（地球探测与信息技术专业论文）海上三维地震资料储层预测应用研究.pdf

摘要 对于油田勘探开发来说，三维地震储层预测研究技术在精细油藏描述或储层评价等 研究工作中所起的作用越来越重要，据此可大大提高钻井的成功率。 论文在分析论述了地震储层预测研究方法，包括地震波场属性参数分析方法、地震 相分析方法和地震储层参数反演方法的基本理论和方法技术的基础上，结合海上某区块 实际3 d 地震勘探资料，进行了地震储层预测的应用研究，并对实际应用效果进行了分 析，最后在反演储层参数和地震属性参数分析的基础上对有效储层进行了展布预测。通 过方法技术分析和应用研究，取得了以下几点认识： ( 1 ) 地震储层预测结果的精度和有效性不仅与方法的适应性、约束条件的合理性、 处理参数的正确性和综合分析的深入程度有关，还取决于地震资料的分辨率和信噪比等 因素。因而要想得到较准确和详细的三维地震储层预测结果，地震资料的保幅、保真及 高分辨率处理就显得尤为重要。 ( 2 ) 在储层评价阶段，利用3 d 地震数据体提取地震多参数信息，采用神经网络技 术进行地震相综合分析，与常规方法或单参数方法相比，它将地震多属性参数和神经网 络技术有机的结合在一起，其分析和预测结果的精度和可靠性得到大大提高，同时减少 了人为误差，其变化更符合客观规律，特别是在海上油气地震勘探中，由于区块内受钻 井平台制约，井约束条件有限，利用钻井地质和测井资料进行目标层组的沉积相分析跨 度较大，人为性较多，因此，利用3 d 地震资料进行相分析表现出了极大的优势。 ( 3 ) 地震储层参数反演方法是指利用地震资料、钻井地质和测井资料对地下岩层 空间结构和物理性质进行成像的过程。在海上油气勘探中，由于区块内受钻井平台制约， 井控资料有限且分布不均，因此选择合适的储层参数反演方法技术就显得非常重要，实 践证明，在少井控制的勘探区块，选择已知井约束加伪井控制的基于地震数据的声阻抗 反演方法是合适的，而选择以井为主地震数据约束的模型反演方法技术是不合适的。 ( 4 ) 结合实际海上3 d 地震资料应用研究表明，在井控较少，约束条件有限的海上 3 d 地震储层评价中，方法技术的合理选择以及多信息的综合分析研究是取得合理可靠研 究成果的基础及有效途径。 关键词：储层预测地震波场特征属性参数地震相储层参数反演含油气性综合预测 a b s t r a c t t ot h eo i le x p l o r a t o r yd e v e l o p m e n t ，t h et e c h n i q u eo f3 ds e i s m i cr e s e r v o i rp r e d i c t i o n p l a y sam o r ea n dm o r ei m p o r t a n tp a r ti na c c u r a t er e s e r v o i rd e s c r i p t i o no rr e s e r v o i re v a l u a t i o n a n ds oo n ，t a k i n ga d v a n t a g eo ft h i sc a l lg r e a t l yr a i s et h e p e r c e n t a g eo fs u c c e s s f u rd r i l l i n g o nt h ef o u n d a t i o no fa n a l y s i sa n d e x p o u n d i n gt h em e t h o do fs e i s m i c r e s e r v o i r p r e d i c t i o n ，i n c l u d i n gt h em e t h o do fp r o p e r t yp a r a m e t e ra n a l y s i st ot h es e i s m i cw a v ef i e l d ，t h e a r t i c l e c o m b i n i n gw i t ht h ea c t u a l3 ds e i s m i ce x p l o r a t i o nm a t e r i a l s ，h a sc a r r i e do nt h e a p p l i c a t i o no ft h es e i s m i cr e s e r v o i rp r e d i c t i o n ，a n dh a sc a r r i e do nt h ea n a l y s i st ot h ee f f e c to f t h ea c t u a la p p l i c a t i o n ，f i n a l l yh a sc a r r i e do nt h et h r o u g h g o i n gp r e d i c t i o nt ot h ee f f e c t i v e r e s e r v o i ro nt h ef o u n d a t i o no ft h ei n v e r s i o nr e s e r v o i rp a r a