道集优化在叠前同时反演中的应用.pdf

文章编号：1008-2336（2023）02-0018-06道集优化在叠前同时反演中的应用刘明阳，蒋涔，王慧欣（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司勘探开发研究院，上海200120）摘要：近年来勘探开发实践表明，地震资料作为叠前同时反演的数据基础，其品质直接影响井点道集 AVO 特征和反演体信噪比、分辨率，所以提升叠前道集品质进而提高储层、流体预测精度是叠前同时反演的关键环节。通过对原始道集质控查找问题，开展井控下 Radon 去噪优化改善井点周围道集 AVO 反射特征。实例应用表明，储层预测结果与实钻井吻合较好，砂体预测的可靠度得到明显提高，该技术可以在储层预测研究中进行推广。关键词：道集优化；叠前同时反演；储层预测中图分类号：P631.4文献标识码：ADOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2023.02.018TheApplicationofGatheringOptimizedTechnologyinPrestackSimultaneousInversionLIUMingyang,JIANGCen,WANGHuixin（Institute of Exploration and Development,SINOPEC Shanghai Offshore Oil&Gas Company,Shanghai 200120,China）Abstract:In recent years,exploration and developing practice shows that the quality of seismic data which is the basic of pre-stacksimultaneousinversion,directlyaffectstheAVOcharacteristicsofwellpointgather,theSNRandresolutionofinversionvolume.Therefore,improvingthequalityofpre-stacktrackcollectioninordertoimprovetheaccuracyofreservoirandfluidpredictionshouldbethekeyprocesstopre-stacksimultaneousinversion.Byanalysisofthequalityoforiginalgather,radondenoisingoptimizationunderwellcontrolhasbeencarriedouttoimprovetheAVOreflectioncharacteristicsofthegatheraroundthewellpoint.Thepracticalapplicationshowsthatthereservoirpredictionresultsareingoodagreementwiththeactualdrilling,andthereliabilityofsandbodypredictionhasbeeneffectivelyimproved.Thistechnologycanbeextendedinreservoirpredictionresearch.Keywords:gatheroptimizationtechnology;simultaneousprestackinversion;reservoirprediction与传统的叠后反演相比，叠前同时反演可以得到更多、更准确的弹性参数，可有效提高储层预测的精度，逐渐成为地震资料解释的关键环节。叠前 AVO反演以共反射点道集为基础，共反射点道集的质量直接影响目的层 AVO 特征分析结果、叠前弹性参数反演的精度。通过面向储层预测的道集优化，利用已钻井 AVO 特征对道集优化进行严格质控，提高了地震道集的信噪比，并在实际应用中取得良好效果1-4。1岩石物理分析通过岩石物理交会分析判断岩性变化对纵波阻抗、纵横波速度比等地层弹性参数的影响，确定储层识别的敏感参数及预测方法。根据靶区已钻井、测井资料，对目的层分析（图 1）可知：（1）砂、泥岩纵波阻抗叠置，因此叠后波阻抗反演结果难以有效识别储层；（2）砂岩呈现明显的低纵横波速度比特征，砂、泥岩门槛值是 1.69，VP/VS能较好区分砂泥岩，因此，可通过叠前反演的 VP/VS体开展储层刻画工作。2叠前同时反演的原理地震反演可以分为叠后、叠前反演两大类。