分區(qū)帶測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化及其在EI反演中的應(yīng)用

侯秋平, 熊曉軍, 龔思宇, 崔澤飛, 陳 琴

(1.油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))，成都 610059; 2.中國(guó)石油川慶鉆探工程有限公司 地質(zhì)勘探開(kāi)發(fā)研究院，成都 610051)

分區(qū)帶測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化及其在EI反演中的應(yīng)用

侯秋平1, 熊曉軍1, 龔思宇1, 崔澤飛1, 陳 琴2

(1.油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))，成都 610059; 2.中國(guó)石油川慶鉆探工程有限公司 地質(zhì)勘探開(kāi)發(fā)研究院，成都 610051)

渤海A區(qū)油田是國(guó)內(nèi)目前已發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大的中生界花崗巖潛山油氣田。由于潛山復(fù)雜多樣、橫向非均質(zhì)性強(qiáng)，傳統(tǒng)的測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化很難滿足EI反演對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的要求。為了進(jìn)一步提高測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)精度，本文提出了一種分區(qū)帶測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化方法：首先根據(jù)研究區(qū)地震斷塊構(gòu)造空間解釋，結(jié)合測(cè)井解釋結(jié)果，將工區(qū)合理劃分為不同的標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)帶，然后采用均值校正法進(jìn)行分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化。在渤海A區(qū)油田的EI反演中對(duì)比未標(biāo)準(zhǔn)化、用常規(guī)方法標(biāo)準(zhǔn)化和分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化的反演結(jié)果，發(fā)現(xiàn)分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化方法得到的反演剖面與地震剖面對(duì)應(yīng)最好。在渤海A區(qū)油田進(jìn)行分區(qū)帶測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化是獲得合理、準(zhǔn)確的EI反演結(jié)果的關(guān)鍵。

EI反演；測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化；分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化；均值校正法

準(zhǔn)確的測(cè)井資料在疊前彈性阻抗反演中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是進(jìn)行EI反演的基礎(chǔ)。但是，在油田的長(zhǎng)期勘探和開(kāi)發(fā)中，很難保證所有井的測(cè)井曲線是用相同的測(cè)井儀器、同一種測(cè)井手段、相同的測(cè)井刻度和統(tǒng)一的操作方式進(jìn)行測(cè)量和刻度的，故測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)間必然存在著系統(tǒng)誤差。因此，在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中必須對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化是對(duì)全區(qū)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一刻度，以提高測(cè)井信息在全油田范圍內(nèi)解決問(wèn)題的能力，并在一定程度上提高測(cè)井分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。其理論基礎(chǔ)是：相同沉積環(huán)境下，相同巖性地層具有相似的測(cè)井響應(yīng)[1]。

“測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化”這一概念最早是由Connolly(1968)提出來(lái)的，之后國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者[2-5]對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的概念、過(guò)程和方法進(jìn)行了深入的探討。譚茂金[6]提出了井震結(jié)合的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理技術(shù)；鄒德江[7]在油藏研究中探討了測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)化方法；宋澤章[8]在鄂爾多斯盆地下寺灣地區(qū)湖相泥頁(yè)巖TOC評(píng)價(jià)中應(yīng)用“相控”測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化方法，取得了良好的效果。

總結(jié)前人標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化方法是在認(rèn)為同一地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)層內(nèi)相對(duì)“均一”的基礎(chǔ)上，對(duì)全區(qū)相同類型的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一校正。但是，本次研究區(qū)內(nèi)目的層段的花崗巖橫向非均質(zhì)性較強(qiáng)[9]，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化方法不再適用?；诖?，本文根據(jù)渤海A區(qū)油田的儲(chǔ)層分類和地質(zhì)構(gòu)造情況[10]，將研究區(qū)劃分為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)帶，然后進(jìn)行分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化，以期能得到準(zhǔn)確可靠的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。

1 測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化方法

測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化是通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析來(lái)對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行校正，其目的是降低甚至消除系統(tǒng)誤差。測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化方法較多，常用的方法有：均值校正法、頻率直方圖法、趨勢(shì)面分析法等。

1.1 均值校正法

均值校正法是通過(guò)計(jì)算關(guān)鍵井在標(biāo)準(zhǔn)層的均值，將各井所得的均值與標(biāo)準(zhǔn)井對(duì)比，利用標(biāo)準(zhǔn)化公式(1)或(2)來(lái)改變目標(biāo)井整體的測(cè)井響應(yīng)值，使其均值與標(biāo)準(zhǔn)井相同，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的目的。均值校正法可以做到定量處理。

