CN102749645B

CN102749645B - 一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的方法及装置

Info

Publication number: CN102749645B
Application number: CN201210067581.1A
Authority: CN
Inventors: 曹宏; 杨志芳; 晏信飞; 巴晶
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: CN102749645A

Abstract

本发明实施例提供一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的方法及装置，所述进行储层烃类检测的方法包括：对地震数据进行保幅处理以提取角道集数据，然后选择入射角θ，通过叠前反演方法求取纵波速度V_p、横波速度V_s、密度ρ；利用公式及公式μ＝ρV_s ²计算角度阻抗梯度G_(θ)；根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断以进行储层烃类检测。本发明实施例通过叠前地震数据反演方法得到角度阻抗梯度参数，通过该角度阻抗梯度参数判别地下储层的含油气性，并有效降低了油气层识别的多解性。

Description

一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的方法及装置

技术领域

本发明涉及地球物理技术领域，尤其涉及一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的方法及装置。

背景技术

烃类检测是指用地球物理方法判别地下储层的含油气性，是地球物理勘探的前沿领域。目前使用的方法主要包括：基于振幅随炮检距变化(AVO)的地震属性解释、弹性参数反演与解释、地震衰减方法等。

振幅随炮检距变化(AVO)技术用于烃类检测由Ostrander(1984)提出，主要通过不同炮检距地震反射振幅数据的截距(P)和梯度(G)属性及其不同组合方式来判别储层是否含气。不同气藏由于岩性组合、含气性差异可形成不同类型AVO响应，并且对亮点型强振幅气藏具有较好的识别效果。

20世纪90年代中期开始，通过不同入射角(或炮检距)叠前地震数据反演岩石弹性参数，并使用不同参数(或参数组合)的联合解释判别储层含油气性。现有技术在烃类检测因子方面开展了卓有成效的研究，其方法核心是利用纵波信息(纵波速度、纵波阻抗和体积模量等)对储层流体特征较敏感，而横波信息(横波速度、横波阻抗和剪切模量等)对流体不敏感的基本原理。与此同时，地震岩石物理技术的快速发展对储层含油气后岩石的弹性参数变化有了更深入的认识，并快速推动地震烃类检测技术向定量化发展。

地震衰减技术探测储层含油气性的原理是储层含油气后可能导致的地震反射能量衰减，通过不同频率地震反射能量的变化间接判别含油气性。

烃类检测技术目前面临的主要问题有两点：一是定量化解释问题，二是多解性为题。AVO技术曾经是地震烃类检测的主要方法，但由于其长期局限于定性到半定量解释，并且由于岩性变化也可以导致明显的AVO现象，与油气引起的AVO响应难以区分，导致AVO技术在解决实际勘探问题时效果不佳。直至BP石油公司的Connolly(1999)提出弹性阻抗技术(Elastic Impedance)，AVO技术定量化看到新的希望。但弹性阻抗技术在实际应用中也遇到了明显的多解性难题，特别是在较小入射角情况下，油气层的弹性阻抗值介于不同围岩之间而难以区分。地震衰减技术目前面临的主要问题是地震频段的能量衰减机制尚存在争议，衰减量与含气性之间的关系还不太清楚，对于高孔隙储层较大的衰减量经常是水层的响应。目前比较有发展前途，并且在工业生产中能发挥更大作用的是流体检测因子技术，尤其是与地震岩石物理研究相结合的综合解释方法。但判别储层中含油气性的差别或油气富集程度依然是有待攻克的技术难题。

发明内容

本发明实施例提供一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的方法及装置，以判别地下储层的含油气性，并有效降低油气层识别的多解性。

一方面，本发明实施例提供了一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的方法，所述方法包括：

对地震数据进行保幅处理以提取角道集数据，然后选择入射角θ，通过叠前反演方法求取纵波速度V_p、横波速度V_s、密度ρ；

利用公式

G_{(θ)} = 4 \frac{V_{s}^{2}}{V_{p}^{2}} \sin^{2} θ \ln μ - \tan^{2} θ \ln V_{p}

及公式μ＝ρV_s ²计算角度阻抗梯度G_(θ)；

根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断以进行储层烃类检测。

可选的，在本发明一实施例中，当所述入射角θ小于30度时，所述角度阻抗梯度G_(θ)公式可以近似表示为：

G_{(θ)} \approx (4 \frac{V_{s}^{2}}{V_{p}^{2}} \ln μ - 1.233 \ln V_{p}) \sin^{2} θ .