叠后地震数据，把叠加道上不同炮检距地震记录的平均作收稿日期：2022-03-09；改回日期：2022-10-07第一作者简介：刘明阳，女，1987 年生，硕士，助理工程师，2014 年毕业于中国石油大学（北京）地球探测与信息技术专业，从事储层预测工作。E-mail：。第 43 卷第 2 期Vol.43No.22023年6月OFFSHOREOILJun.2023为该道地震数据，损失了地震振幅随炮检距的变化信息，不利于储层岩性、流体的精细描述。而叠前反演则主要是利用不同偏移距叠加数据体来描述储层AVO 特征，同时考虑不同部分叠加数据子波的差异性，进而可得到 AVO 界面上、下的纵波、横波及密度等弹性参数，是一项利用振幅随偏移距变化特征分析和识别岩性及油气的地震勘探技术。目前，叠前AVO 反演技术已越来越广泛和深入地应用于复杂油气藏储层精细刻画中5-8。根据地震波反射和透射理论，当地震波，非垂直入射到界面上，会产生反射纵波、反射横波、透射纵波、透射横波。各种波之间的运动学关系可以用斯奈尔定律表示：sin1Vp1=sin2Vp2=sin1Vs1=sin2Vs2（1）112、2Vp1Vs1Vp2Vs2式中：、分别为反射纵波、反射横波的反射角，；分别为透射纵波、透射横波的透射角，；、分别为入射波所在介质的纵波速度和横波速度，m/s；、分别为透射波所在介质的纵波速度和横波速度，m/s。各波之间的能量关系可以用 Zoeppritz 方程表示，通过 Zoeppritz 方程可以计算出反射界面两侧地层的地震波反射系数、透射系数，它们是入射角和介质弹性参数（密度、体积模量、剪切模量）的函数，且不同的地层岩性流体组合对应不同的反射、透射系数。叠前同时反演以地震道集作为主要输入数据，地震道集质量直接影响目的层 AVO 特征及反演结果，决定了储层识别信噪比和可靠度。在实际地震道集中，由于噪音干扰、动校正速度误差及各项异性的影响，叠前道集往往存在多次波残余等问题，从而影响井点处的 AVO 异常分析，影响储层预测结果，因此需要进行道集优化处理9-10。3道集优化在海洋地震勘探中，地震波从震源出发，向下传播，由于空气、海面、海底均为强反射界面，当地层反射波遇到上述界面时，会再次反射向下传播，重复若干次被检波器接收，此类信号即为多次波。多次波会影响有效波成像精确度，不能真实反映地层信息，降低储层预测的精度。为进一步提升储层刻画的精度，首先对地震道集进行井控条件下多次波压制。根据靶区 A 井周边道集资料可知：原始地震道集信噪比低，从上到下存在明显的多次波干扰，如图 2(a)红色箭头所示。而且分析目的层（28003500ms）道集的振幅特征与井上变化趋势不同，以井上实钻砂层 2 为例，该砂层顶的时间深度 3276ms，砂体厚度15m 左右，孔隙度 13%，含气饱和度 60%，物性较好。对比该层正演道集和原始道集特征（图 3），正演道集的振幅变化呈现 II 类 AVO 特征（图 4(a)），而原始道集的 AVO 振幅曲线变化规律（图 4(a)）与正演差异较大，尤其是在近零偏移距处，即实际地震道集与正演 AVO 特征的截距相差较大，原始道集受到多次波的影响，不能真实反映地层振幅的变化特征，因此需要对原始道集进行优化处理，恢复地层有效的2.62.52.42.32.22.12.01.91.81.71.61.51.4纵横波速度比6 5007 5008 5009 50010 50011 00012 50013 500纵波阻抗/(gcm3)(ms1)砂岩粉砂岩泥岩1.69图1目的层岩石物理分析Fig.1Petrophysicalanalysisofreservoir第 43 卷第 2 期刘明阳，等.道集优化在叠前同时反演中的应用 19 信息。目前 Radon 变换是海上地震资料压制剩余多次波的主要方法之一，该方法是利用多次波和一次波的时差差异对多次波进行衰减。一次波的时距曲线为直线，线性 Radon 变换后为点的形式；多次波的时距曲线近似双曲线，Radon 变换后为椭圆形式。通过正变换在Radon 域将一次波与多次波分离，然后反变换得到一次波。