CN102759757A - 一种基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法，包括：获取辉绿岩及蚀变带的测井响应特征和辉绿岩、辉绿岩蚀变带和围岩的波阻抗特征；通过三维波阻抗反演得到波阻抗反演数据体来预测出被预测井区域内围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面；通过多属性反演得到自然伽玛数据体来预测出被预测井区域内辉绿岩蚀变带与辉绿岩之间的界面；在预测出围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面以及蚀变带和辉绿岩的界面的基础上获得一条裂缝发育指数曲线；将获取的裂缝发育指数曲线作为测井参数，再次运用多属性反演来预测蚀变带裂缝在被预测井区域内的分布范围及发育程度。

Description

一种基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法

技术领域

本发明涉及辉绿岩蚀变带储层，特别涉及一种基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法。

背景技术

随着石油勘探技术的发展，勘探领域不断扩大，已由常规的碎屑岩油气藏向特殊岩性油气藏发展，火成岩油气藏就是其中之一。在我国各个油田中，相继发现了多个与火成岩有关的油气藏，其中，辉绿岩蚀变带储层已成为重要的勘探对象之一，受到了日益广泛的重视。辉绿岩为浅层侵入岩体，当高温岩浆侵入到地层时，岩浆的热液蚀变作用和高温烘烤作用会使围岩发生接触变质，导致在辉绿岩的顶底会伴生出两个蚀变岩相带，裂缝非常发育，故其储集物性良好。在地震反射剖面上辉绿岩与顶部围岩的界面会产生一个能量很强的波峰，与底部围岩的界面会产生一个能量很强的波谷，而其上下蚀变带储层由于厚度太小以及辉绿岩的影响使其在地震反射剖面上难以准确的识别出来，所以如何有效的对辉绿岩蚀变带储层做出预测直接关系到对其下一步的勘探部署工作及勘探开发的程度。目前国内对该类型储层的研究大都局限于钻井范围内，从钻井资料中分析其成因、结构、矿物成分、物性等特征，而在平面范围内将其与辉绿岩体作为整体进行研究，并未单独针对其规模及储层特征形成一种有效的预测方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出以测井分析与地震反演相结合的方法，有效预测了辉绿岩蚀变带储层的分布范围和厚度及辉绿岩蚀变带储层裂缝的分布范围和发育程度，推动了辉绿岩蚀变带储层预测技术的发展。

为实现上述目的，本发明提供了根据已知钻遇辉绿岩蚀变带的钻井获取的测井曲线得到辉绿岩及蚀变带的测井响应特征，并通过测井响应特征获取辉绿岩、辉绿岩蚀变带和围岩的波阻抗特征；

根据获取的所述辉绿岩、辉绿岩蚀变带和围岩的波阻抗特征，通过三维波阻抗反演得到波阻抗反演数据体来预测出被预测井区域内围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面；然后以蚀变带的测井响应特征作为测井参数通过三维多属性反演得到自然伽玛数据体来预测出被预测井区域内辉绿岩蚀变带与辉绿岩之间的界面；

在预测出围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面以及蚀变带和辉绿岩的界面的基础上选出对裂缝反应敏感的曲线，并确定对裂缝反应敏感的曲线在裂缝预测中的权系数，基于对裂缝反应敏感的曲线中的曲线值得到相应曲线裂缝概率，利用曲线裂缝概率和相应曲线的权系数获得一条裂缝发育指数曲线；

将获取的所述裂缝发育指数曲线作为测井参数，在波阻抗反演数据体和自然伽玛数据体上运用三维多属性反演来预测蚀变带裂缝在被预测井区域内的分布范围及发育程度，完成对围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面、辉绿岩蚀变带与辉绿岩之间的界面以及辉绿岩蚀变带储层裂缝的分布范围和发育程度的预测。

可选的，在本发明一实施例中，通过所述围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面与辉绿岩蚀变带与辉绿岩之间的界面获取辉绿岩蚀变带储层厚度和分布。

