CN103901478A - 一种井震信息联合确定储层沉积特征和分布的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是井震信息联合确定储层沉积特征和分布的方法，在单井中期、中-短期沉积旋回划分的基础上，对沉积旋回分界面进行井间拟合，利用地震构造面校正，获得对应网格单元顶、底分界面的趋势面；对垂向上各网格单元内测井属性参数进行粗化计算，获得惟一测井数据抽稀值，选择工区最小井距作为横向外推距离的步长，进行井间插值与拟合，获得反映储层宏观测井相或沉积特征的三维分级粗化测井数据体。本发明把储层三维地质建模中单井储层纵向网格剖分与地学中多期次等时间沉积旋回结构和格架、网格内测井属性样点粗化技术与地质学方法、单井点垂向网格抽稀测井属性值与多井空间插值算法等紧密结合起来，获得能反映储层宏观测井相或沉积特征及变化的三维分级粗化分析数据体，实现了测井、地震资料紧密结合的匹配、对比解释。

Description

一种井震信息联合确定储层沉积特征和分布的方法

技术领域

本发明属于油气勘探技术中井震信息联合确定储层沉积特征和分布的方法。

技术背景

油气田勘探开发阶段，随着井网密度的加大，测井资料在储层沉积特征和平面分布、油气藏分析、储层和油藏静态地质建模中的作用越来越重要。而目前测井资料（数据）在解释方法上、过程上和井震信息综合运用上普遍存在的问题与现状是：

①过于侧重对单井垂向储层微观沉积单元剖分或小尺度测井信息量的精细提取与分析，由于缺乏具有连续性、周期性、层次性、规模性、叠合堆砌性的多尺度等时间沉积深窗的分级控制与自然约束，人为地增加了井间小单元（如沉积微相）对比解释的不确定性、多解性与难度；

②对连续的测井数据变量集合的统计效应，以及所映射的储层宏观沉积特征关注度不够，尤其是地质建模中没有应用单井层序级、准层序（组）级别或中期、中-短期沉积旋回所形成的、具有相对等时间沉积体的顶、底分界面、地层单元大小来合理、分级地划分测井数据组合分析窗口的实例，也没有充分地利用和发挥单井垂向信息的优势。

③没有借助地质建模中单井敏感属性垂向粗化（统计）技术和多井间合理插值方法直接实现对多井空间上储层宏观沉积特征的连续追踪分析与体解释的方法。

④尽管现在的地震分辨能力仍然有限，但通常还是能够满足对地层层序、准层序（组）等较大尺度的沉积单元（沉积相、亚相）的分辨，尤其具有确定空间上面状构造（地层、沉积相界面和断层面）分布趋势优势；而层序内部和更小尺度地质单元的地震解释（地震平剖属性与地震沉积相切片分析等）没有在相同尺度上与之匹配的测井相进行合理刻度、标定和比对约束。

因此，目前还没有真正实现测井与地震资料的高度融合，发挥井点垂向约束力和地震数据三维优势，没有提高测井信息在快速确定储层沉积特征和分布的方法。

发明内容

本发明目的是提供一种实现测井、地震资料紧密匹配，更好地符合沉积演化规律的井震信息联合确定储层沉积特征和分布的方法。

本发明通过以下步骤实现：

1）确认所有单井上中期、中-短期沉积旋回边界的准确位置和旋回发育个数；

（1）通过已知的测井、录井和取心鉴定分析、岩心测试化验结果、粒度变化特征、储层测井相、测井参数的直方图和交会图，筛选出与地层沉积旋回或岩相敏感的测井属性韵律曲线；