m e t e r sa n dt h ea n a l y s i st ot h e s e i s m i cp r o p e r t yp a r a m e r t e r s a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i st ot h em e t h o da n dt h et e c h n i q u ea n d t h er e s e a r c ht ot h ea p p l i c a t i o n ，ig e ts o m e r e c o g n i z a t i o na sf o l l o w ： ( 1 ) t h ea c c u r a c ya n dv a l i d i t yo ft h er e s u l t st ot h es e i s m i cr e s e r v o i rp r e d i c t i o n ，n o to n l y h a v er e l a t i o nw i t ht h ea d a p t i v e n e s so ft h e m e t h o d ，t h er e a s o n a b i l i t yo ft h ec o n s t r a i n t c o n d i t i o n ，t h ec o r r e c t n e s so ft h ep r o c e s s i n gp a r a m e t e r sa n dt h ed e g r e ei n d e p t ho f t h e c o m p r e h e n s i v ea n a l y s i s ，b u ta l s od e p e n do nt h er e s o l u t i o na n ds i g n a l t o n o i s er a t i oo ft h e s e i s m i cm a t e r i a l sa n do t h e rf a c t o r s s og e t t i n gm o r ea c c u r a t ea n dm o r ed e t a i l e dr e s u l t so ft h e 3 d s e i s m i cr e s e r v o i rp r e d i c t i o n ，i ti s e s p e c i a l l yi m p o r t a n tf o rt h ek e e p i n g a m p l i t u d e ，t h e k e e p i n g t u r ea n dt h eh i g hr e s o l u t i o np r o c e s s i n g ( 2 ) a st h es t a g eo ft h er e s e r v o i re v a l u a t i o n ，c o m p a r ew i t ht h ec o n v e n t i o n a lm e t h o do rt h e m e t h o do ft h es i n g l ep a r a m e t e r , p i c k i n gu pt h es e i s m i cm u l t i p a r a m e t e ri n f o r m a t i o nf r o mt h e 3 ds e i s m i cd a t av o l u m ea n dc a r r y i n go nt h e c o m p r e h e n s i v ea n a l y s i st ot h e s e i s m i cf a c i e sb y t h en e n u r a ln e t w o r kt e c h n i q u em a k ea no r g a n i cc o m b i n a t i o no ft h es e i s m i cm u l t i p r o t e r t y p a r a m e t e r sa n dt h en e n u r a l on e t w o r kt e c h n i q u e i tg r e a te n h a n c et h ea c c u r a t ea n dt h e r e l i a b i l i t yo ft h ea n a l y s i sa n dp r e d i c t i o nr e s u l t ，d e c r e a s e st h ep e r s o n a le r r o r , a n db r i n g st h e a l t e r n a t i o nm o r ei n t oc o r r e s p o n d e n c ew i t ht h e l a w so ft h eo b j e c t i v e e s p e c i a l l yi nt h em a r i n e o i l