Petrel地球物理系列之（二）：地震定量解释技术

地震定量解释以地震弹性波理论为基础，以地震正反演、AVO分析等为主要技术手段，从地震信号中直接提取代表储层特性的速度、波阻抗、泊松比、密度等属性参数，并可进一步利用这些成果预测岩性、物性、含油气性等储层参数，是油气藏精细描述中的重要技术手段。

Petrel一体化平台提供了完善的地震定量解释相关功能，主要包括：岩石物理分析、数据质控编辑、合成地震记录和子波分析、地震正演模拟、AVO分析、低频模型创建、地震同步反演（Simultaneous inversion）、地震随机反演（Stochastic seismic inversion）、颜色反演（Colored Inversion）、岩性预测等等。

图1：Petrel地震定量解释主要功能

岩石物理分析是地震反演和定量解释的基础。岩石物理分析的主要目的是基于弹性波理论，从井筒出发，求取影响地震响应的岩石物理相关属性参数，如横波预测、弹性参数预测等。基于地震波速度和储层弹性参数信息，可进一步开展流体替换分析工作，模拟不同的流体类型，或者流体含量的变化对纵横波速度可能的影响。通过理解井点处不同岩性或流体条件对应的地震响应，为后续的地震正反演分析做准备。

图2：岩石物理分析的主要功能：横波预测；弹性参数预测；流体替换模拟；测井曲线巴克斯平均

岩石物理分析各环节计算紧密衔接，数据和成果都可以在连井对比窗口、交汇图窗口、三维窗口等空间显示，并随参数变化实时同步更新。当调整横波预测、弹性参数预测，或是调整孔隙度等参数，都可以实时反映到流体替换分析中；而调整含水饱和度等流体替换参数也会实时与正演模拟进行互动，，模拟出对应的AVO响应，如图4所示。

图3：流体替换：随着参数变化可实时模拟纵横波速度随流体成分的变化

利用岩石物理分析的成果，可以模拟对应的地震响应。如下图所示，根据岩石物理分析得到的横波速度、岩石弹性参数，结合井筒流体信息，当改变流体类型或含量，或是地层孔隙度等参数时，根据给定的子波，可模拟井筒中的地震响应，观察含流体性或储层物性参数对地震信号的影响，以及随着入射角或偏移距的变化。更多油气资讯加小编微信hboilgas，天下石油是一家。

图4：实时模拟流体替换对应的地震AVO响应

图5：含气量变化对应的地震响应与实际地震道对比，以及AVO效应交汇

当储层中有薄层发育时，可以建立楔状模型，模拟地层调谐响应，分析地层厚度对应的调谐频率。

图6：楔状装模型模拟薄层调谐效应

定量解释与普通地震解释共享同一个合成地震记录分析模块，可更好地保证解释与反演使用一致的时深关系等关键信息。井震标定可以结合井筒中的多种测井曲线，以及通过与解释窗口、三维窗口同步的交互方式，取得更加直观的数据分析和地质认识。可以对不同入射角/炮检距的地震数据分别进行子波提取，以便取得更好的井震匹配。

图7：井震标定窗口中可以显示解释剖面，同时与三维窗口、解释窗口实现数据实时同步分析

对提取的子波可以直观地显示其提取的位置所对应的线道号、时移量、相关性等质控参数图。根据需要也可以对子波进行编辑整形的操作。多个子波可以一起显示对比，以及进行平均计算。

图8：子波提取及结果与质控图件

低频模型补偿了地震信号中缺失的低频部分，与反演得到的相对阻抗结合就可以得到反映地层真实弹性特征的参数。质控窗口会自动显示井所在位置处计算出来的波阻抗、纵横波速度比、密度等属性，方便与井中实测数据进行对比。在进行低频模型属性预测时，可以结合地质认识对井的权重加以控制。提供了盲井测试功能，以便于验证建模参数是否合适。

图9：可利用地震解释、地质分层等搭建低频模型

图10：质控窗口自动显示井和低频模型及对应的属性

图11：井权重参数图

同步反演 (SimultaneousInversion)

