曲线重构技术在测井约束反演中的应用

石　油　勘　探　与　开　发

2005年6月　　　　　　　　PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENT　　　　　　　Vol.32　No.3　

文章编号:100020747(2005)0320070203

曲线重构技术在测井约束反演中的应用

张学芳1,2,董月昌2,慎国强2,李东波2,张春2

(1.中国海洋大学;2.中国石化胜利油田物探研究院)

摘要:曲线重构是提高储集层与围岩速度差异不明显地区测井约束地震反演效果的有效技术。在胜利油田埕岛地区新近系测井约束反演处理和储集层综合描述中,经过曲线重构,由于更多的地质信息参与反演处理过程,提高了应用反演结果进行储集层描述的可靠性。利用该反演结果,结合地质认识和实际的钻井、测井资料,共综合描述主要含油层系的砂体6个、预测砂体2个。反演工区内的钻井及试油资料证实了其埋深、厚度及分布范围,说明曲线重构技术在反演处理中起了有效的作用。图3参8

关键词:约束反演;曲线重构;标准化;泥岩基线校正中图分类号:P534.45　　　文献标识码:A

　　测井约束地震反演是目前进行储集层综合描述的一项重要技术[126]。利用波阻抗反演成果描述储集层的前提是,反演成果能有效反映储集层与围岩之间的速度或波阻抗差异。但在某些区块,由于储集层与围岩速度的差异不明显,利用反演结果进行储集层描述比较困难。采用曲线重构技术改造测井曲线,加强储集层与围岩的速度差异,进而提高测井约束地震反演结果对储集层的描述能力,可以在一定程度上解决这一问题。

当然,在曲线重构时,必须注意“度”的问题,不能无原则地改造曲线,导致错误的反演结果。

2曲线重构的技术重点

曲线重构的最终目的是改善反演成果对储集层的刻画能力。重构时,在加强测井曲线区分储集层能力的同时,还必须保证重构后的曲线能正确反映原始曲线代表的实际地质特征,只有这样,反演成果的可靠性才能够令人信服。基于此,在曲线重构时应该正确处理好以下几个技术环节。2.1测井曲线标准化

这里所说的标准化主要针对声波阻抗、声波时差等速度类曲线,目的是为了消除井与井之间由于钻井液、仪器、施工时间等因素造成的曲线系统误差。从频率特性来看,就是要消除井与井之间测井曲线相应低频特性上存在的不符合地质规律的异常。标准化的目的是使目标区内所有井的曲线整体特征与实际地质特征最佳吻合,也是为了使反演处理和测井曲线重构所用的基础资料有统一的基准。常用的标准化处理有两种方法:①数据统计分析方法,即根据测井曲线的频率特性,对各井的测井曲线进行整体速度对比分析,那些速度明显背离整体速度趋势又没有合理地质背景支持的井的曲线即存在系统误差,应根据对比分析的结果对其进行校正。②标准层速度分析方法,即对比分析处理目标区某一分布广泛、速度特征稳定的地层在测井曲线上的速度分布特征,将不符合该速度分布特征的井曲线进行相应校正处理。2.2曲线校正及归一化

在波阻抗曲线标准化的基础上,利用自然电位、自然伽马等曲线对其重构,必须保证在重构过程中,这些

1曲线重构的意义

测井约束反演是利用测井、地震、地质等多种资料相互补充的综合应用技术[6]。其根本目标是完善而系统地将尽可能多的各种资料及信息合理地结合在一起,使其充分体现在反演结果中,并以此为基础完成对储集层的精细描述。因此,曲线重构是否合理,只需考察其与测井约束反演的这一根本宗旨是否相悖。

反演处理所用的测井曲线中,最主要的是声波阻抗及声波时差等速度类测井资料,因为它们与地震反射有直接的物理对应关系。但由于波阻抗或速度曲线与实际地层的岩性对应关系不好,当速度差异不能很好区分储集层与围岩时,只利用这些资料进行约束反演,得到的结果难以直接表达储集层分布特征。自然电位、自然伽马、电阻率等非速度类曲线与地震反射没有直接对应关系,但直接反映地层的岩性。利用这些曲线对速度类测井曲线进行重构处理,一定程度上是在速度类测井曲线中加入了一些地层的岩性信息。用重构后的速度类测井资料进行反演,相当于在反演中加入了岩石物性及地质先验知识的控制,这与测井约束反演处理的根本宗旨是一致的。