g a ss e i s m i cp r o s p e c t ，a sc o n t r o l e db yt h ed r i l lp l a t f o r mi ns u r v e r yb l o c ka n dl i m i t e db yt h e c o n d i t i o no fw e l lc o n s t r a i n t ，u s i n gt h ed r i l l i n gg e o l o g ya n dl o gi n f o r m a t i o nt oc a r r yo nt h e a n a l y s i st ot h es e d i m e n t a r yf a c i e so ft h et a r g e ts t r a t u mg r o u pm a k et h es t r e c hl a r g e ra n dm o r e p e r s o n a l s ou s i n gt h e3 ds e i s m i cd a t at oc a r r yo nt h ef a c i e sa n a l y s i sw h i c he x h i b i tg r e a t s u p e r i o r i t y ( 3 ) t h em e t h o do ft h es e i s m i cr e s e r v o i rp a r a m e t e r si n v e r s i o ni st h ep r o c e s st h a tu s i n g s e i s m i cd a t a ，d r i l l i n gg e o l o g ya n dl o gi n f o r m a t i o nt oi m a g ef o rt h es t e r i cc o n f i g u r a t i o na n dt h e p h y s i c a lp r o p e r t yo ft h es u b s u r f a c er o c k i nm a r i n eo i l g a ss e i s m i cp r o s p e c t ，a sc o n t r o l e db y t h ed r i l lp l a t f o r mi ns u r v e r yb l o c k ，l i m i t e db yt h ew e l lc o n t r o li n f o r m a t i o n ，a n dd i s t r i b u t e d u n i f o r m ，s oi t i sv e r yi m p o r t a n tt oc h o o s et h es u i t a b l em e a n sa n dt e c h n i q u ef o rr e s e r v o i r p a r a m e t e ri n v e r s i o n i th a sp r o v e dt h a ti ti ss u i t a b l et oc h o o s et h ea c o u s t i ci m p e d a n c eb a s e do n t h es e i s m i cd a t aw h i c hi sc o n t r o l e db yt h ek n o w nw e l la n da d dp s e u d o - w e l lc o n t r o l ，w h i l ei ti s n o ts u i t a b l ec h o o s et h em o d e li n v e r s i o nm e t h o do fs e i s m i cd a t ar e s t r i a i n tw h i c ht a k e sl o g i n f o r m a t i o np r i m a r i l y ( 4 ) a c c o r d i n gt ot h ea p p l i c a t i o nr e s e a r c ho ft h ea c t u a l3 ds e i s m i cd a t ao fo f f s h o r e ，i th a s p r o v e dt h a ts u i t a b l ec h o i c eo fm e t h o da n dt e c h n i q u e ，a n dc o m p r e h e n s i v ea n a l y s i sa n dr e s e a r c h o fm u l t i - i n f o r m a t i o na r et h ef o u n d a t i o na n dt h ee f f e c t i v ew a yt og e tt h er e a s o n a b l ya n d r e l i a b l yr e s e a r c hr e s u l t s k e yw