0 引言
断控储集体储层预测对井位部署及油气地质储量计算具有重要意义，早在20年前，国内外学者便开始应用相干体分析、谱分解属性预测技术及波阻抗反演技术检测不同尺度的缝洞储集体［7-12］，但该类反演方法往往纵向分辨率有限（1/4~1/8 λ之间），难以满足识别小尺度缝洞地质体的需要。针对多尺度地质体预测问题，MANFRED［13］将蚂蚁追踪等边缘检测技术作为约束信息，与稀疏脉冲反演算法串联使用，提高了墨西哥盆地碳酸盐岩裂缝储层识别的分辨精度。李弘等［14］、黄捍东等［15］将多维边缘检测技术应用到多尺度地质体识别，利用小波函数的多尺度分析等功能提高了裂缝型储层预测精度［16］，总的来说，这一时期主要以储层几何形态检测技术为主，针对裂缝和孔洞介质进行针对性预测。
随着地球物理储层预测技术的发展，新的反演方法不断涌现，闫玲玲等［17］、韩东等［18］、韩长城等［19］将叠后地质统计学反演技术用于碳酸盐岩缝洞储集体厚度及物性定量评价，通过地震波形指示地质统计学反演技术、马尔科夫链—蒙特卡洛算法地质统计学反演等技术，实现碳酸盐岩储层多尺度缝洞体分类表征，在塔里木盆地哈拉哈塘、塔河等研究区均取得了一定的应用效果。地质统计学反演方法将此前的以定性储层预测为主，提高到储集体厚度及物性定量评价兼顾，有效地提高了储层识别分辨率，降低了勘探风险，但该类反演方法受变差函数大小等限制，难以同时准确描述微小尺度裂缝型储层与大尺度溶洞型储层，且由于该类反演方法对低频成分提升作用小，反演结果受到地震水平层状强反射干扰严重。顺北8井区也存在类似储层预测难题，王鹏等［20］、廖茂辉等［21］、李海英等［22］将地震梯度结构张量不连续性属性增强技术用于顺北地区断控不同尺度断控储集体检测中，通过多种方法技术的组合运用，刻画断控储集体的空间形态和内部结构，取得了良好效果。刘军等［23］将相控建模与波阻抗反演技术相结合，通过优选结构张量属性、增强相干属性构建反演初始低频趋势模型进行相控波阻抗反演，对顺北地区断控储集体边界及内部储集体物性进行表征，相比从前应用单一地震属性或非相控类确定性反演缝洞储集体表征方法，进步明显。
无论是地震几何属性增强技术还是相控波阻抗反演技术，从目前应用效果看，能够较好识别断控储集体边界范围，但在储集体内部结构及物性变化表征上，依然存在分辨率低，细节缺失等问题。针对该问题，本文研究设计了一种两步法相控反演断控储集体储层预测方法。第一步，应用结构张量地震属性表征断控储集体储层边界特征，基于井点测井波阻抗与上述结构张量属性统计关系模型（二者存在近似线性统计关系），建立地震相约束低频趋势模型，进行确定性反演，准确刻画地震分辨率下储层顶、底位置及储集体内部非均质性横向变化特征。第二步，基于确定性反演波阻抗及测井岩相概率密度函数（洞穴相、孔洞相、裂缝相和非储层相），计算得到不同岩相的贝叶斯后验概率体，将该贝叶斯推论岩相概率体作为反演相控体约束模型，进行三级相控地质统计学反演（第一级为结构张量属性约束；第二级为确定性反演岩相体约束；第三级为测井一维岩相比例约束），进一步提升断控储集体内部储层横向非均质性及纵向分辨率预测精度。预测效果显示，本文研究将地震结构张量属性引入到创建反演低频模型领域，通过两步相控反演逐级约束的优势，逐步降低了地震水平层状强反射的干扰，加强了洞穴孔洞相和裂缝相的预测性。与现有技术相比较，本文研究建立的两步法相控确定性反演与地质统计学反演串联工作流程兼具确定性反演的预测性与地质统计学反演的描述性优势，突破了对地震分辨率的传统认知，刻画断控储集体内部细节精度及横向非均质性变化能力提升，能够发现更多储集体内部形态及物性变化特征，分辨精度提升，在类似储层及地质条件研究区具有推广应用价值。
