地质统计学反演在非均质薄砂岩气藏开发中的实践

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1、万方数据16内蒙古石油化工2009年第7期地质统计学反演在非均质薄砂岩气藏开发中的实践刘俊州，周小鹰，王箭波，夏红敏，余刚(中国石化石油勘探开发研究院)摘要：通过大牛地气田开发实践，总结出以地质统计学反演为核心且适用于非均质岩性气藏的反演路线，在叠后约束稀疏脉冲确定性反演基础上，由阻抗数据作为软约束进行地质统计学储层参数敏感曲线随机模拟反演，进而进行气藏预测。其中储层参数敏感曲线的确定是关键，本文以伽玛曲线和中子曲线拟合的岩性曲线作为岩性敏感参数，并确立了电阻率曲线作为含气敏感参数。应用该方法作为主要储

2、层预测手段，对大牛地气田L区二叠系下石盒子组盒2、3段进行了储层岩性、物性和含气性预测。该技术在气田第一个10亿方产能建设中发挥了重要作用。关键词：地质统计学反演；大牛地气田；盒3段；非均质地震反演是油气储层预测的热点[1]，该技术可以将地震数据表达的反射界面信息转换成具有直接地质意义的油气藏参数信息，因而备受地质研究人员的青睐。叠后地质统计学反演更是在油气藏描述方面具有显著优势[2]，该方法兼顾了地震数据的横向分辨率与测井数据的纵向分辨率，以地层确定性反演导出的声阻抗作为输入，并建立阻抗与储层参数(岩

3、性、物性、含气性)间的线性关系，进而模拟出高分辨率的储层敏感参数数据体。地质统计学反演在油气勘探开发领域的应用源于19世纪70年代，目前已在国内外许多复杂油气藏开发中起到积极作用[3_5]。近几年在大牛地气田开发中亦得到有效应用。2、3段的沉积环境决定了砂层薄(厚度主要在10米左右)，横向非均质性很强(见图1)，储层具有低孔、低渗、致密的特征，砂泥岩声阻抗差异微弱，而大牛地气田三维叠后地震资料主频为25Hz左右，利用地震资料或声阻抗难以直接识别储层(如图2，图3)。地质统计学反演凭借其独特的优势恰好为解

4、决该层段储层预测提供了一种很好的解决办法。图2大牛地气田盒2、3段储层与地震波对应关系(据中石化华北分公司)大牛地气田位于鄂尔多斯盆地北部，盒2、3段垄嘉=享妻鉴翌三冀j洲二登翼沉孥竺詈‘：!：圭琴沉图3大牛地气田盒2、3段声阻抗直方图积微相为辫状河道、分流河道间、水下分流河道、刑．x---t(绿色为泥岩，黄色为≤；；⋯一口坝、风暴岩等，砂岩储集性能相对较好，是盆地北1方法原理部含油气显示最普遍、最集中和最稳定的层段口3。盒1．1约束稀疏脉冲反演收稿日期：2008—11—12作者简介：刘俊州(1975一

5、)，男，工程师，硕士，主要从事地震反演和储层预测研究工作。万方数据2009年第7期刘俊州等地质统计学反演在非均质薄砂岩气藏开发中的实践17约束稀疏脉冲反演是地质统计学反演的基础，是基于脉冲反褶积基础上的递推反演方法[8。，其最终结果需要与基于测井插值的低频地质模型合并得到。该反演算法的特点是反演结果忠实于地震数据，反演数据反映了较大地质事件的信息，但分辨率低，无法满足非均质薄砂层油气藏的识别。约束稀疏脉冲反演的核心是优化其目标函数：OBJF一∑lRi9+”(Di--Si)q+a2Z(Ti—Zi)2式中：

6、OBJF：目标函数；R：反射系数；入：地震匹配系数；D：地震数据；S：合成地震数据；：趋势匹配系数；T：用户定义的趋势；Z：用户定义的范围内的阻抗值；P和q一般缺省值为：p=1：q=2。公式中的第一项为反射系数绝对值的和，第二项为地震数据道与合成道之差，第三项为阻抗趋势与范围之差的平方总和。稀疏脉冲反演在迭代运算的过程中，先使用较少的脉冲个数，产生一个初始模型，然后修改模型，使目标函数达到最小，之后再不断增加脉冲个数，进行迭代，直到反演结果没有大的改进时就停止迭代，并得到反演结果。1．2地质统计学反演地

7、质统计学反演可分为随机模拟与随机反演两类，本文涉及的是前者，可称谓基于地质统计学算法的随机模拟参数反演。地质统计学反演从实现步骤上可分为变差函数分析及随机模拟两个环节。变差函数是地质统计学方法中最常用的衡量储层空间关系的手段，综合各种不同来源的数据，研究待模拟曲线变差函数的计算及理论拟合，分析结果直接关系到建立储层模型的可靠性。变差函数的数学表达式[9]为：r(h)一孬景可。蔓[z(x；)一Z(xt+h)]2式中N(h)表示距离为h的个数。从图4可以看出，当r(h)达到平稳值时的滞后距h值称为变程，它表

8、示空间上的最大相关距离；即当r(h)达到平稳值时的r(h)值是基台值，表示数值先验方差的大小；块金值是h=0位置的非零r(h)值。理论上h一0时，r(h)一0，但实际上，还会出现块金值，产生这种现象的原因比较多，可能是由于采样和实验误差或小尺度的变化引起的。。；⋯一歹i辛～。￡：二。’；，／”薯{l，r'==／：“lfri；．}～!‘11：：：：——L一一；．，，一一⋯：≮～～一’77图4变差函数主要参数实际计算中，实验变差值比较混乱，甚至