地震属性与储层参数关系建立

地震属性与储层参数数值关系建立方法用地震属性研究储层参数的基本前提是：地震属性与储层特征参数之间的普遍规律性关系，如砂岩速度高于泥岩，孔隙度升高速度降低等，这仅具有指导意义。其内在的定量关系是很复杂的，不同地区或不同特征的地震资料其关系是不同的，为了建立两者之间的复杂关系，国内外在这方面下了很多功夫，针对不同的地震地质条件，研究了多种定量关系研究方法。生产上常用的方法基本上可以归纳为以下几类：1、井资料统计法研究两者的关系通过井资料及其岩石取芯分析化验、地球物理测井等资料，可以获取油气储层的岩石矿物类型、胶结物类型、砂岩泥质含量、钙质含量、孔隙度、含油饱和度、砂层厚度、纵、横波速度、密度等地质和地球物理定量资料；地震资料通过反演可获得油气储层波阻抗、纵、横波速度、泊松比等信息。因此，在实际生产中，常用统计学手段研究井资料储层参数之间的关系，各储层参数与储层地球物理参数之间的关系，最终建立储层参数与地震能反演出的地球物理参数之间的统计关系，进而用地震反演资料经过井的标定、约束，来预测储层参数。这种方法物理意义明确，应用比较广泛，常用于勘探、评价的初期的孔隙度预测；它适用于储层比较厚、质纯、横向相对稳定的地区，地震属性与储层参数关系可靠性和精度，主要看两者的相关系数和物理意义是否合理。在我国的实际地质条件下，满足上述条件的地区也是很多的，应用效果也比较好，成功实例很多。下图是塔里木盆地东河塘地区东河11井东河砂岩储层的速度与孔隙度关系图和速度与钙质胶结物含量关系图；钻井揭示该区砂岩厚度达200多米，砂岩全部是中、细石英砂岩，孔隙度的大小取决于钙质胶结物的含量，从图中可以看出，随着速度的增高，砂岩孔隙度减小、钙质含量增高，符合一般的物理规律，散点分布集中，相关系数达到了0.86，并且孔隙度与钙质含量之和近乎为一常数，因此，这种方法很适合该区地震地质情况，取得了很好的效果。井声波速度碳酸岩盐含是关系图DHl1井孔際度—声波速度关系圏井声波速度碳酸岩盐含是关系图DHl1井孔際度—声波速度关系圏结论在砂岩储层比较厚、质纯、横向相对稳定的地区，储层参数与砂岩速度（波阻抗）之间及各储层参数之间一般有如下关系：孔隙度与速度（或波阻抗）呈反向线性关系，速度越大，孔隙度越低；钙质含量与速度（或波阻抗）呈正向线性关系，速度越大，钙质含量越高；泥质含量与速度（或波阻抗）呈反向线性关系，泥质含量越高，速度越低；孔隙度与渗透率之间呈对数关系；在油藏区，当孔隙度一定条件下，含油饱和度与油柱高度可用指数函数关系拟合。由于有这些统计规律存在，使得勘探阶段经济评价精度显著提高，有时还用于一次性开发方案设计2、通过正演模型建立关系通过合成地震记录、模型正演技术，研究地震属性与储层参数之间的关系是一项非常有效的方法，该方法常用于地震薄层厚度求取。它适用的理想地质条件是，目标层上下为横向相变较小的大套均匀地层。其基本依据是薄层楔状体调谐振幅关系的Widess原理，即在砂层厚度小于入/4(四分之一波长)范围内时，调谐振幅与砂层厚度呈单调上升关系，砂层厚度在A/8-A/4时，可以用线性关系近似。其基本的思路步骤为：用钻井、测井、地质等资料进行地震地质条件的综合分析。在地震剖面上标定薄砂层，将地震资料零相位化处理，提取目的层附近的地震子波或选择出合适的理论子波。建立工区地震地质条件下的二维契状体地震地质模型。通过模型正演，建立理论模型的地震薄层厚度与地震属性(振幅、频率)的函数关系。用井位处实际的地震响应，对函数关系进行标定，作出相应的解释图板或统计函数。国内在这一方面作的工作也比较多，在实践中，又进一步总结发展了这一思路。1989年，史保平、蒋宏辉在物理实验模型研究中，证明了振幅和频率信息与薄层厚度之间存在的这一关系；1991年王祁峰推导出了薄层厚度与主频、波峰振幅的关系：Am(t)和fm(t)分别为薄层反射波的最大峰值振幅和视主频；R1和R2分别为薄层上、下界面的反射系数；t1和t2则为上、下界面的对应的反射时间；f0为Ricker子波主频；P为Ricker子波的衰减因子。A/j=◎一」世+b/ +c在生产中，也根据不同的情况常常使用简化线性关系式为：Ah为薄层厚度；a、b、c为常数；Am为谐波峰值振幅；fm为视主频；通过正演模型建立关系的方法原理比较明确，工作方法简便，又适用于少井区，国内很多湖相浊积砂岩、海相灰岩薄层沉积、薄层火成岩侵入体等基本能满足该关系条件，因此这一技术在勘探与早期评价阶段获得广泛应用。以上两种方法，适用于比较理想的地震地质条件，也仅限于油气勘探、评价的早期，主要目的是为了满足进一步评价井井位设计、油藏储量估算与经济评价需要。