利用井震结合精细标定层位的研究

利用井震结合精细标定层位的研究

王硕 1，张琼 2

1 中国石油渤海钻探工程公司 2，中国石油大港油田分公司

摘要：准确地标定层位是构造精细解释的基础，通过层位标定建立钻井揭示的地层与地震反射同相轴之间的对应关系，为地震层位的追踪解释和地震相分析提供依据，提高层位标定的准确性。选择多井标定，能够大大提高最终标定结果的可靠性。由于井震精度的差异，必然会造成两者的闭合误差，为了有效地消除或减小这种误差带来的影响，采用了闭合差技术制作合成记录，实现井震标定统一。

关键词：井震结合 精细标定 层位研究

一、测井曲线标准化

由于测井仪器的差异、采集年代的不同，或采集条件的影响，必然会造成测井数据的误差和各井之间同一标准层段的数据不统一，造成井震的闭合和各井之间的标定特征误差。测井曲线标准化就是对测井曲线特别是声波时差曲线，通过调整基值和数据变化范围，使数据达成统一标准，消除系统误差，达到提高标定精度和解释预测精度的目的。

二、层位标定的技术方法—闭合差技术

在层位标定的过程中，人工合成地震记录的产生是关键的一步，利用井的声波时差曲线来产生波阻抗，地震波在岩石中的传播速度与介质的弹性性质参数有严格的定量关系。通过合成地震记录与地震剖面进行对比，从而标定目的层在剖而上位置。目前，利用地震资料进行油气藏的描述与监控已成为地震勘探技术的主要内容。由于地面地震与声波测井野外工作方法的不同，使得声波测井所获得的地层速度与地面地震以及VSP技术所获得的速度并不一致，地震资料与声波测井资料存在一定差异。这突出地表现在由声波测井资料制作的合成记录与实际地震道之间存在一定的相位差。如何解决好测井与地震资料之间的匹配问题已成为地震岩性解释、油藏描述、储层反演以及储层监测过程中的主要问题。迄今为止，地震与测井资料匹配校正的方法研究进展缓慢，较为常用的匹配校正方法仍然是经典的闭合差校正法。

2.1闭合差产生的原因

由频散理论可知，速度与频率直接相关，因而声波速度不等于常规地震或VSP测量的速度，这就使得积分声波时差与同一界面实际地震反射波的旅行时之间存在一定偏差，通常将这种偏差称为闭合差。若界面深度为Z，则闭合差△T(Z)可用下式表示:

△T(Z)=Ts(Z)一Tc(Z) (1)

式中：Ts(Z)为地震波单程传播时间；Tc(Z)为积分声波测井单程传播时间。

如果△Ts(Z)≈0，表明地震波与声波之间无偏差，这是我们所期望的，然而现实却总是事与愿违，△T总是存在的。由于声波测井技术的精度已大大提高，除井壁影响必须消除外，声波测井本身的测量误差几乎不存在。因此，一般情况下，△T总是为大于零的正偏差。这是由于声波测井与地震勘探的接收特点不同，因而受到的地层吸收衰减作用也大不相同。地震波的优势频率范围一般为6～100Hz，而声波测井所使用的频率一般为20～30kHz，二者频率相差较大。这种频率的不一致，主要是由于地震与测井接收方法的不同和地层吸收衰减作用造成的。根据频散理论，声波测井速度将高于地震波传播速度，进而出现正偏差。当出现负偏差，即△T<0时，说明声波测井数据中包含了测量误差。这大多是由于声波测井方法本身引起的，其中包括井眼的变化、外部的侵袭、接收装置低劣、仪器怪跳干扰、脉冲的延伸以及干扰等等。

2.2 消除闭和差的方法

首先，输入声波时差离散值AC(mh)，然后，将其累加求和得到单程旅行时Tc (Z=mh)，有

(2)

