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讲透地震反演技术及其应用(二)
发表于:2021-04-25

孔隙度和声阻抗(基于勘探区块内的测井数据和岩心数据)交会图表明两种属性间存在较强的互相关关系,即孔隙度增加引起层速度和密度下降,因此导致相应的声阻抗下降(下图)。据此建立了Jsa和Kti地层的孔隙度-声阻抗函数关系式。地球物理师将上述互相关关系应用到地震声阻抗数据体上,绘制出了整个油田范围内的孔隙度分布图。

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“盲井” ,即在反演中不曾使用过的井,对照检查上述孔隙度地震反演结果的可靠性,发现地震反演出的孔隙度与 “盲井” 的孔隙度测井记录非常吻合。这个结果使我们更确信地震计算结果的可靠性。孔隙度分布图对确定加密井位具有重要影响。在附近的Arenque油田,墨西哥石油公司也进行了同样的地震勘探,并根据这次勘探成果对四个远景区进行了更新,尤其对地震体上孔隙度较高的两个区域给予了优先关注。在其中一个区域,通过反演计算发现了还没有钻探过的独特孔隙度特征 (下图) 。

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有了该结果,就可以据此设计井位, 使得井与Jsa层高孔隙度区的接触面积达到最大。在另一区域,地震孔隙度被用来指导钻井。其中一口井从Jsa层日产油量达2000桶(318米3) 。根据地震资料获得的孔隙度与通过测井获得的孔隙度表现出较好的相关性(下图)。

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叠前反演—与偏移距有关的反演

很多情况下, 叠加处理不足以保持振幅。例如, 当地震道振幅随偏移距变化时 (AVO ,叠加道振幅就不等于垂直入射道(即零偏移距道)的振幅。这种情况下反演就要在未经过叠加的资料上进行, 而且还要模拟那些引起振幅改变的参数,并用它们促进反演过程。对 AVO 道进行反演需要做的资料准备工作和地震道叠加一样:首先建立共中心点道集,集内各道按偏移距排序(偏移距大小与入射角有关)。

      然后应用速度模型对每个道集进行校正,将所有偏移距范围内的同相轴拉平到同一个波至时间 (下图) 。最后,对指定反射层,沿偏移距追踪、绘制振幅变化。拉平后的道集和AVO信息组成的资料将在反演过程中与合成道进行对比分析。

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尼罗河三角洲反演实例

阿帕奇埃及公司及其合作伙伴RWE Dea 公司和BP 埃及公司在尼罗河三角洲地区地中海西部的深海探区进行了三维地震勘探。所采集到的地震资料在含气河道和堤坝状复杂构造体上表现出较强的振幅。但仅有振幅一种属性不能可靠指示含气饱和度 :两个截然不同的含气层 (一个是高含气饱和度, 另一个是低含气饱和度) 都表现出较强的振幅特征。因此, 从地震资料中提取密度信息就成为确定含气砂岩是否具有工业开采价值的关键因素。

叠前反演的主要目的是改善当前用来优化评估和开发计划的油藏模型。本次勘探的特点是采用了长达 6000 米(19690英尺)的长偏移距,因此完全能够满足三个弹性参数的AVO反演,即P波阻抗,S波阻抗和密度。通过对地震资料与测井资料的相关性进行分析, 阿帕奇公司对1500 公里2(580 英里2)探区内的岩石和流体物性进行了预测。根据探区内5口井的测井资料推导出的岩石-属性相关关系, 基于Vp/Vs和P 波阻抗对探区内的岩石 - 流体进行了分类(下图) 。砂岩含水饱和度高低不同, 这种流体含量上的差异应在反演结果中明显体现出来。

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反演流程结合了全波形叠前反演和三参数AVO反演。叠前反演仅在几个稀疏的样点上进行, 用来预测背景Vp/Vs变化趋势, 结合测井资料, 建立低频模型,最后合并到AVO反演结果中。合成结果和实际结果比较吻合(下图)

