地球物理学进展  2015, Vol. 30 Issue (6): 2736-2740   PDF    
扩展AVO技术在渤海油田的应用
明君1 , 王辉2, 林桂康2    
1. 中海石油(中国)有限公司天津分公司研究院, 天津 300452;
2. 英得赛斯科技(北京)有限公司, 北京 100102
摘要: 本文将扩展AVO分析技术用于渤海油田油气刻画,给出了详细的应用流程.文中将扩展AVO分析技术与常规AVO分析技术的应用效果进行了对比.渤海油田的应用结果表明:应用扩展AVO分析技术检测气层分布,和传统AVO属性分析技术相比,气层异常明显,连续性强且边界清晰,背景干净,多解性大幅度降低.
关键词: AVO分析     扩展AVO分析     扩展弹性阻抗     碳氢检测     流体因子    
Application of extended AVO analysis technology in Bohai oilfield
MING Jun1, WANG Hui2, LIN Gui-kang2     
1. Tianjin Branch of CNOOC Ltd., Tianjin 300452, China;
2. Beijing Intseis Solutions, Inc., Beijing 100102, China
Abstract: This paper makes use of extended AVO analysis technology to depict gas distribution in Bohai oilfield, and give a detailed workflow. The application results of extended AVO analysis technology and conventional AVO analysis technology are compared. The results in Bohai oilfield show that:compared to conventional AVO analysis technology, gas distribution predicted by extended AVO analysis technology is very obvious with strong continuity, clear boundary, and clean background, so multiplicity is greatly reduced.
Key words: AVO analysis     extended AVO analysis     extended elastic impedance     hydrocarbon detection     fluid factor    
0 引 言

AVO技术作为一种烃类直接检测的有力工具,已被众多工区实践所证明并已纳入到常规的油气勘探的工作流程中(Chopra and Castagna,2014).常规的AVO技术应用流程首先在AVO正演模型的基础上,根据Rutherford和Williams(1989)提出的AVO异常类型的分类标准来判断油气的AVO异常类型,再在此基础上依据AVO异常类型来选择“标准”的AVO属性.例如二类AVO异常选择A+B(这里A和B依次表示截距和梯度)作为烃类检测的属性等.然而,由于“标准”的AVO属性与工区具体的地质条件无关,使得这类属性不一定是该工区烃类检测能力最佳属性.程冰洁、印兴耀和宗兆云等人试图从频变AVO,叠前弹性反演流体检测等角度来直接检测油气(程冰洁等,2012宗兆云等,2012印兴耀等,2013).Dong和Goodway等人(Dong,1996Goodway et al.,1997)分别指出,一些常用的弹性参数如体积模量、剪切模量和拉梅常数等的相对变化,可以用A与B的加权组合来刻画(是一种组合属性,下文中称其为扩展AVO属 性),组合属性可有效区分流体或岩性.Connolly通过引入弹性阻抗的概念,确定了每个角度下反射系数与弹性阻抗之间的联系(Connolly,1999).Whitcombe等人在弹性阻抗概念的基础上,引入扩展弹性阻抗概念(Whitcombe et al.,2002),指出在某一角度投影下可以获得流体区分能力最好的属性,该角度与工区地质条件密切相关.

本文首先简要回顾扩展弹性阻抗的基本原理,并在此基础上给出扩展AVO属性用于储层含气性刻画的工作流程.将这类属性用于渤海B油田的实例研究,对比了常规AVO属性与扩展AVO属性在气层的烃类检测方面的效果.

1 方法原理和计算流程

扩展弹性阻抗定义为

其中,AI为声波阻抗,χ为投影角.GI为梯度阻抗,计算公式为

其中

VPVSρ分别为纵波速度,横波速度和密度.

与中的投影角对应的反射系数为

其中,A为截距,B为梯度.当χ取某个特定值χ0时,由公式1计算得到的EEI属性可以最大区分含烃异常与含水背景.根据阻抗与反射系数关系可知,将χ0代入公式4,得到的AVO属性即是能够最大区分含烃异常与含水背景的AVO属性.当χ取值变化时,将截距和梯度属性代入公式4中,可计算得到众多流体区分能力不同的AVO属性,因此称公式4中等号右边的代数式为扩展AVO属性.

实际应用中,扩展AVO分析技术用于烃类检测的流程如下:

(1)根据测井曲线计算得到纵波阻抗和梯度阻抗.

