CN103197345B - 一种基于地震基准弧长对数属性的砂岩厚度预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油地球物理勘探领域，具体地，涉及一种基于地震基准弧长对数属性的砂岩厚度预测方法。该方法包括以下步骤：1)叠后地震资料加载；2)提取目的层常规地震弧长属性；3)对地震弧长属性平面分布进行平滑处理，求取平面弧长最小值；4)以平面弧长最小值为基准值，利用地震基准弧长对数属性公式逐道计算三维地震体的属性值；5)通过井点分析，建立地震基准弧长对数属性与砂岩厚度间的定量关系；6)将地震基准弧长对数属性分布转换为砂岩厚度平面分布。本发明创建了新的地震属性类型及其参数求取方法，建立了一种利用该属性进行砂岩厚度预测的工业化新方法，适用于少井地区油气勘探，与常规方法相比，显著提高了砂岩厚度预测精度，应用前景广阔。

Description

一种基于地震基准弧长对数属性的砂岩厚度预测方法

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探方法，是一种利用新的地震基准弧长对数属性预测砂岩厚度分布的工业化方法。 

背景技术

砂岩厚度预测是碎屑岩储层油气勘探中的核心工作之一，井间砂岩分布是砂岩厚度预测中的难题，而三维地震资料和地震数字处理技术为井间砂岩厚度预测提供了有效手段。随着地球物理勘探技术的不断进步，利用地震信息进行砂岩厚度预测的方法越来越多，如地震振幅计算、地震参数反演以及地震属性分析等，其中利用地震属性进行砂岩厚度预测是最常用和最便捷的一类方法。 

地震属性是指对地震信号进行数学运算得到的反映地层地球物理特征的一系列参数。目前常用的地震属性可以分为反射时间类属性、振幅类属性、频率类属性和衰减类属性四大类，根据属性提取的方式也可以将地震属性分为层面属性、时窗属性和体属性三大类。自上世纪九十年代中后期以来，地震属性分析得到了快速发展，新的属性类型以及计算方法不断出现。 

但是，目前利用地震属性进行砂岩厚度预测的方法存在两方面难题，第一，地震属性有明确的数学意义，但是其地质意义却不清楚，难以确定哪种地震属性可以反映砂岩厚度；第二，已有的地震属性与砂岩厚度之间的相关性不高，预测精度差。其中，后者是目前在少井地区薄层砂岩储层的砂岩厚度预测中最大的难题。 

在碎屑岩地层中，当有砂岩存在时，会在砂泥岩界面处形成地震反射，地震弧长属性就是对这种反射波形弧长的度量。已有的常规地震弧长属性就是逐道计算目的层时窗内地震道的反射波形弧长。当砂岩厚度发生变化时，地震反射波形发生变化，从而使地震弧长相应地发生变化，但是，砂岩厚度变化引起的地震波形弧长值的变化规律复杂，弧长的变化一方面与反射强度有关，也就是受反射振幅的强弱影响，在同样时间厚度的情况下，反射振幅强则弧长值会变大，另一方面则是与反射波形的时间厚度有关，在振幅值相同的情况下，如果反射波形的时间厚度大，则地震弧长值也会大。因此，常规的地震弧长属性对砂岩厚度的敏感性差，具体表现为地震弧长属性值与砂岩厚度之间相关性较差，相关系数低，不能有效地解决油气勘探中的砂岩厚度预测问题。 

发明内容

本发明的目的是建立一种新的地震属性类型用于砂岩厚度预测，并形成一种砂岩厚度预测的工业化方法步骤，为砂岩厚度预测提供一种可操作性强的快捷方法，解决油气勘探中少井地区的砂岩（尤其是薄层砂岩）厚度预测难题。 

本发明通过以下步骤实现： 

1）向计算机中加载叠后三维地震数据体，这里的地震数据体要求是经过保幅处理的地震数据，按照16位或32位数据精度加载。 

2）以目的层顶底界面为时窗顶底，利用常规地震弧长计算公式逐道计算目的层的地震弧长属性，得到地震弧长的平面分布。 

步骤2）所述的常规地震弧长属性计算方法为： 

$\mathrm{Ar}=\frac{1}{\mathrm{nT}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{{[a(i+1)-a\left(i\right)]}^2+T^2}$

其中：Ar为常规地震弧长属性； 

a(i)为第i个采样点的采样值； 

T为采样周期； 

n为所计算的地震道在计算时窗内的采样点数； 

3）对地震弧长属性分析结果进行平滑处理，求取平滑处理后目的层地震弧长层属性的最小值（Arc_min）； 

4）以目的层顶底界面为时窗顶底，以求取的弧长属性最小值（Arc_min）为基准值，按照建立的地震基准弧长对数属性公式逐道计算目的层段的地震基准弧长对数属性； 

步骤4）提出地震基准弧长对数属性中的弧长基准值这一关键参数的确定方法，首先对常规的地震弧长属性分析结果进行平滑处理，消除异常值，然后求取处理后结果的最小值，作为基准值； 