可选的，在本发明一实施例中，所述对裂缝反应敏感的曲线包括双侧向电阻率之差曲线、微球形聚焦电阻率曲线、井径曲线和声波时差曲线。

可选的，在本发明一实施例中，对所述双侧向电阻率之差曲线取绝对值，对所述微球形聚焦电阻率曲线和所述声波时差曲线均取剩余变化曲线。

可选的，在本发明一实施例中，所述测井响应特征包括自然伽玛、补偿密度和补偿中子。

可选的，在本发明一实施例中，所述三维波阻抗反演步骤包括：

利用测井资料进行约束，以地震解释层位为控制，从井点出发，内插外推，产生初始波阻抗模型；

采用模型优选迭代算法不断修改和更新这个模型，直到用波阻抗模型正演的合成地震记录与实际的地震记录达到最佳吻合。

可选的，在本发明一实施例中，所述三维多属性反演步骤包括：

加载地震、测井资料并作标定；

在井点附近采用多元线性回归算法或神经网络算法找到与井上特征曲线相关性的地震属性来预测特征曲线值；

将挑选出的地震属性与特征曲线值的对应关系应用于整个地震数据体及波阻抗反演数据体来实现反演特征曲线数据体。

本发明的优点在于，该辉绿岩蚀变带储层预测方法包括的技术主要有三种：三维波阻抗反演、三维多属性反演和“综合裂缝概率法”。在已有的资料中并没有将这三种方法分别或相结合运用到辉绿岩蚀变带储层预测领域的记录，即这是第一次在辉绿岩蚀变带储层预测领域应用这三种方法。

其中，为了克服辉绿岩蚀变带比辉绿岩厚度小，在地震剖面上无法识别的问题，将三维波阻抗反演和三维多属性反演这两种方法相结合预测出蚀变带的厚度。因为，单独应用三维波阻抗反演只能识别出辉绿岩蚀变带和围岩的界面，单独应用三维多属性反演只能识别出辉绿岩蚀变带和辉绿岩的界面，这两种方法单独应用时是不能同时有效识别出蚀变带顶底界面的，厚度也就无法预测到。

为解决辉绿岩蚀变带有利储集空间的预测即裂缝发育程度的预测问题，将测井分析与反演技术相结合来实现对蚀变带裂缝发育程度的预测，即在井上运用“综合裂缝概率法”定量计算单井蚀变带裂缝发育程度，然后结合多属性反演将井上计算的结果扩展到整个蚀变带分布区，实现对蚀变带裂缝发育程度的预测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提出的一种基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法流程图；

图2是一已知井的常规测井曲线图；

图3是GR-CNL-DEN三曲线散点图；

图4是被预测井的区域内辉绿岩、蚀变带及围岩的波阻抗值概率统计柱状图；

图5是波阻抗反演数据体的一条连井剖面图；

图6是多属性反演自然伽玛数据体的一条连井剖面图；

图7是辉绿岩顶部蚀变带厚度图；

图8是辉绿岩底部蚀变带厚度图；

图9是被预测井的裂缝发育指数曲线图；

图10是裂缝发育指数反演数据体顶部蚀变带层间均方根振幅切片图；

图11是顶部蚀变带裂缝评价图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在现有技术中，已经提出了以已知井的测井资料为出发点，总结了其测井响应及波阻抗特征；结合地震反演所得出的波阻抗反演数据体和多属性反演自然伽玛数据体，对辉绿岩蚀变带的分布和厚度进行了预测。但是该文献只是对辉绿岩蚀变带的分布和厚度进行了预测，并没有对蚀变带裂缝在全区分布范围及发育程度。由上一段分析可知，对蚀变带裂缝在全区分布范围及发育程度的预测是下一步勘探需要的必备数据之一，这是急需解决的问题，另外，在本技术领域，对辉绿岩蚀变带储层厚度、分布及辉绿岩蚀变带储层裂缝的分布范围和发育程度综合预测的技术方案还没有出现，也是急需解决的问题。为解决这个问题，本发明提出一种基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法。

如图1所示，为本发明提出的一种基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法流程图。该方法包括：

步骤101：根据已知遇到辉绿岩蚀变带的钻井获取的测井曲线得到辉绿岩及蚀变带的测井响应特征，并通过测井响应特征获取辉绿岩、辉绿岩蚀变带和围岩的波阻抗特征。

如图2所示，为一已知井的常规测井曲线图。通过该图可以总结出辉绿岩蚀变带的测井响应特征，即：辉绿岩电性特征较为明显，电阻率值很高；补偿密度值也很高，约在2.7g/cm³左右，图中较频繁的抖动是因裂缝的存在而引起的；自然伽玛值、声波时差值和补偿中子值非常低，响应范围分别在15~25API、150~200us/m和10%~15%。以上两高三低的测井响应特征为辉绿岩的主要测井响应特征。而蚀变带的测井响应特征与围岩以及辉绿岩都不相同：其自然伽玛值一般高于邻近的围岩（泥岩），并且与围岩相比蚀变带具有声波时差值降低、补偿密度值降低、补偿中子值增高、电阻率值增高的特征。自然电位曲线有时出现较大的正或负异常。