(2)应用公式1计算0至180度之间不同角度的扩展弹性阻抗.

(3)将不同角度扩展弹性阻抗与含水饱和度曲线进行互相关计算,相关程度最高时所对应的角度即为流体投影角.

(4)将流体投影角代入公式1,得到井上流体因子曲线,其低值位置对应油气层.

(5)在地震角道集中提取AVO截距(A)和斜率(B),利用公式4并代入流体投影角,即可得到本地区流体区分能力最好的AVO属性数据体.

2 实例应用

渤海B油田位于渤海南部海域,构造位置为渤南凸起西段南界大断层下降盘,属构造-岩性油气藏,主要圈闭类型为断背斜-断鼻-断块构造,明化镇组(Nm)浅水三角洲前缘水下分流河道中-细粒砂岩是本区主要储层类型,单砂层厚度0.4~27.1 m,平均4.8 m,物性较好,中-高孔渗.B6井位于构造高部位,于明化镇组(Nm)钻遇约10 m厚气层.图 1为过构造高部位B6井叠加地震剖面,插入测井曲线为电阻率曲线,其高值区对应10厚气层位置.图 2为气层AVO正演模拟剖面,可见气层顶面AVO异常类型为Ⅳ类.图 3图 4图 5分别是同一位置碳烃指示因子(A×B)剖面、拟泊松比(A+B)剖面和A-B属性剖面(常用于检测具有Ⅳ类AVO异常类型的气层),效果均不理想,虽然气层位置异常存在,但异常分布杂乱,连续性差,边界不清,且断层附近构造位置低处异常发育,异常存在很大的不确定性和多解性.

图 1 过B6井地震剖面 Fig. 1 Seismic profile crossing B6 Well

图 2 B6井明化镇组气层顶面AVO正演模拟 Fig. 2 B6 well AVO forward modeling at the top of minghuazhen gas layer

图 3 过B6井碳烃指示因子(A×B)剖面 Fig. 3 A×B Hydrocarbon Indicator Profile crossing B6 Well

图 4 过B6井拟泊松比(A+B)剖面 Fig. 4 A+B Pseudo Poisson Ratio Profile crossing B6 Well

图 5 过B6井AVO A-B属性剖面 Fig. 5 A-B Attribute Profile crossing B6 Well

为了准确预测气层分布范围,我们应用扩展AVO分析技术进行气层检测.首先将B6井实测纵波速度、横波速度和密度曲线代入公式2和公式3得到梯度阻抗曲线,并利用公式1计算得到不同角度的扩展弹性阻抗曲线,然后将扩展弹性阻抗与含水饱和度曲线进行互相关计算,求取相关值最大时对应的旋转角度即流体投影角(本例最大相关度为84.2%,其对应的旋转角度即流体投影角为4度,图 6),最后将流体投影角代入公式1,得到井旁扩展AVO流体因子曲线.

图 6 流体投影角求取 Fig. 6 Fluid projection angle calculation

图 7为B6井旁扩展AVO流体因子曲线与其它AVO属性曲线对比,可见气层位置,扩展AVO流体因子异常明显强于A+B和A-B异常,且异常与背景差值要大很多.

图 7 B6井旁扩展AVO流体因子曲线与其它AVO属性曲线对比 Fig. 7 Comparison of Extended AVO Fluid Factor and Routine AVO Attribute Curves near B6 well

将流体投影角以及截距和梯度属性代入公式4得到扩展AVO流体因子属性.图 8为过B6井扩展AVO流体因子属性剖面.可见气层异常非常明显,连续性强,边界清晰,且背景干净,多解性大幅度降低.

图 8 过B6井扩展AVO流体因子属性剖面 Fig. 8 Extended AVO Fluid Factor Profile crossing B6 Well
3 结论与认识

3.1      实际地震资料处理结果表明,利用文中给出的扩展AVO分析技术流程得到的扩展AVO属性,对流体性质敏感程度明显高于常规AVO属性,能更好地反映本地区储层流体类型差异,具有较高的应用价值.

3.2      由于地震处理不当常常使道集资料的AVO产生畸变甚至出现假象,因此为了提高扩展AVO属性分析的可靠性,在做扩展AVO分析之前,必须对地震道集数据进行地震道集优化处理,消除动校子波拉伸影响、校正道集AVO背景趋势和校平地震同相轴.

致 谢 感谢审稿专家和编辑部对文章的支持和帮助.
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