地震属性分析在储层预测中的应用

GEOPHYSICALPROSPECTINGFORPETROLEUMVol.40,No.3Sept.2001

地震属性分析在储层预测中的应用

陈　军

陈　岩

(江苏油田地质科学研究院,扬州225009)　(江苏油田石油工程技术研究院,扬州225009)

陈军,陈岩.地震属性分析在储层预测中的应用.石油物探,2001,40(3):94～99

摘要　介绍了地震属性的定义和分类,并在JH凹陷SH地区和YM油田LGZ地区,进行了地震属性分析方法研究。通过对储层含油气性敏感参数的分析,建立了它们与含油气性的关系,并评价了目标区含油气状况,为勘探目标区的确定提供了有价值的依据。关键词　地震属性　含油气预测ChenJunΞetal.Applicationofseismicattributeanalysisinreservoirprediction.GPP,2001,40(3):94

～99

ABSTRACT　ThedefinitionandclassificationofseismicattributesarepresentedTheseismicattributesarethenusedinthelightofproductionrequirementstoaidhydrocarbon2bearingpredictioninJHsagofSHareaandLGZregionofYMoilfield.Therelationshipbetweentheseismicattributesandhydrocar2bon2bearingpossibilityisestablishedthroughananalysisofsensitivitytooil2gasbearingontheseismicat2tributes,therebytheevaluationofoil2gasbearingstatuscanbeperformedwhichprovidesvaluableinfor2mationforthedeterminationofexplorationtarget.Keywords:　seismicattribute,oil2gasbearingprediction

引言

地震属性是叠前或叠后地震数据经过数学变换而导出的有关地震波运动学、动力学和统

计特征的特征参数,是表征和研究地震数据内部所包含的时间、振幅、频率、相位以及衰减特性的指标。在这些参数中,有的对储层环境的变化很敏感,有的可以准确的揭示地下异常,而有的又与含油气性有一定的关系。

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薄层或薄层组合的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样本和无油样本,从而抓住油气在横向、纵向上引起地震属性的相对变化,特别是横向的变化,通过分析这些变化,达到预测的目的。这是利用地震属性预测油气的理论基础。

目前,国内外还没有一个公认的地震属性分类完整的列表,但依据其定义,按地震记录的

Ξ

ChenJun,GeologyResearchInstitute,JiangsuOilExplorationCorp,Yangzhou225009

本文于2001年2月21日收到,修改稿于5月10日收到。

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振幅、频率、相位和统计特征来分类是比较合理的。

1　操作方法

1.1工作流程

根据油气预测的需要,制定了一般性工作流程(图1)。

1.2　如何选取敏感的属性参数

通常对于一个特定的区域,我们不能确定储层环境的变化对地震数据产生怎样的和多大程度的影响,所以,在选取敏感属性参数之前,必须对储层段的地震属性进行普查,这不仅有助于筛选敏感参数,还有助于发现一些未曾预料的属性变化。同时,把预测区内各样本井根据储层特性(如孔隙度、裂缝发育程度、含油气性等)进行分类,以便考察各属性参数对于该储层特性变化的敏感性。

在选取敏感参数时,还要遵循以下几个原则:①要尽量选择有物理意义的属性,这有利于建立储层物性与地震属性的关系,而抽象的属性所表现的敏感性有可能只是一种偶然现象;②应避免使用呈周期性变化的数据求和来确定地震属性,例如简单的振幅求和不如振幅绝对值求和或平方和更说明问题;③在统计分析时反映相同物理意义的属性(如振幅绝对值求和与均方根振幅)不能同时出现在一个敏感属性集中。1.3　预测的约束条件1.3.1　预测范围的确定

为了使对目标构造的含油气预测更加有效,应该尽可能地消除预测范围内地震反射因地质构造作用、沉积作用的差异而造成的影响。通常预测范围的确定本着以下的原则:

①同一构造带具有同性质、等量级的构造应力作用,它对储层地震反射的影响是均等的,是油气预测的可行区域;

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②在包含足够的类比样本和预测样本的前提下,尽可能缩小预测范围;

