储层地球物理

地球物理勘探1、地球物理勘探的研究内容地下赋存的岩(矿)体或地质构造基于它们所具有的物理性质、规模大小及所处的位置，都有相应的物理现象反映到地表或地表附近，这种物理现象是地球整体物理现象的一部分。地球物理勘探的主要工作内容是利用相适应的仪器测量、接收工作区域的各种物理现象的信息，应用有效的处理方法从中提取出需要的信息，并根据岩(矿)体或构造和围岩的物性差异，结合地质条件进行分析，做出地质解释，推断探测对象在地下赋存的位置、大小范围和产状，以及反映相应物性特征的物理量等，作出相应的解释推断的图件。地理物理勘探是地质调查和地质学研究不可缺少的一种手段和方法。地理物理勘探所给出的是根据物理现象对地质体或地质构造做出解释推断的结果，因此，它是间接的勘探方法。此外，用地球物理方法研究或勘查地质体或地质构造，是根据测量数据或所观测的地球物理场求解场源体的问题，是地球物理场的反演的问题，而反演的结果一般是多解的，因此，地球物理勘探存在多解性的问题。为了获得更准确更有效的解释结果，一般尽可能通过多种物探方法配合，进行对比研究，同时，要注重与地质调查和地质理论的研究相结合，进行综合分析判断。2、地震储层研究的内容地震储层研究是指以地震勘探信息为主，综台测井、试井、地质、采油及分析化验等各种资料研究储集层的分布情况、岩性变化、厚度变化、物性特征、所含流体情况和油气藏等一项综合的研究课题其目的是提高勘探开发的整体效益。地震储层研究工作贯穿于油气勘探、开发的整个过程。2．1油气勘探早期的区域性储层研究一个盆地在勘探早期探井不多，处于已有发现井或尚未钻出发现井的时期，主要利用地震资料，结合露头地质资料，应用地震地层学及层序地层学的方法预测有利储层的区域展布。（1）各种类型湖泊盆地的岩相古地理研究：这项研究的目的是预测各种沉积体系的配置及其空间展布，指出有利储集体的位置，如坡积或滑塌的砂砾岩，洪（冲）积扇、扇三角洲的砂砾岩，河流砂体，三角洲砂体，浊积砂体，滩、坝砂体和生物滩、鲕滩等。（2）海相碳酸盐岩和碎屑岩岩相古地理研究：目的是解决海相地层的相带划分，预测有利的碳酸盐岩和碎屑岩储集体。（3）岩浆岩和变质岩等特殊储层的研究：目的是预测岩浆岩和变质岩等特殊储层的分布范围和厚度。2．2油气勘探中后期（滚动勘探和开发初期）的储层研究该项研究也就是储层或油藏描述，是在发现油气田后，从少数几口井出发研究储层的特征。（1）碎屑岩储层研究：主要对各种成因类型的砂岩、砂砾岩储层进行储层横向预测。（2）非碎屑岩储层的研究：中国东部中新生代断陷湖泊盆地中存在一些淡水湖相碳酸盐岩，如渤海湾盆地中广泛分布的沙河街组一段、三段的“特殊岩性段”，即白云岩、泥鼠岩、生物灰岩等均是良好的储层某些油田的岩浆岩和变质岩也可形成良好的储油岩层。利用地震技术可以横向预测储层。（3）裂缝储层发育带的预测：辽河变质岩、四川和塔里木轮南碳酸盐岩裂缝发育带都是高产油气流储层，利用地震分形分维、神经网络、相干数据体、AVO和多帔勘探等技术可以预测裂缝发育带。（4）不整合面的研究：不整合面不仅是重要的油气运移通道，而且可以形成不整合油气藏。例如在鄂尔多斯及西部的一些盆地中，奥陶系顶部的侵蚀面和渤海湾盆地冀中和黄骅坳陷的震旦系顶部侵蚀面均含有丰富的油气。利用地震资料可以预测不整合面的分布范围及含油气性。（5）储层物性研究：利用地震信息预测储层的分布范围、厚度、孔隙度、渗透率、含油饱和度、孔隙中流体性质和异常压力特征等，但精度有待于进一步提高。（6）含油气面积及储量的预测：根据地震信息可以预测含油气面积，进而计算储量。2．3油田开发阶段的储层研究（开发地震）开发地震是20世纪80年代兴起的一门新学科，它是一项紧密结合已有地质、钻井、测井、试油、试采以及分析化验等多学科科研成果。以现代地震采集、处理、解释方法为主要手段，用于查明油气储层的构造形态、厚度变化、物性分布和油气范围等地质规律的应用性综合技术，该项研究又称为油藏地震学、油藏监测、四维地震，其技术特点是以钻井资料为依据，用地质原理作指导，充分发挥地震资料大面积密集采集的优势。