CN103135131B - 一种针对裂缝性储层预测的解释装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对裂缝性储层预测的解释装置，该装置实现了对裂缝性储层开展冗余字典、混沌等地震波非线性动力学属性计算和采用高阶累计量处理技术对裂缝性储层的非高斯地震信号处理计算，实现了对提取的表征裂缝储层的地震属性开展密度聚集投影分析。该种裂缝性储层的解释装置通过计算机来辅助完成对裂缝性储层的解释，形成有利储层预测文件。具有计算效率高、裂缝储层解释结果客观准确等优点，该项技术可以有效的提升储层解释的准确度、提高地震解释效率。

Description

一种针对裂缝性储层预测的解释装置

技术领域

本发明涉及地裂缝性储层预测解释技术，具体地说是一种基于三维地震数据体的裂缝储层自动预测解释装置。

背景技术

裂缝性油藏地质条件十分复杂，主要体现在以下几个方面：构造内幕及断裂系统复杂，渤海湾盆地裂缝性碳酸盐岩油藏一般经历多期构造运动，其构造内幕异常复杂，加上埋藏深、地震资料分辨率低，构造解释难度很大；储集空间类型多，存在裂缝、孔隙、溶蚀孔洞等三大类十几种储集空间类型，裂缝分布非均质性极强，井点之外储层发育程度认识更加困难，地质描述难度大，现有预测技术预测结果准确性差，可靠程度低； 储量计算误差大，难以建立可靠地质模型。

对裂缝性储层的精细描述，目前在国内外都是一个尚未完全解决的难题，正处在探索阶段。对裂缝储层发育规律研究主要采用以下方法：⑴ 直接观测方法：在井点上，通过对取心井岩心观测，获取裂缝的某些参数，主要是裂缝性质（挤压缝、拉张缝等）、产状（倾角）、发育密度、切深(陡倾角裂缝)、开度和充填性；而延伸长度、间距(大于井径)、切深(缓倾角裂缝)无法在井点上直接观测和探测，则通过野外露头解决。对于非定向取心，通过岩心古地磁分析技术，判定岩心裂缝的方向。对于微细裂缝的发育特征，可以通过岩心CT扫描技术进行研究。（2）测井识别评价裂缝的方法包括，A、利用普通常规测井资料识别和解释裂缝的方法；B、利用新型和特殊测井识别和解释裂缝的方法。其中常用的测井识别评价裂缝的方法有：微电阻率成像测井（FMI）、声波成像测井（UBI）、微电阻率扫描测井（FMS）、纵横波裂缝声波识别测井（DTCS）、电磁波裂缝识别测井（EPT）、微电导异常识别测井（SHDT）、倾角测井资料裂缝识别（DCA）等。近年来强调多种测井方法的综合利用。此外，由于新测井方法价格昂贵，也有利用常规测井资料识别裂缝的方法，并研制相应的裂缝检测软件。其中新的微电阻率成像测井技术（FMI）和微电阻率扫描技术（FMS）应用到碳酸盐岩中效果往往比较良好。（3）地震检测方法，裂缝的地震检测方法在最近十年刚刚起步，目前主要有：A、横波探测方法；B、多波多分量探测方法；C、三维纵波的裂缝检测方法等。（4）动态观测方法，利用油田动态资料进行裂缝参数的分析，主要用来确定有效裂缝的方位、推算裂缝的渗透率和裂缝的延伸特征。

除地震检测方法外，其它方法只能对单一井点裂缝储层开展预测评价研究，无法对裂缝性储层的三维分布状况进行准确描述、预测，受测井资料及解释技术的限制，对储层孔、渗、饱等参数难以准确求取，此类油藏储量计算难度大，计算结果可靠程度较低，误差较大。但利用三维地震资料对地下裂缝储层的精细描述和预测，目前在国内外都是一个尚未完全解决的难题，正处在探索阶段。对某些参数的描述和预测还达不到定量的水平，如有时只能描述和预测出裂缝的相对发育层段和发育区。

所以现在亟待设计一款专门用来预测裂缝性储层的装置，以填补此项技术的空白。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种针对裂缝性储层预测描述装置，通过应用高阶统计量相干等技术对断层精细刻画，应用地震波非线性动力学属性分析对裂缝储层开展高分辨率处理和识别，应用频率域尺度熵分析技术对裂缝性储层开展预测含油气性检测，最终实现对裂缝性储层发育有利区定量预测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

