CN102707315B - 利用无序度地震属性预测碳酸盐岩油气藏优质储层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种利用无序度地震属性预测碳酸盐岩油气藏优质储层的方法。所述方法包括：在地表激发人工震源，利用地表的仪器(检波器)获取地震记录，对地震资料进行处理，得到三维叠后地震数据，利用测井资料进行井震标定，确定目的层段，在目的层段进行地震数据层位解释，提取无序度地震属性，利用无序度地震属性指导储层预测。与常规地震属性储层预测方法相比，具有物理意义明确，预测结果可靠等特点。

Description

利用无序度地震属性预测碳酸盐岩油气藏优质储层的方法

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，特别是涉及一种利用无序度地震属性预测碳酸盐岩油气藏优质储层的方法。

背景技术

地震勘探是在地表激发人工震源，由震源所引起的震动以地震波的形式向地下传播，并在一定的条件下向上反射传回地表，然后由地表的仪器(检波器)记录反射回来的地震波，从而得到地震记录(也叫地震资料)。地震记录是经由地下介质而得到的，必然受到地下介质物理性质（如岩性、孔隙度、密度以及流体性质）的影响，这种影响继而被作为地下介质的综合信息保存在地震记录中，有针对性的对地震资料进行处理和解释便可以得到有用的地下信息，进而指导地质目标勘探。

地震属性是地震资料处理与解释的一个重要分支，是地震资料及其衍生资料的几何学、运动学、动力学及统计学特征的一种量度，通常是由叠前或者叠后地震数据经过各种数学变换得到的。地震属性最早出现于20世纪60年代末，以当时直接用于烃类检测的亮点技术为标志，随后，涌现出大量的属性定量提取方法，例如，70年代末到80年代末的复地震道分析、自相关分析、频谱分析等，90年代以后，又出现了以相干体、倾角、方位角等为代表的一批属性，它们在油气勘探与开发中发挥着越来越重要的作用。

碳酸盐油气藏通常具有控制因素复杂、规律性差、非均质性强等特点，其储层预测工作一直是地球物理勘探的一个难点。目前，尽管地震属性种类多样，但由于它们的物理意义和适用条件不明确，储层预测结果的可靠性难以评价，很少能够直接用于指导碳酸盐岩油气藏优质储层预测。

发明内容

碳酸盐岩储层质量通常与其孔洞缝发育程度和空间结构密切相关。当地震波传播到碳酸盐岩储层发育区时，由于该区孔缝洞结构相对发育，导致地震波反射、绕射作用复杂多样，并最终表现为地震数据体中的某种无序性。因此，定量描述地震响应的无序程度是进行碳酸盐岩储层识别和物性预测一条新途径。

本发明的目的是根据碳酸盐岩储层的上述特点，提出了一种快速、便捷的利用无序度地震属性预测碳酸盐岩油气藏优质储层的方法。

本发明实施例提供了一种利用无序度地震属性预测碳酸盐岩油气藏优质储层的方法，所述方法包括：

1）设计地震记录采集方式（也称定义观测系统），在地表激发人工震源，利用地表的仪器(检波器)获取地震记录（也称地震资料）；对地震资料进行处理，得到三维叠后地震数据；利用测井资料进行井震标定，确定目的层段；在目的层段进行地震数据层位解释。

步骤1：所述的三维叠后地震数据可以表示为

{D(i,x,n)|i_min<i<i_max,x_min<x<x_max,n_min<n<n_max},其中，i代表主测线方向的坐标，x代表联络测线方向的坐标，n代表时间轴方向的坐标。

步骤2：对于三维叠后地震数据D(i,x,n)的每一道地震数据求取复地震道，得到三维复地震道数据体Z(i,x,n)。

其中：所述的每一道地震数据是指：在D(i,x,n)中取i和x为定值i₀和x₀时，由D(i₀,x₀,n)所表示的一维数据。

所述的求取复地震道的方法是：对于一个一维数据x(n)，它的复地震道为c(n)=x(n)+j·y(n)，其中j为虚数单位，y(n)=IDFT[-j·(Z(k)-X(k))]，