Hampson(1986)提出了抛物型 Radon 变换方法，Inline6 7182 1002 1502 2002 2502 3002 3502 4002 4502 5002 5502 6002 6502 7002 7502 8002 8502 9002 9503 0003 0503 1003 1503 2003 2503 3003 3503 4003 4503 5003 5503 6002 1002 1502 2002 2502 3002 3502 4002 4502 5002 5502 6002 6502 7002 7502 8002 8502 9002 9503 0003 0503 1003 1503 2003 2503 3003 3503 4003 4503 5003 5503 600Offset/mWellInlineOffset/mWell2 084.433757751 2251 8252 4252 9753 5754 1754 775(WYT-2)6 7183758251 2251 8252 3252 8253 3253 8254 3254 825(WYT-2)(a)A 井原始地震道集(b)A 井优化地震道集图2研究区井区 A 附近叠前道集Fig.2SeismicgathersofWellA3 2003 2503 3003 3503 2003 2503 3003 350A 井 原始地震道集正演地震道集A 井 优化地震道集正演地震道集GRGR4 2004 3004 4004 5004 2004 3004 4004 500(a)从左至右依次为原始地震道集、正演地震道集、GR 曲线(b)从左至右依次为优化地震道集、正演地震道集、GR 曲线图3A 井区原始道集与正演道集Fig.3SeismicandforwardgatherofWellA 20 2023年6月一次波与多次波的分离更加明显，以点状分布于不同位置，其正、反变换形式分别为：m(,q)=w+d(x,t=+qx2)dx（2）d(x,t)=w+m(q,=tqx2)dq（3）（x,）x,qq式中：d(x,t)为域的道集数据体；为偏移距，m；m()为抛物型 Radon 域的模型空间；为自激自收即零偏移距的截距时间，ms；是抛物线的曲率参数。抛物线 Radon 变换对道集上的斜干扰具有一定的压制作用，因此利用该方法进行道集优化，取得了较好效果（图 2(b)），多次波得到了有效压制，目的层段同相轴连续性、信噪比提高。对比分析优化后道集叠前井震标定相关性明显提升（图 3(b)），而且 AVO特征与原始地震道集 AVO 特征趋势一致（图 4(b)），皆呈现 II 类 AVO 特征，截距与梯度几乎一致，因此可用于后续叠前同时反演。4应用效果分析利用优化之后的道集开展储层预测工作。首先以优化后的地震道集为基础，进行分角度地震数据叠加，得到四个部分叠加体，通过合成记录精细标定，不同部分叠加数据与正演记录波组关系一致，说明地震资料保幅性较好（图 5）；然后进行子波估算，不同部分叠加体的子波波形、振幅一致性好，有效频带内相位稳定且具有较好一致性（图 6）；最后开展叠前反演，从纵横波速度比剖面（图 7）分析，砂岩储层表现为相对低 VP/VS，符合岩石物理特征。储层预测结果表明砂层 2 在 A 井区厚度最大，向 B 井区高部位逐渐尖灭，在 B-2 井处不发育；且平面上砂层 2 有利发育区位于 A 井北部和 B-1 井东部（图 8），是后续井位部署的有利位置。实际钻井结果（图 9）证实 B井区仅在 B-1 井钻遇砂层 2，而 B-2 井未钻遇砂层 2，储层预测结果可靠。地震记录4 9852 7502 8002 8502 9002 9503 0003 0503 1003 1502 7502 8002 8502 9002 9503 0003 0503 1003 1504 9914 9854 991010020010 000合成记录2 7502 8002 8502 9002 9503 0003 0503 1003 150自然伽马纵波阻抗地震记录4 9854 9914 9854 991010020010 000合成记录自然伽马纵波阻抗地震记录4 9854 9914 9854 991010020010 000合成记录自然伽马纵波阻抗地震记录4 9854 9914 9854 991010020010 000合成记录自然伽马纵波阻抗3 4003 4503 5003 5503 6003 6503 7003 7503 8003 8503 9003 9504 0004 0504 1003 4003 4503 5003 5503 6003 6503 7003 7503 8003 8503 9003 9504 0004 0504 1003 4003 4503 5003 5503 6003 6503 7003 7503 8003 8503 9003 9504 0004 0504 1003 4003 4503 5003 5503 6003 6503 7003 7503 8003 8503 9003 9504 0004 0504 100(a)18(b)916(c)1724(d)25322 7502 8002 8502 9002 9503 0003 0503 1003 1501 00080060040020002004001 0008006004002000200400地震振幅地震振幅正演道集振幅随角度的变化趋势正演道集振幅随角度的变化趋势原始地震道集振幅随角度的变化趋势原始地震道集振幅随角度的变化趋势51015202530102030403540入射角/()入射角/()(a)原始地震道集 AVO 特征分析(b)优化地震道集 AVO 特征分析图4AVO 分析Fig.4AVOanalysis第 43 卷第 2 期刘明阳，等.