Y=K×X+b

(1)

lgY=K×lgX+b

(2)

1.2 頻率直方圖法

頻率直方圖法又稱直方圖平移法[11]，是利用關(guān)鍵井標(biāo)準(zhǔn)層的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)作頻率直方圖，并分析各井標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的頻率分布，與關(guān)鍵井標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行相關(guān)對(duì)比，利用標(biāo)準(zhǔn)化公式(1)或(2)對(duì)目標(biāo)井測(cè)井響應(yīng)進(jìn)行整體變換，完成標(biāo)準(zhǔn)化。其中測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的峰值及其頻率分布基本不變。頻率直方圖法仍處于定性對(duì)比階段，誤差較大。

1.3 趨勢(shì)面分析法

趨勢(shì)面分析法是選擇某一特定的測(cè)井響應(yīng)值，對(duì)測(cè)井響應(yīng)與空間位置進(jìn)行擬合，來(lái)研究測(cè)井響應(yīng)在空間的分布特征及變化趨勢(shì)。由于研究區(qū)只有十幾口井，井網(wǎng)分布稀疏，擬合的趨勢(shì)在三維空間很難反映真實(shí)地質(zhì)情況，因此趨勢(shì)面分析法不適合本區(qū)。

3種標(biāo)準(zhǔn)化方法中，趨勢(shì)面分析法不適合本區(qū)；頻率直方圖法與均值校正法相比，仍處于定性對(duì)比階段，誤差較大。因此，在本研究區(qū)油田的EI反演中采用均值校正法對(duì)測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化。

2 分區(qū)帶測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化

2.1 合理劃分標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)帶

渤海A區(qū)油田的潛山儲(chǔ)層為中生代花崗巖，潛山復(fù)雜多樣、橫向非均質(zhì)性強(qiáng)，很難在全區(qū)內(nèi)滿足標(biāo)準(zhǔn)層的“均一”條件；因此，需要利用工區(qū)構(gòu)造特點(diǎn)，結(jié)合測(cè)井解釋結(jié)果來(lái)進(jìn)行限定，使得在標(biāo)準(zhǔn)層內(nèi)相對(duì)“均一”，從而得到準(zhǔn)確可靠的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。

由前人研究結(jié)果可知，本研究區(qū)NW方向是潛山面下傾、SE方向潛山面上傾，前新生界東西方向分帶[12-13]；且鉆井證實(shí)兩側(cè)山頭為非儲(chǔ)層的元古界變質(zhì)巖。從工區(qū)構(gòu)造圖(圖1)可以看出，東側(cè)構(gòu)造高部位和西側(cè)構(gòu)造低部位之間有一條明顯的分界線(圖1中黑線)。由于本次研究的目的層段為潛山頂界面T8與T8+60 ms之間的范圍，我們統(tǒng)計(jì)測(cè)井解釋結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在T8-(T8+60 ms)范圍內(nèi)，構(gòu)造分界線左側(cè)的井儲(chǔ)層解釋厚度均<60 m；而構(gòu)造分界線右側(cè)鉆遇花崗巖的井儲(chǔ)層解釋厚度都>60 m(A10井除外)。據(jù)此，我們將研究區(qū)劃分為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)帶(其中Ⅰ區(qū)為有利儲(chǔ)層區(qū)域、構(gòu)造高部位，Ⅱ區(qū)為次有利區(qū)域、構(gòu)造較低部位)，然后進(jìn)行分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化。

圖1 工區(qū)構(gòu)造圖Fig.1 Structural map in research area

2.2 分區(qū)帶測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化流程

劃分完標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)帶之后，就需要在每個(gè)區(qū)帶單獨(dú)進(jìn)行測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化，其步驟如下。

a.標(biāo)準(zhǔn)層的選取。選取條件為：①沉積穩(wěn)定、厚度適中(一般>5 m)且變化范圍??；②分布廣，區(qū)內(nèi)90%以上的井鉆遇；③巖性、電性特征明顯且易于識(shí)別，便于全區(qū)對(duì)比追蹤；④靠近或在目的層段。據(jù)此，選擇中生代花崗巖為標(biāo)準(zhǔn)層。

