CN101126815A - 一种利用地震岩性因子和岩性阻抗进行油气检测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油地球物理勘探技术，是一种利用地震岩性因子和岩性阻抗进行油气检测的方法。步骤是首先利用岩性阻抗曲线计算岩性阻抗变化率，与地震子波褶积，得到合成岩性因子记录；然后把合成岩性因子记录与井旁岩性因子道进行标定；接着由测井岩性阻抗建立初始的岩性阻抗模型；最后由地震子波、初始模型实现岩性因子到岩性阻抗的基于模型的迭代反演。本发明降低了解释的多解性，对于三类AVO响应，岩性因子的振幅值都较高，相应的岩性阻抗都表现为低值。

Description

一种利用地震岩性因子和岩性阻抗进行油气检测的方法

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探技术，是一种利用地震岩性因子和岩性阻抗进行油气检测的方法。

背景技术

以往的地震勘探是利用地震资料进行构造解释，通过构造圈闭来寻找油气藏。随着勘探程度的增加，地震勘探的技术中心已从单一地寻找地质构造油气藏转移到寻找岩性油气藏，发现岩性圈闭油气藏所占的比重正在逐年增加。常规的地震岩性识别方法主要依赖波阻抗，其本身存在难以克服的多解性，因此寻找一种有效的岩性识别技术对于解决岩性油气藏的岩性、流体识别，提高勘探成功率有显著的现实意义。

用于地震勘探的信号主要是纵波和横波，它们是对地下岩石波阻抗差异的反映，波阻抗是速度和密度的乘积。也就是说，根据地震资料进行储层描述只能利用纵、横波速度和密度，而不能像测井资料有各种不同岩石物理性质的测井曲线可利用。由岩石物理分析知：纵波、横波速度和密度中的任何一个都不能唯一地确定岩性，每一种参数进行岩性解释时都具有多解性，这种多解性与波阻抗反演技术的多解性不一样，是不能通过算法来克服的。

当前利用地震资料进行岩性识别主要是叠后纵波资料，反演方法有两种：一是波阻抗反演方法(Lindseth，1979)，利用波阻抗进行岩性解释；二是属性反演方法(Hampson等，2001)，由纵波资料提取属性参数，把属性与测井资料如Gr联系起来，运用神经网络的方法直接进行岩性反演。波阻抗反演方法物理意义明确，但如前所述具有解释多解性。神经网络方法直接简单，但物理意义不明确，属性与岩性之间的关系难以表达，以至人们对远离井的反演结果持怀疑态度。

叠前振幅随偏移据变化(AVO)属性也可以进行岩性识别(Hilterman，2001)，但AVO特征的多解性以及定性的分析方法，前景并不好。最近发展起来的弹性波阻抗技术，通过研究不同入射角的弹性波阻抗与测井曲线Gr之间的交汇图，确定最佳相关的入射角，该角度对应的弹性波阻抗就可以反映岩性，这种方法的关键是入射角如何选择，不同的地区规律可能不一样，有时甚至超过地震采集所达到的最大角度。

发明内容

本发明提出一种综合利用多种岩石物理参数、降低常规岩性识别多解性的利用地震岩性因子和岩性阻抗进行油气检测的方法。

本发明通过以下技术方案实施，步骤如下：

1)通过常规测井取得纵、横波测井数据，从得到岩性阻抗曲线；

2)利用以下公式，通过线性拟合的方法直接从地震资料中提取岩性因子剖面ΔL/L，

$R\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{1}{2}{f}_1\left(\mathrm{\θ}\right)\frac{{\mathrm{\ΔI}}_p}{I_p}+\frac{1}{2}{f}_2\left(\mathrm{\θ}\right)\frac{\mathrm{\ΔL}}{L}$

式中R(θ)是叠前CDP角道集记录，f₁(θ)，f₂(θ)是角度θ的函数，I_p和ΔI_p是纵波阻抗及其变化量，L和ΔL是岩性阻抗及其变化量；

3)利用由测井转换得到的岩性阻抗曲线计算岩性阻抗变化率R_l(t)，再把它与地震子波w(t)褶积，得到合成岩性因子记录d(t)，即d(t)＝R_l(t)*w(t)，岩性阻抗变化率R_l(t)＝Δln(L(t))；