道集优化在叠前同时反演中的应用 21 地震记录4 9852 7502 8002 8502 9002 9503 0003 0503 1003 1502 7502 8002 8502 9002 9503 0003 0503 1003 1504 9914 9854 991010020010 000合成记录2 7502 8002 8502 9002 9503 0003 0503 1003 150自然伽马纵波阻抗地震记录4 9854 9914 9854 991010020010 000合成记录自然伽马纵波阻抗地震记录4 9854 9914 9854 991010020010 000合成记录自然伽马纵波阻抗地震记录4 9854 9914 9854 991010020010 000合成记录自然伽马纵波阻抗3 4003 4503 5003 5503 6003 6503 7003 7503 8003 8503 9003 9504 0004 0504 1003 4003 4503 5003 5503 6003 6503 7003 7503 8003 8503 9003 9504 0004 0504 1003 4003 4503 5003 5503 6003 6503 7003 7503 8003 8503 9003 9504 0004 0504 1003 4003 4503 5003 5503 6003 6503 7003 7503 8003 8503 9003 9504 0004 0504 100(a)18(b)916(c)1724(d)25322 7502 8002 8502 9002 9503 0003 0503 1003 150图5B-1 井部分叠加角度合成记录标定（从左到右依次为：地震记录，合成记录，GR 曲线，纵波阻抗曲线）Fig.5SyntheticofPartialstacksofWellB-1(Fromlefttoright:seismic,synthetic,GR,P-Impedance)8 0006 0004 0002 00002 0004 000振幅504030201001020304050时间/ms189161724253218916172425321891617242532(a)波形图振幅频率/Hz300200100相位/()020406080100120(b)振幅谱频率/Hz020406080100120(c)相位谱50 00040 00030 00020 00010 0000图6地震子波Fig.6Seismicwavelet砂层 1砂层 1砂层 2砂层 2B-2 井 B-1 井A 井3 1503 2003 2503 3003 3503 4003 450时间/ms2.052.001.951.901.851.801.751.701.651.601.551.501.45图7纵横波速度比反演剖面（黑色为 GR 曲线，剖面位置见图 8P-P）Fig.7InversionsectionofVp/Vs（TheblackcurveisGR，thesectionpositionisinFig.8P-P）22 2023年6月2.052.001.951.901.851.801.751.701.651.601.551.501.45图8砂层 2 平面展布Fig.8Distributionmapofsand2B-2 井B-1 井A 井砂层 1砂层 1砂层 2砂层 2GR(API)深度/m岩性0180GR(API)深度/m岩性0180GR(API)深度/m岩性01804 3004 4004 5004 4004 4004 300图9井间砂层对比Fig.9Sandcorrelationsectionofwells从叠前反演流程的角度分析：道集优化之后，地震数据信噪比明显提升，而且井点附近砂体 AVO特征与钻井 AVO 特征更加一致，能较好反映地层的真实性，预测结果吻合度较好，可指导后续井位部署。5结论原始地震道集资料广泛存在残余多次、剩余噪音等问题，直接影响了叠前储层预测的信噪比、分辨率和可信度。