o r d s ：r e s e r v o i rp r e d i c t i o n ，t h ef e a t u r e o ft h es e i s m i cw a v e f i e l d ，p r o p e r t y p a r a m e t e r , s e i s m i cf a c i e s ，i n v e r s i o no f r e s e r v o i rp a r a m e t e r , c o m p r e h e n s i v ep r e d i c t i o no fo i l g a s c h a r a c t e r 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文 中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 丁! 蜿 a 肋占年多月j 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 0 卵子年乡月孑日 m 暨年z 只1 日炳渺 广7 多孑 名 孔 鲥 名 者 签 作 市 划 师 论 导 长安大学硕上学位论文 第一章引言 1 1 研究的目的与意义 1 1 1 选题背景 海上油气田开发已有几十年的历史了，比较早的、规模较大的有美国墨西哥海湾、 北海和中东等油田，我国海上油气勘探主要集中于渤海、黄海、东海及南海北部大陆架。 国家为扩大油气资源供给潜力，为改革开放提供能源保障，做出了开发海上油气资源的 战略性决策。经过多年的艰苦努力，已经使得海上油气勘探取得了很大的成果。但是海 洋油气开发的高投入、高风险和高技术含量等特性，使掌握核心技术与自主创新成为影 响我国海洋油气开发产业成长和发展的至关重要的因素，而与外资合作可以省去资金困 扰，同时也可借外部力量解决海上开发的技术、管理等问题。为了降低风险和成本，寻 求合作开采已经成了各国海上石油开采约定俗成的规矩。即使是资金、技术无后顾之忧 的欧美各国，也纷纷采用外资参股，共同开采的方式。无论是在墨西哥湾还是在北海， 各国石油巨头联手开采海上石油资源已成一种普遍现象。我国属于资源相对匾乏的国 家，经济的快速增长对能源的依赖程度越来越大，因此，一方面在积极开拓国外市场， 寻求合作；另一方面采用多种形式积极勘探自有资源，以确保能源供应。 综观世界上的各大油田，特别是勘探程度较高或处于滚动勘探开发阶段的油田，随 着勘探程度的不断加深、难度不断加大和构造圈闭的日益探明，有目的地寻找隐蔽油气 藏显得越来越迫切。虽然利用高精度的测井资料和钻井、地质资料，可以较准确地获得 井孔及其周围很小范围内某一层段的岩性及含油气信息，但却难以描述井间以及井孔以 外广大区域的储层及油气藏情况，特别是海上石油勘探，由于受钻井平台制约，井控资 料有限且分布不均，因此充分利用海上三维地震勘探资料解决油气田的勘探和开发问题 就显得尤为重要。 我们知道，地震波场资料中包含有十分丰富的地层沉积、储层及储层含油气性等信 息，且在空间上的控制程度远比海上钻井资料要高的多，因此，近年来国内外研究资料 和研究成果表明，海上三维单分量和多分量地震勘探技术是储层及油气藏横向预测中最 有效的手段之一。尽管人们看好海上地震勘探技术，特别是在三维信息条件下的现代地 震地层学技术、地震属性参数技术、储层参数反演技术等，并且在储层评价中已取得了 一定的研究成果，但是，由于海上油气勘探的特殊性和复杂性，主要有： 井控资料少，分布不均； 第一章0 l 言 储层纵横向变化大，油气藏类型多样； 地震资料品质变化较大，分辨率不高。 在一定程度上制约了其方法技术的更深入的应用研究和效果体现，因此，选择本论文题 目进行一定的尝试是有意义的。 1 1 2 研究意义和目标 近年来，人们越来越认识到，要经济有效地勘探和开发油气田，仅靠传统的资料( 钻 井地质、测井、岩心和生产历史资料等) ，已经显得力不从心。无论是勘探丌发新的油 田，还是在老油田上钻加密井、扩边井和调整井等，为提高勘探的成功率和老油田的油 气采收率，综合使用地震信息，包括地震波场的运动学和动力学信息，在一定分辨率和 约束条件下，能较好地刻画储层参数的展布特征，预测储层含流体的性质及展布区域， 为油气藏的勘探与开发提供精度较高、变化合理和可靠性较高的储层评价信息。 所谓地震储层研究是指以地震波场信息为主，综合测井、试井、地质、岩芯分析及 开发动态等各种资料研究储集层的分布情况、岩性变化、物性特征、所含流体性质和油 气藏分布等一项综合的研究课题，其最终目的是提高勘探开发的整体效应【l 】。 由于储层在外形和内部结构上受多种因素影响，如沉积、成岩以及构造作用因素等， 极不规则且复杂多变，表现为结构的复杂性和分布的随机性，整体储层预测及定量建模 存在较大的难度。因为测井资料虽然能精细刻画储层特征，但稀疏，不能准确描述井间 储层特性；地震资料虽然能够反映井间储层的变化特性，但受地震资料分辨率的限制。 因此，相对精确的储层评价或描述技术必然是多信息多学科的综合方法技术。 