4)对照步骤3由井合成的岩性因子记录与步骤2从地震资料中提取的岩性因子记录的井旁道剖面，将区块内的地质标志层位映射到地震岩性因子道上；

5)采用距离加权的插值方法由测井岩性阻抗曲线建立初始的岩性阻抗模型；

6)利用地震子波、初始模型就实现岩性因子到岩性阻抗的基于模型的迭代反演，得到最终的岩性阻抗剖面，进行岩性识别和流体分布的横向追踪。

本发明还通过以下技术方案实施，步骤如下：

步骤1)所述的岩性阻抗曲线，对已有纵、横波的测井数据，岩性阻抗曲线可直接得到；

步骤1)所述的岩性阻抗曲线，对没有横波测井数据，利用岩石物理介质模型和Gassmann方程构建拟横波数据再进行岩性阻抗曲线转换；

步骤1)所述的岩性阻抗曲线，对没有横波测井数据，根据测井自然伽马曲线(Gr)和已知岩性阻抗建立的经验公式转换成岩性阻抗曲线；

本发明降低了解释的多解性，对于三类AVO响应，岩性因子的振幅值都较高，相应的岩性阻抗都表现为低值。岩性阻抗反演技术是单一参数的反演方法，不像常规的AVO叠前弹性参数反演，需要同时反演纵波和横波阻抗剖面，利用纵、横波阻抗进行岩性解释，避免了误差的传递效应，得到精度较高的反演结果。岩性因子剖面还可以直接指示岩性，岩性阻抗剖面可以进行储层的厚度解释和物性参数的定量描述。

附图说明

图1是本发明岩性阻抗反演技术流程图；

本发明从地震、测井资料出发，根据测井资料估算岩性阻抗曲线，由岩性阻抗曲线与地震子波褶积制作岩性阻抗合成记录，与井旁道岩性因子剖面标定；利用新的目标函数建立基于模型的岩性阻抗反演方法。

图2是本发明某井目的层段的岩性阻抗与测井岩性曲线(Gr)的交会图；

图中可见相关性很好，相关系数达到85％，含气砂岩、干砂岩和泥岩之间可以互相区分开来，储层含气时岩性阻抗最低。利用本发明可以很好地识别出岩性。

图3是从动校正后的CDP道集上提取的岩性因子剖面；

剖面上有四口井，其中只有位于构造较低部位的乌参1井是一高产气井，其它三口皆为干井，可以看出乌参1井对应于岩性因子高值，而干井对应于岩性因子低值。

图4是由岩性因子反演得到的岩性阻抗剖面；

气层的岩性阻抗值表现为低值(红色和黄色条带)，向依拉2井逐渐过渡为高值，至依拉2井气层消失(绿色背景)。此外，在乌参1井的东边和依拉2井的西边各自发育了横向范围较窄(约为2km)的砂体。可见岩性阻抗剖面降低了声波阻抗剖面解释气层的多解性，提高了横向追踪精度。

具体实施方案

岩性阻抗反演技术的核心有两方面：一是根据岩石物理参数提取反映岩性特征的岩性阻抗曲线；二是根据地震资料提取反映地下岩性变化的岩性因子剖面；然后利用岩性因子剖面进行岩性阻抗反演，由岩性阻抗剖面直接进行岩性识别，进一步地进行流体分布预测。

岩性阻抗曲线是岩石的纵、横波速度比的函数，它可从测井资料中的纵、横波测井曲线中提取。岩性因子剖面利用本发明重新组合的AVO公式，AVO是英文Amplitude Versus Offset的缩写，通过线性拟合的方法直接从地震资料中提取。

岩性阻抗反演技术首先利用岩性阻抗曲线计算岩性阻抗变化率，与地震子波褶积，得到合成岩性因子记录；然后把合成岩性因子记录与井旁岩性因子道进行标定；接着由测井岩性阻抗建立初始的岩性阻抗模型；最后由地震子波、初始模型实现岩性因子到岩性阻抗的基于模型的迭代反演。具体实施步骤如下：

