6 地震资料在储层和油气预测中的应用-2学时

大型油气分析模拟系统（六）地震资料在储层和油气预测中的应用OpenWorksPAL/RAVE（属性提取与聚类分析）地震储层预测技术地震反演技术属性分析技术地震属性在储层研究中的应用地震信息与岩石物性和油气的关系地震属性的应用与实例分析地震资料在含油性检测中的应用地震剖面直接检测油气应用属性技术检测油气AVO技术分析与应用地震资料在储层和油气预测中的应用钻井资料：纵向精细、横向稀疏；地震资料：纵向粗略、横向密集，包含着丰富的岩性、物性信息；地震反演技术：将二者结合，把界面型的地震资料转换成岩层型的测井资料，使其能与钻井、测井直接对比，以岩层为单元进行地质解释，研究储层特征的空间变化。地震反演技术分类：1.叠前和叠后反演；2.按测井资料所起作用分为四类：地震直接反演、测井控制下的地震反演、测井-地震联合反演、地震控制下的测井内插外推；3.实现方法上分为三类：直接反演、基于模型反演和地震属性反演。地震反演技术直接反演—道积分反演和递推反演道积分（连续反演）利用叠后地震资料计算地层相对波阻抗（速度）的直接反演方法。设岩层波阻抗随深度（时间）连续变化，则反射系数可定义为波阻抗的微分函数：地层波阻抗是反射系数对时间积分的指数。通过积分处理，就把反映岩层间速度差异的反射系数转换成了反映地层本身特征变化的波阻抗，可直接以岩层为单元进行地质解释。道积分方法优点：无需钻井控制，在勘探初期即可推广应用，实用性强。主要优点是计算简单，递推列累计误差小，其结果直接反映岩层的速度变化，可以岩层为单元进行解释。缺点：受地震固有频率的限制，分辨率低，无法适应薄层解释的需要；无法求得地层的绝对波阻抗和绝对速度，不能用于定量计算储层参数；处理过程中不能用地质或测井资料对其进行约束控制，结果比较粗略。递推反演基于反射系数递推计算地层波阻抗（速度）的地震反演方法。关键在于从地震记录估算地层反射系数，得到能与已知钻井最佳吻合的波阻抗信息，测井资料起标定和质量控制作用。递推反演的特点：递推反演是对地震资料的转换处理过程，其分辨率、信噪比及可靠程度完全依赖于地震资料本身的品质，要求用于反演的地震资料应具有较宽的频带、较低的噪声、相对振幅保持和准确成像。测井资料也要进行仔细的编辑和校正。技术核心：由地震资料正确估算地层反射系数（或消除地震子波的影响）。实现方法：基于地层反褶积方法、稀疏脉冲反演和测井控制地震反演等。优点：基于地震资料直接转换，完整地保留了地震反射的基本特征（断层、产状），不存在基于模型方法的多解性问题，能明显地反映岩相、岩性的空间变化，在岩性相对稳定的条件下，能较好地反映储层的物性变化。应用：勘探初期钻井少时，通过反演资料进行岩相分析确定地层的沉积体系，根据钻井揭示的储层特征进行横向预测，确定评价井位；开发前期，储层较厚的条件下，递推反演资料可为地质建模提供较可靠的构造、厚度和物性信息，优化方案设计；在油藏监测阶段，通过时延地震反演速度差异分析，可帮助确定储层压力、物性的空间变化，进而推断油气前缘。限制：受地震频带宽度的限制，分辨率相对较低，不能满足薄储层的研究需要。基于模型的反演—测井约束地震反演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资料与实际地震数据最佳吻合，最终的模型数据便是反演结果。在薄储层地质条件下，由于地震频带宽度的限制，基于普通地震分辨率的直接反演方法，其精度和分辨率均不能满足油田开发的要求。基于模型地震反演技术以测井资料丰富的高频信息和完整的低频成分补充地震有限带宽的不足，可获得高分辨率的地层波阻抗资料，为薄层油气藏精细描述创造了有利条件。实质：地震-测井联合反演，低、高频信息来源于测井资料，构造特征及中频段信息取决于地震数据。固有特性：多解性，解决关键在于正确建立初始模型。