如图3所示，为GR-CNL-DEN三曲线散点图。其中，GR的英文全称为gamma ray，自然伽玛测井；CNL的英文全称为compensated neutron log，补偿中子测井；DEN:density，密度测井。进一步通过交会图分析，可以发现辉绿岩蚀变带的补偿密度值、补偿中子值及自然伽玛值与围岩和辉绿岩的界限较为明显，能够做为辉绿岩蚀变带的特征曲线，为后续的反演工作提供基础。

通过对钻遇辉绿岩蚀变带的测井曲线的统计，计算出了该区辉绿岩、蚀变带及围岩的波阻抗值概率分布，如图4所示。从图4可知，围岩（泥岩）波阻抗值范围在5500m/s.g/cm³~8500m/s.g/cm³之间,而辉绿岩波阻抗值范围在12000m/s.g/cm3~16000m/s.g/cm3之间,辉绿岩蚀变带波阻抗值范围在8500m/s.g/cm³~13000m/s.g/cm³之间。辉绿岩与蚀变带的波阻抗值有小部分重合，波阻抗界限不清晰；围岩与蚀变带波阻抗界限比较明确。

步骤102：根据获取的所述辉绿岩、辉绿岩蚀变带和围岩的波阻抗特征，通过三维波阻抗反演得到波阻抗反演数据体来预测出被预测井区域内围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面；然后以蚀变带的测井响应特征作为测井参数通过三维多属性反演得到自然伽玛数据体来预测出被预测井区域内蚀变带与辉绿岩的界面。

在步骤102中，提到的波阻抗反演是利用地震资料，以已知地质规律和钻井、测井资料为约束，对地下岩层波阻特征进行求解。

其基本步骤是利用测井资料进行约束，以地震解释层位为控制，从井点出发，内插外推，产生初始波阻抗模型，然后采用模型优选迭代算法不断修改和更新这个模型，直到用它正演的合成地震记录与实际的地震记录达到最佳吻合，最终的模型便是反演的结果。

在目标地区地震地质情况确定的前提下，只要储层或流体性质变化的特征参数达到某一程度，地震数据就会有所反映，表现为如波形、能量、频率、相位等地震属性会发生一系列基于几何学、运动学、动力学及统计特征的变化。这些变化可以经过数学运算得到，并结合地质和测井进行分析，优选并找出地震属性与已知井测井参数的对应关系。利用这种关系可以对目标区的储层参数进行预测，而整个过程就是多属性反演。

具体来讲，该反演方法分为以下三个主要步骤：

（1）加载地震、测井资料并作标定。

（2）在井点附近采用多元线性回归算法或神经网络算法找到与井上特征曲线相关性很好的地震属性来预测特征曲线值。

（3）将挑选出的地震属性与特征曲线值的对应关系应用于整个地震数据体及波阻抗反演数据体，达到反演特征曲线数据体的目的。

经步骤101的测井分析得知围岩与蚀变带波阻抗界限比较明确，所以首先通过三维波阻抗反演预测出围岩与蚀变带的界面，然后再进一步以蚀变带的特征曲线（补偿密度值、补偿中子值及自然伽玛值）作为测井参数通过三维多属性反演来预测蚀变带与辉绿岩的界面。

通过三维波阻抗反演最终得出波阻抗反演数据体，如图5所示，为波阻抗反演数据体的一条连井剖面图。图中测井曲线为声波时差曲线，由该连井剖面可以看到反演所得的蚀变带与围岩的界面在井点处与井上统计结果（井柱上的横线）基本保持一致，这说明运用波阻抗反演能够将辉绿岩蚀变带与围岩准确区分开来。但由于辉绿岩与蚀变带波阻抗界限不明显，在波阻抗反演数据体上未能准确识别出辉绿岩与蚀变带的界面。

