张星．基于首次湖泛面的叠前波形指示反演在深层湖底扇储层预测中的应用[J．石油物探,２０２３６２６１２０４㊀Ｇ１２１８Z HA N G X i n g ．A p pl i c a t i o no f p r e s t a c kw a v e f o r mi n d i c a t i o n i n v e r s i o nb a s e d o n t h e f i r s t f l o o d s u r f a c e f o r t h e r e s e r v o i r p r e d i c t i o n o f ad e e p s u b l a c u s t r i n e f a n [J ]．G e o p h y s i c a l P r o s p e c t i n g fo rP e t r o l e u m ,２０２３,６２(６):１２０４㊀Ｇ１２１８收稿日期:２０２２Ｇ０７Ｇ１３.作者简介:张星(１９８５ ),男,硕士,副研究员,主要从事地震资料解释和预测以及地质综合研究工作.E m a i l :z h x １９８５３１６＠１２６．c o m 基金项目:中石化科技项目(J S ２１００１)资助.T h i s r e s e a r c h i s f i n a n c i a l l y s u p p o r t e db y t h eS c i e n t i f i cR e s e a r c hP r o j e c t o f S I N O P E C (G r a n tN o ．J S ２１００１)．基于首次湖泛面的叠前波形指示反演在深层湖底扇储层预测中的应用张㊀星(江苏油田分公司勘探开发研究院,江苏扬州２２５０００)摘要:苏北盆地盐城凹陷Z J D 地区深层扇三角洲砂岩沉积属于事件性沉积,采用叠后反演方法无法有效识别深层扇三角洲相薄砂岩,而采用 沉积模型＋波形分类＋地震驱动 的方式进行叠前波形指示反演,根据叠前波形指示反演得到的杨氏模量和v P/v S 对深层砂岩进行定量描述以及含气检测则是有效的方法.首先,利用 两定＋一验 方法识别首次湖泛面,即根据测井㊁地震以及岩心等资料在纵向上确定沉积旋回边界㊁确定框架模型,并根据不同模型下反演结果验证首次湖泛面的界线是否合理,建立更为合理的沉积模型并根据沉积模型初步划分波形样式;再根据与砂岩厚度相关性高的波形结构参数对波形做进一步分类,确定不同厚度和不同期次砂岩波形旋回结构样式;最后,采取 人工干预＋机器学习 的方式确定最终波形样式,并将前期确定的时窗界限㊁波形分类数㊁样本数等关键参数作为约束条件加入到叠前波形指示反演过程中,使预测结果在纵向上和平面上符合实钻井揭示的扇三角洲相砂岩沉积规律,进一步降低叠前波形指示反演的随机性.该方法能够预测研究区厚度大于３m 的砂岩,平均误差为１１．７７％,依靠预测结果部署的井均钻遇气层,提高了研究区深层含气砂岩预测精度.关键词:深层湖底扇;湖泛面;波形分类;叠前波形指示反演;储层预测;含气检测中图分类号:P ６３１文献标识码:A文章编号:１０００Ｇ１４４１(２０２３)０６Ｇ１２０４Ｇ１５D O I :１０．１２４３１/i s s n ．１０００Ｇ１４４１．２０２３．６２．０６．０１８A p pl i c a t i o no f p r e s t a c kw a v e f o r mi n d i c a t i o n i n v e r s i o nb a s e d o n t h e f i r s t f l o o d s u r f a c e f o r t h e r e s e r v o i r p r e d i c t i o no f ad e e p su b l a c u s t r i n e f a n Z H A N G X i n g(E x p l o r a t i o na n dD e v e l o p m e n tR e s e a r c hI n s t i t u t e ,J i a n g s uO i l f i e l dB r a n c hC o m p a n y ,S I N O P E C ,Y a n g z h o u ２２５０００,C h i n a )A b s t r a c t :T h e t h i n s a n db o d y d e p o s i t s o f t h e d e e p f a nd e l t a f r o n t i n t h e Z J Da r e a o fY a n c h e n g S a gi n t h e S u b e i B a s i n a r e e v e n t d e Ｇp o s i t s ,a n d p o s t Ｇs t a c k i n v e r s i o nc a n n o t e f f e c t i v e l y i d e n t i f y t h e t h i ns a n db o d i e s i nt h ed e e p f a nd e l t a f r o n t ．T h e s e q u e n c e f r a m e c o n s t r a i n t ＋w a v e f o r mc l a s s i f i c a t i o n ＋s e i s m i c d r i v e m e t h o dw a s a d o pt e d t o p e r f o r m p r e Ｇs t a c kw a v e f o r mi n d i c a t i o n i n v e r s i o n ,a n d i s a ne f f e c t i v em e t h o d t o q u a n t i t a t i v e l y d e s c r i b e d e e p s a n d s t o n e a n d g a s d e t e c t i o nb a s e d o nY o u n g sm o d u l u s a n d v P /v s f o r m e db y p r e Ｇs t a c kw a v e f o r mi n d i c a t i o n i n v e r s i o n ．F i r s t t h e t w od e t e r m i n a t i o n s ＋o n ee x p e r i m e n t m e t h o d w a su s e dt oi d e n t i f y th ef i r s t f l o o d s u r f a c e ,w h i c hm e a n s t h e s e d i m e n t a r y c y c l e b o u n d a r y a n dm o d e l w e r e d e t e r m i n e d l o n g i t u d i n a l l y b y u s i n g l o g g i n g ,s e i s m i c a n d c o r e d a t a ．T h e n t h e f i r s t f l o o d s u r f a c ew a s t e s t i f i e d a c c o r d i n g t o t h e i n v e r s i o n r e s u l t s o f d i f f e r e n tm o d e l s ．T h u sm o r e r e a s o n a b l e s e d Ｇi m e n t a r y m o d e l sw e r eb u i l t ,a n d t h ew a v e f o r m sw e r e p r e l i m i n a r i l y d i v i d e db a s e do n t h e s e d i m e n t a r y mo d e l ．