岩性油气藏勘探的技术方法.doc

岩性油气藏勘探的技术方法引言：岩性油气藏勘探具有技术密集型的特点，对技术方法的依赖程度较高。从勘探历程来看，岩性油气藏勘探进展的两大基石是地质理论的进步和勘探技术的提高。本文主要介绍了岩性圈闭识别中一些有效的技术方法以及其应用条件。这里有效的方法技术是指在岩性圈闭识别中确定岩性圈闭的几何要素和可靠性评价过程中有效的方法。而岩性圈闭识别的主要问题是薄层问题，即小于调谐厚度的砂体的识别问题。关键词：层位标定 全三维地震解释 地震属性 频谱分解 储层预测 地震反演一地震层位精细标定技术 任何地震属性只有经过地质标定才可能有明确的地质含义，因此，地震层位精细标定成了岩性圈闭识别中地震地质解释的基石。通常选取较稳定强反射、角度不整合面作为标准层，其地质属性本身也需要用USP资料标定。在岩性圈闭识别中，地震层位标定是一项精细而又重要的工作，要完成测井曲线的环境校正、地震资料极性和相位角判定、子波求取与选用、时间位置认定。要求一般精度时，声波合成记录与井旁地震道的同相轴要对应，要求较高精度时，二者的能量强弱关系亦对应，要求高精度时，则要用叠前道集来标定。 在岩性圈闭识别中，要在层序标定和准层序标定尺度上完成层位标定。层序标定：在层位标定中子波的相位和主频非常重要，利用井旁地震道统计子波是常用的方法，统计子波的形态与时窗和统计所用的道数关系较大。用统计子波制作合成记录用标志层法可以完成层序标定。（2）准层序标定：在利用统计子波做好层序标定的基础上，利用测井资料进行子波校正，增补其高频部分，进一步提高合成记录与井旁道地震道的相似性。可以标明准层序或砂体在地震剖面上的位置，建立较准确的井震关系。 子波提取的两个方法：（1）统计方法确定子波：使用自相关统计原理，从地震数据中提取地震道的振幅谱来作为子波的振幅谱，对子波的相位谱则做最小相位或零相位的假设，这样就可以唯一地确定子波。（2）测井曲线确定子波包括两种，a.使用测井曲线提取场相位子波，子波的振幅谱由地震数据自相关获得（同于统计法）。其相位谱则假定为一常数由解一个任意度的最小平方整形滤波器得到平均相位。b.使用测井曲线提取全子波由测井声阻抗计算的反射系数与地震道用最小平方拟合的方法求取子波的振幅谱和相位谱。此方法的优点在于能够计算一个精确的子波。但它对井和地震道之间的匹配关系非常敏感。在实际应用中，这两种子波提取方法与层序标定和准层序标定的标定相对应。 在精确标定之前，首先要对测井曲线的值进行校正。因为在测井过程中，不同年代、不同仪器、不同条件下测井曲线始终存在着误差，需要进行测井环境校正和测井标准化，尤其是在煤层存在的条件下，井眼跨塌造成的声波时差曲线的失常会严重影响层位标定的精度，必须校正才能达到理想的结果。二全三维地震资料解释技术 全三维地震解释是指对三维地震资料的三度空间的立体解释，即从三维可视化的立体显示出发，以地质体为单元，采用点、线、面结合的三度空间的立体可视化解释，具体包括对三维数据体中的每个CDP同一个等时面的地震层位都要进行追踪，或对目标进行体解释和三维可视化，其特点是提高了三维地震资料解释的横向分辨率。 振幅剖面的准确解释本身是岩性圈闭识别的基础手段，同时又是后续各种分析解释的基础，应考虑如下几条原则：尽可能用自动追踪方式进行对比解释；尽可能解释靠近目的层的标准或较稳定反射;避免窜相位解释：注意识别假反射、泥岩段组合反射。 全三维解释层位追踪是利用种子点的自动追踪方式，如果地震资料品质较好，可以直接采用种子点的方式进行体解释，输入种子点振幅最大、最小范围，交互和快捷的完成目标体的层位全三维追踪。如果资料品质较差，局部资料存在多解性，可以结合多属性体方式解释，如与相位数据体并连追踪，或与断裂面为界追踪，以减少解释过程中层位串相位现象；也可以使用手工解释方法解释层位，手工解释是在由于资料品质太差、无法自动追踪情况下使用。全三维解释一般都需要手工解释和自动追踪两种方法配合进行，才能较好的完成；使用自动追踪的方式要避免窜层。在层序界面和区域构造的解释中，手工建立骨干剖面的解释是必要的，因为存在着古地貌、超覆、剥蚀、断层等地质现象，以骨干剖面解释的层位为“种子线”，再进行全三维层位追踪，会提高解释的工作效率。 全三维可视化解释的优势在于全三维可视化解释技术是针对三维数据体进行解释，即以三维研究区块为单元，采用点、线、面相结合的空间可视化解释。全三维目标解释是多个方向逐点解释，是基于面和体的解释，因而可以提高解释的纵、横向精度。