研究储层的分布及其变化细节。其基础工作是“三高”（高分辨率、高信噪比和高保真度）地震目标处理，核心技术是地震反演，技术关键在于提取多种地球物理信息进行综合分析、综合多学科资料进行综合评价，即在油气田开发过程中，利用以地震为主的物探方法监测油藏动态，包括气顶变化、油水边界变化、注水效果及剩余油的分布等。四维地震技术的关键是如何把四维地震信息结合钻井资料反演解释给出精确的油气藏空间位置、油气运移的图象等。四维地震目前处于试验阶段，今后该项技术将有较大发展，如发展迭前四维地震，即六维地震（三维+时间+炮检距+方位角）研究。3地震储层研究中的主要技术3．1交互迭后处理交互迭后处理是在解释之前利用解释工作站完成的。由于用于解释的地震资料都是计算中心批量处理的成果。有许多地方不能满足解释人员的需要。因此必须进行有针对性的迭后处理。许多油田在解释工作站原有的少量迭后处理模块的基础上又增加了许多处理模块，如振幅处理、迭后偏移、AVO、常相位校正、道积分、波阻抗等，其目的是提高讯噪比和分辨率，这些处理功能的联合应用为地震储层表征打下了良好的基础。3．2测井资料应用充分利用已有的测井资料，如测井曲线的分层数据、井点处的油藏参数、速度参数、岩性特征等，从已知井出发，利用地震资料预测未知地区，才能不断提高储层表征的精度。主要资料包括：①地质分层和储层顶、底面的深度；②主要目的层的砂岩厚度：③各种测井曲线及环境校正；④测井曲线解释的岩性、岩相、储层物性参数和含油气性；⑤单井测井综合图和单井储层评价；⑥多井对比分析。地震从测井出发做储层表征是当前技术发展的总趋势。3．3层位标定精确的层位标定是一切解释工作的前提，现已由过去只靠制作合成地震记录来标定发展为使用多种信息对储层反射进行精细的综合标定。其方法为：①将测井解释的岩性柱（时间域）插人地震剖面；②将各种测井曲线（深度域）插人地震剖面；③把经滤波的声波曲线与波阻抗剖面进行对比；④对测井曲线进行环境校正和常相位校正制作合成地震记录。与地震剖面进行对比；⑤将利用测井资料解释的物性参数（孔隙度、渗透率、含油饱和度和泥质含量）、岩性等插入地震剖面进行对比；⑥利用VSP测井资料的走廊叠加记录进行桥式标定；⑦在各种特殊处理的剖面上标定储层。在标定的过程中，应注意记录的极性。2．4三维地震资料精细解释20世纪7O年代三维地震勘探方法出现以来。由于提高了地震分辨率，解释成果的可靠性和精度得到了很大的提高（李庆忠，1993）。这是因为三维数据信息量大。纵测线和横测线方向具有同一数量级的采样间隔，地下CMP分布均匀、密集，三维数据的采集是同年施工、同一处理流程、参数相同、同时显示，剖面特征稳定。由于处理时采用了三维速度分析、三维深度偏移，地下反射点可以正确归位，可以直接与测井、钻井闭合。三维数据显示方式多种多样、灵活方便，尤其是彩色显示。扩大了动态显示范围，提高了空间分辨率，有利于对构造细节、小幅度构造、小断层及复杂地质现象的识别和解释，全三维数据体解释是指直接利用可视化工具对三维数据体做地层标定、断层、岩性、沉积、储层分析和油气识别等进行的交互解释，是针对数据体，即从三维可视化显示出发，以地质体或三维研究区块为单元，采用点、线、面相结合的空间可视化解释。3．4．1自动拾取技术自动抬取技术又称为自动追踪技术具体方法是解释员把“种子点”标在三维工区的纵横线上，控制自动拾取计算，依据计算在相邻的地震道上寻找相似的特征点，如果在规定的条件下找到了这点就取出来。再计算下一道，在追踪过程中没有找到满足上述条件的点，自动追踪就停在这一道上。自动追踪拾取有2种准则：一种是特征追踪，它是寻求倾角时窗内样点相似的结构形态，而在道之间不作任何相关计算，逐道追踪定义的波峰、波谷和零交叉点等；另一种是相关追踪，它是以“种子点”为中心截取一段地震道，使用一组定义在倾角时窗内的时间延迟作为约束条件，把该段地震道做相关，如果找到某一时间延迟内有可以接受的相关质量因子，在这一道上的拾取就固定下来，然后。