S e c o n d ,t h ew a v e f o r m w a s f u r t h e r c l a s s i f i e da c c o r d i n g t o t h ew a v e f o r ms t r u c t u r a l p a r a m e t e r sh i g h l y co r r e l a t e dw i t hs a n d s t o n e t h i c k n e s s ,a n d t h ew a v e Ｇf o r mc y c l e s t r u c t u r e p a t t e r n s o f s a n db o d i e sw i t hd i f f e r e n t t h i c k n e s s e s a n d p e r i o d sw e r ed e t e r m i n e d ．F i n a l l y ,u s i n g th em e t h o do fm a n u a l i n t e r v e n t i o n a n dm a c h i n e l e a r n i n g t o d e t e r m i n e t h ew a v e f o r ms t y l e,k e y p a r a m e t e r s s u c h a s t h e t i m ew i n d o w l i m i t,n u mＧb e r o fw a v e f o r mc a t e g o r i e s,a n dn u m b e r o f s a m p l e s d e t e r m i n e d i n t h e e a r l y s t a g ew e r e a d d e d t o t h e p r eＧs t a c kw a v e f o r mi n d i c a t i o n i n v e r s i o n p r o c e s s a s c o n s t r a i n t s．T h e p r e d i c t e d r e s u l t sw e r e i n a c c o r d a n c ew i t h t h e s e d i m e n t a r y l a wo f t h e f a nＧd e l t a f r o n t s a n db o d y r e v e a l e db y a c t u a l v e r t i c a l a n dh o r i z o n t a l d r i l l i n g,a n d t h e r a n d o m n e s s o f t h e p r eＧs t a c kw a v e f o r mi n v e r s i o nw a s f u r t h e r r e d u c e d．I t c a n p r e d i c t s a n d s t o n e r e s e r v o i r s g r e a t e r t h a n３mi n t h i c k n e s sw i t ham e a ne r r o r o f１１．７７％．T h e p r a c t i c a l d a t aa p p l i c a t i o nr e s u l t s s h o w e d t h a t a l l t h ew e l l s d e p l o y e db a s e d o n t h e s e p r e d i c t i o n s h i t t h e g a s z o n e s,i n d i c a t i n g t h a t t h e p r e d i c t i o n a c c u r a c y o f d e e pg a sＧb e a r i n g s a n d s t o n e r e s e r v o i r s i n t h e s t u d y a r e aw a s i m p r o v e d．K e y w o r d s:d e e p s a n d s t o n e g a s,l a k e f l o o d i n g s u r f a c e s,w a v e f o r mc l a s s i f i c a t i o n,p r eＧs t a c k w a v e f o r mi n d i c a t i o n i n v e r s i o n,r e s e r v o i r p r e d i c t i o n,g a s d e t e c t i o n㊀㊀苏北盆地以产油为主,主要油层的深度基本小于３０００m.