地震资料解释第七章

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1、第七章 地震资料在储层和油气预测中的应用,第一节 地震储层预测技术 一、地震反演技术 二、属牲分析技术 第二节 地震属性在储层研究中的应用 一、几种地震信息与岩石物牲和油气的关系 二、地震属牲的应用与实例分析,第三节 地震资料在含油性检测中 的应用 一、地震剖面上直接检测油气 二、应用属牲技术检测油气 第四节 AVO技术分析与应用 一、AVO技术分析 二、应用AVO技术检测含气层,第一节 地震储层预测技术,一、地震反演技术 二、属牲分析技术,一、地震反演技术,钻井资料的特点是纵向精细、横向稀疏，地震资料的特点是纵向粗略、横向密集，包含着丰富的岩性、物性信息。地震反演技术把二者的优势有机的结合起

2、来，经过地震反演，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。 地震反演通常分为叠前和叠后反演两大类。近20年来，叠后地震反演取得了巨大进展，已形成了多种成熟技术。按测并资料在其中所起作用的大小又可分成四类：地震直接反演、测井控制下的地震反演、测井地震联合反演和地震控制下的测井内插外推，分别用于油气勘探开发的不同阶段。从实现方法上可分为三类：直接反演、基于模型反演和地震属性反演。,（一）直接反演,道积分反演及递推反演是直接反演的两种基本实现方法。 1道积分（连续反演） 道积分是利用叠后地震资料计算地层相对波阻抗（速度）

3、的直接反演方法。因为它是在地层波阻抗随深度连续可微条件下推导出来的，因而又称连续反演。 设岩层波阻抗Z（t）随深度（时间）连续变化，则反射系数R(t）可定义为波阻抗的微分函数,即反射系数是地层对数波阻抗对时间微分的一半。由（71）不难导出：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。 道积分方法无需钻井控制，在勘探初期即可推广应用，实用性强。其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，可以以岩层为单元进行地质解释。 由于这种方法受地震固有频率的限制，分辨率低

4、，元法适应薄层解释的需要；其次，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。这种方法在处理过程中不能用地质或测井资料对其进行约束控制，因而其结果比较粗略。,2递椎反演 基于反射系数递推计算地层波阻抗（速度）的地震反演方法称为递推反演。递推反演的关键在于从地震记录估算地层反射系数，得到能与已知钻并最佳吻合的波阻抗信息。递推反演中测井资料起标定和质量控制作用。 （1）方法原理 无噪偏移地震记录的理论模型为： S(t)=r(t)*W(t) (7-3) 式中：S(t）为地震记录，r(t）为地层反射系数，W(t）为地震子波。通过子波反褶积处理，可由地震记录求得反射系数，进而递推计算出地

5、层波阻抗或层速度。 Zj+1=Z0 (7-4) 式中：Z0为初始波阻抗，Zj+1为第 j十1层地层波阻抗。,（2）方法实现 递推反演是对地震资料的转换处理过程，其结果是分辨率、信噪比以及可靠程度完全依赖地震资料本身的品质，因此，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，尤其是声波测井和密度测井资料，是地震横向预测的对比标准和解释依据，在反演处理之前应进行仔细的编辑和校正，使其能够正确反映岩层的物理特征。 递推反演的技术核心在于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），比较典型的实现方法有：基于地层反招积方法，稀疏脉冲反演和测井控制地震反演等

6、。 地层反楷积方法是根据已有测井资料（声波和密度）与井旁地震记录，利用最小平方法估算数学意义上的“最佳”子波或反射系数。 稀疏脉冲反演是基于稀疏脉冲反褶积基础上的递推反演方法，主要包括最大似然反招积（MLD）儿 模反稻积和最小嫡反褶积（MED）。 基于频域反褶积与相位校正的递推反演方法从方法实现上回避了计算子波或反射系数的欠定问题，以井旁反演结果与实际测井曲线的吻合程度作为参数优选的基本判据，从而保证了反演资料的可信度和可解释性，是递推反演的主导技术。,（3）应用与限制 基于地震资料直接转换的递推反演方法比较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，能够明显

7、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。 递推反演方法具有较宽的应用领域。在勘探初期只有很少钻井的条件下，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。到开发前期，在储层较厚的条件下，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。 由于受地震频带宽度的限制，递推反演资料的分辨率相对较低，不能满足薄储层的研究需要。,（二）基于模型的地震反演,基于模型地震反演方法思路如图72所示。这种方

8、法从地质模型出发，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。,1反演方法一般步骤,由图72不难看出，基于模型地震反演（又称测井约束地震反演）实质上是地震测井联合反演，其结果的低、高频信息来源于测井资料，构造特征及中频段取决于地震数据。多解性是基于模型地

9、震反演的固有特性，即地震有效频带以外的信息不会影响合成地震资料的最终结果，减小基于模型方法多解性问题的关键在于正确建立初始模型。基于模型反演结果的精度不仅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，其主要技术环节有：,(1）储层地球物理特征分析 测井资料，尤其是声波和密度测井，是建立初始模型的基础资料和地质解释的基本依据。通常情况下，声波测井受到井孔环境（如井壁垮塌。泥浆浸泡等）的影响而产生误差，同一口井的不同层段，不同井的同一层段误差大小亦不相同。因此，用于制作初始波阻抗模型的测井资料必须经过环境校正。域地层波阻抗模型的建立，是通过声