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三参数 AVO 反演结果转换成相对波阻抗, 并与低频背景模型合并以便得到P波阻抗、S波阻抗和密度的三维体。然后, 根据岩石物理分析推导的变换公式, 将这些弹性属性转换成净毛砂岩体和体积含水饱和度。我们发现密度体是一个可靠的流体饱和度指示参数。在高地震振幅位置上钻的Abu Sir 2X井就是一个很好的例子,该井钻遇了一个高含气饱和度层、 两个较深的低含气饱和度层(下图) 。

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根据地震资料推导的该井密度剖面也预测这两个深层具有低含气饱和度。地震反演的密度结果确定出一个高饱和度层段,并显示该层段横向上的展布有限。反演结果可从不同方面进行检验。例如,沿地震体追踪Abu Sir 2X井钻遇的其中一个非经济层, 结果发现了可能包含高含气饱和度储层的区域(下图) 。从该地区其他井的钻遇气藏来看,该气层位于下倾位置,但密度和含水饱和度分布图支持该下倾区域含气饱和度较高且不含水这一解释结论。根据本研究结果, 确定了一口新井, 即Abu Sir 3X 井。

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反演提高分辨率

有些情况下, 两种岩性间的声阻抗差异很小, 以至于界面间几乎不能形成垂直的入射反射。例如,高密度低P波速度的含油砂岩和低密度高P波速度的页岩几乎具有相同的声阻抗值。如果声阻抗值差异不明显, 就很难利用传统的地表地震采集和处理方法检测出这类油气藏。

北海的 Alba 油田就属于低阻抗差异油藏。Alba及类似油藏都被解释为注入型油藏, 是由于在不同应力差时期内非胶结砂向上覆页岩注入或流动形成的(下图) 。这类复杂储层一般表现出高孔隙度砂岩分布混乱的特征。采用地震成像方法往往无法发现, 但在钻探较深目的层过程中却能不经意遇到。在北海中部某区域, 一家作业公司希望改善 Balder 层段注入储层砂岩的地震描述结果, 该层段在地震上特别难以成像。

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    基于测井记录进行岩性建模研究已证明, 通过地震资料叠前反演可能将纯净砂岩与其周围页岩区分开, 但现有地表地震资料分辨率却不足以分辨这两种岩性。

为了绘制油藏产层的分布和厚度图, 确定单个砂翼的几何形状,评估油藏连通性, 设计了一个新的地震测量项目。利用Q-Marine系统进行地震采集工作能够精确定位电缆,精选空间采样点、 标定震源和检波器。以上所有能力优势都有利于地下构造的精确成像、 加强干扰波压制、 扩大带宽、 保护振幅和相位信息, 这一切对获得成功反演结果都非常重要。

通过分析穿过储层的三口井的测井记录,找出P波和S波波速、ρ、 μ、λ、岩性和流体饱和度之间的相关性。例如, 绘制Vp/Vs与μ ρ交会图, 并用岩性色标进行标注, 显示出高含砂量与低Vp/Vs和高μ ρ值相关(下图) 。

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将这些关系应用到地震反演计算出的Vp/Vs, 绘制地震体上的高含砂分布图。将叠前地震资料划分成 7 个角道集,每种包含 7˚ 范围内的反射波资料(总范围0-49˚)(下图),然后进行三参数AVO反演 估算出P波和S波反射系数以及密度差。据此再反推出P波和S波阻抗及密度,最后得到μρ、Vp/Vs和λ/μ数据体。

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用含砂概率色标沿注入型砂层段绘制Vp/Vs和μ ρ的地震结果交会图 (下图) 。然后将该色标应用到地震反演出的岩石常数体, 生成可解释的三维立方体含砂概率图。对含砂概率体积剖面进行详细分析, 发现有一处倾斜度较高的注入型砂岩(下图) 。

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