0 引言

井震联合地质建模技术是以地质统计学等常规数学建模方法为基础，将地震构造解释、岩性反演作为约束，实现井间测井数据内插的一种建立油藏地质模型的方法^[1-5]。从理论上讲，该技术既体现了测井数据的垂向分辨率，又考虑了地震数据体反映的储层横向变化特征，有利于地质建模精度的提高。近年来，在地质建模过程中，地震资料的参与逐渐增多，但是，针对密井网区的地质建模还常常只是使用测井资料，而地震资料很少应用^[6-8]，甚至不用^[7-8]。其原因主要有以下三方面：一是联合应用井资料和地震资料解释的结果时，两套资料解释结果常常会有不同程度的差异，如何消除差异具有较大难度；二是测井和地震的分辨率差异太大，例如在油田开发阶段，一个地震同相轴经常要对应10个左右的小层，两者很难良好地匹配；三是在观念上认为密井网区的测井资料已经足够丰富，不需要地震资料的参予。

本文以萨尔图油田B1DD区块为研究区，针对密井网、薄互层的特点提出了一套井震联合地质建模技术，期望通过该技术的应用，提高地震资料在密井网区地质建模中的参与度，以及提高井间断层和砂体的解释精度和建模精度，为油藏描述和开发方案的制定奠定基础。

1 研究区概况及技术路线

B1DD区块位于大庆萨尔图油田(图 1)，面积30.5 km²。研究目的层为萨尔图和葡萄花油层，地层总厚度约为240 m，共分为6个油层组、17个砂岩组、52个小层、66个细分沉积单元。经过50多年的开发，区内油水井总数达到了3 299口，油水井密度已超过100口/km²，为典型的密井网开发区，因此在油藏描述和开发方案的制定中需要越来越高的地质建模技术。以往的地质建模工作主要是以测井资料为主，但是单孔资料无论是在深度和广度上都存在明显的局限性。2008年，在萨尔图构造上开展了面元10 m×10 m的高精度三维地震工作^[9]，为采用井震联合建模技术进行油藏描述提供了基础资料。

井震联合建模技术具体实现步骤是:首先，通过精细的地震解释落实断层，对井震断层解释存在差异之处逐点落实和修正，以井震综合落实的断层和地震解释的层位数据为约束建立构造模型；然后，在岩石物理分析和曲线重构的基础上，采用叠前同时反演提高地震资料的分辨率以提高井震资料的匹配度，在平面上采用地震反演数据作为控制，垂向上利用测井数据分类统计各微相的垂向概率分布曲线，在变差函数分析基础上，采用序贯指示模拟算法模拟各沉积微相的空间展布，建立沉积相模型；最后，以沉积相模型为控制、以地质统计学理论分析区域化参数变量的特征来建立储层物性模型。图 2为这一井震联合建模的简易流程。

2 构造模型 2.1 断层解释

精细的断层解释是构造建模的基础^[10-12]。尽管老油区井网密度已经很大，但是单孔资料用于断层解释还存在明显的局限性，而三维地震具有横向分辨率较高、资料空间连续好、显示手段丰富的优点，对于断层的识别、描述具有明显的优势。在断层解释时主要采用了常规剖面与相干体结合、倾角/倾向复合属性、广义S变换、三维可视化、井点引导等断层解释技术，可以有效识别断距3 m以上的断层。

断点空间归位和断层组合时以地震解释的断层为基础，并结合井库断点逐点调整和修正井震断层解释的差异，形成井震联合断层解释数据。在萨葡油层组内共钻遇断点196个，采用上述井震联合断点空间归位和组合方法，得到归位断点177个，断点组合率为90.3%，较单独应用测井资料提高了15%。另外未归位断点共有19个，主要分为两种情况：一种是在断层发育复杂区一井多断时，在组合时只能选取一个最有可能、断距最大的断点作为该井在该断层上的断点，这种情况全区共有12个；另一种是在地震解释时没有明显响应的局部孤立断点，共有7个，因为很难确定断层空间的走向及其产状，因此不对其进行断点归位和断层组合。

通过各油层组顶面井震联合解释断层与测井解释断层对比(表 1)可知，井震联合断层解释取得了较好的效果：首先，原无断层分布的区域增加了较多的独立型小断层；其次，通过井震联合解释对原来测井解释的断层进行了精确落实，与原来认识的相比，这些断层主要表现为基本一致、延长、位置变化、合并等情况；第三，对于地震解释的一些特征微弱的小断层，通过精细的测井资料重新解释，进行了核销。

2.2 构造模型建立

构造模型建立的精确与否直接影响储层预测的精度。由于地震资料追踪的地下反射界面的相对构造趋势是准确可信的，因此可以采用“井震联合”的方法来搭建构造层面，即以实钻的测井分层数据为基准，井间则以地震解释的构造趋势层面作控制，最终得到既忠实于井点数据、又保留地震相对趋势的构造层面，大大降低了构造层面的不确定性。构造模型包括断层模型和层面模型两个部分，断层模型控制各断块的边界及配置关系，层面模型控制地质体的空间位置。其建立过程如下：

1) 利用离散光滑插值算法和三角剖分技术产生各断层面，然后对各断层面的关系进行组合，即定义断层之间的搭接关系，建立断层模型。

2) 输入地震层位解释成果和测井分层数据产生各层的初步构造面。

3) 处理断层与构造面的切割关系，包括定义断层与层面的交割线、排除断层附近的不真实构造点、产生垂直断距和水平断距以及对切割关系做一些人工编辑工作。

4) 通过测井分层数据与构造面的误差检查，进行误差分析和井校正，实现测井分层数据与构造面的“无缝”结合。

构造建模的关键是网格的设计。网格数目太多，计算时间长，耗费过多的计算机资源；网格数目太少，不能控制地质体的形态和保证建模精度。B1DD区块面积为30.5 km²，油水井总数为3 299口，目的层包括整个萨葡油层组66个沉积单元，最终确定三维地质建模采用30 m×30 m的网格，网格平均步长为0.5 ms，网格总数达到3 374万个。图 3为研究区的构造模型。

