地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演方法及其在薄層砂體預(yù)測中的應(yīng)用

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1、萬方數(shù)據(jù)2007年1月第22卷第1期西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)JournalofXi’anShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Jan．2007V01．22No．1文章編號：1673．064X(2007)01—0041—04地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演方法及其在薄層砂體預(yù)測中的應(yīng)用Geostatisticalinversionmethodanditsapplicationinthepredictionofthinreservoirs孫思敏，彭仕宓(中國石油大學(xué)(北京)資源與信息學(xué)院，北京

2、102249)摘要：地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演首先應(yīng)用確定性反演方法得到波阻抗體，以了解儲層的大致分布，并用于求取水平變差函數(shù)；然后從井點(diǎn)出發(fā)，井間遵從原始地震數(shù)據(jù)，通過隨機(jī)模擬產(chǎn)生井間波阻抗，再將波阻抗轉(zhuǎn)換成反射系數(shù)并與確定性反演方法求得的子波進(jìn)行褶積產(chǎn)生合成地震道，通過反復(fù)迭代直至合成地震道與原始地震道達(dá)到一定程度的匹配．該方法有效地綜合了地質(zhì)、測井和三維地震數(shù)據(jù)，反演結(jié)果是多個(gè)等概率的波阻抗數(shù)據(jù)體實(shí)現(xiàn)，符合輸入數(shù)據(jù)的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)特征并受地質(zhì)模型的約束，具有測井?dāng)?shù)據(jù)的垂向分辨率高和地震數(shù)據(jù)的橫向分辨率高的優(yōu)勢，可用于不確定性評

3、價(jià)．關(guān)鍵詞：地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演；薄層砂體；隨機(jī)模擬中圖分類號：TEl2；P631．4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演(GeostatisticalInversion)由HdlJ(1994)提出，DI】bnl心2J(1998)和R0出蚴n引(1998)力H以發(fā)展．它以地震反演為初始模型，從井點(diǎn)出發(fā)，井問遵從原始地震數(shù)據(jù)即以地震數(shù)據(jù)為硬數(shù)據(jù)(harddata)，建立定量的波阻抗三維地質(zhì)模型，進(jìn)行儲層橫向預(yù)測．其特點(diǎn)在于綜合了地震反演與儲層隨機(jī)建模的優(yōu)勢，充分利用地震數(shù)據(jù)橫向密集的特點(diǎn)，精確求取不同方向上的變差函數(shù)．1地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反

4、演思路地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演是一種將隨機(jī)模擬理論與地震反演相結(jié)合的反演方法．它由2部分組成，即隨機(jī)模擬過程以及對模擬結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化并使之符合地震數(shù)據(jù)的過程[4

5、．反演過程中充分發(fā)揮隨機(jī)模擬技術(shù)綜合不同尺度數(shù)據(jù)的能力，如可以綜合層序地層研究與地震解釋成果建立精細(xì)地質(zhì)模型．序貫隨機(jī)模擬沿任一隨機(jī)路徑進(jìn)行，不同的隨機(jī)路徑得到不同的結(jié)果和實(shí)現(xiàn)，不同實(shí)現(xiàn)的差異反映了地下地質(zhì)的非均質(zhì)性和隨機(jī)性，差異越大，非均質(zhì)性愈強(qiáng)．可以通過不同實(shí)現(xiàn)的差異評價(jià)反演結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)，因此，這也是對地震反演多解性的有效反映．盡管各個(gè)實(shí)現(xiàn)各不相同，但每次實(shí)現(xiàn)都滿足：

6、①在井點(diǎn)處與測井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算的波阻抗一致；②在井問符合地震數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)特征．具體步驟如下：(1)建立初始模型；(2)隨機(jī)地選取井間一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)；(3)估計(jì)該網(wǎng)格點(diǎn)的條件概率密度函數(shù)；(4)從該條件概率分布函數(shù)中隨機(jī)抽取一個(gè)值，利用反射系數(shù)公式計(jì)算反射系數(shù)并與子波進(jìn)行褶積生成合成地震道；(5)根據(jù)合成地震道與實(shí)際地震道匹配程度而決定是否接受該地震道，若接受則計(jì)算終止，轉(zhuǎn)向下一個(gè)地震道即轉(zhuǎn)向步驟(2)，否則重復(fù)步驟(4)一(5)E5-6]；(6)直到完成整個(gè)數(shù)據(jù)體的模擬．由于測井資料垂向分辨率高，因而，垂向變差函

7、數(shù)從測井資料計(jì)算；由于地震數(shù)據(jù)橫向上較為密集，例如目前三維地震數(shù)據(jù)C／3P一般為20～251TI，所以水平方向變差函數(shù)從地震數(shù)據(jù)中計(jì)算．這樣，不僅可以精確求取任意方向上的變差函數(shù)，更能反映儲層空收稿日期：2006—04—06作者簡介：孫思敏(1967一)，男，博士，主要從事地震資料解釋、儲層預(yù)測及開發(fā)地質(zhì)方面的研究萬方數(shù)據(jù)一42一西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)間結(jié)構(gòu)特性變化．因此，該方法綜合了測井?dāng)?shù)據(jù)的垂向分辨率和地震數(shù)據(jù)的橫向分辨率高的優(yōu)勢[7

8、．2技術(shù)流程地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演的技術(shù)流程如圖1所示．1地震數(shù)據(jù)lI地質(zhì)數(shù)據(jù)

9、lI測井?dāng)?shù)據(jù)ll。{。l『層位標(biāo)定與子波估計(jì)H層序地層格架環(huán)境校正與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化j}fl稀疏脈沖約束反演H地質(zhì)模型Il水平變差函數(shù)Il垂直變差函數(shù)l·-{地質(zhì)統(tǒng)ir學(xué)反演l圖1地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演流程圖2．1地層模型應(yīng)用鉆井取心、測井資料及三維地震資料進(jìn)行高分辨層序地層學(xué)研究和地層對比，建立高精度等時(shí)地層格架模型，然后在地層模型約束下進(jìn)行波阻抗條件模擬．2．2確定性反演為了初步了解波阻抗的大致分布特征，本文采用稀疏脈沖反演方法[8

10、，反演中利用地震數(shù)據(jù)橫向分辨率高的優(yōu)勢，反演波阻抗主要用于求取水平變差函數(shù)，在反演過程中求得的

11、地震子波直接用于隨后的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演．2．3地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演(1)測井波阻抗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析．序貫高斯模擬要求數(shù)據(jù)服從高斯分布，因此模擬前應(yīng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，若不服從高斯分布，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換．(2)擬合變差函數(shù)．求取空間變差函數(shù)是地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演的關(guān)鍵步驟之一，在常規(guī)隨機(jī)建模中一般使用井點(diǎn)數(shù)據(jù)，但井點(diǎn)數(shù)據(jù)只在垂向上數(shù)據(jù)點(diǎn)密集，求取變差函數(shù)精度高，而在