海洋石油  2013, Vol. 33 Issue (3): 70-75
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多参数拟合测井曲线环境校正方法研究及应用[PDF全文]
姜勇     
中海石油(中国)有限公司上海分公司, 上海 200030
摘 要: 以地震反演为核心的储层预测技术在西湖凹陷的勘探中发挥着重要作用, 而测井和地震等基础资料的质量是影响地震反演效果的关键因素。凹陷中的探井, 受地质条件、钻井工艺等因素的限制, 井眼条件差, 从而造成反演必须的声波和密度曲线失真。针对这个问题, 在分析声波、密度等曲线与自然伽马、中子等曲线相关性的基础上, 提出了多参数拟合重构的校正方法, 并进行了合理性验证。校正后的曲线, 其井震标定和反演效果都得到了改善, 证明了该方法的有效性。
关键词: 西湖凹陷     储层预测     环境校正     多参数拟合     密度     伽马    
Multi-Parameter Matching Well Log Environmental Calibration Method and Application
JIANG Yong     
Shanghai Branch of China National Offshore Oil Corporation Limited, Shanghai 200030, China
Abstract: The reservoir prediction technique based on seismic inversion plays an important role in the exploration of Xihu Sag. The quality of primary data, such as seismic data, well logs is the key to the quality of seismic inversion. However, limited by the geology conditions and drilling technique, the borehole enlargement often occurs during drilling, which makes the sonic and density curve distortion. Therefore, it is necessary to conduct environmental calibration before inversion. Based on the analysis of the relationship between the sonic, density curves and other curves such as Gamma Ray, neutron porosity, a multi-parameter simulation calibration method is established. The calibration rationality is verified, and the quality of well-seismic correlation and seismic inversion are improved after applications of the calibrated curves, which proved that this method is effective.
Keywords: Xihu Sag     reservoir prediction     well log environment calibration     multi-parameter simulation     density     gamma ray    

西湖凹陷位于上海市东南方向的东海海域,构造上属于东海陆架盆地中的一个二级构造单元。西湖凹陷平湖斜坡带是西湖凹陷油气勘探的主攻方向之一,它位于中央生油洼陷油气运移的上倾方向,斜坡边缘断裂带提供了重要的油气运移通道,同时斜坡与洼陷过渡带的次级洼陷或断洼还具有生烃潜力,且圈闭条件好、数量多,成藏条件优越。但是本区的主要目的层属于浅水沉积环境,砂体纵向和横向上变化快,因此,精确的储层预测是勘探成功的关键。影响地震反演效果的诸多因素中,地震和测井等基础资料的质量是关键,本文针对研究工区内由于井眼条件差引起的测井曲线失真问题,提出了多参数拟合的环境校正方法,并验证了其合理性和有效性。

1 工区钻井测井曲线失真情况

研究工区内共有钻井11口。其中2009年后新钻4口,其余7口为1995年以前钻探的老井,受地层条件、钻井工艺,以及钻探时间跨度大等因素的影响,使得这些井普遍出现井眼垮塌严重的现象,造成密度、声波等曲线失真,甚至造成井曲线不符合区域的岩石物理规律。图 1所示为工区内两口井的井径、密度和声波曲线,从图中可以看出,密度和声波失真的井段与扩径段有明显的对应关系。图 2为K-1井的纵波阻抗与密度交会图,色标为伽马,从图中可以看出,泥岩的密度值分布范围大,部分甚至处于2.0 g/cm3以下的不合理区间。把图 2的色标改为井径重新显示,如图 3所示,其中蓝色为钻头尺寸,表示井径正常,反之,黄色代表扩径或垮塌。可以发现不符合岩石物理规律的点基本落在井壁垮塌段,因此判断这也是由井壁垮塌造成的。因此,为提高反演的质量和可靠性,需对工区的部分井进行环境校正,以恢复曲线对原状地层的反映。

图 1 井径、密度和声波曲线对比图

图 2 K-1井纵波阻抗与密度交会图,色标为伽马

图 3 K-1井纵波阻抗与密度交会罔,色标为井径

2 测井曲线环境校正

测井曲线的环境校正的难点之一是缺乏参照标准。为此,结合储层预测工作的特点,我们首先提出了测井环境校正的两条参照准测:(1)以工区的岩石物理特征作为约束;(2)结合井震标定过程,根据测井曲线模拟的地震道与实际井旁道动力学特征一致。

