CN103643949A - 一种储层含油气的定量预测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种储层含油气的定量预测方法及装置,其中,所述方法包括:获取含油气储层的叠后地震数据;根据所述叠后地震数据估算地震子波;基于地震子波,对叠后地震数据进行分频处理;对分频处理后的叠后地震数据进行反演,得到含油气储层的地震频变属性;结合岩石物理模型与已知井的岩石物理参数进行不同含油气饱和度的正演,得到已知井的频变属性;根据已知井的频变属性,建立不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇图模版;根据所述不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇模版,获得所述地震频变属性对应的储层含油气饱和度。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探领域,特别涉及一种储层含油气的定量预测方法及装置。
背景技术
随着勘探程度的不断加大,岩性油气藏和隐蔽油气藏成为了勘探开发的主要目标。自上世纪八十年代AVO技术提出以来,经过多年的研究探索,基于弹性介质假设的AVO反演技术取得很大进步,发展了多种属性参数,建立了地下介质物性参数与地震属性的关系,大大提高了储层预测的精度,并取得了许多储层预测的成功实例。但是,对于非常规油气藏,利用地球物理方法对非常规油气藏储层的预测与含油气性检测,需要新方法作为支撑,提供高分辨、有效的储层预测与气藏检测新技术。
常规的叠前地震资料AVO分析技术主要基于Zeoppritz方程,其理论前提是弹性各向同性介质模型。对于砂岩储层,我们可以将AVO进行分类,进行叠前AVO反演得到截距及梯度信息,利用交汇图进行含油气性检测。实际地层并非完全弹性介质,常表现为粘弹性。当地层的裂缝或孔隙中充填有流体时,由于流体的非弹性性质导致实际地层表现为粘弹性特征,并造成地震波场发生频散和不同程度的衰减。此时,地层的AVO响应特征应考虑这种非弹性性质引起的频散和衰减。地震波速度的频散现象,已经通过岩石物理的实验室观测证实P波频散和流体的流动性(fluid mobility)有关。
天然气藏的地震响应特征最明显的就是其对地震波的频散特性。而地震波的频散特性是与岩石孔隙中的流体相关的,主要理论机制是地震波引起的岩石孔隙流体的流动,是地震波衰减的主要特征。地震波衰减是指地震波会随着传播距离的增加,地震波振幅成指数减少和相位的变化。地震资料中与频率相关的属性,通常被认为是直接与储层中非均匀体的大小、岩石的渗透性和所含流体相关的。在描述和模拟孔隙流体对岩石密度、地震速度影响时常用Gassmann理论和Biot双相介质理论。在地震勘探频带范围内,中等尺度孔隙中流体的流动是衰减的重要机理(Pride,2004)。实验室的研究结果表明,地震波速度的频变范围是在一定的频率范围内的,且是由于流体的流动特性引起的(Batzle,2006)。流体的流动特性是指岩石的渗透率与流体的粘滞度之比。Chapman的动态流体岩石物理理论认为地震观测的频率变化与岩石中流体状态的变化有关,气体的引入导致了地震波明显的衰减和频散。含烃储层引起的频散将导致界面波阻抗差异随频率的变化而变化,从而导致反射系数与频率有关。这进一步导致反射波的能量向低频或者高频移动,这种能量的移动与AVO的类型有关。对于第一类AVO,速度频散导致反射波能量集中在高频段;而对于第三类AVO,速度频散导致反射波能量集中在低频段。这一研究表明可以根据反射波能量随频率的变化来研究流体的性质。对于具有相同的岩石骨架、孔隙结构以及其他岩石物性参数的多孔介质,利用流体替换,分别正演饱和不同流体时的地震响应,发现地层在饱和水与饱和气时会出现不同的频变AVO特征,含油气时在低频端相较于高频端第三类AVO特征更加明显,而含水时高低频端振幅差异不是明显。相对于饱和水的情况饱和气对纵波的影响更为严重,这一点同时体现在速度频散和能量衰减上。因此,通过对纵波数据进行频变AVO分析可以得到与流体相关的频散属性。
地震波衰减与含油气饱和度相关(Chapman et al.,2005),当引入尺度较大的不均质体时,高频会向地震波低频。在应力平衡状态下,当地震波经过时,由低频段产生的局部压力梯度引起流体发生移动而达到新的平衡。而对于高频段产生的局部压力梯度,由于流体来不及移动而依然存在。因此介质的弹性特性由于受到高频效应和低频效应的不同影响而发生变化,并产生相应的速度发散及衰减。当将含水饱和度降到典型的含油气饱和度水准时,P波的衰减和频散会显著增加。