$Z\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}X\left(k\right)& k=0\\ 2X\left(k\right)& k=\mathrm{1,2},...,\frac{N}{2}\\ 0& k=\frac{N}{2},...,N-1\end{array}-1,\right.$

X(k)=DFT[x(n)]，k=0,1,…,N-1

DFT[]代表正离散傅里叶变换算子，IDFT[]代表反离散傅里叶变换算子。

步骤3：将三维复地震道数据体Z(i,x,n)的每个数据点作为z₀，按迭代公式z_n+1=z_n-f(z_n)/f′(z_n),n=0,1,2…迭代30次，将最终迭代结果记为Z_iter(i,x,n)。

其中f(z_n)表达式为f(z_n)=z^m-ρ^m，其中m为整数，一般取m=12□18，ρ=max(D(i,x,n))/100。

步骤4：对Z_iter(i,x,n)的每个数据点求取幅角，记为A(i,x,n)。

其中，求取幅角的方法是：对于任意复数c=x+j·y，其中j为虚数单位，其幅角定义为a=arctan(y/x)。

步骤5：选取计算无序度滑动窗体，窗体大小为N_i×N_x×N_n，将该窗体在三维数据体A(i,x,n)上沿各个坐标轴方向逐点滑动，截取小数据体

$A_{\mathrm{sub}}(i,x,n)=\left\{A(i,x,n)\right||i-\frac{N_i}{2}<i<i+\frac{N_i}{2},x-\frac{N_x}{2}<x<x+\frac{N_x}{2},n-\frac{N_n}{2}<n<n+\frac{N_n}{2}\},$ 计算小数据体的无序度，并将计算结果作为小数据体中心点的无序度。当滑动窗体遍历整个三维数据体A(i,x,n)时，最终得到无序度地震属性体I(i,x,n)。

其中滑动窗体大小通常取为N_i=11，N_x=11，N_n=11。

其中小数据体A_sub(i,x,n)的无序度的计算方法为：

$I_{\mathrm{\&alpha;}}(P_0,P_1,...,P_{m-1})=\left\{\begin{array}{cc}{(2^{1-\mathrm{\&alpha;}}-1)}^{-1}[\underset{s=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P_s}^{\mathrm{\&alpha;}}-1]& ,\mathrm{\&alpha;}\&NotEqual;1\\ -\underset{s=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_s{\log }_2{P}_s& ,\mathrm{\&alpha;}=1\end{array}\right.$

其中

K(l)为在A_sub(i,x,n)中数值等于l的数据点的个数，并通常取α的值为α=1或α=2。

步骤6：在目的层段，利用解释好的地震层位开时窗，统计时窗内无序度地震属性体I(i,x,n)沿时间轴方向的累计求和值，得到平面储层预测图。

本发明的目的是根据碳酸盐岩储层的特点，提出了一种快速、便捷的利用无序度地震属性预测碳酸盐岩油气藏优质储层的方法。与常规地震属性储层预测方法相比，具有物理意义明确，预测结果可靠等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为利用无序度地震属性预测碳酸盐岩油气藏优质储层的方法的流程图；

图2为地震数据剖面及层位解释的示意图；

图3为幅角剖面的示意图；

图4为无序度地震属性剖面图；

图5为无序度地震属性平面图；

图6为瞬时相位属性平面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供一种利用无序度地震属性预测碳酸盐岩油气藏优质储层的方法，该方法包括：

步骤1：设计地震记录采集方式（也称定义观测系统），在地表激发人工震源，利用地表的仪器(检波器)获取地震记录（也称地震资料）；对地震资料进行处理，得到三维叠后地震数据；利用测井资料进行井震标定，确定目的层段；在目的层段进行地震数据层位解释(如图2)。

步骤1中的所述的三维叠后地震数据可以表示为：

{D(i,x,n)|i_min<i<i_max,x_min<x<x_max,n_min<n<n_max},其中，i代表主测线方向的坐标，x代表联络测线方向的坐标，n代表时间轴方向的坐标，图2给出了一张三维叠后地震数据的主测线剖面图。

