CN101551466B - 一种利用与偏移距有关的地震属性提高油气储层预测精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油物探处理技术，是利用与偏移距有关的地震属性提高油气储层预测精度的方法，具体步骤包括：利用CMP/CRP道集转换到角度域中，得到角度道集，进行部分角度叠加，形成角度叠加剖面再标定到实际地震记录反射系数的尺度上，在不同角度叠加剖面提取与偏移距相关的AVO属性RE；利用提取的与偏移距有关的新属性上圈定油气异常边界。本发明仅对不同角度叠加剖面进行道运算，显著提高了基于AVO技术的属性提取方法的效率。另外，这种实现过程通过部分角度叠加压制随机噪音，避免了由于NMO校正拉伸使得参与叠前反演的远偏移距数据太少造成的AVO属性反演结果的不确定性。

Description

一种利用与偏移距有关的地震属性提高油气储层预测精度的方法

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探地震资料处理技术，是一种精细刻画油气异常边界的利用与偏移距有关的地震属性提高油气储层预测精度的方法。

背景技术

地震勘探是通过人工激发地震波，在地表或地下用单分量或多分量传感器记录地震波的地层响应，研究它们在地层中的传播规律，通过地震数据处理及反演等方法以查明地下的地质构造岩性特征，进而寻找油气等矿产资源的地球物理勘探方法。

地震勘探的最终目的就是综合利用地震波的运动学和动力学特征来尽可能的获取地层全面的信息以及与油气藏的构造部位有关的岩性信息。因此，从地震资料中提取介质的弹性参数，并将这些参数与岩性和流体成分联系起来，对于油气储层预测至关重要。目前，利用叠前地震振幅信息估算岩石弹性参量的振幅随偏移距变化(Amplitude versus Offset，简称AVO)技术在储层参数估计方面扮演着重要作用，其基本原理是从地震资料中提取振幅，并利用Zoeppritz方程的近似式将振幅随偏移距的变化与岩石物性联系起来，进而得到AVO属性或弹性参数。首先，由于常规AVO反演是在叠前资料上求解超定方程组来提取弹性参数(AVO属性)，它要求输入数据为仅包含具有较高的信噪比的一次反射波，而且还要求地震子波是恒定不变的，这就对叠前资料处理技术提出了更高的要求。其次，常规AVO分析是用不同的角度项反射系数近似公式与实际地震记录进行曲线拟合来得到AVO属性，一方面，同时估计多个属性对噪音非常敏感，另一方面由于反射系数近似公式本身是弱反差、小角度情形的近似，对于有限偏移距的资料，完全可靠的获取多个参量是不太可能的，特别是当资料的信噪比较低时，反演的高阶项属性将会完全扭曲真正的岩性信息所反映的事实。针对这些问题，Wang(1999)在给出了高精度反射系数近似公式的同时，讨论了利用非线性同时反演纵横波速度、速度比等岩性参数的可能性，由于该过程是通过非线性迭代来实现的，易受初值的影响，而且不能提供密度的估计。Larsen(1999)利用多分量AVO联合反演来降低反演结果的不确定性，但是联合反演是以精细的层位标定为前提的，如果层位标定不好，反演结果就失去了其可靠性和意义。另外，国内外许多公司试图利用神经网络、遗传算法、模拟退火等全局优化算法进行三参量AVO反演，这种全局寻优的方式尽管能够给出理论上的最优估计，但往往不能给出满足地球物理问题的合理估计，特别是在先验约束信息很少时更是如此。

发明内容

本发明目的在于利用常规纵波地震资料的部分角度叠加剖面直接提取与偏移距有关的地震属性(AVO属性)，并利用这种属性刻画油气异常边界进而提高油气检测精度的方法。

本发明通过以下技术方案实现，具体步骤包括：

1)激发并记录地震波，按常规地震资料处理流程对记录到的纵波数据进行相对振幅保持的高保真处理；

2)利用下式将步骤(1)中的CMP/CRP道集转换到角度域中，得到角度道集， $\tan \mathrm{\θ}=\frac{x}{{\mathrm{Vt}}_0}---\left(1\right)$