1 断控储集体地震相模型
近年来诸多学者将梯度结构张量属性分析技术引入到断溶体识别领域［24-25］，该方法能够提取地震图像中的结构特征，刻画断控储集体储层边界效果优异。图1（a）为基于该区地质模式建立的断溶体地质模型，背景地层速度从浅至深从4 800 m/s逐渐升高至6 300 m/s，断裂带缝洞体模型设置的缝洞体发育规模为25 m×20 m至70 m×25 m不等，充填速度为4 000~5 100 m/s不等。断裂带裂缝体设置成多条Y字型交叉结构，断裂带宽度为16 m，充填速度为5 600 m/s，裂缝宽度为2 m，裂缝长度大，裂缝发育的角度为70°~110°不等。图1（b）为断控储集体2D地震零偏移距自激自收正演剖面，从正演结果看，断裂带缝洞体主要表现为串珠状强反射、强杂乱反射特征，断裂带裂缝体表现为线状弱反射特征。图1（c）为基于该正演剖面提取的梯度结构张量属性，可见结构张量地震属性能够指示储层分布的几何轮廓信息，且受水平层状反射干扰小，但该属性不具备刻画储层内部细节变化的能力。
2 地震相约束确定性反演
叠后确定性反演是基于地震的声阻抗反演，该方法是以叠后保幅地震数据为主，主要作用是消除子波旁瓣及调谐效应影响，反演结果忠实于原始地震波形变化，基于波阻抗与储层岩性、物性间的岩石物理规律进行储层定量地震解释研究，但众所周知，由于大地滤波作用，地震通常缺乏关键的低频信息，其频带宽度也十分有限，直接应用该类数据进行岩性、物性解释不确定性风险很大［26］。地震正演表明，低频信号对表征地质体的形态起到最为关键的作用［27-28］，测井资料频带宽，低频及高频信息均较丰富，用来补充地震反演体低频的方法已被广泛应用［29-30］，但应用测井资料补充地震低频信息有它自身的局限性，其对井的均匀分布情况，储层非均质性情况有着苛刻的要求［31-32］。顺北8井区储层非均质性很强，测井数据受井温高、钻井放空、钻井液漏失等影响，测井曲线信息严重不足，且存在井位稀疏，分布不均等问题，常规的以井数据建立低频模型的方法在该区不适用。与上述以井信息补充低频的方法不同，本文研究基于井点测井波阻抗与结构张量属性统计关系模型，首先，根据井点位置结构张量与波阻抗统计关系式，将结构张量属性体转换为波阻抗体，并提取相对低阻抗断控储集体包络信息；然后，将该断控储集体包络作为空间约束相，建立地震相约束低频趋势模型，进行相控确定性反演，有效解决了井位稀疏、平面分布不均、储层强非均质性情况下反演低频模型建立问题。
3 三级相控地质统计学反演
顺北8井区研究实践表明，该研究区断控储集体油藏内部结构极其复杂，储集空间纵横向非均质性极强，缝洞结构在三维空间中分隔性明显，上述相控确定性反演虽然反映储层的横向变化可靠，但受地震缺失高频信息的限制，存在纵向分辨率不高等问题，严重制约了断控储集体油藏的定量化描述以及储量计算的精度。为解决现有以上技术难点问题，实现对断控储集体精细三维反演预测，本文研究提出“两步串联，三级相控”相控反演的思路，即确定性反演与地质统计学反演两步串联，地质统计学反演内部算法三级相控，逐步提升小尺度薄层储集体的预测精度。图5为本文采用的岩相嵌套相控方案图，纵向上分三级逐级约束，第一级为非储层与储集体两相，该层级基于地震资料提取的梯度结构张量属性几何轮廓信息建立，用来约束嵌套模型中的一级岩相；第二级将储集体细分为Ⅰ-Ⅱ类和Ⅲ类储层，非储层不变，该层级基于确定性反演波阻抗及测井概率密度函数，应用贝叶斯推论方法建立，进行三维体约束，提高断控储集体内部储层纵向分辨率及横向边界歼灭点变化预测精度；第三级将断控储集体Ⅰ—Ⅱ类储层进一步细分为洞穴型、孔洞型两相，其他两相不变，该层级应用测井一维岩相比例进行井点位置约束，旨在进一步提高碳酸盐岩断控储集体纵向分辨率及描述精度。