经过４０多年勘探和开发,盆地内剩余资源量与剩余圈闭逐渐减少,急需寻找新的产量增长点. Z J D地区位于苏北盆地盐城凹陷南部,已钻遇的气层主要为阜一段(E１f１),气层深度在３８００m以上,为深盆气藏[１].y c a n１井在E１f１段日产天然气１３ˑ１０４m３,预示Z J D地区天然气资源潜力较大,对苏北油田的油气勘探具有重要的意义[２Ｇ４].Z J D地区气藏表现为构造背景下该区砂岩控制的复合性气藏,例如位于有利构造高部位的y c h１井阜一段未钻遇好的气层,主要由于该井砂岩薄㊁物性差,说明Z J D地区砂岩的发育程度对气藏具有较强的控制作用,故如何在深层寻找有利的砂岩是该区气藏预测的关键.Z J D地区砂岩表现为扇三角洲相,目的层深度较深,压实作用强[５],泥岩和砂岩阻抗有相当部分重叠,采用叠后波阻抗反演方法无法预测砂岩的展布特征.基于对叠前反演得到的多项弹性参数进行岩石物理分析,选取敏感弹性参数对砂岩以及气层进行识别[６Ｇ８].研究区地震资料频宽为８~３８H z,叠前同时反演难以识别厚度小于１０m的薄砂岩;钻井分布不均,叠前统计学反演[９Ｇ１１]薄砂岩预测结果较差㊁随机性较强.叠前波形指示反演[１２Ｇ１５]利用叠前地震波形相似性代替传统变差函数优选随机模拟样本,对样本井的数量及分布相对叠前统计学反演要弱,但是对不同沉积环境下的波形类别要求较高,研究区目的层沉积环境纵横向变化较大,不同厚度的砂岩对应的波形结构特征存在一定的差异性,单纯根据叠前波形指示反演过程中机器算法对波形进行分类并反演会出现波形与砂岩不匹配㊁反演结果纵横向规律性差的情况.为提高波形分类精度,分３个步骤对波形进行分类:①利用 两定＋一验 方法识别真实的首次湖泛面,建立更为合理的框架模型,在新框架模型内对波形进行初步分类;②根据与砂岩厚度相关性高的波形结构参数对波形做进一步分类;③采取 人工干预＋机器学习 的方式确定典型不同微相与不同厚度砂岩的地震波形样式,调整叠前波形指示反演关键流程,使得预测实际结果在纵向上和平面上符合实钻井揭示的扇三角洲砂岩沉积规律,进一步降低叠前波形指示反演的随机性.１㊀工区概况１．１㊀沉积背景Z J D地区的地层从下往上分为泰州组(K１t)㊁阜宁组(E１f)㊁戴南组(E２d１),其中阜宁组从下往上分为４段(E１f１,E１f２,E１f３,E１f４),其中阜一段(E１f１)分为４个亚段(E１f１１,E１f２１,E１f３１,E１f４１).研究区主要产气层段为阜一段底部第四亚段(E１f４１),埋深在３８００m以上,E１f４１亚段下部地层为扇三角洲相沉积,砂岩主要来自南部物源.在区域构造活动诱导条件下,E１f４１亚段下部地层砂岩快速在湖盆中央沉积,砂岩在纵向和横向上变化较大,特别是靠近物源地区扇根的砂岩与泥岩混杂沉积,自然电位(S P)㊁自然伽马(G R)以及电阻率等测井曲线对砂泥岩区分效果很差.E１f４１亚段主要产气砂岩自下而上包含①,②,③号砂岩,①号砂岩最厚,但是单层砂岩厚度往往小于１０m,往上的②和③号砂岩逐渐减薄;E１f４１亚段中上部地层为浅湖㊁半深湖㊁深湖相,主要为泥岩沉积,只在局部地区见有薄砂岩,具有席状砂及滩砂的特征,厚度小于５m,分布范围有限.１．２㊀岩石物理参数分析为提高研究区砂岩和气层识别的精度,首先明确砂岩㊁泥岩㊁气层的岩石物理特征,选取对砂岩和气层比较敏感的弹性参数,界定砂岩与气层的识别门限值[１６Ｇ１８],在识别砂岩㊁剔除泥岩的基础上,再对识别的５０２１第６期张㊀星．基于首次湖泛面的叠前波形指示反演在深层湖底扇储层预测中的应用砂岩含气性进行检测.统计E １f ４１亚段砂岩和泥岩纵横波速度㊁密度等数据,然后计算各类型的叠前弹性参数,由于受压实作用以及砂岩含气等因素影响,砂岩和泥岩的纵波阻抗㊁横波阻抗有相当一部分重叠(图１a 和图１b ),区分效果较差.反映岩石刚性物理特征的杨氏模量对砂岩和泥岩叠置区域小㊁区分性高,砂岩的杨氏模量值域E ＞２８G P a ,并且由于对气层不敏感,在识别砂岩的过程中受气层影响较小,可以尽量降低多解性(图１c ).