　映某一特定界面的相位，将钻井分层的深度与井旁　地震记录上的时问对应，求得合成记录的校正时间，　从而定准时一深对应关系。　子波参数选择　合成地震记录的子波一般从井旁地震道提取，　相位以零相位为主ｌ８］，也可根据需要选择最小相位　或自定义。子波时窗长度越短，越接近地震波的脉冲　激发。但由于大地吸收作用使子波延迟，所以子波时　窗具有一定的长度，在交互处理、解释中应选择适当　的时窗长度。在实际应用中，首先给出与地震剖面频　率相一致的雷克子波初步制作合成记录，再根据标　志层地震反射波与合成记录波组对应关系，对测井　曲线进行微调，进一步提高合成记录与井旁地震道　的相关性，然后由井旁地震道提取子波。　连井剖面闭合　单井层位标定的效果要用空问层位闭合来验　证。一般说来通过连井剖面追踪、对比，检查不同　井标定的目的层界面是否闭合，可以确定单井标定　的合理性。如果界面能闭合，则标定合理，否则应　该进行复查与调整。复查包括两个方面的内容：一　方面检查地质分层是否合理；另一方面检查时一深　关系与波组关系对比是否合理。在层序划分方面，对　于厚度变化大的厚层主要采用层序地层学的方法划　分沉积旋回，并根据连井剖面的追踪结果，应用测　

维普资讯 http://www.cqvip.com 石油地球物理勘探　２００４妊　井曲线的组合特征和沉积相展布特点建立地层分布　关系；对于没有地震反射或地震反射微弱的薄层，则　利用标志层或者地震剖面上稳定的反射界面来控制　其构造形态与分布，从而达到储层对比、分析的目　的。在时深关系对比方面，在各层序的标准层对　应好后，若目标层段砂体标定存在相位误差．可通　过调整合成记录制作参数和精细的速度分析来消除　相位误差　合成地震记录与地震剖面不一致原因分析　在层位标定中应注意ＶＳＰ观测时一级菲涅耳　带（二分之一地震波长）内地层的横向变化。　Ｈａｒｄａｇｅ（１　９８３）曾给出两个实例说明合成记录与地　震剖面不一致的原因，　。。图１ａ中砂体的宽度很小，　约等于传播的地震子波的主波长＾，井从砂体中穿　过，相应的声波测井与密度测井曲线反映了砂岩体　的顶、底界面存在波阻抗变化，合成记录在这两个界　面处均形成了反射同相轴（图ｌｂ）。由于砂体横向尺　寸太小．整个砂体只能看成是一个绕射点而不能形　成反射界面，所以在偏移地震剖面上不能形成反射　同相轴。在图ｌｃ中．有一口井从两个横向延伸的砂　体中间穿过，砂体之间的距离约为一个波长　，声波　测井与密度测井测不出与砂体有关的波阻抗变化，　合成记录没有明最的反射（图１ｄ）．但在地震剖面上　却显示为一连续的砂体反射，因为地震波波前在两　个砂体的边缘产生绕射，井离每个砂体的距离都小　Ｉａ）　囵口　泥岩　砂岩　圆　喜　（ｅｌ　（ｄ）　图ｌ合成地震记录与地震资料不一致原因示意图　（ａ）井筒穿越小砂体模型；（ｂ）与（ａ）相对应的合成记录　（ｃ）井筒未穿越砂体模型；（ｄ）与（ｃ）相对应的合成记录　于一级菲涅耳带宽度，两个绕射“尾巴”在井的位置　上互相叠加，在地震剖面上显示为一砂体。　应用实例　泌阳凹陷是在东秦岭褶皱带上发育起来的以下　第三系沉积为主的中、新生代小型含油断陷，面积约　为ｌ０００ｋｍ。。凹陷被北西向栗园一唐河断裂和北东　向栗园一泌阳断裂所挟持，形成南深北浅的箕状凹　陷。凹陷内次一级构造单元可分为北部斜坡带、中部　凹陷带和南部陡坡带。局部构造以鼻状构造为主．局　部构造形成较早，且具有继承性．多向深凹区倾没，　分布在生油区内或邻近生油区，为形成各种类型的　油气藏提供了良好的构造背景。凹陷的沉积盖层主　要为下第三系．自下而上可分为大仓房组、核三下　段、核三上段、核二段、核一段、廖庄组等，纵向上构　成一个完整的沉积旋回，位于旋回中部的核桃园组　（尤其是核二段、核三段）是凹陷的主要勘探目的层。　为了在该凹陷寻找接替石油地质储量，开展了综合　层位标定技术与层序地层划分、对比工作。首先，收　集了该区的ＶＳＰ、地震测井、速度谱等资料。并经过　统一的基准面校正，建立了时一深转换雎线；然后通　过ＶＳＰ数据、合成记录与井旁地震道的相关性把各　井的时一深关系标定到地震剖面上；再对ＶＳＰ记录　做分频扫描，使它们的频率相等．可使ＶＳＰ叠加剖　面与井旁地震剖面的波组特征相关性较好。　图２为Ｂ２１２井ＶＳＰ叠加剖面与井旁地震道对　比图，发现主要目的层Ｔ¨Ｔ。　、Ｔ　相关性好，从而　确定了主要目的层在地震剖面上的位置。对没有