反演结果的精度：依赖于研究目标的地质特征、钻井数量、井位分布以及地震资料的分辨率和信噪比，还取决于处理工作的精细程度，包括：储层地球物理特征分析地震子波提取建立初始波阻抗模型确定储层物性参数优势：基于模型反演技术把地震与测井有机的结合起来，突破了传统意义上的地震分辨率的限制，理论上可得到与测井资料相同的分辨率。钻井越多，结果越可靠。地震资料的作用：提供层位和断层信息来指导测井资料的内插外推建立初始模型；约束地震有效频带的地质模型向正确的方向收敛。地震资料分辨率对多解性的影响：地震资料分辨率越高，层位解释就可能越细，初始模型就越接近实际，有效控制频带范围就越大，多解区域相应减少，因此，提高地震资料自身分辨率是减少多解性的重要途径。基于模型的反演—测井约束地震反演反演方法的发展储层预测技术经过几个阶段的发展：1、70年代递推反演技术特点是直接用地震资料由上到下逐层递推波阻抗，反演结果直接受地震分辨率限制，一般在20-50m，只能解决较厚的储层问题，如：Velog、SeislogG-log等软件，目前常见的LANDMARK、STRATA软件中道积分也属于递推反演的类型2、80年代稀疏脉冲反演方法采用特殊反褶积手段和数学迭带求最优解的反演方法，本质属于带限法范畴，分辨率可以达到10m以上的分辨率。3、80年代末期—90年代模型约束地震反演（块反演）为了提高反演精度和采取了模型道约束，正反演迭带，使目标函数达到最小或小于某个阀值的方法，在高分辨率达到10m左右。道积分井控制下地震反演测井地震联合反演地震控制测井插值确定性分辨率勘探程度附加信息不同反演方法在油田勘探开发不同阶段的应用地震属性分析前言面对复杂的地下地质情况，地震勘探也从初期的解决构造问题发展到研究储层横向预测、油藏描述等的深层次问题。地震资料中包含的丰富信息日益受到重视，地震属性技术随之发展起来。二十世纪七、八十年代，AVO技术的应用开始了地震属性的研究。在新的数学方法、信号处理技术、计算机技术不断引入地震技术后，地震属性的应用日趋广泛。目前，地震属性的种类有了几十倍的增加；地震属性的提取更加有效，发展了二维属性到三维属性体的提取；地震属性应用于油气检测，构造解释、储层研究、油藏描述等方面。地震属性（seismicattribute）：由叠前或叠后地震数据经过数学变换而导出的有关地震波的几何学、运动学、动力学或统计学特征。地震信号的特征是由岩石物理特征及其变化直接引起的。地震数据中隐藏着丰富的有关岩性、物性及储层饱和流体成分的信息。这些信息虽然可能受到各种畸变，甚至是不可恢复的扭曲，但确实是隐藏于地震数据之中。进行地震属性分析，并作出标定，消除数据畸变，拾取隐藏在这些数据中的有关岩性和储层物性的信息，从而充分发挥地震数据的潜质一直是人们的追求。特别是人们对储层的非均质性认识越来越迫切的时候，地震数据丰富的空间变异信息更是显得弥足珍贵了。长期以来人们对地震数据的使用仅仅局限于对地震波同相轴的拾取以实现对油气聚集体的几何形态、构造特征的描述。随着三维地震数据的数字化应用，提取和解释的属性数量大大增加。地震属性分析技术的发展60年代起：利用振幅对厚度的变化—薄层调谐厚度进行薄层解释；70年代：含气砂岩波阻抗的异常—亮点（暗点）技术对含气砂岩储集层进行预测；80年代：AVO分析技术，改进了含气砂岩和岩石孔隙中饱和成分的预测，鉴别岩性和岩石孔隙度；90年代：地震属性分析技术迅速发展，应用于油气勘探开发的各个阶段。在储层预测、储层特征参数描述、储层动态监视等方面发挥重要作用。地震属性的分类和拾取地震属性的分类：QuincyChen等以波的运动学和动力学特征将地震属性分为8大类：振幅、频率、相位、能量、波形、衰减、相关和比率。地震属性的拾取：按属性拾取方法分类：（1）界面属性：沿三维层面求取的与分界面有关的地震属性，单道同相轴拾取；（2）体积属性：沿不同的空间道模式定义的滑动时窗进行的多道三维地震波属性拾取。属性拾取方法：瞬时属性拾取：根据复地震道分析，在地震波到达位置上拾取的属性。