随着地震勘探技术的进步，用测井资料作为控制和标定，充分利用密集的地震反射 数据体信息，特别是高分辨率地震反射数据体资料，采用井震结合的反演技术，现代 地震地层学分析技术以及地震属性参数技术，能够揭示储层岩性、物性和含油气性质的 展布特点，预测砂体的空间展布及变化规律，把对储层的分辨率提高到米级，为精细油 藏描述、油藏数值模拟提供更加符合实际地质特点的三维定量地震储层评价信息，从而 有利于寻找隐蔽且复杂的油藏，有利于开发方案的制定及注采井网的部署，为提高勘探 的成功率和油气采收率提供较充分可靠的依据【2 】。 1 2 储层预测方法技术研究现状 以地震资料为主，结合钻井、测井等地质资料对储层作横向预测主要包括四个方面 的内容：一是研究储层的分布、连续度；二是研究储层厚度的顶面构造形态；三是研究 长安大学硕上学位论文 储层的物性参数；四是研究储层内所含流体性质及其分布。储层物性和充填在其中的流 体性质造成了地震反射波的速度、振幅、频率及相位的变化，这些变化是储层预测的主 要依据0 1 。 就方法技术的发展而言，随着2 0 世纪7 0 年代三维地震勘探方法技术的出现，由于 提高了地震勘探的精度以及信噪比和分辨率，地震资料解释的精度和可靠性得到了很大 的提高，使得地震储层精细评价和描述成为可能。目前国内外针对石油勘探的不同阶段， 所采用的地震勘探方法技术有较大的不同，所要解决的地质目标和精度亦有较大差异， 这与当前地震勘探方法技术的发展水平关系较小，主要与石油勘探的客观规律有关。 通常在石油勘探的普查阶段，主要利用二维地震资料，结合有限的钻井地质资料和 露头地质资料，重点解决区域地层构造和地层沉积特征问题、以及有关勘探区的基本生、 储、盖条件和有利勘探区的综合评价等问题，所采用的地震综合解释技术主要有二维地 震构造解释技术、常规地震地层学技术、地震属性参数提取技术、相对波阻抗反演和井 约束波阻抗反演等技术，其成果的精度和分辨率仅能满足普查阶段的地质任务和要求。 在油田勘探的评价阶段或开发前期，由于三维地震资料的应用以及钻井密度的增 大，针对有利勘探区的精细储层评价和描述成为可能，主要采用的地震勘探技术包括精 细构造解释技术、现代地震地层学方法技术、地震属性参数分析技术、地震储层参数反 演技术、多参数综合储层油气预测技术以及三维可视化解释技术等，其中亦包含了一些 特殊的方法技术或正在发展的方法技术，如a v o 技术、井中地震勘探技术和多波地震 勘探技术等，其主要地质目标是揭示储层参数展布特征和储层含流体性质等问题，同时 对于隔夹层进行分析和预测，为钻探的成功率和开发方案设计提供基础资料。就勘探的 分辨率而言，在该阶段的陆地油气勘探的三维地震网度可达到2 5x2 5 m ，而海上三维地 震网度可达到1 2 5 1 2 5 m ，纵向分辨率一般可达到几米至十几米，显然，就目前的地 震勘探技术水平而言，要达到地质意义下的储层分析精度仍然有一定的距离，但作为一 种预测结果，在无井控制的勘探区域，仍然具有其不可替代的较大的地质意义，相应的 地震储层评价技术亦具有较强的现实意义。 在油田开发的中后期阶段，人们迫切需要解决开发阶段的精细储层问题、剩余油分 布问题以及开发过程的流体监测问题等，为此，自2 0 世纪8 0 年代以来，国内外地球物 理学家始终不断地寻求一种可解决油田开发阶段地质问题和开发问题的综合方法技术， 他应该是精度和分辨率更高，且紧密结合已有钻井地质、测井、套后测试、开发动态等 多学科信息的以现代高分辨率地震资料采集、处理和解释方法技术为主要手段的综合地 第一章引言 震方法技术，或统称为开发地震技术。就目前国内外的发展而言，开发地震技术主要包 括了时延地震、井中地震和陆地海上多波地震勘探技术等。需要解决的关键技术问题主 要有地震波场的分辨率问题、井地资料和时延资料的匹配问题、地震储层参数反演技 术的适应性问题以及现在时的流体监测和流体性质预测问题等。就目前国内有关开发地 震的应用而言，主要还处于试验阶段，个别油田如大庆油田和胜利油田等取得了一些阶 段性成果，表现出了较好的应用前景【1 0 2 4 1 。 地震储层参数反演是解决油气储层参数等问题的一项核心技术，它是指利用地震波 场资料，在钻井地质和测井资料的约束下或以钻井地质和测井资料为主在地震波场资料 约束下或在钻井地质、测井资料与地震波场资料互为约束下，对地下岩层的空间结构和 物理性质进行成像的过程，是储层岩性预测、油藏特征描述的确定性方法，是高分辨率 地震资料处理的最终表达方式，通常按测井资料在其中所起的作用大小又可以分为4 类： 即地震直接反演、测井约束地震反演、测井地震联合反演和地震控制下的测井内插外推； 从实现方法上可以分为3 类：即连续反演、递推反演和基于模型反演【2 5 。3 1 】。 当前，储层横向预测的突出特点是其整体性、综合性、预测性、阶段性、先进性和 早入性。而储层的精细描述和预测是油田不断深入开发的必然要求，与早中期的储层评 价和描述相比，它不仅表现在精细程度高、基本单元小( 流动单元) 、预测性强等特点， 而且正在形成一整套油藏精细描述技术，他既包括了地质知识库的建立和应用，地质统 计学尤其是随机模拟技术、动态、集成化的油藏模型建立技术，还包含了地震储层参数 反演技术、开发地震技术以及三维可视化技术等，充分表现出了其多维多信息、多功能、 综合性、一体化等特点，使油藏精细描述成为可能。 