通过对道集资料开展质控，分析其存在的主要问题，在井点 AVO 特征质控下，运用针对性的多次波压制技术对残余多次波多次进行去除，有效提高了道集品质。优化后的道集保幅性得到明显提升，为叠前同时反演提供了可靠的资料基础。运用此资料开展储层预测，砂体吻合率提高，且砂体平面展布特征更加清晰。参考文献：周鹏,张益明,刘志斌,等.地震道集优化方法及应用J.石油地球物理勘探，2016，51（2）：232-237.1刘明阳,张大海,刘苗,等.西湖凹陷W构造钻井非均质储层识别可行性分析J.海洋石油，2016，36（2）：19-24.2许自龙,孟繁举,唐勇,等.叠前反演数据优化处理技术J.石油物探，2014，53（4）：404-411.3王慧欣,张大海,张纪,等.基于Kf-近似方程的深层叠前地震反演研究J.海洋石油，2020，40（2）：22-27.4印兴耀,王慧欣,曹丹平,等.利用三参数AVO近似方程的深层叠前地震反演J.石油地球物理勘探，2018，53（1）：129-135.5(下转第 78 页)第 43 卷第 2 期刘明阳，等.道集优化在叠前同时反演中的应用 23 虑水泥胶结质量及水泥环胶结强度对套管特别是对套管接箍造成阻卡的影响。建议老井弃置前可以使用超声兰姆波成像（UCCS）测井10或套后成像（IBC）测井11，相比较 CBL 测井能更准确区分轻质水泥与液体，能对套管环空中的介质进行分类并进行成像显示，可以明确套管在井眼中的位置，还可以将套管内径与壁厚等检测出来。该技术能够从源头上对作业风险进行把控，制定最优的套管处理程序。（2）使用导向钻具连接打捞矛，解决套管偏心构成打捞工具导入困难的问题。处理老井眼套管时，在套管环空间隙大，套管不居中、贴边严重的情况下，无法将打捞矛顺利插入套管内时，可以使用挠性较好的 4钻具作为导向，将打捞工具引入套管内，并可保留足够长的 4钻具在 9-5/8套管内作为导向，降低后期切割、打捞工具插入套管的难度，节省时间，提高作业效率。（3）采用旁通钻具破坏水泥环。当出现套管接箍硬卡在水泥环位置、套铣风险又较大时，可以采取在套管环空下入旁通钻具破坏水泥环，解决套管被水泥环阻卡的问题。建议可以选用小尺寸的牙轮钻头，相对于 PDC 钻头，牙轮钻头不易对套管造成破坏，可以避免钻穿套管等问题。（4）分步破坏水泥环、打捞套管。为避免打捞套管时套管接箍卡在水泥环位置，可以根据水泥环和套管接箍相对位置，在套管接箍以上、水泥环以下位置切割，保证打捞套管时，不会有套管接箍卡在水泥环，起出上部套管后，组合通井钻具破坏水泥环，再将带接箍的套管串打捞出井，成功率更高。参考文献：邓欣,尹彦坤,易涤非,等.海洋平台加挂井槽技术研究与实例分析J.中国海洋平台，2007，22（6）：46-49.1张晓频,张建勇,穆顷,等.渤海油田外挂井槽结构设计与施工特点分析J.船海工程，2013，42（5）：182-184.2李大全,罗振钦,胡辉,等.加挂井槽技术的研究与应用J.中国工程科学，2011，13（5）：88-92,112.3樊晓萍,杨晓莉,汪友松,等.套管段铣工艺技术研究J.石油钻探技术，2002，30（4）：22-24.4赵恩远,夏柏如,赵士强,等.套损井开窗侧钻水平井挖潜剩余油技术J.石油钻采工艺，2009，31（1）：69-72.5杨元超,谭才渊,陈清正,等.浅析处理老井眼内套管技术的应用J.石化技术，2021，28（8）：44-45.6魏刚,邵明仁,张春琳.南堡35-2-A6mh井复杂套铣工艺探讨J.海洋石油，2010，30（1）：101-104.7王利全.高效磨铣工具在X7井修井中的应用及分析J.石化技术，2022，29（1）：65-66.8邵英梅,武云石.可钻封隔器磨铣工艺分析J.化学工程与装备，2021（9）：96-97.9安文目,魏辉龙,隋成龙.渤海油田老井眼再利用井筒准备技术J.科学技术创新，2021（34）：30-32.10钟文俊,熊亮,黎鸿,等.测井评价技术在威荣深层页岩气田中的应用J.油气藏评价与开发，2021，11（1）：38-46.11(上接第 23 页)王香文,于常青,董宁,等.储层综合预测技术在鄂尔多斯盆地定北区块的应用J.石油物探，2006，45（3）：267-271.6陈永波,潘建国,许多年,等.准噶尔盆地西北缘火山岩储层的综合地球物理预测J.石油物探，2010，49（4）：364-372.7李庆忠.岩性油气藏地震勘探若干问题讨论(I)J.岩性油气藏，2008，20（2）：1-5,15.8李庆忠.岩性油气藏地震勘探若干问题的讨论(II)关于垂向分辨率的认识J.岩性油气藏，2008，20（3）：1-5.9刘婷婷,蒋涔.西湖凹陷平湖组深层岩性圈闭刻画方法研究以孔南地区为例J.海洋石油，2022，42（2）：7-13.10 78 2023年6月