单道时窗属性拾取：沿着一个可变的时窗拾取的。多道时窗属性拾取：用于研究储层各向异性特征，以识别储层裂隙或断层分布模式。相干数据体：一个多道时窗属性拾取的体积属性数据体。是波形相似性或不相似性的量度，用于检测地震波间断性效果较好，如断层、不整合等。亮点与暗点不整合圈闭断块脊含油气异常薄储层地层不连续性构造不连续性岩性尖灭瞬时真振幅乘以瞬时相位的余弦反射强度基于分贝的反射强度反射强度的中值滤波能量反射强度基于分贝的能量反射强度的斜率滤波反射强度乘以瞬时相位的余弦平均振动能量平均振动路径长度振幅峰值的量大值振幅谷的最大值求绝对值振幅之和复合绝对值振幅特定能量与有能量之比主功率谱主功率谱的密度大于门槛值的采样部分小于门槛值的采样部分振幅峰态振幅斜率相关LPC1相关LPC2相关LPC3相关LPC之比相关长度平均长度集中的相关相关峰态相关极小值相关极大值相似系数瞬时相位瞬时相位的余弦瞬时真振幅瞬时真振幅乘以瞬时相位的余弦振幅加权瞬时频率能量加权瞬时频率反射强度基于分贝的反射强度反射强度的中值滤波能量反射强度的斜率滤波反射强度乘以瞬时相对的余弦平均振动能量平均振动路径长度求绝对值振幅之和复合绝对值振幅平均零交叉点第一个谱峰值频率第二个谱峰值频率第三个谱峰值频率最大峰值振幅最大谷值振幅特定能量与有限能量之比振幅峰态大于门槛值的采样部分小于门槛值的采样部分相邻峰值振幅之比自相关峰值振幅之比目标区顶一底振幅比目标区顶一底频谱比有限频率带宽能量特定频率带宽能量特定能量与有限能量之比衰减敏感带宽功率谱对称性功率谱斜率瞬时频率振幅加权瞬时频率能量加权瞬时频率瞬时频率斜率响应频率带宽额定值主频额定值中心频率额定值心迹线频率额定值第一个谱峰值频率第二个谱峰值频率第三个谱峰值频率衰减敏感带宽瞬时相位瞬时相位余弦视极性响应相位平均零交叉点相关长度平均相关集中的相关相关峰恋相关峰态相关极小值相关极大值相似系数瞬时相位瞬时相位的余弦视极性响应相位平均振动路径长度平均零交叉点相关KLPC1相关KLPC2相关KLPC3相关KLPC比相关长度平均相关集中的相关相关峰态相关极小值相关极大值相似系数瞬时相位瞬时相位的余反射强度反射强度的中值滤波能量反射强度基于分贝的能量平均振动路径长度特定能量与有限能量之比第一个谱峰值频率第二个谱峰值频率第三个谱峰值频率根据储层特征进行的地震属性分类（据QuincyChenTLE,1997）均方根振幅地震属性提取示意图地震属性的分析及应用属性分析研究主要问题：选取合适的地震属性属性地震属性的伪相关问题属性预测结果的可信程度应用的领域：油气预测：AVO等构造解释：相干、倾角属性等储层预测：瞬时振幅、瞬时频率等地震属性预测储层的工作流程Landmark软件可利用PAL提取层间地震参数利用RAVE进行地震参数的聚类分析通过不断地筛选参数最终确定几种与油气和储层有关的有效参数再对这些参数分别制作交会图地震属性提取和聚类分析（Pal/Rave）Landmark中地震属性共分五大类，39种：振幅统计类（包括15种）：AmplitudeStatistics复数道统计类（包括5种）：ComplexTracesStatistics频谱统计类（包括6种）：SpectralStatistics序列统计类（包括7种）：SequenceStatistics相关统计类（包括6种）：CorrelationStatisticsLandmark中对每种地震属性与一定的地质特征的对应关系作了详细描述，并对研究每种地质现象所进行的地震属性提取参数给出了参考值。地震属性提取和聚类分析（Pal/Rave）地震属性技术研究思路和步聚：地震属性研究储层特征的基础是地震与测井数据之间存在一定的内在关系，利用测井资料解释储层物性参数，并建立与井旁地震道地震属性之间的相关性，将地震属性转换成储层物性，并推算到井间或无井区。基本流程为：2D/3D同相轴解释，揭示地质特征，如断层、不整合等；测井—地震相结合，标定地震属性，建立直接的油气指示及集合，