　2005年6月　　　　　　　　　　　　张学芳等:曲线重构技术在测井约束反演中的应用71

曲线对波阻抗曲线的作用标准一致。也就是说,重构过的曲线的改变程度必须用统一的尺度控制。

要实现这样的目标,必须对自然电位、自然伽马等曲线进行统一的校正和处理。统一校正一般分为两部分,一是对曲线在深度上存在的问题进行校正,比如对自然电位曲线进行泥岩基线校正;二是对曲线进行统一的归一化处理。经过这样的校正后,无论在垂向还是在横向,曲线都有了比较统一的刻度,可以保证其对波阻抗曲线重构的作用一致性。2.3岩性速度特征分析

为了正确地重构波阻抗曲线,对目标区内测井波阻抗曲线进行有针对性的岩性速度分析是非常必要的。通过对波阻抗、自然电位、自然伽马与岩性解释等测井资料的深入研究,了解不同岩性地层在各种测井曲线上的统计特性,用这种统计特性指导曲线重构,有助于在加强曲线对岩性特征表现的同时较好地保持曲线的原有地质特征。2.4曲线重构处理

以上述曲线处理和地质分析为基础,参考自然电位等曲线,用一定的数学算法将波阻抗测井曲线进行重构处理。重构处理中,一方面要注意应该使储集层与围岩之间的特征尽可能清晰,另一方面必须将波阻抗曲线的校正幅度控制在合理范围内,使其在重构后仍然能够体现比较正常的地质特征。

理。根据曲线低频信息可以反映其系统误差,对反演区块内所有参与反演的波阻抗曲线进行了低通滤波(滤波频率参照了地震资料的频带分布),将滤波后的曲线相互对比,对其中明显偏离大多数井速度趋势的曲线进行低频信息校正,并反复认识和调整反演初始模型,最终得到能正确反映目标区地质特点并有统一速度趋势的测井波阻抗资料。

3.1.2自然电位曲线泥岩基线校正及归一化

原始自然电位曲线一般没有进行泥岩基线校正,这样的曲线往往会因为钻井液的作用,使垂向同样岩性的地层表现为不同的量值,用这样的曲线进行波阻抗曲线重构显然不合适。根据反演的需要,在进行波阻抗曲线重构之前,对自然电位曲线进行了泥岩基线校正,统一了其垂向的尺度(见图1)。在此基础上,将所有校正后的自然电位曲线进行归一化处理,使其数值范围规范到[0,1]区间,以此来统一横向标准。

3埕岛地区应用实例

明化镇组、馆陶组上段是胜利油田埕岛地区新近系主力产油层系[7]。为了进一步查明该区一些主力油层的储集层分布特征,对这两套地层进行了测井约束反演和储集层综合描述。由于这两套地层都以曲流河沉积为主,空间分布关系比较复杂[8],速度横向变化比较快,给反演处理及储集层综合描述造成了一定困难。另外,这两套地层埋藏都比较浅(2000m以上),根据该区已有的一些地质认识,这么浅的地层的砂岩速度一般比上下围岩(这里指泥岩)要低,但差异不很明显,这进一步增加了反演及储集层描述的难度。

针对这种情况,在目标区的反演处理中采用曲线重构技术,利用自然电位曲线加强波阻抗曲线对岩性特征的反映,经过反演,取得了良好的效果。3.1波阻抗曲线重构处理及分析3.1.1波阻抗曲线标准化