可选的，在本发明一实施例中，所述根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断，可以包括：利用油气层与围岩的角度阻抗梯度界限阈值，根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断。

另一方面，本发明实施例提供了一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的装置，所述装置包括：

数据获取单元，用于对地震数据进行保幅处理以提取角道集数据，然后选择入射角θ，通过叠前反演方法求取纵波速度V_p、横波速度V_s、密度ρ；

角度阻抗梯度计算单元，用于利用公式

G_{(θ)} = 4 \frac{V_{s}^{2}}{V_{p}^{2}} \sin^{2} θ \ln μ - \tan^{2} θ \ln V_{p}

及公式μ＝ρV_s ²计算角度阻抗梯度G_(θ)；

烃类检测单元，用于根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断以进行储层烃类检测。

G_{(θ)} \approx (4 \frac{V_{s}^{2}}{V_{p}^{2}} \ln μ - 1.233 \ln V_{p}) \sin^{2} θ .

可选的，在本发明一实施例中，所述烃类检测单元，进一步用于利用油气层与围岩的角度阻抗梯度界限阈值，根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断。

上述技术方案具有如下有益效果：通过叠前地震数据反演方法得到角度阻抗梯度参数，通过该角度阻抗梯度参数判别地下储层的含油气性，并有效降低了油气层识别的多解性。

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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的方法流程图；

图2为本发明实施例一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的装置结构示意图；

图3为本发明应用实例由地震数据处理后抽取的角道集数据示意图；

图4为本发明应用实例基于角道集数据，通过叠前反演方法获得的纵波速度V_p、横波速度V_s、和密度ρ的剖面示意图；

图5为本发明应用实例根据角度阻抗梯度公式计算得到的油气层地震检测剖面示意图；

图6为本发明应用实例根据角度阻抗梯度方法对测井资料进行含油气层解释结果示意图。

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。

本发明实施例主要核心是在AVO理论基础上提出一种角度阻抗梯度参数，并定义为：

G_{(θ)} = 4 \frac{V_{s}^{2}}{V_{p}^{2}} \sin^{2} θ \ln μ - \tan^{2} θ \ln V_{p}

式中，V_s是横波速度、V_p是纵波速度、μ是剪切模量、θ是入射角。

其中剪切模量μ可以表示为：μ＝ρV_s ²，ρ是岩石的密度。

其基本原理是：

不同入射角地震数据可以看作是垂直入射时的声阻抗(AI)与其梯度(G)的乘积构成的参数序列所计算的反射系数与地震子波的褶积。

即S(t，θ)＝R(t，θ)*w(t，θ)

其中某一旅行时(Travel Time)的界面反射系数

式中S(t，θ)为不同入射角的时间域地震反射数据，AI是声阻抗，w(t，θ)是对应入射角的地震子波，R(t，θ)是反射系数序列，t是旅行时，i是层标号。

其中声阻抗AI可以表示为：AI＝ρVp

角度阻抗梯度公式

G_{(θ)} = 4 \frac{V_{s}^{2}}{V_{p}^{2}} \sin^{2} θ \ln μ - \tan^{2} θ \ln V_{p}

中，μ是岩石的剪切模量，与储层流体无关，不受含油气影响；V_s是横波速度，几乎不受储层流体和含气性影响；V_p是纵波速度，是储层流体的敏感参数，当储层含油气时纵波速度降低，导致角度阻抗梯度增大。

如图1所示，为本发明实施例一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的方法流程图，所述方法包括：

101、对地震数据进行保幅处理以提取角道集数据，然后选择入射角θ，通过叠前反演方法求取纵波速度V_p、横波速度V_s、密度ρ。

角道集指由不同入射角地震道按角度顺序排列的地震道集合。可以选择合适的入射角范围，从原理上入射角越大，油气层与围岩的角度阻抗梯度差异越大，但实际地震资料中过大入射角资料存在分辨率降低、拉伸畸变等问题。

102、利用公式

G_{(θ)} = 4 \frac{V_{s}^{2}}{V_{p}^{2}} \sin^{2} θ \ln μ - \tan^{2} θ \ln V_{p}

及公式μ＝ρV_s ²计算角度阻抗梯度G(θ)。

进一步地，可选的，当所述入射角θ小于30度时，所述角度阻抗梯度G_(θ)公式可以近似表示为：

G_{(θ)} \approx (4 \frac{V_{s}^{2}}{V_{p}^{2}} \ln μ - 1.233 \ln V_{p}) \sin^{2} θ .