根据确定的砂岩阈值剔除泥岩以及部分泥质粉砂岩,利用v P /v S 对气层敏感度较高的特性(图１d ),对剔除泥岩以及部分泥质粉砂岩后的砂岩含气性进行判断,综合分析v P /v S ＜１．７４为含气砂岩(图１e).图１㊀Z J D 地区E １f ４１亚段弹性参数分析图版a 纵波阻抗区分砂泥岩直方图;b 横波阻抗区分砂泥岩直方图;c 杨氏模量区分砂㊁泥岩直方图;d v P /v S 区分含气砂岩与不含气砂岩直方图;e v P /v S 与杨氏模量对砂岩㊁泥岩和含气砂岩交会结果２㊀首次湖泛面的识别首次湖泛面的界线涉及研究区不同时期砂岩的沉积微相㊁纵横向上沉积范围以及地质框架模型的建立等关键问题.研究区E １f ４１亚段首次湖泛面的界线一直存在争议,不少专家认为E １f ４１亚段顶界面是首次湖泛面,本文经过叠前波形指示反演等一系列工作重新界定了研究区首次湖泛面.由于研究区钻井相对较少㊁岩心等资料相对缺乏,因此借助新采集的地震资料,采用 两定＋一验 方法对首次湖泛面进行识别.首先,利用井震结合的方式确定沉积旋回界线;再根据沉积旋回界线建立框架模型,从平面上查看砂岩沉积分布规律,检查沉积旋回界线是否合理;最后,利用新的框架模型进行初步反演工作,对比反演结果,验证首次湖泛面是否合理.２．１㊀地质地震沉积旋回对比对各实钻井精细标定,划分地震反射界面,E １f ４１亚段顶底地震反射界面为T １和T ３,识别的首次湖泛面地震反射界面为T ２,T ２将E １f ４１亚段分为E １f ４上１和E １f ４下１,并提取井旁道地震波形曲线(B X ).反射层T ３到T ２为扇三角洲沉积时期,E １f ４１亚段底部砂岩发育段的S P 和G R 曲线表现为钟型和箱形,往上砂岩厚度逐渐减小,S P 和G R 曲线表现为指状,B X 曲６０２１石㊀油㊀物㊀探第６２卷线表现为波峰到波谷的正旋回特征.反射层T２到T１主要为滨浅湖㊁半深湖㊁深湖亚相的泥岩沉积,S P 和G R曲线为高值的平直型,B X曲线表现为波谷到波峰再到波谷的特征,处于水进时期,只在局部地区见有薄层砂岩,分布范围有限,体现为反旋回特征(图２a).在连井地震剖面上,地震反射层T３表现为不连续反射特征,而反射层T２为连续性的波峰反射(反极性),表示反射层T２上下地层有明显的阻抗差异(图２b),揭示反射层T２上下地层的沉积环境变化㊀㊀㊀㊀较大.图２c为井位分布.２．２㊀古地貌沉积演化解释研究区在不同古地貌条件下具有不同沉积特征,通过恢复目的层沉积前古地貌,分析砂岩沉积特征并推断湖平面变化情况,可以识别首次湖泛面.以地震反射层T１和T３作为顶底界线,T２作为分界面,恢复E１f４上１与E１f４下１沉积前古地貌以及振幅属性和沉积相特征(图３).图３a与图３d中色标值为古地貌相对高度,其中高值表示沟谷,是扇三角洲砂岩沉积区域.研究区E１f４１亚段扇三角洲砂岩来自南部物源㊀㊀㊀㊀图２㊀Z J D地区E１f４１亚段连井砂岩对比及地震反射剖面aZ J D地区E１f４１亚段连井砂岩对比剖面;bZ J D地区E１f４１亚段连井地震反射剖面;c井位分布７０２１第６期张㊀星．基于首次湖泛面的叠前波形指示反演在深层湖底扇储层预测中的应用图３㊀Z J D 地区E １f ４１亚段古地貌㊁振幅属性及沉积相特征aE １f ４下１沉积前古地貌;bE １f ４下１地震振幅属性;cE １f ４下１沉积相图;dE １f ４上１沉积前古地貌;eE １f ４上１地震振幅属性;fE １f ４上１沉积相图８０２１石㊀油㊀物㊀探第６２卷区,E１f４下１沉积时期南部物源充足,沿着下切沟谷呈扇形沉积,例如y c a n１井处于沟谷深处,沉积砂体较厚,y c h１井处于古地貌高部位,物源提供的砂体无法在高部位进行沉积,砂岩不发育(图３a),E１f４下１地震振幅属性和沉积相图上显示该时期扇三角洲砂岩相对发育,呈扇形分布,与古地貌揭示的砂岩可能分布的范围相对较吻合(图３b和图３c).E１f４上１沉积时期研究区沟通南部物源区的沟谷不发育,主要是由于E１f４下１沉积时期砂岩将沟谷填平,北部地势变高,只有零星地区地势较低,不满足扇三角洲砂岩沉积条件(图３d),地震振幅属性和沉积相图也表明E１f４上１沉积时期主要为泥岩沉积,南部物源提供砂岩较少,只见零星被改造的砂岩沉积(图３e和图３f),砂岩沉积范围缩小,厚度明显减小,研究区处于大范围水进阶段,T２是环境变化的分界面,可以认为是首次湖泛面的标志层.２．