步骤2：对于三维叠后地震数据D(i,x,n)的每一道地震数据求取复地震道，得到三维复地震道数据体Z(i,x,n)。

其中：所述的每一道地震数据是指：在D(i,x,n)中取i和x为定值i₀和x₀时，由D(i₀,x₀,n)所表示的一维数据。

所述的求取复地震道的方法是：对于一个一维数据x(n)，它的复地震道为c(n)=x(n)+j·y(n)，其中j为虚数单位，y(n)=IDFT[-j·(Z(k)-X(k))]，

$Z\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}X\left(k\right)& k=0\\ 2X\left(k\right)& k=\mathrm{1,2},...,\frac{N}{2}\\ 0& k=\frac{N}{2},...,N-1\end{array}-1\right.,$

X(k)=DFT[x(n)]，k=0,1,…,N-1

DFT[]代表正离散傅里叶变换算子，IDFT[]代表反离散傅里叶变换算子。

步骤3：将三维复地震道数据体Z(i,x,n)的每个数据点作为z₀，按迭代公式z_n+1=z_n-f(z_n)/f′(z_n),n=0,1,2…迭代30次，将最终迭代结果记为Z_iter(i,x,n)。

其中f(z_n)表达式为f(z_n)=z^m-ρ^m，其中m为整数，一般取m=12～18，ρ=max(D(i,x,n))/100。

步骤4：对Z_iter(i,x,n)的每个数据点求取幅角，记为A(i,x,n)，图3给出一张幅角剖面图。

其中，求取幅角的方法是：对于任意复数c=x+j·y，其中j为虚数单位，其幅角定义为a=arctan(y/x)。

步骤5：选取计算无序度滑动窗体，窗体大小为N_i×N_x×N_n，将该窗体在三维数据体A(i,x,n)上沿各个坐标轴方向逐点滑动，截取小数据体

$A_{\mathrm{sub}}(i,x,n)=\left\{A(i,x,n)\right||i-\frac{N_i}{2}<i<i+\frac{N_i}{2},x-\frac{N_x}{2}<x<x+\frac{N_x}{2},n-\frac{N_n}{2}<n<n+\frac{N_n}{2}\},$ 计算小数据体的无序度，并将计算结果作为小数据体中心点的无序度。当滑动窗体遍历整个三维数据体A(i,x,n)时，最终得到无序度地震属性体I(i,x,n)，图4给出了一张无序度地震属性剖面图。

其中滑动窗体大小通常取为N_i=11，N_x=11，N_n=11。

其中小数据体A_sub(i,x,n)的无序度的计算方法为：

$I_{\mathrm{\&alpha;}}(P_0,P_1,...,P_{m-1})=\left\{\begin{array}{cc}{(2^{1-\mathrm{\&alpha;}}-1)}^{-1}[\underset{s=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P_s}^{\mathrm{\&alpha;}}-1]& ,\mathrm{\&alpha;}\&NotEqual;1\\ -\underset{s=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_s{\log }_2{P}_s& ,\mathrm{\&alpha;}=1\end{array}\right.$

其中

K(l)为在A_sub(i,x,n)中数值等于l的数据点的个数，并通常取α的值为α=1或α=2。

步骤6：在目的层段，利用解释好的地震层位开时窗，统计时窗内无序度地震属性体I(i,x,n)沿时间轴方向的累计求和值，得到平面储层预测图，图5为无序度地震属性平面图。

本发明的目的是根据碳酸盐岩储层的特点，提出了一种快速、便捷的利用无序度地震属性预测碳酸盐岩油气藏优质储层的方法。与常规地震属性储层预测方法相比，具有物理意义明确，预测结果可靠等特点。例如，将本方法应用于某实际工区，该工区有三口探井，w1在目的层钻遇了生物礁储层，是一口高产气井，w2、w3为两口失力井，图5是利用无序度地震属性得到的生物礁优质储层预测平面图，预测结果与钻井结果和地质认识十分一致，图6为利用瞬时相位地震属性得到的储层预测平面图，由于该属性地质意义不明确，很难反应真是的地下地质情况，所以不能指导生物礁优质储层预测。对比图5和图6的预测结果，可以清楚的说明本发明在碳酸盐岩优质储层预测中的优势。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括上述全部或部分步骤，所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种利用无序度地震属性预测碳酸盐岩油气藏优质储层的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：在地表激发人工震源，利用检波器获取地震记录，对地震资料进行处理，得到三维叠后地震数据，利用测井资料进行井震标定，确定目的层段，在目的层段进行地震数据层位解释；