（2）对每口单井敏感测井属性曲线变换得到分级测井属性曲线；并划分出每口单井的中期、中～短期沉积旋回顶、底分界线和旋回厚度单元。

步骤1）所述的曲线变换是：

（a）选择预处理后的一维敏感测井数据，截取目标深窗分析范围，并对测井采样数据进行多点平滑、整形处理；

（b）确定一维测井曲线的中央基准线，以中央基准线为基准可划分出测井两个物理值的左、右分布区域，完成对测井信号物理属性左、右采样极值点分区。

所述的确定一维测井曲线的中央基准线是：沿初始波形曲线深度方向、逐点自上向下先区分出左、右极值点集并采用多项式平滑拟合出左、右初始极值包络线；然后，按照测井原始采样间隔连续计算每个采样位置上穿越左、右包络线两极值点的中点值，连接所有垂向中点值、采取多项式平滑拟合获得中央基准线。

（c）分别求取初始级测井波形（曲线）上位于中央基准线左侧的极大值点集（绝对值）和其右侧的极大值点集（绝对值），连续通过纵向上相邻左侧极大值点和右侧极大值点的线性插值求取与中央基准线相交的测井曲线物理平衡点集，再对垂向上相邻左、右极值点集和物理平衡点集进行波形重构获得一级测井波形曲线，并进行三次样条函数或多项式插值方法拟合,获得光滑的、合理的一级测井波形曲线；

（d）把一级测井波形曲线当作初始级波形再进行极值点集筛选、插值与二级新波形的重构、样条函数拟合，重复得到多级测井韵律分析曲线。

所述的重复次数依据测井原始信号的频率、采样率和被分析目标的大小确定。

所述的重复次数是3次以上。

（3）利用多级测井韵律分析曲线识别出中期、中-短期沉积旋回顶、底分界面，然后进行井震合成记录联合标定与对比，结合取心资料核校，确认所有单井上中期、中-短期沉积旋回边界的准确位置和旋回发育个数。

2)在单井中期、中-短期沉积旋回划分的基础上，对每口井同时间形成的沉积旋回分界面进行井间拟合，然后利用地震构造面进行趋势面校正，得到多井中期、中-短期沉积旋回的空间对比格架，并获得对应网格单元顶、底分界面的趋势面；

步骤2）所述的趋势面采用克里金插值方法拟合；

步骤2）所述的获得不同网格单元顶、底的空间分布趋势面是指：

（1）构建工区多井中期（层序，沉积相）、中～短期（准层序组或准层序，沉积亚相）等时间沉积旋回的空间对比格架；

（2）利用时深转换后的实际三维地震宏观构造解释模型中构造面对利用井间插值获得的沉积旋回界面展布趋势进行必要的微调与校正，得到空间分布趋势面。

3）分别以步骤1）中每口单井的中期、中～短期沉积旋回顶、底边界和旋回厚度单元作为各井垂向深度域对应期次的网格单元顶、底边界和大小的剖分标准与约束条件，对垂向上各网格单元内连续或离散的、反映不同测井属性参数特征的采样点值进行粗化统计计算，获得能反映测井相宏观沉积特征的惟一测井数据抽稀值；

步骤3）所述的粗化统计计算采用样点算术平均、几何平均、谐和平均、加权平均、均方根或优势相百分比等方法。

4）以步骤2）中的中期、中-短期沉积旋回的空间对比格架作为网格顶、底界面的横向延伸控制边界，以步骤3）惟一测井数据抽稀值作为新的采样值，

选择工区最小井距作为横向外推距离的步长，用克里金空间插值算法，进行井间插值与拟合，获得反映储层宏观测井相或沉积特征的三维分级粗化测井数据体；

5）利用三维分级粗化测井数据体进行平面和纵向切片分析，确定储层沉积特征的垂向发育、平面分布及演化规律。

本发明在充分发挥、融合测井垂向信息量丰富和地震数据三维分辨力高的优势的基础上，把储层三维地质建模中单井储层纵向网格剖分与地学中多期次等时间沉积旋回结构和格架、网格内测井属性样点粗化技术与地质统计学方法、单井点垂向网格抽稀测井属性值与多井空间插值算法等紧密结合起来，获得能反映储层宏观测井相或沉积特征及变化的三维分级粗化分析数据体。通过连续的纵切片、水平切片分析，能确定工区沉积体系的垂向发育、平面展布和演化规律，以及不同尺度地质体、沉积单元之间的成因联系。本发明实现了测井、地震资料紧密结合的匹配、对比解释。