３㊀不同沉积格架验证对比为进一步检验T２作为首次湖泛面的合理性,以y c a n１井㊁y c h１Ｇ３井㊁y c h３井作为反演的约束井,查看不㊀㊀㊀㊀同地质模型下的叠前波形指示反演结果.模型１是以E１f４１亚段顶底界线(T１和T３)建立的模型,不包括首次湖泛面T２(图４a),E１f４１亚段的波形旋回结构样式较多,与实际沉积旋回特征匹配性较差,导致模型１预测砂岩的反演结果在纵向和横向上比较凌乱,效果较差(图４b).模型２是根据T１,T２,T３建立的模型(图４c),T３到T２波形为波峰到波谷的正旋回,模型２的反演结果显示E１f４下１底部为厚层砂岩,横向上连续性较好,E１f４下１中上段地层的砂岩逐渐减少,横向上变化较快;E１f４上１地层局部地区见有后期改造的滩砂,砂岩分布范围有限,基本为泥岩沉积,为反旋回沉积特征,反演结果与钻井结果吻合度较高(图４d).经过对首次湖泛面的识别,建立新的沉积框架,根据反演结果显示T３到T２时期扇三角洲砂岩逐渐减少,波形表现为波峰到波谷的正旋回特征,T２到T１沉积时期主要为滨浅湖㊁半深湖㊁深湖亚相的泥岩沉积,波形表现为波谷到波峰再到波谷的特征,T２地震反射层是研究区大范围湖侵界线,可以作为首次湖泛面.图４㊀Z J D地区E１f４１亚段不同地质模型及杨氏模量反演剖面对比a以T１和T３为边界的地质模型１;b地质模型１的反演结果;c以T１㊁T２和T３为边界的地质模型２;d地质模型２的反演结果３㊀叠前波形指示反演３．１㊀基本原理地震波形包含地层沉积旋回的信息,在相似沉积环境下,地震波形和测井曲线具有相似的旋回特征,具有相似地震波形的不同钻井,弹性参数曲线在比地震更宽的频带范围内检测出确定性频率成分,提高砂岩预测高频部分的确定性.叠前波形指示反演利用地震波形纵横向变化信息,结合弹性参９０２１第６期张㊀星．基于首次湖泛面的叠前波形指示反演在深层湖底扇储层预测中的应用数曲线,建立井震协同表征机制,满足利用地震完成井间高频成分预测的要求,提高预测砂岩的精度和准确性.根据岩石物理分析结果,选取弹性参数杨氏模量(E )作为敏感曲线,以研究区西部y c a n １井和东部yc h ４井为例,两口井间隔约１２k m ,距离较远,但由于两口井E １f ４下１为扇三角洲前缘沉积环境,地震波形相似,相关系数C o r r 为７１．２％(图５a ).通过对两口井弹性参数E 曲线不断进行滤波,对比两口井弹性参数杨氏模量曲线,高频部分可能会有所差异(图５b,图５c 和图５d ),中低频时波形结构具有很高的相关系数,仍具有一定的共性,并且共性频宽的范围比地震有效频宽要大(图５e ,图５f ,图５g 和图５h ),相关系数在７８％以上时E 曲线高频可以达到２００H z(图５g ),远高于原始地震数据频宽上限３８H z ,并且高频范围受地震波形结构影响,被约束在合理范围内,地震波形与敏感弹性参数结构匹配性较好,表明相似波形条件下,反映砂岩的敏感弹性参数杨氏模量曲线具有相似性,砂岩厚度相近,并且分辨率相对较高.图５㊀Z J D 地区E １f ４下１地震波形曲线与杨氏模量曲线对比a y c a n １与y c h ４井原始地震波形;b ~h 分别为y c a n １与y c h ４井E 曲线在１０００,８００,６００,４００,３００,２００,１００H z 时的相似性３．２㊀波形结构特征分析研究区目的层地震波是一系列地层组合调谐的结果,地层内部物性㊁结构㊁厚度以及含油气性在地震波的波形特征上能够有所体现,并不简单代表两个岩性的分界面.E １f ４下１沉积时期井旁叠前道集波形(B X )㊁S P 和G R 曲线都具有正旋回特征,不同之处在于波形样式,在同样地震分辨率条件下,研究区波形的样式主要取决于扇三角洲砂岩发育情况.３．２．１㊀波形正演模拟利用正演模拟技术描述不同微相砂岩的地震响应特征效果明显[１９Ｇ２０],通过正演模拟方式查看研究区不同厚度砂岩对地震波形样式的影响,寻找区别波形样式关键参数.研究区E １f ４１亚段围岩平均速度为３５００m /s ,密度为２．３８g /c m ３,E １f ４１亚段砂岩平均速度为４３００m /s ,密度为２．５１g /c m ３.利用y c h ３井地０１２１石㊀油㊀物㊀探第６２卷震合成记录,设计加砂和去砂的正演模拟试验,通过将砂岩段附近的泥岩段声波时差(A C )值替换砂岩段A C 值(表１),查看不同厚度的砂岩对波形样式的影响,通过试验,可以得出３点结论:１)砂岩对波形偏移幅度与跨时产生影响.