—开发的基于高阶统计量的非高斯信号分析方法，适用于深层低信噪比裂缝储层的断层识别装置；

—实现对目标层分形、混沌、冗余字典和伪熵等地震波非线性动力学属性的提取。用于识别裂缝储层的地震波非线性动力学特征分析装置；

—开发的基于高阶累积量的非高斯信号分析方法，开展拟斜度和拟峰度地震属性分析，聚焦放大弱的异常地震信号，实现高分辨率地震资料目标处理和裂缝储层识别的预测装置；

—开发的密度投影方法，实现对提取的地震属性开展聚集圈定识别，预测有利储层发育区的装置；

—开发的频率域尺度熵分析与短时窗信号谱估计技术，在频率区间实现熵值计算，计算出对应的尺度熵值，获得各频率信号的概率分布的状态。依据储层含油气后造成的“高频衰减、低频共振”响应，实现对裂缝储层含油气的检测的装置；

所述对深层低信噪比信号断层精细刻画的装置、对裂缝储层地震波非线性动力学属性分析装置、对裂缝储层高分辨率处理和识别装置、对裂缝性储层开展频率域尺度熵分析预测含油气性的装置，依次连接并依次传输信号和做出处理。

本发明的一种基于三维地震数据体的裂缝性储层预测解释装置和现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明提供的技术可以对地震资料进行裂缝性油藏自动预测解释，提高储层的解释效率以及储层解释的精度，快速地为裂缝性油藏勘探开发提供所需的储层信息。该技术通过计算机来自动完成解释，形成有利储层预测文件，具有计算效率高、储层解释结果客观准确等优点。该项技术可以有效的提升裂缝性储层解释的准确度、提高地震解释效率。

1.完成的基于高阶统计量的相干体算法，具有较好的抗噪性和较高的分辨率，可以有效识别深层裂缝性油藏断层。

2.完成的地震波非线性动力学属性，具有较强的针对性，可以精细刻画裂缝性储层的展布。

3.完成的基于高阶累积量的非高斯信号分析方法，其中拟斜度和拟峰度地震属性分析能有效聚焦放大弱的异常地震信号，实现高分辨率地震资料目标处理和裂缝储层识别的预测。

4.完成的密度投影方法，实现对提取的地震属性开展聚集圈定识别，预测有利储层发育区。

5．完成的频率域尺度熵分析与短时窗信号谱估计技术，可以获得各频率信号的概率分布的状态，实现对裂缝储层含油气的检测。

附图说明

图1是本发明的一种裂缝性储层预测解释装置的结构流程图；

图2是使用本发明的一种地震非高斯信号分析流程图；

图3是本发明的一种地震波非线性动力学属性计算流程图；

图4是本发明的一种频率域尺度熵分析流程图。

具体实施方式

接下来参照说明书附图对本发明作以下详细地说明。

本发明的一种裂缝性储层的预测解释装置，包括

—开发的基于高阶统计量的非高斯信号分析方法，适用于深层低信噪比裂缝储层的断层识别装置；

—实现对目标层分形、混沌、冗余字典和伪熵等地震波非线性动力学属性的提取。用于识别裂缝储层的地震波非线性动力学特征分析装置；

—开发的基于高阶累积量的非高斯信号分析方法，开展拟斜度和拟峰度地震属性分析，聚焦放大弱的异常地震信号，实现高分辨率地震资料目标处理和裂缝储层识别的预测装置；

—开发的密度投影方法，实现对提取的地震属性开展聚集圈定识别，预测有利储层发育区的装置；

—开发的频率域尺度熵分析与短时窗信号谱估计技术，在频率区间实现熵值计算，计算出对应的尺度熵值，获得各频率信号的概率分布的状态。依据储层含油气后造成的“高频衰减、低频共振”响应，实现对裂缝储层含油气的检测的装置；

所述对深层低信噪比信号断层精细刻画的装置、对裂缝储层地震波非线性动力学属性分析装置、对裂缝储层高分辨率处理和识别装置、对裂缝性储层开展频率域尺度熵分析预测含油气性的装置，依次连接并依次传输信号和做出处理。

对高阶统计量相干分析方法：由于深层裂缝性储层地震资料品质较差、信噪比较低、常规相干分析技术存在着较大的不适用性，通常无法准确确定断层的边缘，采用高阶统计量相干可以十分有效的抑制方差未知的加性高斯噪声，对于低信噪比资料起到很好的去噪作用。首先定义分析的层位范围，装置根据这个范围自动提取三维地震数据，开展基于高阶统计量的相关计算，提取断层信息，形成断层平面和立体分布文件。