该项技术能够做构造、断层、地层沉积、岩性、储集参数和油气等的交互解释，尤其是对于分布范围较小、比较隐蔽的目标体的识别有意想不到的效果。三维可视化技术在岩性油气藏勘探中的应用主要体现在：建立储层三维思维模式，迅速寻找地震异常体等。 全三维可视化解释是通过体解释的方式对地质体进行认识，它把地质目标当成一个对象，更充分地利用三维地震数据体所蕴涵的丰富地质信息，在虚拟的三维空间里直接对地质目标进行浏览。在地震资料品质较好的情况下，针对目标层面选择合适的种子点可以快速地在三维空间里完成对层位的解释，从而快速而准确地了解构造、断面，方便的寻找河道和砂体，利用生成的各种地震属性体认识和判断地层岩性变化，识别岩性圈闭，为全方位的研究构造和储层提供了丰富的手段。三地震多属性综合解释技术 地震属性是从地震数据中产生的儿何学的、运运学的、动力学的或统计特征的具体测量，是基本的地震测量结果。一些属性对于储层具有敏感性，一些属性能更好地揭示地下异常，一些属性可直接用于油气检测。经过近30年的不断研究和深化，地震属性研究已由振幅、频率、相位、能量、波形和比率等点面信息扩展到速度、波阻抗、AVO、相干等三维信息，从分类、提取到优化发展为一项系统的应用技术一地震属性技术。从属性的基本定义出发，Alistair R. Brown (1996 )将地震属性分为四类：时间属性，提供构造信息；振幅属性，提供地层和储层信息；频率属性，提供其他有用的储层信息；吸收衰减属性，可能提供渗透率信息。九十年代以来四类叠后地震属性：时间、振幅、频率、衰减在国内诸多地区得到了很好的应用与发展。 储层岩性预测方法通过将地震相转化为沉积相的方法进行。在一个地震层序内包含着不同的沉积相带，由于沉积环境的不同，在岩性参数上会表现出很大的差异，包括岩石的组成，颗粒的大小和形状、胶结程度、孔隙中的流体成分和饱和度、温度、压力和沉积厚度等。岩性变化引起弹性参量变化，包括弹性模量、密度、速度、泊松比、吸收特性等。弹性参量的变化引起地震剖面上反射特性的变化。包括振幅、频率成分、波形、波的干涉、相干性等。 单属性油气预测方法适用于地质条件较简单，油气藏类型比较理想、原始地震数据信噪比较高的情况。但实际情况往往很复杂，要对储层的厚度、含气性及岩性进行有效的预测，则需要多种属性结合并相互印证，对于岩性油气藏勘探而言，更是如此。大量的研究表明：振幅类属性可能反映的地质属性有：岩性、流体的变化、储层孔隙度的变化、河流、三角洲砂体、礁体、不整合面、地层调谐效应、地层层序变化。频率类属性可能反映的地质属性有：气体、流体的特征、岩性、礁体、不整合、层序、裂缝、调谐效应。相位类类属性可能反映的地质属性有：岩性、河道与三角洲砂岩、不整合面、地层序列、裂缝。在地震属性解释时，需要在上述五种基本属性相互印的基础上结合地质背景具体分析。四沉积体系和沉积相分析技术研究油气勘探目的层沉积相和沉积体系要采用地质相、测井相和地震相结合的方法，就是要用较多的信息刻画物源沉积体系和沉积微相的空间展布。由于地质相、测井相和地震相的确定性和信息性量的差异，需要确定两种关系：一是建立岩电关系，即通过岩心确定沉积微相，并根据测井曲线确定测井相解释模型；二是建立井震关系，根据层位标定而确定的时深关系来标定地震相，再通过地震相展示沉积相的平面展布(图1)。图1沉积体系和沉积相分析示意图1. 波形识别和振幅统计技术在精细层位标定的基础上，利用地震振幅数据体，在小时窗内沿层随机统计振幅的变化，建立振幅与岩性之间的关系，可以分析地层层序格架和岩性的变化，分析岩性圈闭形成的可能性。利用波形识别技术可用于：直接识别砂体，层序地层学研究，沉积体系和沉积相研究，砂岩的顶底板和封堵条件研究。“地层” 剖面有利于预测地层岩性问题。2. 层拉平技术一等时水平切片层拉平技术是地震资料层序地层解释的一部分，用于层拉平的标准层必须是具有等时意义的反射界面。层拉平属性切片识别岩性及沉积体要注意的问题：等时层序格架内不同属性间及时间的变化；不整合面上下属性切片的变化。五储层综合预测技术 进行储层预测首先要确定目的层段的岩性特征，并预测其厚度。可以用波阻抗或非阻抗反演的办法预测其岩性特征，而储层的横向变化可以借助地震属性分析和沿层波形分析进行预测。这实际上是用地震属性横向分辨率来弥补反演过程中模型化带来的误差。1. 频谱分解技术 频谱分析是一种频率域的解释方法。