1)从测井资料中的纵、横波测井曲线中提取岩性阻抗曲线，岩性阻抗是岩石的纵、横波速度的函数，由本发明定义。对有纵、横波的测井资料，岩性阻抗可直接转换得到。如没有横波测井数据，可利用岩石物理介质模型和Gassmann方程构建出拟横波数据再进行转换(Hilterman，2001)，也可根据图2的经验公式直接由Gr测井数据转换成岩性阻抗曲线；

2)利用本发明重新组合的AVO公式，通过线性拟合的方法直接从地震资料中提取岩性因子剖面。组合的AVO公式是

$R\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{1}{2}{f}_1\left(\mathrm{\θ}\right)\frac{{\mathrm{\ΔI}}_p}{I_p}+\frac{1}{2}{f}_2\left(\mathrm{\θ}\right)\frac{\mathrm{\ΔL}}{L}$

式中f₁(θ)，f₂(θ)是角度θ的函数，I_p和ΔI_p是纵波阻抗及其变化量，L和ΔL是岩性阻抗及其变化量；

3)利用岩性阻抗曲线计算岩性阻抗变化率R_l(t)，再把它与地震子波褶积w(t)，得到合成岩性因子记录d(t)，即

d(t)＝R_l(t)*w(t)。

岩性阻抗变化率R_l(t)＝Δln(L(t))；

4)合成的岩性因子记录(步骤3)与提取的井旁岩性因子道(步骤2)进行对比标定，建立测井的小层与地震层位之间的关系；

5)由测井岩性阻抗曲线建立初始的岩性阻抗模型，它采用距离加权的插值方法；

6)利用地震子波、初始模型就实现岩性因子到岩性阻抗的基于模型的迭代反演，得到最终的岩性阻抗剖面，进行岩性识别和流体分布的横向追踪。

Claims (4)

1.一种利用地震岩性因子和岩性阻抗进行油气检测的方法，其特征在于具体实施步骤如下：

1)通过常规测井取得纵、横波测井数据，从得到岩性阻抗曲线；

2)利用以下公式，通过线性拟合的方法直接从地震资料中提取岩性因子剖面ΔL/L，

$R\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{1}{2}{f}_1\left(\mathrm{\θ}\right)\frac{\mathrm{\Δ}{I}_p}{I_p}+\frac{1}{2}{f}_2\left(\mathrm{\θ}\right)\frac{\mathrm{\ΔL}}{L}$

式中R(θ)是叠前CDP角道集记录，f₁(θ)，f₂(θ)是角度θ的函数，I_p和ΔI_p是纵波阻抗及其变化量，L和ΔL是岩性阻抗及其变化量；

3)利用由测井转换得到的岩性阻抗曲线计算岩性阻抗变化率R_l(t)，再把它与地震子波w(t)褶积，得到合成岩性因子记录d(t)，即d(t)＝R_l(t)*w(t)，岩性阻抗变化率R_l(t)＝Δln(L(t))；

4)对照步骤3由井合成的岩性因子记录与步骤2从地震资料中提取的岩性因子记录的井旁道剖面，将区块内的地质标志层位映射到地震岩性因子道上；

5)采用距离加权的插值方法由测井岩性阻抗曲线建立初始的岩性阻抗模型；

6)利用地震子波、初始模型就实现岩性因子到岩性阻抗的基于模型的迭代反演，得到最终的岩性阻抗剖面，进行岩性识别和流体分布的横向追踪。

2.根据权利要求1所述的一种利用地震岩性因子和岩性阻抗进行油气检测的方法，其特征在于，步骤1)所述的岩性阻抗曲线，对已有纵、横波的测井数据，岩性阻抗曲线可直接得到。

3.根据权利要求1所述的一种利用地震岩性因子和岩性阻抗进行油气检测的方法，其特征在于，步骤1)所述的岩性阻抗曲线，对没有横波测井数据，利用岩石物理介质模型和Gassmann方程构建拟横波数据再进行岩性阻抗曲线转换。

4.根据权利要求1所述的一种利用地震岩性因子和岩性阻抗进行油气检测的方法，其特征在于，步骤1)所述的岩性阻抗曲线，对没有横波测井数据，根据测井自然伽马曲线(Gr)和已知岩性阻抗建立的经验公式转换成岩性阻抗曲线。

Images