 Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2012, 2, 159-162 http://dx.doi.org/10.12677/ag.2012.23023 Published Online Sepertember 2012 (http://www.hanspub.org/journal/ag.html) Stochastic Simulation of Seismic Inversion Technology in the Design of Horizontal Wells Application Zhuanling Liu1, Hongzhou Zhao2 1Reserch Institute of Exploration and Devel o pment, Daqing Oilfield Campany, Daqing 26th Oil Production Plant of Daqing Oilfield Campany, Daqing Email: liuzhuanling@petrochina.com.cn, dqzhaohongzhou@petrochina.com.cn Received: Jun. 7th, 2012; revised: Jun. 26th, 2012; ac cepted: Jul. 9th, 2012 Abstract: Stochastic modeling of seismic inversion in reservoir prediction technology is a more practical technology, which algorithm is stable, reliable, accurate, description of the reservoir has a strong advantage, especially in complex areas of construction and reservoir prediction was more obvious. Of Daqing area in eastern Z201 poor reservoir proper- ties of Fuyu oil layer, typical laterally interbedded shale, thin, flat lace overlay, complex distribution of water and lithology, seismic prediction is difficult, the use of the technology for this reservoir prediction and fine description, pre- diction results and drilling material coincide degrees higher, consistent with the regional sedimentary characteristics, the area of the horizont al wel l s pr ovide a reliable basis for design. Keywords: Seismic Inversion; Stochastic Simulation; Reservoir Prediction; Design of Horizontal Wells 随机模拟地震反演技术在水平井井位设计中的应用 刘转玲 1，赵洪洲 2 1大庆油田勘探开发研究院，大庆 2大庆油田第六采油厂，大庆 Email: liuzhuanling@petrochina.com.cn, dqzhaohongzhou@petrochina.com.cn 收稿日期：2012 年6月7日；修回日期：2012 年6月26 日；录用日期：2012 年7月9日 摘 要：随机模拟地震反演技术是储层预测中一项比较实用的技术，该技术算法稳定、可靠、精确，在储层描 述方面有较强的优势，尤其对构造及储层复杂地区的预测效果更加明显。大庆长垣东部Z201 地区扶余油层储层 物性差，横向上属于典型的砂泥岩薄互层，平面迭加连片，油水和岩性分布复杂，地震预测难，本文运用该项 技术进行储层预测和精细描述，预测效果与钻井数据吻合度较高，与区域沉积特征吻合，为该区的水平井井位 设计提供了可靠的依据。 关键词：地震反演；随机模拟；储层预测；水平井井位设计 1. 引言 随着油区开发程度的不断提高，地震反演方法越 来越成为油藏描述尤其是隐蔽油气藏描述中最广泛 应用的技术手段，Jason 地震反演技术是目前常用的 一种，其目的是用地震反射数据，反推地下的波阻抗 或速度的分布[1]，估算储层参数，并进行储层预测和 油藏描述，为油气勘探提供可靠的基础数据，尤其是 随机模拟与随机反演技术[2]结合地震反射数据、地质 模型及地质统计数据等，可实现地震反演与地质统计 模拟技术的结合，使反演结果与已知条件充分吻合， 能更加客观地反映地下真实地质构造，在反演效果上 与其它技术相比，其横向和纵向分辨率、储层的精细 描述方面均有较强的优势，特别是对构造及储层条件 复杂的地区效果明显[3]。