频谱分解技术源于BP, Amoc石油公司，是在短时窗内通过频谱分解来研究薄层变化和地质体的不连续性的方法，是适用于三维地震解释、进行储层预测研究的地震属性解释新技术。地震数据体经分频处理后的解释分辨率高于常规地震主频所能达到的分辩能力。该技术可提取尼奎斯频率范围内所有离散频率对应的调谐振幅，实现了以交互、动态方式研究薄层在横向上的连续变化。 在短时窗内研究振幅谱的频率响应是频谱分解技术解决薄层问题的突破口。对地震数据的分析过程，传统频谱分析方法与频谱分解技术的主要差别之一是数据分析时窗的长短。长时窗与短时窗产生的振幅谱频率响应的差别是相当大的。 频谱分解技术主要生成两种新类型的数据体：调谐体和离散频率能量体。目的层谐振体是频谱分解技术表征储层特征的方法之一。离散频率能量体是频谱分解技术表征储层特征的另一种方法。与调谐体的区别是该数据体在垂向上与常规数据体相同，均为时间，但每个生成的数据体中只包含单一的频率成分，这种频率分析方法既可采用等时窗分析的方法避开层位的控制和影响，也可用沿层位滑动时窗的方法进行计算，以消除构造形态对解释带来的影响。频谱分解技术是薄层与地质体不连续性的成像方面的一种有效的频率域解释手段。通过离散傅氏变换将数据变换到频率域，短时窗振幅和相位谱可以确定薄层反射位置，并确定复杂岩层内的地层厚度变化。这样在三维地震勘探中就可以迅速而有效地定量识别薄储层和不连续的地质体。该项技术在薄储层、小断层、岩性圈闭和地层圈闭的识别中发挥有效的作用。2. 地震储层横向预测技术 地震储层横向预测技术是利用测井、地震信息在地质理论指导下，对油气储层的空间展布和几何形态进行宏观描述、对储层的微观特征进行横向预测的一种手段，其关键技术是地震反演。地震反演是利用地震资料，以己知地质规律和钻井、测井资料为约束，对地下岩层空间结构和物理性质进行成像(求解)的过程。地震反演根据地震资料的特点可分为叠前和叠后反演两大类。叠前反演主要有旅行时反演和振幅反演；叠后反演主要有振幅反演和旅行时反演。叠后的旅行时反演主要指构造成像，叠后的振幅反演指波阻抗反演。 地震反演依据采用的模型基本上可分为基于褶积模型和基于波动方程两大类，目前在实际生产中广泛应用的反演技术都是基于褶积模型的方法。基于褶积模型的方法整体上可分为带限反演和宽带约束反演两大类。 带限反演以递推反演为代表，是基于反射系数递推计算地层波阻抗的地震反演方法，其关键在于从地震记录估算地层反射系数，得到能与己知钻井最佳吻合的波阻抗信息：递推反演方法中测井资料主要起标定和质量控制作用。稀疏脉冲反演是基于稀疏脉冲反褶积基础上的递推反演方法，它是基于逐道求解优化问题，在每个CMP道上，反射系数与子波进行褶积，根据先验的地质和测井信息给定约束条件来限制反演结果，使其具有一定的地质和地球物理意义。递推反演方法由于完全利用了地震信息，反演的波阻抗频率范围与地震频率范围一致，比较完整的保留地震反射的基本特性，能够大套的反映岩相、岩性的空间变化，能较好地反映储层的物形变化，但由于受地震频带宽度的限制，反演资料的分辨率相对较低，不能满足薄储层研究的需要。此外需要从外部得到低频成分的补充。 宽带约束反演是通过将地震与测井、地质模型等信息相结合将反演的波阻抗频率范围在地震频带的基础上分别向低频段和高频段进行了拓展，比较典型的实现方法是模型约束反演.模型约束反演是从地质模型出发，采用模型优选迭代算法，通过不断修改更新模型，使模型正演合成地震记录与实际地震记录最佳吻合，最终的波阻抗模型便是反演结果。基于模型约束反演的最大优势是把地震的频带向低频和高频拓宽，提高地层的分辨能力，以适应精细储层预测的需求。 波阻抗反演是利用地震资料反演地层波阻抗的地震特殊处理解释技术，具有明确的物理意义，是储层岩性预测、油藏特征描述的确定性方法，在实际应用中取得了明显的效果，因此地震反演通常特指波阻抗反演。 图2岩性油气藏勘探研究中的地震反演技术3. 地震反演处理与解释地震反演处理得到的是一个单地震道类的波阻抗或拟测井参数的数据体，需要做出地质解释。内容包括制作波阻抗量板、解释岩性界面和岩性体、识别储层和顶底板、提取属性、制作砂体厚度图。测井数据参与反演，数据体提高了纵向分辨率，而存在模型化和采用插值方法，降低了横向分辨率。因此，在波阻抗和伽玛数据体解释过程中，把伽玛反演数据体或波阻抗数据体与地震振幅数据体相结合，在纵向上利用伽玛数据体的分辨率高的特点，确定伽玛数据体的岩性界面，在横向上追踪伽玛数据体的岩性界面，同时分析地震振幅数据体的地