第２２卷第１期 岩性油气藏 Ｖｏ１．２２ Ｎｏ．１ ２０１０年３月 ＬＩＴＨ０Ｌ０ＧＩＣ ＲＥＳＥＲＶ０ＩＲＳ Ｍａｒ．２０１０ 文章编号：１６７３—８９２６（２０１０）０１—０１０１—０３ 利用波形分析技术半定量预测塔中碳酸盐岩储层 孙勤华，刘晓梅，刘建新，张继娟 （中国石油勘探开发研究院西北分院） 摘要：针对塔中地区碳酸盐岩储层类型多、非均质性强的特点，利用地震波形变化特征，半定量地识别 和预测了优质储层的分布。文章论述了该技术的基本原理、实现过程以及关键参数选择的原则。通过井一 震标定建立了储层段地震响应的模式，分析了不同品质储层的地震波形特征；利用自组织神经网络逐道 进行了目的层段地震道波形聚类：结合钻井标定最终实现了碳酸盐岩储层的半定量化评价。根据预测结 果部署了２口井，钻探结果与预测结果吻合较好。 关键词：波形分析；半定量预测；自组织神经网络；碳酸盐岩储层；塔中地区 中图分类号：ＴＥ３４９ 文献标识码：Ａ ０ 引言 碳酸盐岩储层量化预测对该类储层勘探开发 意义重大。由于碳酸盐岩储集体以孔、缝、洞不同组 合形式出现，因而其地质体空间结构复杂，地震响 应规律呈多解性。以往采用基于地震属性、地震反 演、地震正演等地震储层预测技术预测碳酸盐岩储 层分布，只能达到定性预测的程度 ｌ￣ 。笔者利用波 形分析技术对未知区域进行储层预测。可以达到储 频率（Ｈｚ） 层半定量预测的目的。 图１一类储层地震频谱图 １ 波形分析的应用基础及原理 Ｆｉｇ．１ Ｓｅｉｓｍｉｃｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｍｏｆ ｔｈｅｆｉｒｓｔｔｙｐｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ １．１波形分析的应用基础 塔中地区３２口井的岩心、测井、测试资料分析 表明，储层的储集类型多样，具体类型有洞穴型、孔 洞型、裂缝型、孑Ｌ洞一裂缝型。不同品质的储层对应 不同的地震波形。根据塔中地区碳酸盐岩储层分类 标准，一类储层对应礁滩复合体沉积，储层物性好， 基质孔发育，以孔洞一裂缝型为主，在地震剖面上呈 三峰双谷、双峰双谷波形响应，主频２５ Ｈｚ左右（图 １）．储层段与上覆盖层之间反射系数为０．４５。如ｔｚＡ 井良里塔格组颗粒灰岩段对应的地震波形呈三峰 图２ ｔｚＡ井对应地震响应 双谷状（图２），岩心、测井和钻井资料显示该段储 Ｆｉｇ．２ Ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｔｚＡ ｗｅｌｌ 集性能良好，为一类储层。钻井资料显示该段钻具 放空１．５ ｒｒｌ，用５ ｍｍ油嘴求产，日产油２３１．５ ｍ３．气 收稿日期：２００９—０７—１６：修回日期：２００９一ｌ１—２３ ・作者简介：孙勤华，１９８０年生，男，工程师，硕士，主要从事碳酸盐岩储层地震预测研究工作。地址：（７３００２０）甘肃省兰州市城关区雁儿湾路 ５３５号。电话：（０９３１）８６８６０５９。Ｅ—ｍａｒｌ：ｓｕｎｑｉｎｈｕａ９８＠ｔｏｍ．ｃｏｒｎ １０２ 岩性油气藏 第２２卷第１期 １７ ４７１ ｍ 。钻井资料与试采资料均验证了波形预测 结果正确 二类储层对应粒屑滩沉积，储层物性较好，发 育一定的基质孔，以小型孔洞层为主，在地震剖面 上呈低频弱振幅，主频在２４ Ｈｚ左右（图３），储层段 与上覆盖层之间反射系数为０．０５。如ｔｚＢ井目的层 段呈低频弱振幅式波形的地震响应（图４）。岩心、 成像测井资料均显示有少量的孔洞和裂缝发育，并 且裂缝大部分被方解石充填，产能低，综合评价为 频率（Ｈｚ） 二类储层。 图５三类储层地震频谱图 Ｆｉｇ．５ Ｓｅｉｓｍｉｃ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｔｙｐｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｔ２７５０ Ｔ２７７０ Ｔ２７９０ Ｔ２８ｌ０ 频率（Ｈｚ） 图３二类储层地震频谱图 Ｆｉｇ．３ Ｓｅｉｓｍｉｃ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｔｙｐｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ 图６ ｔｚＣ井对应地震响应 Ｆｉｇ．６ Ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｔｚＣ ｗｅｌｌ Ｔ２９９０ Ｔ３０１０ Ｔ３０３０ Ｔ３０５０ 行某一时窗范围内地震数据的对比，细致刻画地震 波形的横向变化，从而得到地震异常体的平面分布 规律。神经网络技术通过对实际地震道进行训练， 并模拟人脑思维方式来识别不同目标的波形特征。 并与其它相似的波形进行对比和判别。首先，通过 神经网络算法多次迭代合成地震道；然后，将合成 地震道与实际地震数据进行对比，通过自适应试验 和误差处理，改变合成地震道，使合成地震道与实 图４ ｔｚＢ井对应地震响应 Ｆｉｇ．４ Ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｔｚＢ ｗｅｌｌ 际地震道的相关性更好 ＾６］ 根据波形分类结果形成离散的“地震相”。对其 三类储层对应泥晶灰岩沉积．储层物性差，地震 进行平面归类处理，得到平面地震相图。通过已知 波形呈中高频强振幅状，在地震剖面上呈低频弱振 钻井地质信息标定，对波形分类结果进行综合地质 幅，主频在３８ Ｈｚ左右（图５），储层段与上覆盖层之 解释，最终得出与地震异常体平面分布相对应的地 间反射系数为０．