103、根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断以进行储层烃类检测。

可选的，在本发明一实施例中，所述根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断，可以包括：利用油气层与围岩的角度阻抗梯度界限阈值，根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断。可以根据钻井和试井情况，确定油气层与围岩的角度阻抗梯度界限阈值，角度阻抗梯度高于该角度阻抗梯度界限阈值时解释为油气层。

对应于上述方法实施例，如图2所示，为本发明实施例一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的装置结构示意图，所述装置包括：

数据获取单元21，用于对地震数据进行保幅处理以提取角道集数据，然后选择入射角θ，通过叠前反演方法求取纵波速度V_p、横波速度V_s、密度ρ；

角度阻抗梯度计算单元22，用于利用公式

G_{(θ)} = 4 \frac{V_{s}^{2}}{V_{p}^{2}} \sin^{2} θ \ln μ - \tan^{2} θ \ln V_{p}

及公式μ＝ρV_s ²计算角度阻抗梯度G_(θ)；

烃类检测单元23，用于根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断以进行储层烃类检测。

可选的，当所述入射角θ小于30度时，所述角度阻抗梯度G_(θ)公式可以近似表示为：

G_{(θ)} \approx (4 \frac{V_{s}^{2}}{V_{p}^{2}} \ln μ - 1.233 \ln V_{p}) \sin^{2} θ .

本发明上述方法或装置实施例技术方案具有如下有益效果：通过叠前地震数据反演方法得到角度阻抗梯度参数，通过该角度阻抗梯度参数判别地下储层的含油气性，并有效降低了油气层识别的多解性。

以下以某盆地致密砂岩气藏为应用实例，说明角度阻抗梯度检测油气层实现过程。

如图3所示，为本发明应用实例由地震数据处理后抽取的角道集数据示意图。在地震数据保幅处理基础上抽取的角道集数据。横坐标表示不同的入射角，纵坐标是旅行时(Travel Time)。在该应用实例中，当入射角大于34度时，发生明显的拉升畸变现象，这部分数据不应参与叠前反演和解释。

如图4所示，为本发明应用实例基于角道集数据，通过叠前反演方法获得的纵波速度V_p、横波速度V_s、和密度ρ的剖面示意图。利用测井数据提供的初始模型，通过AVO理论，在角道集数据上叠前反演基本的岩石物理参数获取纵波速度V_p、横波速度V_s和密度ρ。图4中纵坐标是旅行时(Travel Time)，单位毫秒；横坐标是地震道编号。

如图5所示，为本发明应用实例根据角度阻抗梯度公式计算得到的油气层地震检测剖面示意图。根据反演得到的纵波速度、横波速度和密度，使用本发明所提供的角度阻抗梯度公式，选择合适的入射角，计算角度阻抗梯度值。油气层的角度阻抗梯度下限需根据地质情况和岩石物理参数特征来确定，并且不同入射角油气层的角度阻抗梯度下限也是变化的。在本应用实例中是根据钻井测试的油气层厚度来确定地震预测参数的下限(即上述角度阻抗梯度界限阈值)。图5中地震道2690至2920，时间1030至1070ms范围内检测到显著的含油气层，地震道2800处钻探一口气井，获得高产，证实烃类检测结果的正确性。

角度阻抗梯度参数不仅可用于地震油气层检测，同样也适用于测井数据油气层解释。如图6所示，为本发明应用实例根据角度阻抗梯度方法对测井资料进行含油气层解释结果示意图。根据测井得到的纵波速度、横波速度和密度数据，利用本发明提供的角度阻抗梯度计算公式，分别计算不同角度的角度阻抗梯度。图6中井深2245米至2251米是测试的主力油气层，在角度阻抗梯度上表现为高值。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrativelogical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrativecomponents)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电脑、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

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

1.一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用公式及公式μ＝ρV_s ²计算角度阻抗梯度G_(θ)；

根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断以进行储层烃类检测；

当所述入射角θ小于30度时，所述角度阻抗梯度G_(θ)公式表示为：

G_{(θ)} \approx (4 \frac{{V_{s}}^{2}}{V_{p}^{2}} \ln μ - 1.233 \ln V_{p}) \sin^{2} θ .

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断，包括：

利用油气层与围岩的角度阻抗梯度界限阈值，根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断。

3.一种利用角度阻抗梯度进行储层烃类检测的装置，其特征在于，所述装置包括：

角度阻抗梯度计算单元，用于利用公式及公式μ＝ρV_s ²计算角度阻抗梯度G_(θ)；

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，当所述入射角θ小于30度时，所述角度阻抗梯度G_(θ)公式表示为：

G_{(θ)} \approx (4 \frac{{V_{s}}^{2}}{V_{p}^{2}} \ln μ - 1.233 \ln V_{p}) \sin^{2} θ .

5.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述烃类检测单元，进一步用于利用油气层与围岩的角度阻抗梯度界限阈值，根据计算出的所述角度阻抗梯度G_(θ)对储层油气层的位置进行判断。