测井曲线环境校正的难点之二是工作量大,在校正方法上,伊振林等[1]提出了用伽马曲线拟合的方法,提高了效率。本文针对本地区目的层砂泥岩互层的地质特点,在Hampson D,Calderon J,等[2-6]研究利用多屙|生计算孔隙度等油藏参数的基础上,提出了多参数拟合重构的校正方法,即利用受井眼条件影响小的曲线如自然伽马、中子孔隙度等对密度和声波曲线进行重新拟合。

多参数拟合重构方法的基本思路为:(1)相关性分析:分析欲拟合曲线与其他多条曲线(包括其各种数学变换,如平方,倒数等)的相关性,分析时剔除井壁垮塌严重的井段。(2)拟合参数选取:选取和欲拟合曲线相关性高的多个参数,注意相关性高的拟合参数不要重复选取,如自然伽马和泥质含量选取其中之一即可。(3)拟合系数分析:根据选取的拟合参数,分析欲拟合参数和拟合参数(包括数学变换)的拟合系数,来拟合曲线。(4)合理性验证:通过交会分析、误差分析等手段分析对拟合曲线进行合理性验证。

利用这种方法,拟合了BYT-1等7口老井的密度和声波曲线(图 4),其中选取的拟合参数为泥质含量、中子孔隙度和含水饱和度。图 4中红色为校正前曲线,蓝色为重构的曲线。

图 4 井径、密度和声波曲线拟合对比图

3 校正合理性验证

下面通过一些质控图来检验重构曲线的合理性。图 5为井径与密度校正量的交会图。其中校正量指原始曲线减去重构曲线的值,它反映了校正量的大小。从图中可以看出,红色圆圈代表井眼条件好的井段,这些井段处的校正量接近零值,说明校正量小;而密度校正量绝对值大的点,基本都落在红色圆圈外代表井眼条件差的井段。此外,通过自然伽马色标可以看出,原始曲线和重构曲线差别大的点基本为蓝色的泥岩段,这与扩径一般发生在泥岩段有关。总之,重构曲线与原始曲线差别大的点主要落在扩径严重的泥岩段,这与我们重构的目的和期望吻合。

图 5 井径与密度校正量交会图

图 6为各井的平均误差统计图。其中平均误差衡量了重构曲线与原始曲线的差别大小,平均误差越小,说明重构曲线与原始曲线差别越小。从图中可以看出,其中4口井的平均误差明显小于其他井,这4口井为2009年和2010年的新钻井,井眼条件明显优于老井;而平均误差最大的井为井眼条件最差的K-1井。在井眼条件好的情况下,原始曲线与重构曲线差别小,这说明了重构的曲线组合和线性关系是合理的。

图 6 各井平均误差统计图

4 应用效果

首先来看井震标定,图 7为K-1井环境校正前后的井震标定对比,从图中可以看出,校正后的合成记录和井旁地震道的相关性和振幅能量强弱匹配关系明显改善。

图 7 K-1井环境校正前后井震标定对比

以K-1井为例来看地震反演效果。先看K-1井岩石物理分析,对比校正前(图 2),从校正后的纵波阻抗与密度交会图(图 8)上可以看出,校正后的密度符合工区主要目的层泥岩密度高、砂岩密度低,这符合区域岩石物理规律。对比校正前后过K-1井的密度反演剖面(图 9),可以看出,校正前的反演结果不能反映出花岗组底部(箭头所指处)的大套低密度砂岩,此外反演的密度浅层低、深层高,也不符合基本的压实规律。校正后建模的反演结果,这两个问题得到了解决。

图 8 K-1井校正后纵波阻抗与密度交会图, 色标为伽马

图 9 K-1井校正前后密度反演效果对比

5 结论

地震反演在西湖凹陷平湖斜坡带的勘探中发挥着重要作用,而地震、测井等基础资料的质量决定了反演的可靠程度。针对由于井壁垮塌造成的密度、声波等测井曲线失真问题,在相关分析的基础上,提出了多参数拟合重构的校正方法。合理性验证说明校正主要发生在井壁垮塌严重的井和井段;校正后的曲线符合区域岩石物理规律,井震标定效果更好,用于反演的结果更合理,证明了校正方法的合理性和有效性。

参考文献
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