３５。如ｔｚＣ井（图６），岩心、成像测井 质相图。这种方法可以克服常规“相面”法所带来的 资料均显示无储层发育，测试为干层。该区不同品质 主观随意性。实现地震相研究的半定量化＿７］。 储层对应不同的地震波形．这是利用地震波形预测 碳酸盐岩储层的重要前提［¨］。 ２波形分析实现步骤 １．２波形分析原理 ２．１井一震标定和地震层位解释 波形分析技术使用神经网络技术对地震波形 在合成记录基础上作井一震标定，使深度域信 进行分类处理，即根据地震道的波形特征．逐道进 息与时间域信息实现匹配，并在构造认识指导下进 ２０１０年 行层位解释。 孙勤华等：利用波形分析技术半定量预测塔中碳酸盐岩储层 １０３ ２．２神经网络训练数据选择 以地震层位为基准。按沿层时窗切取地震数据 来训练网络。等厚时窗最好是大于半个相位，并且 小于１５０ ｍｓ，太大的时窗会包含过多的波形，给解 释带来困难［８－１０］ ２．３利用神经网络进行波形聚类 在训练样本选择完成的基础上，采用自组织神 经网络模式识别来实现地震相划分。自组织神经网 络是一种具有自学习功能的神经网络，由２层组成。 输入层中神经元在一维空间中排列，而输出层的神 经元可以是的，并且输出节点与邻域的其它节 点广泛互连。神经网络在地震层段内对实际地震道 进行训练，构建合成地震道，然后与实际地震数据 进行对比，通过自适应试验和误差处理，在模型道 和实际地震道之间寻找更好的相关。 应用神经网络进行训练学习．得到合成记录道 （模型道）。一般情况下，分类数（研究层段内地震道 的种类数）应取决于所要研究的目标和对数据的了 解程度。 ２．４波形平面图地质解释 对地震波形分类结果进行平面归类处理．将相 同类型的波形用同一种颜色显示，相近类型的波形 用相近的颜色显示：通过波形分类图上颜色的分布， 来评估地震波形的区域分布情况：将实际地震道与 地震相进行对比，认识地震波形横向变化的内涵：通 过与构造、岩相、钻井、测井等资料进行对比、标定， 对地震波形变化作出合理的地质解释；结合区域沉 积相带分析，对整个地震相图作出综合性的地质解 释，最终得到储层分布规律。 ３ 实例应用 以塔中某井区作为研究区域。区内Ｉ井是一口 高产工业油气井，其储层属于礁滩复合体沉积，储集 类型为孔洞一裂缝型，日产油３１２．５ ｍ３，气１ ４８５．５ ｍ。。 Ⅱ井储层属于泥晶灰岩沉积，储层物性差，无产 能。利用上述方法对研究区目的层进行了波形聚类 分析，并结合已钻井进行标定，预测出一类优质 储层面积为１．８７ ｋｍ ，呈东南向分布（图７，红色区 域）。根据预测结果在一类储层发育区内部署了Ⅲ 井和Ⅳ井，Ⅲ井日产油４８１．１ ｍ３．气５５０ ｍ ：ＩＶ井日 产油２８１．１ ｍ３．气１ ２６０ ｍ３水１２０．５ ｍ 。与预测结果 相吻合。 图７利用波形分析技术预测不同类型储层平面分布图 Ｆｉｇ．７ Ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕ ０ｎ ｐｒｅ￣ｃｔｅｄ ｂｙ ｗａｖｅ￣ｒｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ４ 结论 不同品质碳酸盐岩储层的地震波形不同，利用 地震波形能够半定量地预测碳酸盐岩储层的分布。 采用不同的野外采集参数及不同的处理流程得到 的地震数据，存在能量、极性等差异，因此，波形分 析技术仅适合于对同期采集和处理的地震资料进 行储层预测。 参考文献： ［１］ 杨子川，李宗杰，窦慧嫒．储层的地震识别模式分析及定量预 测技术初探［Ｊ］．石油物探，２００７，４６（４）：３７０—３７７． ［２］ 张进铎．碳酸盐岩储集层体积定量化估算技术［Ｊ］．石油勘探与 开发，２００４，３１（４）：８７—８８． ［３］胡九珍，冉启贵，刘树根，等．塔里木盆地东部地区寒武系一奥 陶系沉积相分析［Ｊ］．岩性油气藏，２００９，２１（２）：７０—７４． ［４］ 张永升．波形分析方法在碳酸盐岩储层预测中的应用［Ｊ］．石油 物探，２００４，４３（２）：１３５—１３８． ［５］ 肖盈，贺振华，黄德济．碳酸盐岩礁滩相储层地震波场数值模 拟［Ｊ］．岩性油气藏，２００９，２１（１）：９９—１０１． ［６］ 刘军迎，雍学善，高建虎．模型正演技术在碳酸盐岩油气藏地 震资料解释中的应用［Ｊ］．岩性油气藏，２００７，１９（１）：１０９—１１２． ［７］袁国芬．塔河油田碳酸盐岩储层地球物理响应特征［Ｊ］．石油物 探，２００３，４２（３）：３１８—３２１． ［８］赵力民，郎晓玲，金凤鸣，等．波形分类技术在隐蔽油藏预测中 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１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｈＪ ｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ａ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ Ｇａｏｌｉｕ ａｒｅａ．Ｔｈｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃａｌ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ａｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｉ【ｇｈ ｌｅｖｅｌ ｃｙｃｌｅ ａｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｌｅｖｅ１．