10、波测井的深时转换实现的。由于声波测井的误差，转换后的时域测井曲线的时间厚度也会存在误差，消除这种速度误差的方法，是依据合成地震记录与井旁地震道对比，准确找出二者主要波组（油层附近的每个同相轴）的对应关系，然后，以地震记录的时间厚度为标准，对测井资料进行压缩或拉伸校正，从而改善合成记录与井旁道的相似性，求准深一时转换关系，精确标定各岩性界面在地震剖面上的反射位置。 声波（密度）是与地震直接发生联系的测井资料，储层与围岩声波特征不同是基于模型反演方法应用的先决条件。由于储层固有特征或测井过程的工程因素，有时研究目的层段（储层）与围岩在声波上无明显差异。这就要求在仔细分析相关测井资料的基础上，对声波

11、测井进行合理的校正，即波阻抗特征重构。,（2）地震子波提取 子波是基于模型反演中的关键因素。子波与模型反射系数楷积产生合成地震数据，合成地震数据与实际地震资料的误差最小是终止迭代的约束条件。 叠后地震子波提取常用两种方法，其一是根据已有测井资料与井旁地震记录，用最小平方法求解，是一种确定性的方法，理论上可得到精确的结果，但这种方法受地震噪声和测井误差的双重影响，尤其是声波测井不准而引起的速度误差会导致子波振幅畸变和相位谱扭曲。同时，方法本身对地震噪声以及估算时窗长度的变化非常敏感，使子波估算结果的稳定性变差。 目前比较实用有效的方法是多道地震统计法，即用多道记录自相关统计的方法提取子波振幅谱信

12、息，进而求取零相位、最小相位或常相位子波，用这种方法求取的子波，合成记录与实际记录频带一致，与实际地震记录波组关系对应关系良好。,（3）建立初始波阻抗模型 建立尽可能接近实际地层情况的波阻抗模型，是减少其最终结果多解性的根本途径。测井资料在纵向上详细揭示了岩层的波阻抗变化细节，地震资料则连续记录了波阻抗界面的深度变化，二者的结合，为精确地建立空间波阻抗模型提供了必要的条件。 建立波阻抗模型的过程实际上就是把地震界面信息与测井波阻抗正确结合起来的过程，对地震而言，即是正确解释起控制作用的波阻抗界面；对测井来说，即是为波阻抗界面间的地层赋予合适的波阻抗信息。 初始模型横向分辨率取决于层位解释的精细

13、程度，纵向分辨率受地震采样率的限制，为了能较多地保留测井的高频信息，反映薄层的变化细节，通常要对地震数据进行加密采样。,（4）确定储层物性参数 根据上一步得到的波阻抗模型，由测井、钻井、岩心实验室测量等得到的井孔物性参数，及各种地质信息，建立初始储层模型，由初始模型计算波阻抗，并与第二步得到的波阻抗比较，求出残余误差，作迭代运算，在迭代过程中用井孔数据作约束条件，直至残差足够小。此时储层模型即为最终解释成果。储层模型得到的可以是砂岩体积百分比剖面、泥岩体积百分比剖面及孔隙度剖面；或可能的储层范围剖面；甚至还可得到孔隙流体饱和度及岩石弹性模量等资料。,2应用与限制,基于模型反演技术把地震与测井有

14、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。多解是基于模型反演方法的固有特性，主要取决于初始模型与实际地质情况的符合程度。在同样的地质条件下，钻井越多，结果越可靠，反之则相反。 地震资料在基于模型反演中主要起两方面的作用，其一是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；其二是约束地震有效频带的地质模型向正确的方向收敛。地震资料分辨率越高，层位解释就有可能越细，初始模型就接近实际情况；同时，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小多解性的重要途径。,基于模型地震反演方法中，不适当的强调两个概念容易给人造成

15、误解，其一是强调分辨率达到了几米，其实并无实际意义，因为这种方法本身以模型为起点和终点，理论上与测井分辨率相同，问题的实质在于怎样更好地减少多解性。其二是强调实际测井与井旁反演结果相似，以表现其反演的可靠性，显然这很容易给人造成误导。实际上，建立初始模型过程中的第一步就是测井资料校正，然后提取子波，只有在合成记录与井旁道最相似之后，才用测井制作模型，实际运算中对井附近模型不可能有大的修改涸此这种对比并无实际意义。,第一节 地震储层预测技术,一、地震反演技术 二、属牲分析技术,二、属牲分析技术,地震属性分析技术是三维地震数据体解释自动化技术，近年得到迅速发展，井广泛应用于油气田的勘探开发。,（一

16、）概述,1地震属性的概念 2地震属性分类 3地震属性的拾取 4地震属性分析基本流程 5地震属性与储层物性相关性建立方法 6地震属性技术应用的陷阱分析,1地震属性的概念,地震属性（seismic attribute）指的是那些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。其中没有任何其他类型数据的介入。 长时间以来，人们便利用地震属性进行地震地质解释。60年代起，根据薄层反射波的振幅对薄层的厚度的变化，利用薄层调谐厚度的概念进行薄层解释。70年代，由于发现了含气砂岩波阻抗的异常变化，使用亮点（暗点）技术对含气砂岩储集体进行预测。80年代出现T AVO分析技术，改进了含气砂岩和岩石孔隙中的饱和成分的预测；给出了岩石泊松比对比度增大的标志，以鉴别岩性和岩石孔隙度。进人90年代，地震属性分析技术迅速发展，广泛应用于油气的勘探开发。,对于油气田开发，储层精细描述是重要基础。为解决石油工业中长期使用储层参数的平均值（如孔隙度、流体饱和度及有效厚度等）而对储