目标区的明化镇组、馆上段为河流相沉积体系,整个工区内缺乏分布广泛而速度特征稳定的地层,无法采用标准层速度分析方法进行波阻抗曲线的标准化处

图1　自然电位曲线泥岩基线校正前后对比图

3.1.3波阻抗曲线重构

从岩性与波阻抗统计分析结果得知,本次反演目

的层的砂岩速度比围岩速度有略微偏低的趋势。鉴于这样的地质认识,将标准化后的波阻抗曲线作为源曲线,将归一化处理得到的自然电位曲线作为系数曲线,在保证原始波阻抗曲线基本细节和总体趋势不变的前提下,利用简单的数学算法,将自然电位曲线对岩性的反映叠加在波阻抗曲线上,加大波阻抗曲线上低速的砂岩与相对高速的围岩差异。如图2所示,经重构后,波阻抗曲线上对应自然电位曲线砂岩异常的波阻抗值明显降低,突出了储集层的反映。3.2反演处理及效果分析

在本次反演处理中,重构后测井曲线的作用主要是对初始波阻抗约束模型的影响。通过对初始约束模型的分析,结合对目的层的地质认识,发现使用重构曲线建立的波阻抗初始约束模型与实际地质规律的吻合

72石油勘探与开发・综合勘探开发技术　　　　　　　　　　　　　Vol.32　No.3　

程度明显高于用原始曲线建立的模型。在此基础上得

到的反演成果所描述的储集层分布特征与实际的地质分析和认识相吻合,而且反演模型和反演成果中的储集层特征都非常清楚(见图3)。

对储集层描述“失灵”的问题。

当然,曲线重构还存在许多有待进一步讨论的问题,对这项技术本身甚至也有争议。但是作为一项能够提高储集层描述能力又不违背大的技术原则的技术,应该充分肯定其价值。相信这项技术会在不断的摸索和实践应用中进一步完善和发展,为石油的勘探、开发做出其应有的贡献。

参考文献:

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图2　波阻抗曲线重构示意图第一作者简介:张学芳(19742),女,山东齐河人,大学本科学历,胜

利油田物探研究院工程师,从事石油地质勘探研究工作,现为中国海洋大学研究生。地址:山东省东营市,胜利油田物探研究院,邮政编码:257002;电话:(0546)8796720。

收稿日期:2004210209　　修回日期:2005202207

(编辑、绘图　王孝陵)

剖面中曲线为自然电位曲线,黄红色代表砂岩,蓝绿色代表泥岩

图3　使用重构曲线得到的反演初始波阻抗模型(a)

和波阻抗最终反演结果(b)

Applicationoflogrebuildingtechniqueconstraininversion

in

　　利用该反演结果,结合目标区的地质认识和实际钻井、测井资料,对目的储集层进行了综合描述,共描述砂体6个,预测砂体2个。利用反演目标区内的钻井及试油资料(包括反演处理中使用和未使用的两类井)进行验证,这些砂体的埋深、厚度及分布范围均得到证实,说明曲线重构技术在本次反演处理中起了积极而有效的作用。

ZHANGXue2fang1,2,DONGYue2chang2,SHENGuo2qiang2,LIDong2bo2,ZHANGChun2(1.Ocean

UniversityofChina,Shandong266003,China;2.GeophysicalProspectingResearchInstitute,SLOF,Sinopec,Shandong

4结语

曲线重构技术可以提高测井曲线对储集层特征的表现,加强反演成果对储集层的描述能力。用曲线标准化、归一化等多种技术环节控制,可以保证曲线重构的正确性与合理性。将重构后的测井曲线应用于测井约束反演处理,可以使更多的地质信息参与反演处理过程,能解决一些地区因为速度问题而造成约束反演

257002,China)

Abstract:Thelogrebuildingisavalidtechnologyinimprovingtheseismicinversionresultoflogconstrainedinversionfortheareaswithsmallvelocitydifferencesbetweenthereservoirandtheneighboringrock.ThelogrebuildingofthelogconstrainedinversionandtheintegratedreservoirdescriptionhasbeenmadeinChengdao,ShengliOilfield,andtheliabilityofreservoirdescriptionhasbeenimprovedbyaddinggeologicalinformationinthecourseofinversion.Theinversionresults,togetherwithgeologyrecognition,actualdrillingandlogginginformation,havebeenusedtodescribe6sandbodiesandpredict2sandbodiesinmainhydrocarbonlayers.Thedrillingandformationtestingconfirmeditsburieddepth,thicknessanddistributionrange.

Keywords:constraininversion;logrebuilding;standardization;shalebaselineadjustment