1 3 研究的技术路线及主要成果 1 3 1 研究思路及技术路线 储层含油气性的预测对于地震勘探而言，是一项难度较大的工作，就目前而言，主 要可从三个方面来考虑： ( a ) 叠前地震属性参数和反演参数分析，包括常规属性参数信息、a v o 属性参数信 息和弹性参数信息等； ( b ) 叠后地震多属性参数综合预测或单属性参数的直接预测，其中属性参数主要 包括振幅类、频率类、波形类和吸收类等参数，综合分析方法可以有线性和非线性方法， 如聚类分析和神经网络方法技术等，目前使用较多的方法是地震多属性参数神经网络综 4 长安大学硕上学位论文 合预测方法技术； ( c ) 叠后反演储层参数的直接预测，根据反演方法的不同，可获得两大类反演属 性及储层参数，即： 第一类参数：采用井约束的地震声阻抗反演方法，可获得反演波阻抗参数、速 度参数、波阻抗( 速度) 转换的孔、渗、饱及泥质含量等参数信息： 第二类参数：采用地震约束的模型反演或采用井一震互为约束的随机( 模拟) 反演方法，可获得反演波阻抗参数、速度参数、测井参数以及孔、渗、饱及泥质含量等 参数信息。 根据反演方法和反演参数的不同，可直接利用反演阻抗信息、测井曲线信息和孔、 渗、饱等信息中的某一类信息或多类信息综合在井点的约束下进行有效储层的预测。 就海上地震储层含油气性预测而言，由于其勘探开发的特殊性，即井控较少，约束 条件有限，在叠后3 d 地震资料的基础上，采用叠后地震多属性参数综合预测或单属性 参数的直接预测方法以及叠后反演储层参数的直接预测中的第一类参数技术是可行的。 总体研究思路流程见图1 1 ， 1 3 2 主要研究内容及成果 图ll 地震储层研究思路流程 第一章引言 论文以地震储层预测研究方法为根本出发点，针对海上三维地震勘探的特殊性，即 井控资料有限且井位分布不均，从地震波场属性参数、地震相分析和地震储层参数反演 三方面进行了分析论述，在基本理论和方法技术研究的基础上，结合海上某区块实际3 d 地震勘探资料，进行地震储层预测的应用研究，并对实际应用效果进行了分析，最后对 有效储层进行了展布预测。主要的研究内容及成果有： ( 1 ) 作为地震储层预测技术的理论基础和常规方法，论文首先对地震波场的基本 属性特征进行分析和论述，并从多个角度进行分类汇总和物理意义的描述，最后结合实 际海上3 d 地震资料，根据地质目标的不同，提取了相干类，振幅类，沿层构造属性类 及分频振幅等地震属性参数，并从其数学模型，到所反映的地质构造特征、储层差异等 角度进行了分析论述。 通过对属性参数的分析和应用研究，认为地震属性参数能否较好的反映工区实际构 造和储层特征，不仅与选取的地震参数类型有关，而且与地震资料的品质有直接的关系。 由于地震属性参数的划分较细，种类较多，对于不同的地质构造和储层变化，不同的属 性参数有不同的反映效果，从多种属性参数中，选取能反映工区目的层属性特征的参数， 是一个复杂而又不得不进行的过程；而对于海上地震储层预测研究，由于钻井资料有限， 因而地震资料的分辨率和保真性就显得尤为重要，所以在提取属性参数之前，做好地震 数据的提频、保幅保真处理是势在必行的。 ( 2 ) 地震波场中的运动学和动力学参数特征及其变化，分析认为与地层沉积环境 及其变化有较紧密的相关关系，因此分析研究地震相参数的变化，特别是在海上油气地 震勘探中，由于区块内井约束条件有限，利用钻井地质和测井资料进行目标层组的沉积 相分析跨度较大，人为性较多的情况下，有助于较客观和精细地研究目标层组的沉积变 化规律和特征，为储层分析奠定基础。 论文在分析研究常规地震相分析方法技术的基础上，重点分析研究了现代地震相分 析技术，认为将3 d 地震多属性参数和神经网络技术有机结合的现代地震相分析技术， 相对于3 d 地震单属性参数分析方法或多属性参数的线性综合分析方法，其分析预测结 果的精度和可靠性得到大大提高，同时减少了人为误差，特别是在海上3 d 地震勘探中， 现代地震相分析技术表现出了极大的优势。 ( 3 ) 地震储层参数反演是目前运用较普遍、技术相对较成熟的地震储层预测技术。 论文首先针对目前常用的地震储层参数反演方法进行了分类，并分析论述了反演应用过 程中的关键问题；其次，详细分析了基于地震数据的地震波阻抗反演方法和以井为主地 6 长安大学硕士学位论文 震数据约束的测井属性参数反演法，并就其局限性和适应性做出了分析研究；最后分析 了储层参数反演的具体实现过程。 在海上油气勘探中，由于区块内受钻井平台制约，井控资料有限且分布不均，因此 选择合适的储层参数反演方法技术就显得非常重要，实践证明，在少井控制的勘探区块， 选择已知井约束加伪井控制的基于地震数据的声阻抗反演方法是合适的，而选择以井为 主地震数据约束的模型反演方法技术是不合适的。 ( 4 ) 结合实际海上3 d 地震资料，通过提频、保幅处理，丰富了地震波场信息，在 此基础上，利用地震波场特征和地震属性参数，分析研究了区内的地质构造展布特征， 同时，借助现代地震相分析技术，对区内的地震相展布特征进行了分析研究，在井资料 的约束下，获取了区内较详细的沉积相信息，为地震储层分析提供了有利的依据。最后 利用并约束加伪井控制的基于地震数据的声阻抗反演方法对该区块目的层组进行了储 层反演并对有效储层进行了展布预测，同时，结合其他成果信息对该区块目的层组的含 油气有利区进行了综合评价，总体应用研究成果可信，与实践验证结果吻合较好。 