本文通过该技术的应用，结 Copyright © 2012 Hanspub 159  随机模拟地震反演技术在水平井井位设计中的应用 合地震属性和地质特征分析，对 Z201 区块的主要目 的层扶余油层扶一段进行储层预测，精细描述砂体展 布趋势，为水平井井位设计提供可靠依据。 2. 随机模拟地震反演 2.1. 基本原理 随机模拟地震反演技术是利用地震反射特征与 储层属性之间的相关性，用地质统计学方法对非均质 油藏进行随机模拟，该技术以概率论为理论基础，在 多井资料和横向地震约束的条件下，得到一个或多个 既满足资料的地质统计学特征又满足地质、测井和地 震信息的三维储层参数概率模型，数据的地质统计学 特征由数据的概率分布图和变异函数描述，在地震反 演中运用模拟退火算法或 Greed 算法[4]，统计模拟中 运用协克里金、高斯等算法[5]，且随机模拟的次数越 多，模拟的数学期望值就越准确，方差越小，因而可 以得到可靠的随机模拟结果。 三维随机指示仿真技术原理是依据地质统计分 析岩性的空间变化，建立岩性的空间变差函数，用随 机指示方法，模拟岩性的空间分布规律[6]。对于空间 任意一点的岩性，可能是砂岩，也可能是泥岩，砂岩 定义为 1，泥岩定义为 0，以波阻抗作为岩性变化的 指示条件，根据井点的统计与沉积相分析确定砂、泥 岩规模的大小决定砂岩横向的变化，例如有 1 km宽 的河道，其砂岩在大于 1 km时互不相关。由于本区 钻井数据较丰富，目的层为砂泥薄互层沉积，故而我 们将本区目的层反演重点放在随机模拟地震反演上。 2.2. 技术流程 本次应用 Jason软件的 StatMod 模块，采用随机模 拟反演技术开展储层预测，其核心在于井间预测。利 用地质统计原理，以测井数据为主，井间变化用地震 约束，通过多井、多曲线的随机模拟，选用多个时间 域扫描岩性的纵横向变化，从中选取用来拟合的数据 点，参考钻井数据结合地质分析，进行反复调整；然 后采用克里金算法输出多个等概率的随机模拟结果， 分别选用不同的扫描半径进行运算和对比；用井数据 和波阻抗体协同进行随机模拟[7]，并与井匹配，最后选 用经过优化的参数进行随机反演，输 出数据(图1)。 2.3. 参数优选 2.3.1. 数据质量分析 为进一步对扶余油层构造进行精细解释以及储 层预测研究，采用迭前分频去噪技术、高频速度分析 技术、分频非地表一致性静校正技术对数据进行了重 新处理[8]，进一步提高了地震数据分辨率和振幅保真 度，本次储层预测工作是在其处理和精细解释的基础 上开展的。 2.3.2. 曲线标准化处理 为了消除井与井之间、不同测井仪器之间、不同 施测时间等非地质因素的影响，采用趋势面分析法对 测井资料进行标准化处理，使各井的值域能统一到同 一量纲上，实现对岩性的相同异常表征，确保反演质 量。 2.3.3. 建立准确的地质模型 地震层位是建立地质模型的基础，也是地震反演 处理过程中加入地质认识和地质约束条件的重要依 据，在建立地质模型之前，要精细进行输入层位的对 比和修正，尽可能缩小给模型带来的缺陷。 2.3.4. 合理选择参数 λ值 λ值的大小反映声阻抗值和子波褶积产生的合成 地震道与实际地震道匹配程度的好坏[9]，选择合适的 λ值，在一定的可信度下提高剖面的分辨率。本次反 演经过多次试验λ选值为 9，为后续反演的稳定性奠 定了基础。 Figure 1. Stochastic simulation of seismic inversion flowchart 图1. 随机模拟地震反演流程图 Copyright © 2012 Hanspub 160  随机模拟地震反演技术在水平井井位设计中的应用 Copyright © 2012 Hanspub 161 3. 反演预测 2) 从反演波阻抗剖面来看，所反映的砂体薄厚变 化、尖灭、延伸等特点符合沉积规律。不同层系、不 同岩性之间阻抗关系清楚；不同井区、断层上下盘之 间过渡自然。在反演波阻抗剖面和三维数据体中，可 很好地进行砂体的识别和追踪解释。 研究区主要目的层扶余油层属于典型的砂泥岩 薄互层，储层物性差，地震预测难，利用研究区钻井 资料丰富的特点，在稀疏脉冲反演预测的基础上，对 物性参数进行随机模拟反演，对本区内的声波曲线、 电阻率曲线和伽玛曲线进行敏感性分析后认为，电阻 率曲线能更好地区分储层和非储层，对砂层和水层的 敏感度要高于其它曲线，且基本不受储层中流体性质 的影响，经分析本次采用电阻率曲线进行反演。 通过对多条过井反演剖面的分析认为，Jason 反 演结果纵向分辨率较高，对比反演结果剖面与井上的 岩性剖面一致，说明反演结果对井上的信息比较忠 实，一般测井曲线上的2.5 m砂层在反演剖面上能有 较明显的反映，砂体横向的展布方向与沉积的方向比 较一致，且反演剖面上，主力小层FI6 层水平井段部 分(A 到B)砂岩分布稳定，砂岩在全区大部均有发育 (图3)，为水平井的部署和顺利实施提供了重要参考依 据。 在反演过程中，依据在三维面元中提取的地震特 征信息及地质模型来迭代修改反演道的波阻抗模型， 充分考虑了地震特征信息及地质模型、地震波场在各 方向上的分布与变化因素，反复迭代出最终的反演道 的波阻抗模型，因此使得反演后各井间的波阻抗特征 过渡自然、分辨率明显高于地震剖面、地层间的接触 关系清晰、地层岩性信息更加丰富，并反映出岩性、 岩相的横向变化。 