式中：h为深度采样间隔；m为采样点序号；m=N，N+1，………… ，M。N 为计算起始点序号，M 为计算终止点序号。

利用地震测井资料、VSP或井旁地震道确定相同深度的地震波旅行时Ts (Zm)；然后利用下式便可确定各地震观测点处地震旅行时与积分声波时差曲线之间的闭合差△T(Zm)

△T(Zm)=Ts(Zm)一Tc(mh) (3)

其中：Zm=mh为地震观测点深度值；m为序号。

采用样条插值法求取每个采样点的差值AT(mh)得到差值曲线。进一步利用差值曲线可求得差分曲线值。

(4)

利用δT(mh)对声波时差曲线逐点进行校正，并得到校正后的声波时差曲线。

A(mh)=AC(mh)一δT(mh) (5)

该方法简单、直观，只要有相应的声波测井资料与地震测井（或VSP和井旁地震道资料），且可以很好地进行层位对比，便可利用上述方法对声波测井曲线进行校正，获得可与地震速度相匹配的测井速度值。

三、地震子波的选取

合成地震记录是反射系数与地震子波的褶积结果，反射系数能否真实反映地下层速度和岩性密度，取决于声波时差曲线的真伪，因此声波时差曲线的标准化至关重要。另外合成地震记录的另一个重要因素就是地震子波，子波的选取关乎合成记录的成败。地震子波参数主要是频率和子波长度，子波长度是控波的旁瓣宽度，一般为60～100即可，主要是依据合成记录的光滑程度来确定。根据闭合差原理，无论那种子波，由于测井与地震的分辨率不同，合成地震记录与地震道之间都会存在一定的闭合差问题，这就需要对合成记录与地震道进行细致的对比，根据测井情况通过时移和局部适当拉伸压缩，来消除这种闭合差，达到最佳匹配。

四、合成地震标定

根据地震资料分析及子波评估，选取主频30Hz的雷克子波，依据闭合差产生的原理，参照井径等测井曲线，认真分析井震差异，通过上下时移、局部的适量拉伸与压缩，提高合成记录与地震剖面的吻合程度，达到准确精细的层位标定。

精细层位标定是一个细致的工作过程，关乎解释成果的可靠性。将合成地震记录与井旁地震道叠合对比，细致对比层位与地震特征。由于测井资料采样率为8点/米，即可分辨地层厚度为0.125m，而本区地震主频为30～40Hz左右，假设为35Hz，根据λ= V / f公式，假设地层层速度为2500m/s，则地震波长为72m，因此地震可分辨地层厚度为18m。从而说明测井分辨率比地震分辨率要高得多，即同一时间单元内地震反射同相轴的数量要远远少于测井合成的同相轴数量。要解决这一矛盾，在地震分辨率一定的情况下，就需要降低测井分辨率减小二者的误差。在实际研究过程中，这种改变是通过子波的选取来进行的。

五、速度分析与区域统层对比

速度是地震反射时间转换成深度的唯一尺度，在地震解释中占有重要的地位，准确与否直接影响到地震解释层位与钻井地质分层的对应关系，也影响构造成图的精度，速度研究精度的高低，直接影响到砂体标定的精度。速度不准，产生多大的误差，对砂体的预测会产生较大的偏差，也会误导地质家的决策失误。用声波测井时差，采用迭代的计算方法，求取每口井的平均速度，应用标准钻井分层对应地震反射时间计算速度作为控制点，校正单口井的平均速度曲线，建立井、深度—时间对应关系曲线，这样就能较真实反映研究区内的速度，因此在地震资料解释、反演和砂体标定中，其应用效果是非常理想的。

结论：从层位标定和地震解释角度来讲，就是在重点井合成地震记录标定的基础上，利用标定结果得到的速度，对其它井进行时深转换，标定地质分层，同时将测井曲线投影到地震剖面上，将曲线、分层和地震三者有机的结合在一起，共同开展地震、地质综合对比分析工作。根据井震结合对比，对全区井的分层进行校验修正，达到地层等时对比地震特征的协调一致。