在大多数情况下，地震地质条件要复杂得多，尤其是钻井资料较多、储层预测精度要求提高的情况下，地震信息与储层参数没有了或不能看成)上述简单明了的关系，这时可以利用多井解决问题的方法，进一步提高储层的刻划精度3、井储层参数平均值与地震属性直接建立统计关系首先通过钻井、测井资料或岩芯的分析化验资料，计算工区内所有井目的层的储层物性参数平均值；再提取与目的层有关的地震反射波的多种地震属性，抽取井旁地震属性值；选择与所求取的储层参数关系密切的地震属性；直接建立两者的统计关系。目前常用的计算方法有：①线性回归；②多项式拟合；③神经网络法；④协克里金法等。即可以用一种地震属性与一种储层参数建立统计关系，也可以用多种地震属性与一种储层参数建立统计关系：、单属性预测储层参数的数学方法、多地震属性与储层参数建立关系(1)、单属性预测储层参数的数学方法这种方法的基本思路是：提取与储层参数相关的地震属性，经过优选、分析，选择其中一种与储层参数关系最密切的属性，而后再建立两者之间的解析关系。优选属性的过程一般分两步，首先将所有属性两两交汇分析，将完全线性相关的两种属性剔除一种，仅保留一种，然后对留下来的地震属性与所要求取的储层参数，进行相关程度分析，相关程度分析常用以下两种数学方法判断，一类是重要性打分；另一类是交汇图分析。重要性分析：将各井的储层参数与井旁各地震属性，两两交汇进行重要性打分，分值的计算公式如下：重要性分析中，使用了单调性分析手段，就是TK,它的基本原理是，在地震属性与储层参数交汇散点图中，任何两点均可以求出一个斜率值，该斜率值可分为正、负、零、无穷四种情况，N是数据对数目，用Np、NN、NZ、N8分别表示斜率正值、负值、零值和无限值的个数，显然，TK绝对质越大，单调性越好。为了使表示单调性参数能用百分数表示，引入了重要性(Significance)概念，这样重要性打分将从零分到一百分，分数越高，表示两者关系越密切。表2为牙哈地区下第三系底砂岩二段质量矩阵表表2Eg地震属性重要性统计表(QualityMatrixWorksheet)童7\参地震属磋7<孔隙度泥幘含量厚度平均波阻抗73.2345.1245.12平均振幅61.1423.5763.16表中孔隙度与平均波阻抗关系密切，厚度与平均振幅关系较密切，泥质含量没有与之相关性很好的地震属性，因此，求取孔隙度用平均波阻抗属性，求取厚度可以用平均振幅，泥质含量不能用地震属性求取。另一类常用的方法是用地震属性与储层参数关系散点图进行线性或多项式回归，用确定性系数和标准偏差大小，来衡量两者的相关性，选择与储层参数关系最密切的地震属性，进而用最合适的地震属性与储层参数建立关系，预测储层参数。2)、多地震属性与储层参数建立关系一种地震属性反映的是地震波形的某些特性，并非全部特征，而某一种储层参数的变化，也可能导致地震很多方面特征的变化，因此，仅用波形的一种特征变化，预测这一储层参数变化显然有可能不精确□QiHlQ UHo图3-2R28#合成地震记录综合标定图HWi-liIiM多方面特征的变化，因此，仅用波形的一种特征变化，预测这一储层参数变化显然有可能不精确□QiHlQ UHo图3-2R28#合成地震记录综合标定图HWi-liIiM"口时I-n-ibhiii磁阳含砂量与地震属性的关系研究砂岩百分比平均道积井ModeledanrltHjrendmr:DepthdcnlilUibute:SubsrE:這积分大于零11百分比>p|stndrihl[SpWEllS»eIecL・.|Zerodntrrcrpl;]PourerSu^idarderrorclrstimaHon;|?,P1397含砂量与地震属性的关系研究砂岩百分比平均道积井ModeledanrltHjrendmr:DepthdcnlilUibute:SubsrE:這积分大于零11百分比>p|stndrihl[SpWEllS»eIecL・.|Zerodntrrcrpl;]PourerSu^idarderrorclrstimaHon;|?,P1397CQ«m<knlofddrriiiinutton10^1374^.lsarac-o^ O.DOEfffiE-DuOOlTH^q姜神厲性预测砂岩口分关系式砂岩百分比与地震属性的关系图上面的图为吉林油田两井地区泉四段河流相砂泥岩薄互层综合标定图。在这一地区砂岩速度高，泥岩速度低，储油砂层的胶结物类型以钙质为主，钙质含量越重，孔渗条件越差，砂层速度明显提高。