同步反演可以根据输入数据，同时计算出波阻抗、纵横波速度比、密度等储层参数。Petrel支持基于叠后或叠前数据的反演。反演计算时采取了全局寻优的算法，避免陷入局部极小值。当有宽方位地震数据时，可以通过AVOZ算法进行同步反演，计算横波阻抗、快慢横波波阻抗和密度等属性体，用于对储层各向异性、裂缝发育、地应力分布等的研究。

图12：同步/时反演的AVOZ算法反演结果举例，左：快、慢横波速度比；右：快慢横波速度比与地应力张量叠合显示分析区域应力特征

地震随机反演 (Stochastic Inversion

地震随机反演也叫地质统计学反演，它综合利用了地震、地质、测井数据，可以使反演结果同时忠实于地震和井筒数据，并更好地反映地下地质情况。地震随机反演的纵向分辨率一般较高，比较利于薄储层研究。

       在Petrel一体化平台下，地震反演与解释和建模已经完全融合。在精细解释和建模的基础上，可以为地震反演创建相对更加精确的地质模型。地质物性建模时的所有数据分析功能都可以为反演所用，对数据进行异常值剔除、分布形态变换、趋势分析、变差函数分析和拟合等等处理。

岩性预测

地震定量解释的成果有着多方面的应用。假如地震反演成果与储层岩性有很好的相关性，那么可以从井筒出发，建立地震属性与岩性的相关关系，并将此关系应用到全区，从而得到三维空间中的岩性展布情况。

图16：分析波阻抗、纵横波速度比、密度等与岩性的关系

图17：反演得到的波阻抗、纵横波速度比、密度等与岩性的关系进行岩性体预测。结果采样进地质模型参与更多的地质建模约束

物性预测

可以通过交汇图分析、多属性叠合显示、融合显示等方式验证反演成果的有效性，以及分析地震信号中携带的储层特性的信息。通过交汇图同时分析井筒和地震反演成果的规律，验证井震是否吻合，同时在三维窗口中可以实时显示交汇图中所选择的数据对应的空间展布，结合地质认识更加直观地分析储层展布范围。不同岩性或深度段可能有不同的相关关系，可以分岩性/相和深度段分别分析和拟合这种关系，以便使地震反演成果更好地预测储层参数。

如果从反演得到的地震属性体上发现了有利的储层发育区域，可以通过地震体雕刻的手段对其进行透视和雕刻处理，提取成Geo-body体，并采样进地质模型，为后期的精细建模做准备。

   地震定量解释得到的岩石弹性参数的各种成果是地质力学研究的重要资料。从地震反演中得到的资料可以与井筒一维岩石力学分析的结果一起，结合钻井过程中得到的一些工程参数，开展三维地质力学建模。得到的应力场模型可以指导完井和储层水力压裂设计、优化井轨迹设计、辅助防砂、套损分析等钻井工程安全相关分析和研究。

图21：井震结合的地质力学分析工作流——地震定量解释和反演起着重要作用

 地震定量解释在储层研究的方方面面发挥着重要作用。将地震解释、地震反演、地质建模、井筒综合分析等多学科数据结合起来，有效使用叠前、叠后地震数据开展地震反演，能够为储层精细描述提供更多成果和信息。随着页岩气、致密砂岩储层等等非常规或复杂油气藏的出现，地震定量解释在地质力学研究、页岩气有机碳总量预测、裂缝系统分析等新领域发挥了重要作用，成为油藏精细描述和精细建模不可或缺的技术手段。一体化研究的工作流程提高了工作效率，节省了数据导入导出的时间，避免了关键参数在不同平台间传输时的流失，确保了数据的实时共享和关键参数的一致。地震解释、地质分析和建模技术大大辅助和提高了地震反演的精度，而地震反演成果可以快速与其他学科数据进行交互分析与刻度，以及用于下一环节的分析计算，使得不同学科和流程间互相佐证，相得益彰。

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来源：斯伦贝谢

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