附图说明

图1井震联合等时间沉积旋回格架约束下确定储层沉积特征及平面分布流程；

图2敏感测井曲线（预处理后）上重要特征点、中央基准线求解与左、右极值点序列分区示意图；

图3利用单井多条（敏感）曲线自动变换获得的多级次测井韵律分析曲线进行中期、中-短期沉积旋回的划分；

图4深度域井震联合标定、校核中期沉积旋回顶、底边界的准确位置；

图5基于图6基础上的井震信息联合构建多井空间上多期等时间沉积旋回对比格架；

图6基于单井多期等时间沉积旋回及顶、底分界面的纵向网格剖分及网格内测井属性粗化方法示意图；

图7扇三角洲前缘亚相中主要沉积微相的SP敏感属性识别门槛划分模板；

图8工区目的层(A、B、C)中期等时沉积旋回格架中测井岩相敏感属性SP粗化后的插值体；

图9工区目的层(A1、A2、B1、B2、C1、C2)中-短期等时沉积旋回格架中岩相敏感属性SP粗化后的插值体；

图10下旋回(A)中发育的大型扇三角洲朵叶体的平面宏观展布与沉积特征（箭头代表物源方向，①、②、③、④、⑤代表朵叶体分布编号）；

图11中旋回(B)中发育的大型扇三角洲朵叶体的平面宏观展布与沉积特征（箭头代表物源方向，①、②、③、④、⑤代表朵叶体分布编号）；

图12上旋回(C)中发育的大型扇三角洲朵叶体的平面宏观展布与沉积特征（箭头代表物源方向，①、②、③、④、⑤代表朵叶体分布编号）；

图13下旋回(A)中的早期(A1)、晚期(A2)发育的中-小型扇三角洲朵叶体的平面宏观展布与沉积特征（箭头代表物源方向，①、②、③、④、⑤代表朵叶体分布编号）；

图14中旋回(B)中的早期(B1)、晚期(B2)发育的中-小型扇三角洲朵叶体的平面宏观展布与沉积特征（箭头代表物源方向，①、②、③、④、⑤代表朵叶体分布编号）；

图15上旋回(C)中的早期(C1)、晚期(C2)发育的中-小型扇三角洲朵叶体的平面宏观展布与沉积特征（箭头代表物源方向，①、②、③、④、⑤代表朵叶体分布编号）。

具体实施方式

以下结合附图实例详细说明本发明。

本方法的具体实施步骤、工作流程（图1）、应用实例及效果分析如下：

1）确认所有单井上中期、中-短期沉积旋回边界的准确位置和旋回发育个数；

（1）通过已知的测井、录井和取心鉴定、岩心测试化验结果、粒度变化特征、储层测井相、测井参数的直方图和交会图，筛选出与地层沉积旋回或岩相敏感的测井属性韵律曲线；

（2）对每口单井敏感测井属性曲线变换得到分级测井属性曲线，并划分出每口单井的中期、中～短期沉积旋回顶、底分界线和旋回厚度单元。

步骤1）所述的曲线变换是：

（a）选择预处理后的一维敏感测井数据，截取目标深窗分析范围，并对测井采样数据进行多点平滑、整形处理；

（b）确定一维测井曲线的中央基准线，以中央基准线为基准可划分出测井两个物理值的左、右分布区域，完成对测井信号物理属性左、右采样极值点分区。

所述的确定一维测井曲线的中央基准线是：沿初始波形曲线深度方向、逐点自上向下先区分出左、右极值点集并采用多项式平滑拟合出左、右初始极值包络线；然后，按照测井原始采样间隔连续计算每个采样位置上穿越左、右包络线两极值点的中点值，连接所有垂向中点值、采取多项式平滑拟合获得中央基准线（图2）。