其中，θ为角度道的入射角，x为炮检距，V为均方根速度，t₀为零偏移距旅行时；

3)按照常规叠前弹性反演流程对步骤(2)中的叠前角度道集进行部分角度叠加，形成不同角度范围的角度叠加剖面；

4)分别将步骤(3)中形成的不同角度叠加剖面的振幅标定到实际地震记录反射系数的尺度上；

5)经步骤(4)标定的不同角度的叠加剖面上，利用下式在不同角度叠加剖面提取与偏移距相关的AVO属性RE；

$\mathrm{RE}=\frac{2R}{1-R}---\left(2\right)$

其中，R为经步骤(4)标定的地震记录上每个样点上振幅值；

6)利用步骤(5)提取的与偏移距有关的新属性上圈定油气异常边界。

步骤1)所述的处理是形成可直接用于振幅随偏移距变化(AVO)分析的正常时差校正(NMO)后的共中心点(CMP)道集，或在高保真处理的基础上进行叠前时间偏移处理，形成用于AVO分析的共反射点道集(CRP)。

步骤4)所述的标定是利用测井曲线计算反射系数对实际地震数据进行标定；

所述的标定是通过统计反射振幅的概率分布特性，然后利用振幅的最大值进行标定；

在经步骤4)标定的不同角度的叠加剖面上，分别对每一个角度叠加剖面逐道、逐样点计算属性 $\mathrm{RE}=\frac{2R}{1-R}.$

步骤(6)圈定油气异常边界是指：提取的与偏移距变化的属性RE确定孔隙中的流体异常和地层岩性的变化，当反射界面两侧地层性质没有变化时，RE属性接近于零，当下伏地层中的水被气替换或岩性变为高孔隙砂岩时，RE属性为负值，而且值越负，含气饱和度越大，当下伏地层含水或岩性变为致密泥岩时，RE属性为正值，而且值越大，水的富集程度越高；RE属性在不同角度叠加剖面的响应也不尽相同，随着角度叠加剖面中心角的增大(远偏移距)，这种变化越明显。

本发明实现过程仅需要对不同角度叠加剖面进行道运算，不需要对叠前数据求解大规模的超定方程组，从而显著提高了基于AVO技术的属性提取方法的效率。另外，这种实现过程通过部分角度叠加压制随机噪音，不仅考虑了地震子波的空间变化特征，而且避免了由于NMO校正拉伸使得参与叠前反演的远偏移距数据太少造成的AVO属性反演结果的不确定性。

由于RE属性反映了地层性质综合响应的变化，是一个无量纲的相对量，因此，只需要将实际地震振幅标定到反射系数的量级上，而不需要保证每个样点上的反射振幅能准确代表实际地层的反射系数，这一过程可以利用地震记录振幅统计特性或测井资料来实现。另外，本发明的实现不需要测井资料的标定及低频分量约束，也不需要常规AVO属性提取中的其它约束信息。

本发明提取的新属性综合反映了地下介质及孔隙流体的纵向变化及横向展布特征，甚至也反映了地下裂隙及发育程度对反射振幅的影响。

本发明具有普遍适用性，可以适用于纵波、横波及转换波等多种类型的地震波场属性提取及油气异常预测。

附图说明

10～20°和20～30°的截距和梯度剖面

图1是用常规叠前AVO反演提取的10～20°截距、梯度剖面图；

图2是用常规叠前AVO反演提取的20～30°截距、梯度剖面图；

图3是本发明提取的10～20°新属性剖面图；

图4是本发明提取的20～30°新属性剖面图。

具体实施方式

本发明提供的与偏移距有关的AVO属性提取及分析技术，其具体实施方式为：

本发明通过以下技术方案实现，具体步骤包括：

1)激发并记录地震波，按常规地震资料处理流程对记录到的纵波数据进行相对振幅保持的高保真处理；

2)利用下式将步骤(1)中的CMP/CRP道集转换到角度域中，得到角度道集， $\tan \mathrm{\θ}=\frac{x}{{\mathrm{Vt}}_0}---\left(1\right)$

其中，θ为角度道的入射角，x为炮检距，V为均方根速度，t₀为零偏移距旅行时；

3)按照常规叠前弹性反演流程对步骤(2)中的叠前角度道集进行部分角度叠加，形成不同角度范围的角度叠加剖面；

4)分别将步骤(3)中形成的不同角度叠加剖面的振幅标定到实际地震记录反射系数的尺度上；

5)经步骤(4)标定的不同角度的叠加剖面上，利用下式在不同角度叠加剖面提取与偏移距相关的AVO属性RE；

$\mathrm{RE}=\frac{2R}{1-R}---\left(2\right)$

其中，R为经步骤(4)标定的地震记录上每个样点上振幅值；

6)利用步骤(5)提取的与偏移距有关的新属性上圈定油气异常边界。

步骤1)所述的处理是形成可直接用于振幅随偏移距变化(AVO)分析的正常时差校正(NMO)后的共中心点(CMP)道集，或在高保真处理的基础上进行叠前时间偏移处理，形成用于AVO分析的共反射点道集(CRP)。