Ｔｈｅ Ｄｏｎｇｙｉｎｇ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｏｎｅ ｌｏｎｇ。ｔｅｒｍ ｌｅｖｅｌ ｃｙｃｌｅ ａｎｄ ｆｏｕｒ ｍｅｄｉｕｍ．ｔｅｒｍ ｌｅｖｅｌ ｃｙｃｌｅｓ．Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｈｉｇｈ．ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ．ｔｗｅｎｔｙ ｅｉｇｈｔ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｓａｎｄ ｂｏｄｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ａｒｅ ｉｄｅｎｔｉｉｆｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｆａｖｏｒａｂｌｅ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｉｔｈｏｌｏｇｉｃ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ；ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｓｔｒａｔｉｒｇａｐｈｉｃ ｒｆａｍｅｗｏｒｋ；ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ； Ｄｏｎｇｙｉｎｇ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ；Ｇａｏｌｉｕ ａｒｅａ （编辑 于惠宇） （上接第１０３页） Ａｐｐｌｙｉｎｇ ｗａｖｅｆｏｒｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｏ ｓｅｍｉ—ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ ｐｒｅｄｉｃｔ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｎ Ｔａｚｈｏｎｇ ａｒｅａ ＳＵＮ Ｑｉｎ—ｈｕａ，ＬＩＵ Ｘｉａｏ－ｍｅｉ，ＬＩＵ Ｊｉａｎ—ｘｉｎ，ＺＨＡＮＧ ｌｉ－ｊｕａｎ （Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｎａｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ－Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｖａｒｉｏｕｓ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｓｔｒｏｎｇ ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ．Ｓｅｉｓｍｉｃ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｅｍｉ—ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｑｕａｌｉｔｙ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｚ０ｌｉｅ ｂｙ ｗｅｌｌ—ｓｅｉｓｍｉｃ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｗａｖｅｆｏｒｌＴｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｓｅｉｓｍｉｃ ｔｒａｃｅ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｏｆ ｔｒａｇｅｔ ｚｏｎｅ ｉｓ ｃｌａｓｓｉｉｆｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ． Ｔｈｅ ｓｅｍｉ．ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｓ ｉｆｎａｌｌｙ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ｔｗｏ ｗｅｌｌｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｒｉｌｌｅｄ．ａｎｄ ｔｈｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔ ｉｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｖｅｆｏｒｍ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｅｍｉ—ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ；ｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ；ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ； Ｔａｚｈｏｎｇ ａｒｅａ （编辑 于惠宇）