（c）分别求取初始级测井波形（曲线）上位于中央基准线左侧的极大值点集（绝对值）和其右侧的极大值点集（绝对值），连续通过纵向上相邻左侧极大值点和右侧极大值点的线性插值求取与中央基准线相交的测井曲线物理平衡点集，再对垂向上相邻左、右极值点集和物理平衡点集进行波形重构获得一级测井波形曲线，并进行三次样条函数或多项式插值方法拟合,获得光滑的、合理的一级测井波形曲线；

（d）把一级测井波形曲线当作初始级波形再进行极值点集筛选、插值与二级新波形的重构、样条函数拟合，重复得到多级测井韵律分析曲线(图3)。

所述的重复次数依据测井原始信号的频率、采样率和被分析目标的大小确定。

所述的重复次数是3次以上。

（3）利用多级测井韵律分析曲线识别出中期、中-短期沉积旋回顶、底分界面，然后进行井震合成记录联合标定与对比，结合取心资料核校，确认所有单井上中期、中-短期沉积旋回边界的准确位置和旋回发育个数（图4）。

2)在单井中期、中-短期沉积旋回划分的基础上，对每口井同时间形成的沉积旋回分界面进行井间拟合，然后利用地震构造面进行趋势校正，得到多井中期、中-短期沉积旋回的空间对比格架，并获得对应网格单元顶、底分界面的趋势面(图5)。

步骤2）所述的趋势面采用克里金插值方法拟合；

步骤2）所述的获得不同网格单元顶、底的空间分布趋势面是指：

（1）构建工区多井中期（层序，沉积相）、中～短期（准层序组或准层序，沉积亚相）等时间沉积旋回的空间对比格架；

（2）利用时深转换后的实际三维地震宏观构造解释模型中构造面对利用井间插值获得的沉积旋回界面展布趋势进行必要的微调与校正，得到空间分布趋势面。

3）分别以步骤1）中每口单井的中期、中～短期沉积旋回顶、底边界和旋回厚度单元作为各井垂向深度域对应期次的网格单元顶、底边界和大小的剖分标准与约束条件，对垂向上各网格单元内连续或离散的、反映不同测井属性参数特征的采样点值进行粗化统计计算，获得能反映测井相宏观沉积特征的惟一测井数据抽稀值（图6）。

步骤3）所述的粗化统计计算采用样点算术平均、几何平均、谐和平均、加权平均、均方根或优势相百分比等方法（它们都是目前比较流行的Petrel、Gocad、RMS等地质建模软件中最常见的公知计算技术，包括井间克里金插值方法）。

4）以步骤2）中的中期、中-短期沉积旋回的空间对比格架作为网格顶、底界面的横向延伸控制边界，以步骤3）惟一测井数据抽稀值作为新的采样值，

选择工区最小井距作为横向外推距离的步长，用克里金空间插值算法，进行井间插值与拟合，获得反映储层宏观测井相或沉积特征的三维分级粗化测井数据体；

5）利用三维分级粗化测井数据体进行平面和纵向切片分析，确定储层沉积特征的垂向发育、平面分布及演化规律。

利用本发明通过对实验区块的实际资料（数据）进行了初步测试与效果分析，实验目标层为中生代中三叠统上克拉玛依组河-湖相沉积储层，该时期工区总体相带位置处在扇三角洲前缘亚相沉积背景。