③预测区域内储层的厚度、物性稳定。1.3.2　类比样本的选择

在空间位置上,尽量选择靠近预测目标的井或构造作为类比样本;在地层配置上,选择与预测目标地区相同的井或构造作为类比样本。1.3.3　时窗的测试和选择

预测时窗的选择既不能过大,也不能过小。若过大,使无用信息掺入,影响预测效果;若过小,则有用信息不能完全加入,也影响效果。必须统筹考虑预测范围内地层的厚度变化,使得从这个时窗中提取的一些属性参数能够最大限度区分有油样本和无油样本。2　应用实例2.1　JH凹陷SH地区

SH地区位于CZ构造高带北部。根据预测有效范围、预测时窗和样本的选择原则,选取

的预测区内均匀分布了5口探井,其中C6、C9井为有油井,C15、C16、C11为无油井。井资料表明区内E1f2段储层及其上覆和下伏地层的物性、厚度均很稳定,因此可以认为该区E1f2段储层中流体性质的变化是影响储层地震反射的主要因素。基于这个认识,针对该区北部边缘的C17构造,用地震属性分析了该区的含油气性。

在最初的地震属性普查阶段,针对E1f2段储层提取了21个属性参数。依据上述敏感参数的选择原则,筛选出与地震反射振幅、频率和能量相关的,并且其量值能够较准确地区分已知含油和不含油区块的5个敏感参数。下面对5个参数分别进行描述。

(1)复合包络差(图2)

复合包络差是分别在上半时窗和下半时窗计算出的顶、底同相轴之间振幅包络差值的相对大小,主要用于目标区检查(如具有不同的流体饱和度的顶、底同相轴引起的地震衰减),它的横向变化还显示了岩性和流体变化。由图可见,南部的C6、C9的构造高部位区域,包络差值均处于相对较小的区域;而中部的C15和东部的C16、C11均处于较大值区域,这说明该区含油储层地震反射的顶、底振幅包络差小于不含油储层的顶、底振幅包络差。

(2)带宽额定值(图3)带宽额定值是所取时窗的数据内频率范围的统计测量,包括地震震源子波和岩层反射系数的影响。由于在空间上与各种噪声相比,地震子波的频率带宽更稳定,这种属性可以显示多次波混响的强弱区域。通常弱混响产生小的带宽额定值。由图可见,在C6、C9断块区域出现了明显的地震反射频带变宽的现象,而C11、C15、C16块反射频带较窄,该现象符合含油薄互层中易产生较强地震混响的观点。　　(3)功率谱(图4)

对应于主频额定值的功率谱值沿目标区的横向变化,一方面显示了由岩性和流体引起的反射层非均匀性,另一方面也反应了反射能量的横向变化。由图可见,在C6、C9断块区域,反射能量较低;C11、C15以及C16块反射能量较高。

(4)均方根振幅(图5)

均方根振幅是在给定时窗间隔内的振幅平方之和的平方根,它可以显示孤立的或极值振

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图2　复合包络差图3　带宽额定值

图4　功率谱图5　均方根振幅

幅异常。由图可见,在C6、C9断块区域,均方根振幅明显低于周围地区;C11、C15、C16区域处于高值区。说明该地区储层含油后,降低了其与上覆地层接触面的波阻抗,致使反射振幅降低。

(5)主频额定值(图6)主频额定值是用自相关FFT和时窗平滑函数来测量时窗采样内的主频相对大小值。由于地震子波的主频在空间上很稳定,因此这种属性的变化主要是由局部岩性和流体引起的。

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图6　主频额定值

由图可见,相对于C11、C15、C16块的主频额定值,C6、C9断块区域有主频升高的特点。

由5个参数图可以看到,它们都以某一中值为界限,把有油样本和无油样本区分开来。可以认为它们对于本区E1f2段储层的含油气性是敏感的。从而可以得出结论,本区E1f2段储层含油使地震反射产生如下变化:主频升高,振幅降低,反射能量降低,频带变宽,复合包络差变小。用它们考察目标区的含油气性,发现5个参数在C17、C17南块和北块均与C6和C9块有较好的相似性,因此认为,这3个断块很可能含油,后被以后的C17井的钻探所证实。C17井在与C6井相同的层位,即E1f2段储层中钻遇油层12m,经试油产31m3/d。2.2　YM油田LGZ地区