以②号砂岩为例,相比较于原始的波形(图６a ),在去除②号砂岩后,仍然表现为双波峰,波峰位置上移并且偏移幅度变小(图６b 白色箭头处);２)厚层砂岩对地震波形影响占主要因素.比较分别去除①号和②号砂岩合成记录相关系数的变化,原始地震相关系数为０．９１,去除②号砂岩后的相关系数为０．８５,去除①号砂岩后的相关系数为０．８０,表示厚度较大的①号砂岩对地震波形样式影响大,双波峰变为单波峰(图６c 白色箭头处),并且波峰位置往上偏移,偏移幅度变大;３)砂岩影响波形曲线形态.去除①号和②号砂岩后,相对于原始波峰与只去除②号砂岩的波峰特征,波峰偏移幅度变小,最大波峰位置向下偏移,但整个波形纵向上跨时基本保持不变,波形曲线形态变得更为平坦(图６d 白色箭头处).通过加砂㊁去砂的正演模拟试验,波峰的偏移幅度㊁纵向上跨时以及波形曲线形态在不同厚度砂岩情况下会产生不同样式,三者变化的情况反映了砂体的厚度,可以作为关键参数区分波形样式.表１㊀y c h ３井①与②砂岩与泥岩测井解释结果统计井名岩性埋深/m厚度/m A C /(μs m －１)v P /(m s－１)G R /A P I yc h ３②号砂体３７２５．２~３７２９．０３．８２２５４４６０５１泥岩隔层３７３８．０~３７４８．０１０．０２９４３５００７７①号砂体３７６１．５~３７６９．５７．８２２０４５００３０图６㊀Z J D 地区E １f ４１亚段不同厚度砂岩对波形样式影响对比a 原始合成记录地震道;b 去除②号砂岩的合成记录;c 去除①号砂岩的合成记录;d 去除①和②号砂岩的合成记录１１２１第６期张㊀星．基于首次湖泛面的叠前波形指示反演在深层湖底扇储层预测中的应用３．２．２㊀波形结构及相似性分析对波形进行分类需要考虑选取的波形分类参数要能够反映研究对象[２１],研究区选取的波形分类参数需要满足３方面要求:①波形结构参数能与砂岩厚度相关;②波形结构参数能够反映波形样式;③波形样式结构参数相关性的计算方法能区分波形类型.通过E １f ４１亚段加砂去砂试验,综合分析认为研究区波形结构特征参数主要包含波峰偏移幅度㊁跨时和陡度(图７a).波峰偏移幅度以及波峰时长表示砂岩影响波形的范围,陡度是从采样点开始搜索最近的过零点位置前后样点振幅差除以２,可以反映波形的宽窄及弯曲程度,是波形形态的体现,其表达式为:S i (t )＝A i (t ＋１)－A i (t －１)２(１)式中:S i (t )表示采样点t 的陡度;t ＝１,２, ;n 为采样点数;A i (t )为采样点t 的振幅;A i (t －１)与A i (t ＋１)为采样点t 前后的振幅;i 为采样点对应的时间点.图７㊀Z J D 地区E １f ４下１波形样式结构参数以及S P 曲线对比a 波形结构参数;bS P 与偏移幅度曲线;c S P 与跨时曲线;dS P 与波形陡度曲线;e y c h １与y c h ５井原始波形曲线;f y c h １与y c h ５井S P 测井曲线;gy c h １与y c h ５井偏移幅度曲线;h y c h １与y c h ５井跨时曲线;i yc h １与y c h ５井陡度曲线㊀㊀以y c h ５井为例,提取井旁道波形结构特征参数曲线分别与反映砂岩厚度的S P 曲线做对比分析(图７b ,图７c 和图７d ),在砂岩发育位置处S P 曲线幅度较大,波峰偏移幅度变大㊁跨时曲线处于拐点㊁陡度值较高,表明波峰偏移幅度㊁跨时㊁陡度３个波形结构参数能够反映砂岩变化,并且根据相关系数划分波形样式,计算相关系数主要有以下２种方式.１)整体波形计算方式.考虑目的层段整体波形特征,计算相关系数的内容包含波形很多方面参数,两个长度为n 的波形序列(A ,B )相关系数可以简单表述为:R (A ,B )＝ðn i ＝１(x i － x )ðni ＝１(x i － x )２(２)式中:R (A ,B )表示两列波的相关系数;x i 表示采样点i 原始波形特征参数; x为原始波形特征参数平均值;i ＝１,２, ,n 为层段内采样点数.２)标准归一化相关系数法.以研究区两个长度２１２１石㊀油㊀物㊀探第６２卷为n 的波形序列(A ,B )为例,首先利用标志层对两列波标准化,再对要参与相关性计算的波形参数(波峰偏移幅度㊁跨时以及陡度)进行归一化,标准归一化相关系数R (A ,B )如公式(３)所示,其中x ,y ,z 为波峰偏移幅度㊁跨时㊁陡度.