图7是通过SP与Rt测井交会分析，并经过录井、岩心鉴定、（井壁）取心资料化验分析的验证，综合获得的敏感属性SP门槛取值范围与研究区主力储层主要沉积微相之间的响应模板。图8、图9分别是研究区目的层三个中期(A、B、C)、六个中-短期(A1、A2、B1、B2、C1、C2)等时间沉积旋回格架中测井岩相敏感属性SP粗化后的插值体。图10、图11、图12是图8中A、B、C三个中期旋回实体的测井（SP）属性体切片，分别代表了本区上克拉玛依形成期间垂向上曾出现过三次大规模的湖水退-进旋回，并发育沉积了三期大型叠合扇三角洲沉积体。从平面宏观上看，从西到东主要分布着五个较大规模的扇三角洲朵叶体（①号、②号、③号、④号、⑤号），相对来说，以中旋回（中期旋回-B）和上旋回（晚期旋回-C）堆积的扇三角洲沉积体相对更发育、分布面积较广，下旋回（早期旋回-A）发育规模相对偏小。整个上克拉玛依形成期间，主力物源区虽多但分布位置、方向（三角洲延伸与展布趋势）总体比较稳定（NW、NWW、N）、物源方向与朵叶体发育个数之间存在着明显的相关性、多期继承性良好，尤是中部地段最为稳定，但早、中、晚三期长时间段形成的扇三角洲朵叶体的物源方向、供应丰度及空间均衡性、岩石粒度粗细都会发生一定的变迁、平面分布位置与外型轮廓也会出现小范围的侧向迁移和变化。图9是对图8中期沉积旋回进行了更小单元的期次划分。图9中的A1、A2、B1、B2、C1、C2响应了六期中等规模的湖水退-进旋回，这些旋回内部通常充填了中等、中-小规模的扇三角洲沉积体。图13、图14、图15是图9中A1、A2、B1、B2、C1、C2等六个中-短期旋回实体的测井（SP）属性体切片，分别是对A（早期）、B（中期）、C（晚期）三期大尺度叠合型扇三角洲沉积体进行纵向进一步的分解与剖析。A1时期，三角洲总体都不太发育（①号几乎不发育）、规模小，该期间沉积水体较深、物质供给匮乏（离母岩区较远）、粒度偏细，本区处在扇三角洲前缘的前端，主要是远源水下分流河道微相。A2时期，早期扇三角洲沉积体明显地向湖盆中心推进，沉积水体变浅、物质供给较充分、粒度变粗，扇三角洲朵叶体分布规模有了一定程度的扩大，并发育中-近物源水下分流河道微相。到了B1时期，A2时期形成的三角洲沉积体继续、缓慢地向湖盆方向推进，扇三角洲朵叶体发育规模继续增大（①号），粒度表现得更粗；B2时期基本是对B1的继承，但沉积水体略深、粒度又变细，从区域上看，B1、B2时期的沉积线方向和供给量基本处在一个平衡状态，沉积微相仍然以中-近物源水下分流河道微相及河口坝微相为主。C1期的扇三角洲朵叶体在B2的基础上向湖盆中心明显地扩张，沉积水体再度变浅、物质供给充分、粒度变粗，但空间上，扇三角洲朵叶体发育、分布及物质补给量存在明显的不均衡性，中部、东部的④号、⑤号扇三角洲朵叶体收缩幅度很大，西部①号扇三角洲朵叶体分布范围也有所减小。到了C2期，③号、⑤号、①号扇三角洲朵叶体变得异常发育，物源方向稳定、非常清晰，④号也有所增大，②号分布面积减小。总体上看，C1、C2时期的扇三角洲体比较发育、沉积水体一直较浅、距离母源区较近，主体发育近物源水下分流河道微相及河口坝微相为特点，但空间上物源方向、物质补给时间与供给丰度上存在明显的不平衡性。

通过对三维分级粗化测井数据体的切片分析能有效地实行对储层形成的沉积体系的发育（古物源定位、古水流方向、河道延伸与沉积微相单元识别、扇三角洲朵叶体的外部轮廓、沉积分带性与均衡性）、分布规模与成因演化特点有一个比较准确的、分级次、分规模，从宏观到微观的逐级体解剖，也增加了一种井震信息联合、快速地确定储层沉积特征和平面分布的新方法。

Claims (8)

1.一种井震信息联合确定储层沉积特征和分布的方法，特点是通过以下步骤实现：

1）确认所有单井上中期、中-短期沉积旋回边界的准确位置和旋回发育个数；

（1）通过已知的测井、录井和取心鉴定分析、岩心测试化验结果、粒度变化特征、储层测井相、测井参数的直方图和交会图，筛选出与地层沉积旋回或岩相敏感的测井属性韵律曲线；