LGZ地区位于QN生油凹陷中央,油源十分丰富。该区先后钻探10口井,其中4口获工

业油流,3口获低产油流,另3口有油气显示。油气主要聚集在4000m以下的白垩系K1g地层的白云岩裂缝中,属裂缝型油藏。白云岩裂缝、孔洞的发育因素是成藏的主控因素,因此,含油气性预测可以转化为对裂缝发育带的预测。众所周知,当地震波通过裂缝型地层时,反射振幅降低,高频信号衰减加剧,主频向低频方向移动。据此,提取了主要储层段的均方根振幅和低频带通能量参数。

预测范围内,L1井主要储层裂缝发育,L2井裂缝不发育,L3井裂缝较发育。由均方根振

幅图(图7)可见,L1井处于浅色较低振幅区,L2井和L3井均处于深色较高振幅区。由10～20Hz低频能量分布图(图8)可见,L1井位于代表能量较高的深色区域中,L3井位于能量中值

区,L2井位于代表能量较低的浅色区域。该参数图与神经网络预测裂缝发育带的结果(图9)有很好的相似性。可以得出结论,本区储层的裂缝发育带使地震反射的振幅略有降低,但却使低频信号的能量明显提高。

根据以上属性分析和其它方法的综合评价,优选了钻探目标L4井,经钻探获得成功,经试油产200m3/d。

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图7　均方根振幅图8　10～20Hz能量分布图

图9　神经网络预测裂缝带

3　认识和体会

通过以上2个例子,说明了具有一定约束条件的地震属性分析的含油气预测是可行和有效的。这不仅体现在其对储层含油气性的定性预测上,也可以通过更深入地研究,准确标定属性参数与地质参数的关系,定量预测储层特征参数。

但是,要作好地震属性分析,使它能更好地为储层预测服务,必须清醒地认识到以下几点:(1)高品质的地震资料是属性提取和分析的物质基础,在地震资料品质差的地区,该方法不具有可行性和可靠性。

(下转第111页)

第3期　　　　　　　灰色动态聚类空间氧化还原电位油气圈闭ART评价法・111・

3　结束语

(1)将灰色系统方法与神经网络技术有机结合,可以提高油气信息提取、油气异常反演、油

气圈闭评价的客观性和智能性。灰色ART评价法以动态生成的灰色关联度信息动态空间作为信息模式样本,通过无监督的学习,自动地根据异常本身的特征区别,将其形成不同的聚类中心,从而达到分类的目的,有助于把人们从烦杂的资料分析、信息模式识别中解放出来。

(2)用灰色ART动态聚类法对油气异常进行分类,使信息形成具有特征意义的信息群。这类信息群均以油气赋存信息为参照分类形成,为油气圈闭信息的分析、解释、推断提供了量化依据,提高了圈闭含油气性评价的水平。参　考　文　献

1　邓聚龙1灰色系统理论1武汉:华中理工大学出版社,199215～174

2　徐忠祥,吴国平1灰色系统理论与矿床灰色预测1武汉:中国地质大学出版社112～16,184～188,200～204

3　徐忠祥,吴国平,彭放等1油气物探异常灰色定位预测1地球科学,1998,23(2):158～1614　胡守仁,余少波,戴葵编著1神经网络导论1北京:国防科技大学出版社,19931229～2345　YohHanPao.AdaptivePattemrecognitionandNeuralnetworks.Addisonwesleypublishingcompa2

ny,Inc,1989,167～174,280～286

(上接第99页)

(2)由于不同地区的地质条件、储层和油气藏特点各不相同,地震属性与储层的关系并不

一一对应,仅仅依靠地震信息对储层及油气藏预测是有风险的,只能作为一种辅助工具,因此,必须与其它技术、方法结合,综合分析判断,才能得出较客观的结论。

(3)众所周知,储层物性变化对地震反射的影响要大于储层含油气对地震反射的影响。所以,利用地震属性分析预测储层含油气性是一种间接预测,在储层的某一特性对含油气起决定作用的情况下,可以通过建立地震属性与该储层特性的关系,评价目标区的含油气性。

参　考　文　献

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220～231