根据公式(３)计算相似性结果对波形进行分类(表２),标准归一化相关系数的取值范围为[－１,１],当R ɤ０时,两列波不具有相似性;当R ＞０时为正相关;当R ＝１时,两列波为完全正相关.㊀R (A ,B )＝ðni ＝１(x i － x )(y i － y )(z i － z )㊀ðni ＝１(x i － x )２ðni ＝１(yi －y )２[㊀ðni ＝１(z i －z )２](３)式中:x i ,y i ,z i 分别表示采样点i 波形结构特征参数波峰偏移幅度㊁跨时㊁陡度; x , y , z 为波峰偏移幅度㊁跨时㊁陡度的平均值.表２㊀Z J D 地区标准归一化相关系数大小的意义相关系数相关程度＜０不相关０~０．３５微相关０．３５~０．６部分相关０．６０~０．８０显著相关０．８０~１．００高度相关㊀㊀为说明标准归一化相关系数法对波形分类的情况,选取y c h １与y c h ５井作为试验对象,提取沿井波形曲线,采用公式(２)和公式(３)分别计算两口井波形相似性.由于公式(２)是考虑目的层段整体波形特征,包含波形很多方面参数,其中部分波形参数并不反映砂岩,计算y c h １与y c h ５井波形相关系数为７９％(图７e ).分析两口井砂岩发育情况,其中y c h １井只钻遇②号５．５m 的砂岩,y c h ５井钻遇①号４．９m 和②号９．４m 的砂岩,两口井只有②号砂岩能匹配,下部厚层的①号砂岩y c h １没有钻遇,只有y c h ５钻遇,两口井S P 曲线的相关系数为４７％(图７f ).分别计算y c h １与y c h ５井偏移幅度㊁跨时㊁陡度相关系数分别为３７％㊁５５％㊁４９％(图７g ,图７h 和图７i ),利用公式(３)计算波形相关系数为４５％,与两口井S P 曲线相关系数接近,表明两口井波形样式并不相同,即选取的波形结构参数与公式(３)对研究区波形样式进行分类比较合适.３．３㊀波形精确分类利用新建框架模型对波形样式初步分类,其次根据波形结构参数对波形样式做进一步分类并确定典型波形样式,最后采用 人工干预＋机器学习 波形分类方式对波形样式进行精确分类,确定叠前波形指示反演中采用的波形样本数等关键参数.该分类方式简单概括为利用前期选取的确定性波形样本作为训练样本,利用学习向量量化(L V Q )有监督式神经网络分类算法对研究区样本井的波形样式进行筛选分类(图８). 人工干预 主要包括两方面工作:第一,将地层框架模型下的砂岩岩相特征进行归类,匹配分析不同岩相下砂岩的测井相与地震波形特征,确定研究区主要典型波形样式类别.第二,分别计算不同典型井之间S P 曲线的相关系数以及沿井旁道提取的波形曲线(B X )相关系数,比较两者的相关系数值,根据表２中相关系数值域范围,查看相关程度,如果相差较大,重新分析井岩相㊁测井相以及地震波形等特征,调整波形类别,直至相关程度较高,确定典型样本(x １,x ２, ,x m ). 机器学习 算法主要采用学习向量量化(L V Q )有监督式神经网络分类算法.根据选取的典型样本(x １,x ２, ,x m ),搜索需要分类的样本(y １,y ２, ,y n )并进行比较,以典型样本中一个样本x i (i ɪm )为例,利用 学习向量量化 算法找出与x i 最相近的样本y j (j ɪn )并将其归为同类,合弃不同类样本,初步得到波形样本类别,查看得到的波形样本类别并与研究区主要的典型沉积微相类别对比,如果差异较大,需要从选取的样本以及分类依据等方面进行修改,直到最终分选的样本类别与沉积微相类别相符合,得到研究区地震波形分类样本(z １,z ２, ,z p ).３．４㊀叠前波形指示反演流程对研究区利用调整的叠前波形指示反演,主要采用 层序框架约束＋波形分类＋地震驱动 的设计思路进行反演工作,将确定的时窗界限㊁波形分类数㊁样本数等关键参数作为约束条件加入 S M C M C 算法中,在地震波形驱动下,寻找相似波形对应的敏感弹性参数曲线中含有的砂岩信息,进行地震先验有限样点描述,最终得到高精度的叠前弹性参数反演成果,技术流程主要包括以下４个方面.１)根据首次湖泛面建立更为合理的层序格架和３１２１第６期张㊀星．基于首次湖泛面的叠前波形指示反演在深层湖底扇储层预测中的应用。