（2）对每口单井敏感测井属性曲线变换得到分级测井属性曲线；并划分出每口单井的中期、中～短期沉积旋回顶、底分界线和旋回厚度单元；

（3）利用多级测井韵律分析曲线识别出中期、中-短期沉积旋回顶、底分界面，然后进行井震合成记录联合标定与对比，结合取心资料核校，确认所有单井上中期、中-短期沉积旋回边界的准确位置和旋回发育个数。

2）在单井中期、中-短期沉积旋回划分的基础上，对每口井同时间形成的沉积旋回分界面进行井间拟合，然后利用地震构造面进行趋势面校正，得到多井中期、中-短期沉积旋回的空间对比格架，并获得对应网格单元顶、底分界面的趋势面；

3）分别以步骤1）中每口单井的中期、中～短期沉积旋回顶、底边界和旋回厚度单元作为各井垂向深度域对应期次的网格单元顶、底边界和大小的剖分标准与约束条件，对垂向上各网格单元内连续或离散的、反映不同测井属性参数特征的采样点值进行粗化统计计算，获得能反映测井相宏观沉积特征的惟一测井数据抽稀值；

4）以步骤2）中的中期、中-短期沉积旋回的空间对比格架作为网格顶、底界面的横向延伸控制边界，以步骤3）惟一测井数据抽稀值作为新的采样值，

选择工区最小井距作为横向外推距离的步长，用克里金空间插值算法，进行井间插值与拟合，获得反映储层宏观测井相或沉积特征的三维分级粗化测井数据体；

5）利用三维分级粗化测井数据体进行平面和纵向切片分析，确定储层沉积特征的垂向发育、平面分布及演化规律。

2.根据权利要求1的方法，特点是步骤1）所述的曲线变换是：

（a）选择预处理后的一维敏感测井数据，截取目标深窗分析范围，并对测井采样数据进行多点平滑、整形处理；

（b）确定一维测井曲线的中央基准线，以中央基准线为基准可划分出测井两个物理值的左、右分布区域，完成对测井信号物理属性左、右采样极值点分区。

（c）分别求取初始级测井波形（曲线）上位于中央基准线左侧的极大值点集（绝对值）和其右侧的极大值点集（绝对值），连续通过纵向上相邻左侧极大值点和右侧极大值点的线性插值求取与中央基准线相交的测井曲线物理平衡点集，再对垂向上相邻左、右极值点集和物理平衡点集进行波形重构获得一级测井波形曲线，并进行三次样条函数或多项式插值方法拟合，获得光滑的、合理的一级测井波形曲线；

（d）把一级测井波形曲线当作初始级波形再进行极值点集筛选、插值与二级新波形的重构、样条函数拟合，重复得到多级测井韵律分析曲线。

3.根据权利要求2的方法，特点是所述的确定一维测井曲线的中央基准线是：沿初始波形曲线深度方向、逐点自上向下先区分出左、右极值点集并采用多项式平滑拟合出左、右初始极值包络线；然后，按照测井原始采样间隔连续计算每个采样位置上穿越左、右包络线两极值点的中点值，连接所有垂向中点值、采取多项式平滑拟合获得中央基准线。

4.根据权利要求2的方法，特点是所述的重复次数依据测井原始信号的频率、采样率和被分析目标的大小确定。

5.根据权利要求4的方法，特点是所述的重复次数是3次以上。

6.根据权利要求1的方法，特点是步骤2）所述的趋势面采用克里金插值方法拟合。

7.根据权利要求1的方法，特点是步骤2）所述的获得不同网格单元顶、底的空间分布趋势面是指：

（1）构建工区多井中期（层序，沉积相）、中～短期（准层序组或准层序，沉积亚相）等时间沉积旋回的空间对比格架；

（2）利用时深转换后的实际三维地震宏观构造解释模型中构造面对利用井间插值获得的沉积旋回界面展布趋势进行必要的微调与校正，得到空间分布趋势面。

8.根据权利要求1的方法，特点是步骤3）所述的粗化统计计算采用算术平均、几何平均、谐和平均、加权平均、均方根或优势相百分比方法。

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