其中：所述的三维叠后地震数据表示为：

{D(i,x,n)|i_min<i<i_max,x_min<x<x_max,n_min<n<n_max}，其中，i代表主测线方向的坐标，x代表联络测线方向的坐标，n代表时间轴方向的坐标；

步骤2：对于三维叠后地震数据D(i,x,n)的每一道地震数据求取复地震道，得到三维复地震道数据体Z(i,x,n)；

其中：所述的每一道地震数据是指：在D(i,x,n)中取i和x为定值i₀和x₀时，由D(i₀,x₀,n)所表示的一维数据；

所述的求取复地震道的方法包括：对于一个一维数据x(n)，它的复地震道为c(n)=x(n)+j·y(n)，其中j为虚数单位，y(n)=IDFT[-j·(Z(k)-X(k))]，

$Z\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}X\left(k\right)& k=0\\ 2X\left(k\right)& k=\mathrm{1,2},...,\frac{N}{2}\\ 0& k=\frac{N}{2},...,N-1\end{array}-1,\right.$

X(k)=DFT[x(n)]，k=0,1,…,N-1

DFT[]代表正离散傅里叶变换算子，IDFT[]代表反离散傅里叶变换算子；

步骤3：将三维复地震道数据体Z(i,x,n)的每个数据点作为z₀，按迭代公式z_n+1=z_n-f(z_n)/f′(z_n),n=0,1,2…迭代30次，将最终迭代结果记为Z_iter(i,x,n)；

其中，f(z_n)表达式为f(z_n)=z^m-ρ^m，其中m为整数，一般取m=12、13、…、18，ρ=max(D(i,x,n))/100；

步骤4：对Z_iter(i,x,n)的每个数据点求取幅角，记为A(i,x,n)；

其中，求取幅角的方法包括：对于任意复数c=x+j·y，其中j为虚数单位，其幅角定义为a=arctan(y/x)；

步骤5：选取计算无序度滑动窗体，窗体大小为N_i×N_x×N_n，将该窗体在三维数据体A(i,x,n)上沿各个坐标轴方向逐点滑动，截取小数据体

$A_{\mathrm{sub}}(i,x,n)=\left\{A(i,x,n)\right||i-\frac{N_i}{2}<i<i+\frac{N_i}{2},x-\frac{N_x}{2}<x<x+\frac{N_x}{2},n-\frac{N_n}{2}<n<n+\frac{N_n}{2}\},$ 计算小数据体的无序度，并将计算结果作为小数据体中心点的无序度，当滑动窗体遍历整个三维数据体A(i,x,n)时，最终得到无序度地震属性体I(i,x,n)；

其中，滑动窗体大小通常取为N_i=11，N_x=11，N_n=11；

其中，小数据体A_sub(i,x,n)的无序度的计算方法为：

$I_{\mathrm{\&alpha;}}(P_0,P_1,...,P_{m-1})=\left\{\begin{array}{cc}{(2^{1-\mathrm{\&alpha;}}-1)}^{-1}[\underset{s=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P_s}^{\mathrm{\&alpha;}}-1]& ,\mathrm{\&alpha;}\&NotEqual;1\\ -\underset{s=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_s{\log }_2{P}_s& ,\mathrm{\&alpha;}=1\end{array}\right.$

其中

K(l)为在A_sub(i,x,n)中数值等于l的数据点的个数，并通常取α的值为α=1或α=2；

步骤6：在目的层段，利用解释好的地震层位开时窗，统计时窗内无序度地震属性体I(i,x,n)沿时间轴方向的累计求和值，得到平面储层预测图。

Images