项目的目的是用地震属性预测砂岩百分含量，为此提取了平均反射强度、平均道积分、道积分大于0值百分比等地震属性，交汇图分析表明，它们与砂岩百分含量均有比较合理的相关关系，但确定性系数普遍不高，均在0.5以下，标准偏差普遍偏大，如果将这三种参数均参与预测，其确定性系数达到了0.65，标准偏差减小为7，见图3-3，原因是除了数学因素外，也有物理意义合理之处，比如如果仅考虑速度因素，砂岩速度比泥岩速度高，那么地层平均速度越高，砂岩含量越高，这样低孔渗高速砂岩的起作用要大，好的高孔渗砂岩起作用变小，如果增加道积分大于0值百分比地震属性参数，高孔渗较低速砂岩在砂岩百分比估算中将起到作用。从这个实例说明，多属性应用有其合理性，因此也是必要的。综合研究思路1、在普遍意义上，地震属性与储层参数之间的对应关系是不存在的。根据褶积模型原理，地震反射波是地下地层反射系数与地震子波的褶积，因此地震反射波波形相当于一系列地震子波按反射系数序列规律叠加、调谐的结果，大量研究与实践都证实，地震波形与地下地层的对应关系是很复杂的，并且存在着明显的多解性，不同的反射系数序列可以形成不同的波形，也可以合成一模一样的波形；再分析形成反射系数序列的波阻抗情况，就更复杂，完全不同的储层参数变化可以导致相同的波阻抗变化，如：

砂岩孔隙度、胶结物类型、胶结物含量、岩性相变等都可以得到相同的波阻抗变化；薄层厚度变化或不同的砂、泥岩组合还可以对应完全相同的波形，可见普遍意义上的地震属性与储层参数之间的对应关系是不存在的。2、地震属性变化的多解性，在生产实践中是广泛存在的实际问题。刊站南护傢平妁址阻至半面段Z391刊站南护傢平妁址阻至半面段Z391幷鬲E$3・2罗体厚度图*«■**«■*图4-1胜利油田孤北地区砂三脚相砂岩透镜律层速度平面图图4-1是一张胜利油田孤北地区砂三段湖相砂岩透镜体层速度平面图，砂岩体最厚区达18米，位于透镜体的中央部位，向四周砂岩尖灭。按一般规律孔隙度大小与速度应成反比，这样透镜体中央应是物性差的低孔隙区，这一结论正好与实际情况相反。上面的例子错误的原因就是忽略了特定的地质条件，忽略了储层参数之间、储层参数与地震属性之间的内在联系研究。因此，地震信息与储层参数关系研究，更重要的是研究思路与方法手段一一对应的结论，必须对应特定的地区与特定的地质条件，总结一个合理研究思路与方法，使整项工作考虑问题更全面、研究工作更规范，应是这项工作的重点。我们在大量实际应用的同时，总结了在已知特定地震地质条件下，地震属性信息与储层参数关系研究方法，图4-2是地震属性信息与储层参数关系研究方法原理图。

地震属性与储层参数关系建立，涉及原始资料统计、储层细分层、储层地震标定、储层解释、模型正演研究、属性体处理、属性提取等几乎全部储层研究基础工作。其总体思路是：首先建立储层参数变化与储层波阻抗变化之间的内在联系，建立合理的地震地质模型，用模型理论分析方法将储层参数变化与地震属性参数变化的内在联系建立起来，然后再决定提取什么样的地震属性，采用什么提取方法与提取参数，决定用哪些储层参数与哪种属性建立关系，最后，选用合理的数学手段建立两者的解析关系。地震属性与储层参数关系建立的核心问题，是搞清两者之间的内在联系。其内在联系研究的现实的有效方法是模型正演研究。为了建立好基础地震地质模型，搞清影响波阻抗变化的主要因素研究和储层特征参数平面分布规律分析是关键。砂层厚度、孔隙度和渗透率是储层研究的主要目标。储层层段对地震波形有影响的地球物理参数是速度与密度，但两者之间并非一定有直接的因果关系，有的时候是连带关系。分析影响储层速度、密度的储层特征参数时，除了分析储层参数直接影响作用外，同时应更注重储层参数之间的关系研究，包括：岩矿组分横向变化、粒度变化、胶结物类型、胶结物含量、孔隙度等。找出影响速度变化的主要因素，这就是地震能预测的储层参数再分析各储层特征参数与孔隙度、砂层厚度等的关系，找出影响速度变化的主要因素对孔隙度等研究目标变化的关系，建立影响速度变化的主要因素与孔隙度变化的关系。用井资料找出特定地区各储层特征参数平面分布规律，尤其是分析出不变的参数和井能控制住的因素变化，这是模型建立的基础，这样才能在某些条件不变，有已知变化规律的条件下，研究重要参数变化的因素对地震属性信息的影响特点。最终应得到两点明确认识：①谁是影响速度变化的主要因素；②简化各种地质因素，为建立地震地质正演模型提供可靠基础数据和基本概念。其他部分研究方法原理图均比较明确，不一一解释地震属性与油气储层参数关系研究的技术流程总结如下：第一步，研究工区的地震地质条件，按不同的地震地质条件分区、分块，以下的工作都要分区块分别开展工作。第二步，研究储层特征参数及其相互关系、平面分布规律