步骤4)所述的标定是利用测井曲线计算反射系数对实际地震数据进行标定；

所述的标定是通过统计反射振幅的概率分布特性，然后利用振幅的最大值进行标定；

在经步骤4)标定的不同角度的叠加剖面上，分别对每一个角度叠加剖面逐道、逐样点计算属性 $\mathrm{RE}=\frac{2R}{1-R}.$

步骤(6)圈定油气异常边界是指：提取的与偏移距变化的属性RE确定孔隙中的流体异常和地层岩性的变化，当反射界面两侧地层性质没有变化时，RE属性接近于零，当下伏地层中的水被气替换或岩性变为高孔隙砂岩时，RE属性为负值，而且值越负，含气饱和度越大，当下伏地层含水或岩性变为致密泥岩时，RE属性为正值，而且值越大，水的富集程度越高；RE属性在不同角度叠加剖面的响应也不尽相同，随着角度叠加剖面中心角的增大(远偏移距)，这种变化越明显。

本发明实例为：

对野外采集的纵波数据进行预处理和NMO校正，形成CMP道集。

对步骤(1)中的数据进行角道集变换，角度范围为0～30°。

对(2)中的角道集进行部分角度叠加，形成了10～20°及20～30°的两个角度叠加剖面。

分别对步骤(3)中的两个角度叠加剖面进行振幅统计，得到角度叠加剖面的振幅最大值。

利用步骤(4)中得到的振幅最大值的1.5倍分别对角度叠加剖面的振幅进行标定。

利用公式(3)分别计算不同角度叠加剖面的属性RE。

图1和图2为通过常规叠前AVO反演得到10～20°和20～30°的截距和梯度剖面，图3和图4为10～20°和20～30°的RE，与图1和图2相比，RE属性对异常的刻画能力很强，而且随着偏移距的增大区分能力更加明显(图4)，另外，新属性RE也压制了由于噪音引起的假异常，使得剖面非常清晰。

Claims (4)

1.一种利用与偏移距有关的地震属性提高油气储层预测精度的方法，其特征在于：具体步骤包括：

1)激发并记录地震波，按常规地震资料处理流程对记录到的纵波数据进行相对振幅保持的高保真处理；

所述的处理是形成可直接用于振幅随偏移距变化AVO分析的正常时差校正NMO后的共中心点CMP道集，或在高保真处理的基础上进行叠前时间偏移处理，形成用于AVO分析的共反射点道集CRP；

2)利用下式将步骤1)中的CMP/CRP道集转换到角度域中，得到角度道集， 

其中，θ为角度道的入射角，x为炮检距，V为均方根速度，t₀为零偏移距旅行时；

3)按照常规叠前弹性反演流程对步骤2)中的叠前角度道集进行部分角度叠加，形成不同角度范围的角度叠加剖面；

4)分别将步骤3)中形成的不同角度叠加剖面的振幅标定到实际地震记录反射系数的尺度上；

5)经步骤4)标定的不同角度的叠加剖面上，利用下式在不同角度叠加剖面提取与偏移距相关的AVO属性RE；

其中，R为经步骤4)标定的地震记录上每个样点上振幅值；

6)利用步骤5)提取的与偏移距有关的新属性上圈定油气异常边界，

圈定油气异常边界是：提取的与偏移距变化的属性RE确定孔隙中的流体异常和地层岩性的变化，当反射界面两侧地层性质没有变化时，RE 属性接近于零，当下伏地层中的水被气替换或岩性变为高孔隙砂岩时，RE属性为负值，而且值越负，含气饱和度越大，当下伏地层含水或岩性变为致密泥岩时，RE属性为正值，而且值越大，水的富集程度越高；RE属性在不同角度叠加剖面的响应也不尽相同，随着角度叠加剖面中心角的增大，这种变化越明显。

2.根据权利要求1所述的一种利用与偏移距有关的地震属性提高油气储层预测精度的方法，其特征在于：步骤4)所述的标定是利用测井曲线计算反射系数对实际地震数据进行标定。

3.根据权利要求1所述的一种利用与偏移距有关的地震属性提高油气储层预测精度的方法，其特征在于：步骤4)所述的标定是通过统计反射振幅的概率分布特性，然后利用振幅的最大值进行标定。

4.根据权利要求1所述的一种利用与偏移距有关的地震属性提高油气储层预测精度的方法，其特征在于：在经步骤4)标定的不同角度的叠加剖面上，分别对每一个角度叠加剖面逐道、逐样点计算属性 

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