步骤4）所述的地震基准弧长对数属性公式为： 

$\mathrm{Sar}=\ln \{\frac{1}{\mathrm{nT}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{{[a(i+1)-a\left(i\right)]}^2+T^2}-K\}$

其中：Sar为地震基准弧长对数属性； 

a(i)为第i个采样点的样点幅值； 

T为采样周期； 

n为所计算的地震道在计算时窗内的采样点数； 

K为弧长基准值。 

与常规地震弧长属性相比，地震基准弧长对数属性中增加了基准值参数和对结果取自然对数，提高了地震属性对砂岩厚度反映的敏感性，从而提高了砂岩厚度的预测精度。 

5）利用目的层段井点数据，统计井点处的砂岩厚度与计算的井点位置地震基准弧长对数属性值，通过多井分析结果的线性拟合，建立地震基准弧长对数属性与砂岩厚度间的定量关系式； 

6）根据地震基准弧长对数属性与砂岩厚度间的定量关系式，利用目的层段的地震基准弧长对数属性逐点计算砂岩厚度预测值，从而将地震基准弧长对数属性分布转换为砂岩厚度平面分布。 

本发明计算方法简单，显著提高了地震属性与砂岩厚度间的相关性，建立了一种砂岩厚度预测的新方法。 

附图说明

图1为本发明实施例中迈陈凹陷东部地震基准弧长对数属性值与砂岩厚度的定量关系统计； 

图2为迈陈凹陷东部流三段上部四级层序SQ4-9砂岩厚度预测结果。 

具体实施方式

附图为本发明实施的例子。 

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明： 

本发明是以建立的一种新的地震属性为基础，建立地震基准弧长对数属性与砂岩厚度间的定量关系，利用该地震属性实现砂岩厚度的定量预测，为油气勘探提供快捷、准确而有效的砂岩厚度预测方法。 

本发明具体实现步骤如下： 

1）向计算机中加载叠后三维地震数据体，这里的地震数据体要求是经过保幅处理的地震数据，按照16位或32位数据精度加载； 

2）以目的层顶底界面为时窗顶底，利用常规地震弧长计算公式逐道计算目的层的地震弧长属性，得到地震弧长的平面分布； 

步骤2）所述的常规地震弧长属性计算方法为： 

$\mathrm{Ar}=\frac{1}{\mathrm{nT}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{{[a(i+1)-a\left(i\right)]}^2+T^2}$

其中：Ar为常规地震弧长属性； 

a(i)为第i个采样点的采样值； 

T为采样周期； 

n为所计算的地震道在计算时窗内的采样点数； 

3）对地震弧长属性分析结果进行平滑处理，求取平滑处理后目的层地震弧长层属性的最小值（Arc_min）； 

4）以目的层顶底界面为时窗顶底，以求取的弧长属性最小值（Arc_min）为基准值，按照建立的地震 基准弧长对数属性公式逐道计算目的层段的地震基准弧长对数属性； 

步骤4）所述的地震基准弧长对数属性公式为： 

$\mathrm{Sar}=\ln \{\frac{1}{\mathrm{nT}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{{[a(i+1)-a\left(i\right)]}^2+T^2}-K\}$

其中：Sar为地震基准弧长对数属性； 

a(i)为第i个采样点的样点幅值； 

T为采样周期； 

n为所计算的地震道在计算时窗内的采样点数； 

K为弧长基准值。 

5）利用目的层段井点数据，统计井点处的砂岩厚度与计算的井点位置地震基准弧长对数属性值，通过多井分析结果的线性拟合，建立地震基准弧长对数属性与砂岩厚度间的定量关系式。 

6）根据地震基准弧长对数属性与砂岩厚度间的定量关系式，利用目的层段的地震基准弧长对数属性逐点计算砂岩厚度预测值，从而将地震基准弧长对数属性分布转换为砂岩厚度平面分布。 

实施实例 

迈陈凹陷东部为油气勘探新区，预测砂岩厚度分布是该区油气勘探的重要工作，但是流三段钻井少，研究区面积近140km²，传统的基于井点的砂岩厚度预测方法和测井约束的地震储层反演都难以满足研究需要。采用本发明的方法，对研究区流三段上部四级层序SQ4-9砂岩厚度分布进行了预测。 

首先将保幅处理的地震数据加载到计算机中，本实例采用LandMark公司的OpenWorks解释软件，将地震数据加载到该软件中。 

第二步，将四级层序SQ4-9的顶底解释界面作为顶和底，确定分析的时窗，使用该时窗进行目的层的常规地震弧长属性分析，得到SQ4-9的地震弧长平面分布数据和分布图。 

第三步，以10道×10道的网格，对第二步的地震弧长平面分布数据进行平滑处理，得到新的地震弧长平面分布数据和分布图，利用最小值函数直接求取新的地震弧长平面分布数据中的最小值（Arc_min）。 