为了提高该区砂体预测的精度，尽可能保留三维 地震反演对井间储层的精细刻画，在反演数据上过滤 4. 效果分析 该区的反演结果基本能满足薄互储层预测的需 求，反演精度较高，表现在以下方面： 1) 与井吻合较好：目的层段的岩性阻抗特征、厚 度与井符合较好，对 3 m以上的砂体可有效分辨。水 平井三维地震工区面积 30 km2，区内有探井 18口， 加深的开发井23 口，用18 口探井做反演，从预测厚 于3米时，预测厚度与实钻厚度呈正比关系，说明用 度和钻井厚度交会图上可以看出(图2)，当砂体厚 度大该法反演结果可以对砂体厚度进行预测。 Figure 2. Predict thickness and solid drilling thickness n plot 图2. 预测厚度和实钻厚度交会图 水平井 A靶点 已知井 水平井 B靶点 Figure 3. Z201 block in Fuyu reservoir resistivity inversion profile 图3. Z201区块扶余油层电阻率反演剖面图  随机模拟地震反演技术在水平井井位设计中的应用 砂体时，是在地震解释层位的控制下进行样点计 算的，由于该区砂体较薄，反演数据的采样率会直接 影响通过过滤所得砂体数据的精度，因此要求地震反 演的数据体最好是1MS 采样，或者在计算砂体厚度 时对数据加密采样点，以保证砂岩厚度计算结果的准 确性。该区储层主要为分支河道砂体，单期河道宽度 小，井间厚度变化大，为了达到对主河道识别的目的， 对砂岩厚度值网格化成图时，尽可能选用较多的网格 点数，以刻画河道砂体平面分布形态在细节上的变 化。总之在该区进行平面砂体厚度成图时，在合理选 取网格化方法、网格化点数、平滑点数的基础上，综 合利用其它已知信息，提高砂厚成图的精度。研究中 重点提取了水平井井位设计的主力小层 FI6 层的砂岩 厚度等值图(图4)，从图上看，砂岩在工区西南部和东 部较发育，在西南部呈明显的条带状分布，与沉积特 征分析结果相吻合，砂岩在水平段部分厚度在7 m~9 m，反演结果表明，水平井段的储层由A点到 B点变 化不大，连通性比较好。 5. 结论 随机模拟地震反演方法利用地震反射特征与储层 Figure 4. Z201 block in Fuyu reservoir F I6 small sandstone thick- ness predicti on map 图4. Z201区块扶余油层 FI6 小层砂岩厚度预测图 属性之间的相关性，用地质统计学方法对非均质油藏 进行随机模拟。由于把稀疏脉冲反演的结果作为外部 约束软数据，能够使稀疏脉冲反演方法得到的反演结 果较好地体现地震资料具有的振幅、频率、相位等特 征所含有的地下信息，同时也兼顾了地质构造框架模 型和测井资料的空间约束，因而其反演结果的唯一性 较好，不易出现假象，而且把这种反演结果作为随机 地震反演的外部软数据参与约束，又能使随机反演的 结果较好地忠实于地震资料。同时，随机地震反演又 充分考虑了地质统计信息，两者相辅相成的，使储层 属性描述结果与地质统计(随机模拟)及地震反演双重 吻合，很好地反映储层属性空间分布的非均质性和不 确定性。 但该方法算法复杂，计算机计算的工作量大，时 间长，且当已知井数太少，统计效应较差。因此，该 方法适合于钻井数较多的勘探评价和开发阶段的非 均质油藏描述。 参考文献 (References) [1] 刘雯林. 油气开发地震技术[M]. 北京: 石油工业出版社, 1996: 1-115. [2] 李延辉, 岳跃龙, 胡永军等. Jason反演技术在张东地区储层 预测中的应用[J]. 石油地球物理勘探, 2005, 40(增刊): 108-1 13. [3] 张宏, 杨春峰, 常炳章等. 迭后地震反演方法联合应用研究 [J]. 石油天然气学报, 2009, 31(5): 246-249. [4] 李勤, 张利峰, 孙丽. 遗传模拟退火算法在储层属性建模中 的应用[J]. 大庆石油地质与开发, 2005, 24(1): 31-32. [5] 孙思敏, 彭仕宓. 基于模拟退火算法的地质统计学反演方法 [J]. 石油地球物理勘探, 2007, 42(1): 38-43. [6] 李军, 熊利平, 方石等. 基于多尺度数据融合 Markov 链模型 的岩性随机模拟[J]. 石油学报, 2010, 31(1): 73-77. [7] 牛小芳, 张春林, 汪立蓉等. 地震反演技术在前 8块储层预测 中的应用[J]. 断块油气田, 2003, 10(2): 8-11. [8] 刘云武, 吴海波, 刘金平. 大庆长垣南部扶杨油层河道砂体 预测方法与应用[J]. 大庆石油地质与开发, 2006, 25(5): 106- 108. [9] 穆星. 稀疏脉冲波阻抗反演参数对反演效果的影响研究[J]. 工程地球物理学报, 2005, 2(2): 104-108. http://www.cajcd.edu.cn/pub/wml.html Copyright © 2012 Hanspub 162 |