b.關(guān)鍵井的選取。關(guān)鍵井的研究是油藏描述中的重要組成部分，是分析地質(zhì)問(wèn)題的“窗口”。關(guān)鍵井的選取條件為：①位于構(gòu)造的有利部位，鉆井質(zhì)量較好；②測(cè)井系列齊全，分析數(shù)據(jù)質(zhì)量高，測(cè)井解釋完整；③垂向揭示的地層發(fā)育完整，地層界線清楚。其中，有利的測(cè)井條件和良好的巖性條件是不可缺少的因素。在Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)帶分別選取關(guān)鍵井。

c.利用均值校正法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化校正。在Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)區(qū)帶分別計(jì)算關(guān)鍵井和目標(biāo)井在標(biāo)準(zhǔn)層的均值，確定目標(biāo)井標(biāo)準(zhǔn)化校正量，使其均值與標(biāo)準(zhǔn)井相同，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的目的。

3 在EI反演中的應(yīng)用

疊前彈性阻抗反演充分利用了近、中、遠(yuǎn)偏移距信息，能可靠地定量提取對(duì)流體及巖性較為敏感的巖性參數(shù)，為儲(chǔ)層的識(shí)別和預(yù)測(cè)提供了豐富的信息[14]；與疊后地震反演和AVO分析相比，EI反演能更可靠地揭示地下儲(chǔ)層的展布情況及含油氣性[15]。因此，EI反演越來(lái)越受到重視。EI反演的地質(zhì)效果好壞很大程度上取決于基礎(chǔ)工作，關(guān)鍵處理環(huán)節(jié)包括疊前地震資料的優(yōu)化和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。

3.1 疊前時(shí)間偏移道集優(yōu)化

為了提高疊前時(shí)間偏移共反射點(diǎn)(CRP)道集的信噪比，本文對(duì)疊前地震數(shù)據(jù)進(jìn)行了道集拉平、去噪和切除。圖2是優(yōu)化前后的CRP道集對(duì)比圖，可以看出經(jīng)過(guò)拉平、去噪和切除后的CRP道集的AVO曲線特征明顯、信噪比高，為后續(xù)的疊前彈性參數(shù)反演提供了重要保障。

圖2 疊前時(shí)間偏移的共反射點(diǎn)(CRP)道集優(yōu)化前后的對(duì)比Fig.2 Comparison optimized CRP gathers with un-optimized CRP gathers(A)優(yōu)化前的CRP道集; (B)優(yōu)化后的CRP道集

3.2 分區(qū)帶測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化

將研究區(qū)劃分為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)帶之后，就要應(yīng)用均值校正法在2個(gè)區(qū)帶分別進(jìn)行測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)化，以此保證標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程去除的是系統(tǒng)誤差造成的“不均一”，保留的是真實(shí)的“不均一”。如圖3、圖4，以Ⅰ區(qū)中的A7井和Ⅱ區(qū)中的A9井的縱波時(shí)差(Δt)為例，對(duì)比測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化前后的差異，可以發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)化后的測(cè)井響應(yīng)均值與標(biāo)準(zhǔn)井的均值吻合較好，具體的均值標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)如表1。

圖3 Ⅰ區(qū)A7井標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程示意圖Fig.3 Diagram of the normalization process of Well A7 in Ⅰ zone

圖4 Ⅱ區(qū)A9井標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程示意圖Fig.4 Diagram of the normalization process of Well A9 in Ⅱzone

表1 A7井、A9井DT曲線的均值標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)

3.3 分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化效果驗(yàn)證——以縱波阻抗為例

由于縱波阻抗值對(duì)流體比較敏感，可以識(shí)別儲(chǔ)層，因此，我們以縱波阻抗屬性為例，判斷不同的標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)EI反演的影響。

本區(qū)潛山的頂界面為T(mén)8層位，潛山上部是風(fēng)化帶[T8-(T8+30 ms)的范圍]和裂縫帶[(T8+30 ms)-(T8+60 ms)的范圍]，縱波阻抗值較低；下部是基巖帶(T8+60 ms以下的范圍)，縱波阻抗值較高。圖5、圖6、圖7、圖8分別是過(guò)A7井的地震剖面及與之對(duì)應(yīng)的不同標(biāo)準(zhǔn)化方法反演所得的縱波阻抗剖面，圖中的測(cè)井曲線為縱波速度(vP)。對(duì)比發(fā)現(xiàn)：

a.在過(guò)A7井的地震剖面上(圖5)，我們可以看到下部有明顯的高角度裂縫帶，裂縫發(fā)育帶因含有流體，使得縱波阻抗值變低。

b.測(cè)井曲線不做標(biāo)準(zhǔn)化直接進(jìn)行反演得到的縱波阻抗值(圖6)，在層位T8+60 ms以上部分高于T8+60 ms以下部分，即風(fēng)化帶和裂縫帶的縱波阻抗值高于基巖帶的縱波阻抗值，與實(shí)際不符，反演結(jié)果有誤差。