在辉绿岩与蚀变带的界面处，自然伽玛曲线存在明显的突变，即自然伽玛曲线可以很好的区分出辉绿岩与蚀变带的界面。根据这一特征，可以利用三维多属性反演预测辉绿岩与蚀变带的界面。如图6所示，为三维多属性反演自然伽玛数据体的一条连井剖面图。图中在自然伽玛数据体上取50~55API做为辉绿岩的顶底界面值，该取值范围是统计R区已知井上的自然伽玛曲线在辉绿岩和蚀变带界面处的半幅值点的值得到的。根据连井剖面可以看到辉绿岩与蚀变带的界面与已知井上标定的界面是一致的，由此预测的辉绿岩与蚀变带界面的不确定性减小，可信度很高。

综合波阻抗反演和多属性反演的结果，追踪辉绿岩顶底蚀变带的上下界面，从而预测出辉绿岩蚀变带的分布范围和厚度，如图7所示，为辉绿岩顶部蚀变带厚度图；如图8所示，为辉绿岩底部蚀变带厚度图。从图7和图8中可以看出辉绿岩蚀变带整体是由中心部位向边缘减薄，顶部蚀变带厚度0~32m，底部蚀变带厚度0~72m。通过与已钻井相对比，顶部蚀变带预测厚度误差平均小于6%，在辉绿岩体边缘及断层附近误差较大。底部蚀变带为非储集层，未做统计。

步骤103）：在预测出围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面以及蚀变带和辉绿岩的界面的基础上选出对裂缝反应敏感的曲线，并确定对裂缝反应敏感的曲线在裂缝预测中的权系数，基于对裂缝反应敏感的曲线中的曲线值得到相应曲线裂缝概率，利用曲线裂缝概率和相应曲线的权系数获得一条裂缝发育指数曲线。

从井上出发，由于各种测井方法对裂缝的敏感程度并非完全相同，加之某些非裂缝因素也可能引起与裂缝相同的异常响应，所以仅利用一两种测井方法判别裂缝往往很难作出准确的判断。综合裂缝概率方法是利用测井响应特征判别裂缝发育的概率，多种测井方法加权计算，最后构成一条裂缝发育指数曲线，对裂缝进行综合判断。其计算方法如下：

p＝|x-x_b|/|x_f-x_b|    (1)

$Q=\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i{p}_i---\left(2\right)$

其中，p为单曲线裂缝概率，x为测井曲线值，x_b为致密段测井曲线值，x_f为裂缝发育段测井曲线值，Q为综合裂缝概率，m为所选曲线种类的个数，i表示不同的测井曲线类型，w为权系数。

通过测井分析，选取合适的辉绿岩蚀变带特征曲线；辉绿岩蚀变带储层裂缝发育程度的预测需要在蚀变带分布范围和厚度准确预测的基础上进行；选择合适的测井曲线类型运用“综合概率法”计算裂缝发育指数曲线。其中，利用综合概率法计算裂缝发育指数曲线，采用四种对裂缝反应敏感的曲线进行计算，分别为双侧向电阻率之差、微球形聚焦电阻率、井径、声波时差。其中，双侧向电阻率之差取绝对值，微球形聚焦电阻率和声波时差取剩余变化曲线。通过与钻井资料进行对比并反复计算验证，最终确定权系数分别取：0.4、0.3、0.15、0.15。如图9所示，为被预测井的裂缝发育指数曲线图；从图9中的计算结果可以得出该井蚀变带裂缝非常发育，而辉绿岩及围岩裂缝基本不发育。

步骤104：将获取的所述裂缝发育指数曲线作为测井参数，在波阻抗反演数据体和自然伽玛数据体上运用三维多属性反演来预测蚀变带裂缝在被预测井区域内的分布范围及发育程度，完成对围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面、辉绿岩蚀变带与辉绿岩之间的界面以及辉绿岩蚀变带储层裂缝的分布范围和发育程度的预测。

通过所述围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面与辉绿岩蚀变带与辉绿岩之间的界面获取辉绿岩蚀变带储层厚度和分布。

以裂缝发育指数曲线作为测井参数，在三维地震、波阻抗数据体及自然伽玛数据体上再次运用多属性反演，来预测蚀变带裂缝在全区的分布范围和发育程度，如图10所示，为裂缝发育指数反演数据体顶部蚀变带层间均方根振幅切片图，该图指示了顶部蚀变带裂缝的分布范围和发育程度，图中箭头指示方向为裂缝从发育到非常发育的变化方向。