关于地震波非线性动力学属性计算：该部分主要完成提取表征裂缝性储层的分形、混沌、冗余字典分析和伪熵分析等属性。（1）混沌可以理解为确定性的随机性，确定性是因为它是由内在原因产生的，随机性是因为它是不规则的、不可预测的行为。目前，最大Lyapunov指数谱技术是研究混沌系统动力学特征的一个重要方法。该方法通过计算指相空间中邻近轨道发散或收敛的平均指数率，快速地进行差异检测，从而使系统的未来状态被预测的可能性消失，反映了系统从有序走向无序，从简单到复杂的变化程度。一般，当地层含有油气时，会引起地震波形的变化，采用最大Lyapunov指数可以刻划地震序列的复杂程度，揭示其横向变化，寻找含油气部位。（2）分形属性计算，客观事物具有自相似的层次结构，局部与整体在形态、功能、信息、时间、空间等方面具有统计意义上的相似性，成为自相似性。例如，一块磁铁中的每一部分都像整体一样具有南北两极，不断分割下去，每一部分都具有和整体磁铁相同的磁场。这种自相似的层次结构，适当的放大或缩小几何尺寸，整个结构不变。客观自然界中许多事物，具有自相似的“层次”结构，在理想情况下，甚至具有无穷层次。适当的放大或缩小几何尺寸，整个结构并不改变。不少复杂的物理现象，背后就是反映着这类层次结构的分形几何学。用于刻画地震波分形特征的指数为分数维。（3）冗余字典分析，转换带理论认为：地质剖面是由具有不同速度的地层所组成的，地层之间波阻抗的变化引起地震波的反射。传统地震波理论将地层之间的分界面看成是岩性突变界面，研究表明，地层分界面既可能是岩性突变界面，也可能是岩性过渡带。岩性过渡带形成的地震反射波不再是简单的入射波波形，而是其分数阶导数波形，对应的分数阶称为奇异性指数。界面性质的不同（突变界面、速度由大到小的渐变界面、速度由小到大的渐变界面），其分数阶导数也存在差异。对于岩性突变截面，其分数阶导数为0；对于岩性渐变界面，其分数阶导数的大小与界面性质紧密相关，不同的分数阶导数，可以刻画出不同的岩性界面。非线性反射界面分析（冗余字典）技术，就是通过定量计算反射同相轴的分形分维数，来刻画同相轴的尖锐程度，达到分析反射界面类型的目的。通过对反射界面类型的定量分析，拾取不同类型反射界面，拾取大尺度反射界面空间上的细微变化，为地层油藏不整合面不均一性的测量、深层砂砾岩体包络面的类型，沉积微相的预测等提供依据。

关于非高斯信号分析：非高斯信号处理采用高阶累积量作为主要分析工具，正如微分几何学研究一个函数某点的性质一样，当一阶导数不够用时，就考虑二阶导数、三阶导数等。储层通常都会较周产生或大或小的地震响应异常，如波形的畸变等，但通常由于尺度小，这些异常会掩盖在大尺度的背景或噪音者如明显，高阶统计属性提供了能够放大或聚焦局部异常地技术方法。为专业适用于深层的勘探目标，以及裂缝、碳酸岩层等特殊油气藏的预测提供正确的识别方法。

关于频率域上尺度熵分析：储层含油气后存在能量吸收的现象，在地震信号上表现为频率的衰减，特别是对信号中高频成分的吸收。所以将地震信号进行精细的频谱分析，考察频谱在平面上的变化特征可以预测含油气区带。提出了尺度熵分析技术，用于油气藏的直接检测。在对短时窗信号进行了谱估计后，再进行频率区间的熵值计算，计算出对应的尺度熵值，获得各频率信号的概率分布的状态。该项技术可实现在频率域上信号的高频衰减、低频共振，从而突出低频成分。对低频成分进行分析，可以比较好地进行储层含油气的判识。在对信号进行频谱分析的基础上，计算目的层段主频，频宽或衰减率等，进行综合预测，降低多解性。

以上所述实施例，只是本发明较优选的具体的实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种针对裂缝性储层预测的解释装置，其特征在于：

—开发的基于高阶统计量的非高斯信号分析方法，适用于深层低信噪比裂缝储层的断层识别装置；

—实现对目标层分形、混沌、冗余字典和伪熵地震波非线性动力学属性的提取，用于识别裂缝储层的地震波非线性动力学特征分析装置；

—开发的基于高阶统计量的非高斯信号分析方法，开展拟斜度和拟峰度地震属性分析，聚焦放大弱的异常地震信号，实现高分辨率地震资料目标处理和裂缝储层识别的预测装置；

—开发的密度投影方法，实现对提取的地震属性开展聚集圈定识别，预测有利储层发育区的装置；

—开发的频率域尺度熵分析与短时窗信号谱估计技术，在频率区间实现熵值计算，计算出对应的尺度熵值，获得各频率信号的概率分布的状态，依据储层含油气后造成的“高频衰减、低频共振”响应，实现对裂缝储层含油气的检测的装置；

所述对深层低信噪比裂缝储层的断层识别装置、对识别裂缝储层的地震波非线性动力学特征分析装置、对高分辨率地震资料目标处理和裂缝储层识别的预测装置、预测有利储层发育区的装置、对裂缝储层含油气的检测的装置，依次连接并依次传输信号和做出处理。