圖5 過(guò)A7井的地震剖面Fig.5 Seismic section across Well A7

圖6 不做標(biāo)準(zhǔn)化反演的過(guò)A7井的縱波阻抗剖面Fig.6 P-wave impedance section across Well A7 without normalization

c.全區(qū)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化得到的反演結(jié)果(圖7)，T8-(T8+60 ms)范圍內(nèi)阻抗值有所增大，反演結(jié)果與測(cè)井解釋吻合較好(儲(chǔ)層部分位于紅黃色區(qū)域，即低縱波阻抗部位)，但是地震剖面(圖5)中所示的高角度裂縫帶不明顯。

d.分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化得到的反演結(jié)果(圖8)，不僅與測(cè)井解釋結(jié)果吻合較好，而且能清楚看到下部的高角度裂縫帶，反演結(jié)果與地震剖面有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

因此，在本研究區(qū)，對(duì)測(cè)井曲線進(jìn)行分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化，可得到準(zhǔn)確可靠的EI反演結(jié)果。首先，縱波阻抗剖面與測(cè)井解釋結(jié)果、vP曲線吻合較好，含油層段對(duì)應(yīng)于低vP、低縱波阻抗；其次，可以清楚地識(shí)別高角度裂縫帶，與地震剖面對(duì)應(yīng)較好。

4 結(jié) 論

圖7 全區(qū)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化反演的過(guò)A7井的縱波阻抗剖面Fig.7 P-wave impedance section across Well A7 through traditional normalization

圖8 分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化反演的過(guò)A7井的縱波阻抗剖面Fig.8 P-wave impedance section across Well A7 through partition normalization

a.在復(fù)雜潛山油氣藏的儲(chǔ)層精細(xì)描述與刻畫(huà)中，進(jìn)一步提高地震資料和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的質(zhì)量是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)性研究工作。

b.由于古潛山花崗巖橫向強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，全區(qū)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)層不夠“均一”。故本文針對(duì)研究區(qū)的構(gòu)造空間特點(diǎn)和測(cè)井解釋結(jié)果，提出了分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化的方法。實(shí)踐證明，分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化方法在提高測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量的同時(shí)，能獲得更為可靠準(zhǔn)確的反演結(jié)果，為后續(xù)儲(chǔ)層精細(xì)描述與刻畫(huà)打下了良好基礎(chǔ)。

c.分區(qū)帶標(biāo)準(zhǔn)化雖然能提高EI反演結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，但是此標(biāo)準(zhǔn)化方法由于考慮了構(gòu)造特點(diǎn)和儲(chǔ)層類別，在一定程度上限制了其在平面上的推廣。

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Partition log curve normalization and its application in EI inversion

HOU Qiuping1, XIONG Xiaojun1, GONG Siyu1, CUI Zefei1, CHEN Qin2

1.StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China; 2.GeophysicalProspectingCompany,ChuanqingDrillingEngineeringCompany,CNPC,Chengdu610051,China

The A oilfield is a large-scale Mesozoic buried-hill granite oilfield in the Bohai Sea. It shows that the logging data after traditional normalization can not meet the high requirement in EI inversion because of the strong lateral heterogeneity of the buried-hill. Therefore, a method of partition log curve normalization is proposed in the article so as to enhance the precision of logging data. Firstly, the research area is divided into several reasonable segments in reference to the structural segmentation and logging interpretation result, and the mean correction method is used to normalize the partition log curve. The comparison of the EI inversion results with no normalization, traditional normalization and partition normalization in A oilfield of Bohai Sea reveals that the partition log curve normalization method produces better and more reliable inversion results. Therefore, the exercise of log curve partition normalization is the key to get reasonable and accurate EI inversion results in this area.

EI inversion; well log normalization; partition normalization; mean normalization

10.3969/j.issn.1671-9727.2017.03.07

1671-9727(2017)03-0350-06

2016-05-25。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41274130)。

侯秋平(1990-),女,碩士研究生,研究方向：裂縫儲(chǔ)層預(yù)測(cè), E-mail:1123730909@qq.com。

P631.815

A