3 沉积相模型 3.1 地震反演

叠前多角度弹性反演能够同时得到纵、横波速度和密度数据体，在此基础上可以推出纵横波速度比、泊松比等岩石弹性参数信息^[13-16]。目标区范围内共有3 299口井，其中测井曲线较全的井有近1 800口。在基础资料分析的基础上，通过测井曲线预处理和岩石物理分析发现，研究区密度曲线对砂、泥岩的分辨能力较强，而纵波阻抗并不能很好地区分砂、泥岩；因此采用密度参数反演进行砂、泥岩预测。通过密度曲线重构、地震资料重采样、反演参数试验及严格的质量控制，形成了全区的密度反演数据体。从重构后的纵波阻抗和密度曲线交会图(图 4)上看，砂、泥岩界限清楚，砂、泥岩的门槛值在2.250 g/cm³附近；从单井反演剖面来看，反演的分辨率较高，可以实现1 m薄砂层的分辨，而且后验井的砂岩符合情况也较好(图 5)。

3.2 变差函数分析

相控随机模拟的关键是统计各沉积微相中储层的岩性物性的分布特征。变差函数是区域变化量空间变异性的一种度量，反映了空间变异程度随距离而变化的特征。设Z(x)是一个随机函数，如果差函数Z(x+h)-Z(x)的一阶矩和二阶矩仅依赖于点x+h和点x之差h，那么定义这一差函数的方差之半为变差函数γ(h)。当Z(x)一阶平稳时，变差函数可写为

式中：γ为变差函数值; x和h为自变量；E为数学期望。

做变差函数分析，最终目的是要得到几个变差函数的关键参数，即平面主变程方向，主变程、次变程和垂向变程，以及各方向变差函数的块金值等。其中，变程指区域化变量在空间上具有相关性的范围。在变程范围内，数据具有相关性；在变程之外，数据之间互不相关，即在变程以外的观测值不对模拟结果产生影响。在实际操作中，针对不同的微相类型，在不同的方向上定义不同规模的搜索锥、搜索步长、步长容差、角度容差，定义滞后距，搜索符合条件的数据对，计算空间点对间的变差，拟合出各单元小层各个微相的主变程、次变程和垂向变程以确定空间变异性。

3.3 沉积相模型建立及评价

建立井震联合控制下的沉积相模型，首先利用密度反演概率分布来约束河道相砂体、表内砂体、表外砂体、砂岩尖灭区等；然后采用序贯指示模拟方法，对各个沉积单元的沉积微相进行模拟计算，具体实现过程如下：

1) 将地震反演的岩性数据利用直接赋值的方法输入到网格体中，生成地震反演数据体控制的沉积微相体。

2) 对测井曲线进行离散化，分别分析不同沉积单元各微相的垂向比例，确定每个小层垂向上微相的发育程度。

3) 在参考沉积相图和物源方向的情况下，对各个沉积单元内的不同微相进行变差函数分析，确定主变程方向、主变程长度、次变程长度、垂向变程、块金值等各项参数。如PⅠ2a单元河道相的变差函数分析结果为：主变程方向为北偏西方向23°，主变程长度374 m，次变程长度214 m，垂向变程4.3 m，块金值为0。

4) 在沉积微相控制下，根据数据分析结果，采用序贯指示模拟算法建立研究区66个沉积单元的沉积相模型(图 6)。

沉积相模型建立后，采取预留后验井、对比66个沉积单元砂岩符合情况的方式，来验证井震联合沉积相建模的稳定性，同时也可检验井间预测的可靠性。共预留井50口，66个沉积单元发育厚度小于2 m的砂岩有6 598层，模型预测为4 025层，预测符合率为56.1 %；大于2 m的实测数据有1 256层，模型预测为1 143层，符合率达到91.0 %。从预测结果看，该模型2 m以上砂岩预测的符合率比较高，可以满足井间砂体的预测。

4 储层物性模型

储层三维建模的最终目的是建立能够反映地下储层物性(孔隙度、渗透率、含油饱和度)空间分布的参数模型。针对储层物性分布的非均质性与各向异性，在建模过程中采用了以沉积相模型作为约束、以纵横波速度比为参考、根据地质统计学理论分析参数区域化变量特征建立储层物性模型的方法。相控随机模拟先要对储层物性参数进行数据分析，统计各沉积微相中岩石物性的分布特征；再用区域化变量的空间变差函数，来描述储层孔隙度、渗透率、含油饱和度等参数的空间分布特征；然后求取各参数的实验变差函数，选择合适的理论变差模型，拟合理论变差模型的各项参数。图 7为研究区孔隙度、渗透率、含油饱和度的模型，从模拟结果可以看出，储层属性的分布与砂体沉积微相的展布基本一致，符合地下地质情况。由于井震联合断层和岩性解释、尤其是井间解释精度的提高，整体的建模精度也获得了提升，为下步油田的开发设计打下了坚实的基础。

5 结论

1) 基于全三维解释的井震联合断层解释技术可以提高断层的空间解释效果，断点组合率可以达到90%以上，为高精度构造建模打下基础。

2) 基于密井网的地震反演可以识别1 m以上的砂层，2 m以上砂层预测符合率可以达到90%以上，为沉积相建模提供了丰富的井间信息。

3) 相控储层属性建模技术能有效降低模型预测的不确定性，从模拟结果看，储层属性的分布与砂体沉积微相的展布基本一致，符合地下地质情况。