7 第二章地震波场的基本特征及属性参数分析 第二章地震波场的基本特征及属性参数分析 2 1 地震波场的基本特征【3 2 1 众所周知，地震波在含油储层与不含油储层中的传播特点是不同的，反射波场特征 将产生一定的差异。有时这种差异很明显，如“亮点”、“暗点 、“平点 和“极性反转 等等现象；而有时这种差异在含油气与不含油气上却很微弱，这就需要通过对地震数据 进行不同的数学变换，得到一系列地震属性参数，把这些差异“放大”，使它们能够明 显地区分有油( 气) 样本和无油( 气) 样本，通过分析油气在横向和纵向上的变化，达 到预测的目的。这就是利用地震属性预测油气的理论基础。 而地震剖面是地质剖面对地震波的总的响应，在地震响应中蕴藏着丰富的地质信 息，地震反射信息主要有三类：第一类是运动学信息，第二类是动力学信息，第三类是 反射波特征信息，从这三类特征中可以提取有关地质构造、岩性与物性、地层等的信息， 而相应的也就有构造、岩性与物性和地层等的三种解释方法，它们之间的关系见图2 1 。 图2 1 反射信息与地质信息之间的关系 2 1 1 运动学信息及其构造解释 运动学信息主要是指地震反射时间、速度和同相性( 指反射波同相轴的特征) ，利用 这几种信息，可以将地震时间剖面变为深度剖面( 时深转换) 。绘制地质构造图，进而进 行地质构造解释，搞清岩层之间的界面、断层和褶皱的位置与产状等。从构造的角度对 油气远景作出的评价，称之为地震资料的构造解释，它是一种常规的解释方法，主要是 利用常规处理所得的水平叠加时间剖面、叠加偏移时间剖面、速度谱等地震资料，并结 合地质、测井等其他资料。用这种解释方法在1 9 7 0 年以前发现了当今世界上绝大多数 储量大、产量高的较大的油气田，我国的大庆、胜利等油田也属于这种情况。可见这种 长安大学硕士学位论文 方法具有所需资料少、方法简单、见效好等特点，但它存在的问题是仅仅利用了地震剖 面中很少部分的信息，仅仅局限于找构造圈闭油气藏。所谓构造油气藏是由于地壳运动， 使地层发生变形或变位形成的圈闭，它的基本类型如图2 2 所示。 胃霸鞫遗油飘断扶构迓油飘裂缝构迓油霜岩浆岩体刺舅构造油飘 圆曰圈眩刁 。 砂岩页岩火成岩含油岩 图2 2 构造油气藏类型 2 1 2 动力学信息及其储层参数解释 动力学信息主要是指地震道中包含的振幅、频率、相位等，用它可以提取岩性和储 集层的声学和弹性特性的参数，如流体成分、储集层厚度、速度、孔隙度、密度等。 地震的岩性信息，除了利用高质量的纵波反射资料之外，横波的速度和反射系数与 纵波联合应用，可得到多种岩性与烃类的信息，可以说纵横波联合勘探是岩性地震的重 要手段。 岩性解释具有难度大，方法新且复杂等的特点。因为动力学信息受多种因素影响， 要研究岩性首先必须得到只与地层岩性有关的信息，如振幅信息。它受多种因素影响， 从理论上来讲是比较简单的；但实际工作中要提取单一因素的振幅是很不容易的，这是 因为其他因素也不易确定，而影响解的唯一性。近几年来人们做了不少研究工作，出现 了不少的新技术、新方法，如岩性与参数反演、波阻抗反演技术和地震多参数油气预测 技术等。 2 2 3 反射波特征信息及其地层解释 利用地震剖面上反射波总的特征，如同相轴的连续性、反射振幅的强弱、反射波同 相轴局部的内部结构和外部几何形态等，可以提取非常有用的地层信息，它是7 0 年代 发展起来的一种地震分析技术，称之为“地震地层学 ，通过对地震层序和地震相的分 析，恢复盆地的古沉积环境，预测生油层和储集层的分布，结合动力学信息等，可以对 整个盆地进行岩性预测和油气远景评价，寻找地层油气藏。所谓地层油气藏是指储集层 的岩性横向变化或纵向沉积的连续性中断而形成的地层圈团，油气聚集其中，形成地层 油气藏，它的基本类型如图2 3 所示。 9 第二章地震波场的基奉特征及属性参数分析 差雹垂 气= ，_ _ 。一 砂磐透镜体油藏 臣蜀回臣刁 不整合灰岩含油砂老 图2 3 地层油气藏类型 2 2 地震属性参数的分类及提取技术【3 3 】 地震波信息指的是由叠前或叠后地震数据，经过数学变换导出的有关地震波的几何 形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征，其中没有任何其它类型数据的介入。二 十世纪七、八十年代，用于石油勘探的地震波信息主要是建立在振幅基础上的瞬时信息， 如亮点技术、a v o 技术、薄层厚度解释技术等。进入九十年代，地震波信息技术在许多 方面取得引人注目的进展，其范围包括从单道瞬时同相轴信息计算到比较复杂的多道窗 口式地震波同相轴信息提取，直至地震波信息体的生成；应用也从简单的振幅异常检测 到油藏随时间推移的流体运行前缘监测。总之，利用地震波信息技术可从地震资料中提 取隐藏其中的有用信息，提高地球物理学在石油工业中的应用价值及其效益。 2 2 1 地震属性参数的分类 地震属性( s e i s m i c a t t r i b u t e ) 是从地震数据中通过一系列分析手段或计算方法导出 得用来测定地震数据的几何学、运动学、动力学及统计特征得特殊度量值。地震波信息 的类型很多，依据不同，分类也不同。 ( 1 ) 按不同数据对象可分为以下两类： 以剖面为基础的属性，这种属性一般进行整道处理，如传统的瞬时类属性、线积 分、道微分及能量半时等。经速度、波阻抗等特殊处理后的剖面，如相对波阻抗剖面。 以同相轴为基础的属性，提供了在地质分界面上或分界面之间的地震属性的变化 信息，如沿层或层间瞬时属性、单道时窗的沿层或层间属性、多道时窗的沿层或层间的 属性。 以数据体为基础的属性，由三维地震数据体得到的相关类型的属性体具有很大的 研究价值，如可提供地震信号相似性和连续性方面最佳信息的相干数据体等。 ( 2 ) t a n e r ( 1 9 9 5 ) 等将地震波信息划分为物理信息和几何信息两大类。几何多元 地震波信息通常与地震层位的几何形态( 如倾角、方位和曲率等) 有关，其提取可以通过 1 0 攀 长安大学硕一l ：学位论文 网格上的数学运算来完成；物理属性包括运动学和动力学属性，主要指振幅、波形、频 率、速度及衰减等。其中物理信息又可分为两类： 由解析地震道计算的多元地震波信息。这是最常用的一些信息，包括：道包络振 幅及其一阶二阶导数、瞬时相位、瞬时频率、瞬时q 值以及它们沿界面在一个时窗中的 统计量，另外还有地震道的频谱信息、相关系数以及由它们派生出来的多元地震波信息。 由叠前资料计算出来的多元地震波信息。如振幅及其与炮检距的关系、正常时差、 纵波及横波层速度、波的到达时差。 这些多元地震波信息提供地震波同相轴的几何特征，确定反射层的中断、连续性、 曲率、整一、杂乱、不整合、斜交、平行、发散、收敛以及断层等各种特征，用于确定 地震相、体系域等。 ( 3 ) a r b r o w nc 在1 9 9 6 年提出( b r o w n ，a r ，1 9 9 6 ) 将地震波信息分为时间 属性、振幅属性、频率属性和吸收衰减属性等，以及叠前、叠后两个亚类，层位、窗口 两种形式总计共六十六种，见表2 1 ，其中源于时间的多元地震波信息提供构造信息； 源于振幅的多元地震波信息提供地层和储层信息；源于频率的多元地震波信息提供其它 有用的信息。 表2 1b r o w n 的地震波信息分类( 据b r o w n ，a r 1 9 9 6 ) 叠后 叠前 层位 时窗 1 、时间2 、等时线 1 、相关性2 、连续性 3 、走向4 、剩余值 3 、相似性4 、协方差 1 、速度5 、倾角6 、方位 时间 5 、蜂谷差6 、倾角最大相关 7 、差异8 、边缘 7 、方位最大相关 9 、照度l o 、瞬时相位 8 、信噪比 l l 、余弦相位 一、总体特征： 地 1 、总绝对振幅 2 、总能量 震 3 、平均绝对值4 、平均能量 数 5 、平均反射强度6 、均方根振幅 据 1 、a v o 截距1 、反射振幅 7 、平均峰值振幅8 、平均谷值振幅 2 、a v o 梯度2 、复合振幅 9 、振幅方差 3 、截距+ 梯度3 、声阻抗 1 0 、( 大于门槛值) 百分比 振幅 二、选择性特征： 4 、远近差异 4 、反射强度 1 、环形域2 、最大振幅 5 、流体因子5 、振幅比 3 、最大负振幅4 、最人绝对振幅 5 、峰谷值差 三、分布特征： 1 、半时窗能量百分比 2 、反射强度斜率 3 、半能量斜率4 、正负能量比 第二章地震波场的旗本特征及属性参数分析 一、总体特征： l 、瞬时频率 l 、反射宽度 2 、弧长 2 、响应频率 3 、零交义数目4 、峰值频谱频率 3 、包络加权 5 、谱频率斜率6 、第一主题 频率 瞬时频率 7 、第二主题8 、第三主题 4 、时间导数频率 9 、频谱宽带、1 0 、平均瞬时频率 1 1 、均方根瞬时频率 _ 二、选择性特征：1 、瞬时频率斜度 吸收衰减 1 、瞬时q 闪子 从表中可以看出，目前的地震波信息基本上是由叠后资料获得，但是随着地震处理 的改进和解释性处理比重的增加，许多今天从叠后数据中提取的地震波信息不久之后会 从叠前数据中提取。可利用的地震波信息越多，地球物理学家在对其进行选择时就越迷 惑。因而改善地震记录，更好地了解引起异常的地下岩石物理特征；了解地震处理在增 强或破坏属性异常中所起的作用和在井控不好时地震波信息的作用，对解释人员有针对 性地选择地震波信息，尽可能最好的理解目前正在研究的问题都有重要的意义。 ( 4 ) 按提取方式、应用领域可分为以下两类： 建立在运动学、动力学基础上的地震波信息类型，包括振幅、波形、频率、衰减 特性、相位、相关分析、能量、比率等。 以油藏特征为基础的地震波信息类型，包括表征亮点、暗点、a v o 特性、不整合 圈闭或断块隆起异常、含油气异常薄层，地层间断、构造不连续、岩性尖火、特殊岩性 体等的地震波信息。 q u i n c yc h e n 等( 1 9 9 7 ) 、王彦春( 1 9 9 7 ) 例举了一部分目前可得到的几十种地震波信 息，并介绍了如何根据波的油藏地质特征分类或运动学动力学分类来选择适当的属性。 如表2 2 ，2 3 所示。 表2 2以波运动学动力学为基础的地震波信息分类表6 曙q u i n c yc h e n ，1 9 9 7 ) 以 1 、瞬时真振幅8 、滤波反射强度幸瞬时相位余1 5 、相邻峰值振幅比 波 2 、瞬时振幅积分弦 1 6 、地层顶一底能谱比 的运 3 、瞬时真振幅木瞬时相位余弦9 、平均振动能量1 7