如图11所示，为顶部蚀变带裂缝评价图。根据蚀变带在反演结果上的平面分布情况及发育程度，对蚀变带裂缝进行了系统评价来指导蚀变带的勘探部署。因为蚀变带普遍发育裂缝，只是裂缝的张开度、密度、延伸长度等有所不同，所以将全区的裂缝发育程度分为两级，裂缝发育区和裂缝极发育区。

本发明由于采取以上技术方案后，解决了辉绿岩蚀变带储层因为厚度小且受辉绿岩强波阻抗的影响在地震剖面上难以识别的难点；通过测井与地震反演相结合，准确预测出了蚀变带储层的分布范围和厚度；突破性的运用测井解释与地震反演相结合的技术有效预测了辉绿岩蚀变带储层裂缝的分布范围和发育程度。

该预测技术得到了良好的应用效果，起到了很好的生产实效。目前在该技术指导下钻探的两口井都钻遇了预测的辉绿岩蚀变带储层，预测厚度分别为20.9m和4.7m，实际厚度分别为20.9m和5m，并且两口井都处于预测的蚀变带裂缝发育区，其中一口井已试获了工业油流，另一口井见到了良好的油气显示。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法，其特征在于，该方法包括：

根据已知钻遇辉绿岩蚀变带的钻井获取的测井曲线得到辉绿岩及蚀变带的测井响应特征，并通过测井响应特征获取辉绿岩、辉绿岩蚀变带和围岩的波阻抗特征；

根据获取的所述辉绿岩、辉绿岩蚀变带和围岩的波阻抗特征，通过三维波阻抗反演得到波阻抗反演数据体来预测出被预测井区域内围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面；然后以蚀变带的测井响应特征作为测井参数通过三维多属性反演得到自然伽玛数据体来预测出被预测井区域内辉绿岩蚀变带与辉绿岩之间的界面；

在预测出围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面以及蚀变带和辉绿岩的界面的基础上选出对裂缝反应敏感的曲线，并确定对裂缝反应敏感的曲线在裂缝预测中的权系数，基于对裂缝反应敏感的曲线中的曲线值得到相应曲线裂缝概率，利用曲线裂缝概率和相应曲线的权系数获得一条裂缝发育指数曲线；

将获取的所述裂缝发育指数曲线作为测井参数，在波阻抗反演数据体和自然伽玛数据体上运用三维多属性反演来预测蚀变带裂缝在被预测井区域内的分布范围及发育程度，完成对围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面、辉绿岩蚀变带与辉绿岩之间的界面以及辉绿岩蚀变带储层裂缝的分布范围和发育程度的预测。

2.根据权利要求1所述的基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法，其特征在于，通过所述围岩和辉绿岩蚀变带之间的界面与辉绿岩蚀变带与辉绿岩之间的界面获取辉绿岩蚀变带储层厚度和分布。

3.根据权利要求1或2所述的基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法，其特征在于，所述对裂缝反应敏感的曲线包括双侧向电阻率之差曲线、微球形聚焦电阻率曲线、井径曲线和声波时差曲线。

4.根据权利要求3所述的基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法，其特征在于，对所述双侧向电阻率之差曲线取绝对值，对所述微球形聚焦电阻率曲线和所述声波时差曲线均取剩余变化曲线。

5.根据权利要求1或2所述的基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法，其特征在于，所述测井响应特征包括自然伽玛、补偿密度和补偿中子。

6.根据权利要求1或2所述的基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法，其特征在于，所述三维波阻抗反演步骤包括：

利用测井资料进行约束，以地震解释层位为控制，从井点出发，内插外推，产生初始波阻抗模型；

采用模型优选迭代算法不断修改和更新这个模型，直到用波阻抗模型正演的合成地震记录与实际的地震记录达到最佳吻合。

7.根据权利要求1或2所述的基于井震结合的辉绿岩蚀变带储层预测方法，其特征在于，所述三维多属性反演步骤包括：

加载地震、测井资料并作标定；

在井点附近采用多元线性回归算法或神经网络算法找到与井上特征曲线相关性的地震属性来预测特征曲线值；

将挑选出的地震属性与特征曲线值的对应关系应用于整个地震数据体及波阻抗反演数据体来实现反演特征曲线数据体。

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