第四步，将时窗内的地震数据逐道读出，利用本发明创建的地震基准弧长对数属性公式计算每一道的地震基准弧长对数属性值，作为对应的平面点处的地震属性值，从而得到目的层地震基准弧长对数属性的平面分布。 

第五步，利用研究区已钻井数据，分别从井点读取砂岩厚度，从地震基准弧长对数属性平面分布图上读取井点位置的地震属性值，得到地震属性与砂岩厚度关系的数据点，通过数据的线性拟合，得到研究区流三段上部四级层序SQ4-9的地震属性与砂岩厚度之间的定量关系，附图1即为得到的地震基准弧长对 数属性与砂岩厚度之间的关系统计及拟合的定量关系式，得到： 

y=16.356x-22.489 

其中：y为砂岩厚度，m； 

x为地震基准弧长对数属性值。 

第六步，利用拟合的地震基准弧长对数属性与砂岩厚度之间的定量关系式，将第四步得到的地震基准弧长对数属性平面分布数据转换为砂岩厚度分布，图2即为转换得到的研究区迈陈凹陷东部流三段上部四级层序SQ4-9的砂岩厚度分布预测结果。 

该预测结果指出了研究区内砂岩厚度的平面分布，从结果上看，发育北东-南西向延伸的条带状砂岩，与该区发育东北部物源的河流-三角洲沉积体系的地质认识相吻合，本研究成果指明了有利砂岩储层的发育位置。本发明对砂岩厚度的预测成果直接指导了该区的油气钻探目标确定，取得良好的应用效果。 

Claims (3)

1.一种基于地震基准弧长对数属性的砂岩厚度预测方法，包括地震属性类型及其参数的求取方法，其特征在于：还包括按照下述方法步骤进行：

(1)、向计算机中加载叠后三维地震数据体，地震数据体要求是经过保幅处理的地震数据，按照16位或32位数据精度加载；

(2)、以目的层顶底界面为时窗顶底，利用常规地震弧长计算公式逐道计算目的层的地震弧长属性，得到地震弧长的平面分布；

$\mathrm{Ar}=\frac{1}{\mathrm{nT}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{{[a(i+1)-a\left(i\right)]}^2+T^2}$

其中：Ar为常规地震弧长属性；

a(i)为第i个采样点的采样值；

T为采样周期；

n为所计算的地震道在计算时窗内的采样点数；

(3)、对地震弧长属性分析结果进行平滑处理，求取平滑处理后目的层地震弧长层属性的最小值(Arc_min)；

(4)、以目的层顶底界面为时窗顶底，以求取的弧长属性最小值(Arc_min)为基准值，按照建立的地震基准弧长对数属性公式逐道计算目的层段的地震基准弧长对数属性；

步骤(4)提出地震基准弧长对数属性中的基准值参数的确定方法，首先对目的层进行常规地震弧长属性分析，再对分析结果进行平滑处理，最后求取处理后地震弧长层属性的最小值，以此作为地震基准弧长对数属性中的基准值；

步骤(4)所述的地震基准弧长对数属性公式为：

$\mathrm{Sar}=\ln \{\frac{1}{\mathrm{nT}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{{[a(i+1)-a\left(i\right)]}^2+T^2}-K\}$

其中：Sar为地震基准弧长对数属性；

a(i)为第i个采样点的样点幅值；

T为采样周期；

n为所计算的地震道在计算时窗内的采样点数；

K为弧长基准值；

(5)、利用目的层段井点数据，统计井点处的砂岩厚度与计算的井点位置地震基准弧长对数属性值，通过多井分析结果的线性拟合，建立地震基准弧长对数属性与砂岩厚度间的定量关系式；

(6)、根据地震基准弧长对数属性与砂岩厚度间的定量关系式，利用目的层段的地震基准弧长对数属性逐点计算砂岩厚度预测值，从而将地震基准弧长对数属性分布转换为砂岩厚度平面分布。

2.根据权利要求1所述的基于地震基准弧长对数属性的砂岩厚度预测方法，其特征在于：所述的步骤(5)中，从地震基准弧长对数属性分布图上读取井点位置的地震属性值，统计不同井点的地震属性值和砂岩厚度，利用线性拟合的方法，建立地震基准弧长对数属性与砂岩厚度之间的定量线性关系式。

3.根据权利要求1所述的基于地震基准弧长对数属性的砂岩厚度预测方法，其特征在于：所述的步骤(6)中，利用地震基准弧长对数属性与砂岩厚度之间的定量线性关系式，将每道对应的地震属性值转换为砂岩厚度值，从而得到砂岩厚度平面分布的预测结果。