自动拾取进行到下一道（王强，1995）。3．4．2层面切片技术水平切片是三维地震解释特有的一种显示方式，是三维解释突出的特点。每一张切片都是地下不同层位的信息在同一时间的反映。包括的信息有地震波的振幅强弱、频率高低、信噪比的变化及断层显示。该项技术主要是对数据时间切片上的部分层位进行局部的解释和可视化。3．4．3断层切片技术在三维数据体中对某解释好的断层，以断层面为零间距，分别沿断层上盘、下盘切出的平行于该断层面的一系列剖面、精细解释断层的性质。进行岩性标定，在零间距的断层切片上可以显示上升盘和下降盘的岩性接触关系。进而确定有无断层封堵，以及封堵的范围和高度等（王强，1995）3、4、4相干数据体技术相干是多道数据间相似程度的一种度量。是利用三维数据体中数据之问的相干性来显示数据的连续或中断，计算三维数据体中的某一道与相邻若干道的相关系数，然后对其进行统计分析，其结果为某道的输出道。相干数据体是通过分析在纵、横测线方向上的局部波形获得三维地震相干的估计而生成的。应用统计学原理，从不相干性、随机的同相轴中勾绘出相干的空间同相轴，如断面的反射等。被断层截断的地震道区域由于断层的存在，使逐道相干的数据突然中断，造成沿断层存在弱相干的轮廓，使断层、河道、三角洲沉积和特殊岩性体等能够被清楚地分辨出来。3、5地震储层参数预测利用地震资料进行储层预测是指利用钻井资料作为控制和标定点，充分利用面积上的地震资料对储层进行预测。地震反演是储层地球物理的一项核心技术（刘雯林，1996）。地震反演是指利用地震资料，以已知地质规律、钻井和测井资料为约束，对地下岩层的空间结构和物理性质进行成像的过程，广义的地震反演包括了地震处理和解释的整个内容经过地震反演，可以把界面型的地震资料转换成岩层型的测井资料，使其能够与钻井和测井资料直接进行对比，以岩层为单元进行地质解释，充分发挥地震在横向上资料密集的优势，研究储层的空间变化。波阻抗反演是指利用地震资料反演地层波阻抗（或速度）的特殊处理解释技术。与地震模式识别预测油气、神经网络预测地层参数、振幅拟合预测储层厚度等统计方法相比，波阻抗反演具有明确的物理意义，是储层岩性预测、油藏特征描述的确定性方法，是高分辨率地震资料处理的最终表达方式。地震反演通常分为迭前和迭后反演两大类：按测井资料在其中所起的作用大小又可以分为4类：地震直接反演、测井约束地震反演、测井。地震联合反演和地震控制下的测井内插外推；从实现方法上可以分为3类：连续反演、递推反演和基于模型反演。3．5．1道积分道积分是利用选后地震资料计算地层相对波阻抗（速度）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，所以又称为连续反演。这种反演不需要钻井控制，在勘探初期就可以推广使用，实用性较强。主要优点是：计算简单、递推累计误差小，计算结果直接反映了岩层的速度变化，可以岩层为单元进行地质解释。缺点是：①受地震固有频率的限制，分辨率低，不能进行薄层解释；②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；③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，其结果比较粗略。3．5．2递推反演递推反演是基于反射系数递推计算地层液阻抗的地震反演方法。其关键在于从地震记录中正确估算地层反射系数，得到与已知钻井最佳吻合的波阻抗信息，测井资料主要起标定和质量控制的作用，所以又称为直接反演或测井控制下的地震反演。比较典型的实现方法有：（1）基于地层反褶积方法、稀疏脉冲反演和测井约束地震反演。优点为：比较完整地保留了地震反射的基本特征；不存在基于模型地震反演的多解性；能够明显地反映岩相、岩性的空间变化；在岩性相对稳定的条件下，能够较好地反映储层的物性变化。（2）应用领域较宽，在勘探初期，只有很少钻井的条件下，通过反演资料可以进行岩相分析，确定各种沉积体系，对储层进行横向预测，确定评价井；开发前期，在储层较厚的