在精细测井岩石物理评价的基础上可统计出每一级各个岩相对应的概率密度函数（PDF函数），图6所示为研究靶区不同类型储层的纵波阻抗弹性参数分岩相直方图及拟合的最优概率密度分布函数（PDF），概率分布函数描述的是特定岩性对应的岩石物理参数分布的可能性，可以考察不同类型储层在纵波阻抗域的叠置程度。研究区基质非储层纵波阻抗为高斯型分布（均值为1.65×107，标准偏差为3.03×105）；Ⅲ类储层纵波阻抗为对数高斯型分布（均值为1.55×107，标准偏差为6.69×105）；Ⅰ—Ⅱ类储层为纵波阻抗对数高斯型分布（均值为1.41×107，标准偏差为1.24×106）；可见，Ⅰ—Ⅱ类储层与Ⅲ类储层略有叠置，但与非储层基本分离，区分明显。Ⅲ类储层与其他2种岩相略有叠置，但叠置程度均不严重，叠后反演波阻抗参数识别储层有效。
依据图6所示的各岩相PDF函数特征值，应用贝叶斯推论法可以进行各岩相概率分析及极大似然岩相估计。贝叶斯推论是一种概率推断方法，能够无偏地将多种不确定信息源整合到同一体系中，贝叶斯岩相判别条件可表示为如式（1） 所示的形式：
式中：x为波阻抗，（kg/m3）·（m/s）；c 1、c 2为可选分类岩相，无因次，在这里是指储层或者非储层；P（c 1）及P（c 2） 为被分类为2种岩相的先验概率，可由已钻井样本统计得到。
可见，地质统计学反演提升储层预测纵向分辨率明显，基本不受水平层状地震反射干扰，与钻井、测井等数据可对比性强，与钻井放空、漏失等指示的优质储层位置吻合度高，说明本文研究建立的相控地质统计学反演方法有效，能够解决断控储集体油藏高分辨率、定量化描述问题。
4 结论
针对塔里木盆地顺北8井区断控储集体油藏内部结构极其复杂，储集空间纵横向非均质性极强，反演结果易受横向层状干扰，分辨率不高等难点问题，本文将地震结构张量属性引入到创建反演低频模型领域，通过两步相控反演逐级约束的优势，逐步降低了地震水平层状强反射的干扰，提高了洞穴孔洞相和裂缝相的预测分辨精度。相比于常规地震反演方法，本文研究建立的两步法相控反演具有以下优势：
（1）地震相约束确定性反演，将结构张量属性体包络作为空间约束相，建立地震相约束低频趋势模型，相控模型体对储集体几何形态特征刻画效果好，能够有效降低水平层状地震反射对反演造成的干扰，刻画地震分辨率下储层顶、底位置准确，且能给出更多断控储集体内部物性变化关键信息，可以为优质储层发育区描述及井位部署提供关键地质依据。
（2）三级相控地质统计学反演，创新性建立“两步串联，三级相控”相控反演的思路，即常规地震分辨率叠后确定性反演与高分辨率地质统计学反演两步串联，地质统计学反演内部实现过程做三级相控，从而达到逐步提升小尺度薄层储集体的预测精度的目的，还能提升断控储集体内部储层横向边界歼灭点变化预测精度。与测井等数据可对比性强，与钻井放空、漏失等指示的优质储层位置吻合度高，为解决断控储集体油藏高分辨率、定量化描述问题提供技术保障。
本文应用效果显示，本研究建立的两步法相控反演串联工作流程将地震的预测性与测井及地质信息的描述性有机结合，兼具预测性与描述性双重优势，突破了地震分辨率对储层预测限制的传统认知，能够发现更多储集体内部形态及物性变化特征，在类似储层及地质条件研究区具有推广应用价值。
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