我国陆相沉积盆地的天然气藏在储层预测方面,可以利用现有AVO反演技术进行储层预测,并且能够成功预测储层及地层的含油气性,砂体预测、储层预测符合率高,满足绝大多数储层识别需要。但是,储层的含油气丰度是影响预测精度的原因之一。储层普遍含油气,地震含油气性预测符合率较高,但含油气丰度预测、流体性质检测属世界性难题,难以预测。如何利用频变属性反演技术进行储层含油气的定量预测是急需要解决的问题。
发明内容
为解决上述问题,本发明提出一种储层含油气的定量预测方法及装置,对含油气性储层进行定量反演,实现储层含油气的定量预测,预测储层方面提高预测精度。
为实现上述目的,本发明提供了一种储层含油气的定量预测方法,所述方法包括:
获取含油气储层的叠后地震数据;
根据所述叠后地震数据估算地震子波;
基于地震子波,对叠后地震数据进行分频处理;
对分频处理后的叠后地震数据进行反演,得到含油气储层的地震频变属性;
结合岩石物理模型与已知井的岩石物理参数进行不同含油气饱和度的正演,得到已知井的频变属性;
根据已知井的频变属性,建立不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇图模版;
根据所述不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇模版,获得所述地震频变属性对应的储层含油气饱和度。
可选的,在本发明一实施例中,所述对分频处理后的叠后地震数据进行反演得到含油气储层的地震频变属性的步骤具体为:
根据D=(WTW)-1WTS,对分频处理后的叠后地震数据进行频变属性反演得到地震频变属性;其中,D表示含油气储层的地震频变属性, W(t)表示地震子波; S(t,f)表示分频处理后的叠后地震数据。
为实现上述目的,本发明还提供了一种储层含油气的定量预测装置,所述装置包括:
地震数据获取单元,用于获取含油气储层的叠后地震数据;
地震子波估算单元,用于根据所述叠后地震数据估算地震子波;
分频处理单元,用于基于地震子波对叠后地震数据进行分频处理;
含油气储层的地震频变属性获取单元,用于对分频处理后的叠后地震数据进行反演,得到含油气储层的地震频变属性;
已知井的频变属性获取单元,用于结合岩石物理模型与已知井的岩石物理参数进行不同含油气饱和度的正演,得到已知井的频变属性;
交汇图模版获取单元,用于根据已知井的频变属性,建立不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇图模版;
预测单元,用于根据所述不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇模版,获得所述地震频变属性对应地储层含油气饱和度。
可选的,在本发明一实施例中,所述含油气储层的地震频变属性获取单元具体用于根据D=(WTW)-1WTS对分频处理后的叠后地震数据进行频变属性反演得到地震频变属性;其中,D表示含油气储层的地震频变属性, W(t)表示地震子波; S(t,f)表示分频处理后的叠后地震数据。
上述技术方案具有如下有益效果:本申请的技术方案利用D=(WTW)-1WTS从叠后地震数据反演得到频变属性,再利用频变属性与含油气饱和度之间的交汇图模板对应地定量获取储层的含油气饱和度,为钻井井位论证提供定量依据,降低钻探风险、提高勘探效益。
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为本发明提出的一种储层含油气的定量预测方法流程图;
图2为本发明提出的一种储层含油气的定量预测装置框图;
图3为实施例的含油气储层速度衰减与含油气饱和度关系示意图;
图4为实施例的不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇模版示意图;
图5为实施例中反演得到频变属性与地震数据叠合图;
图6为实施例中反演得到频变属性的沿目的层的切片显示图;
图7为实施例中的利用频变属性预测得到含油气饱和度预测结果的过井点剖面图;
图8为实施例中的利用频变属性预测得到含气饱和度预测结果的沿目的层的切片显示图。
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。
如图1所示,为本发明提出的一种储层含油气的定量预测方法流程图。所述方法包括:
步骤101):获取含油气储层的叠后地震数据;
步骤102):根据所述叠后地震数据估算地震子波;
步骤103):基于地震子波,对叠后地震数据进行分频处理;
步骤104):对分频处理后的叠后地震数据进行反演,得到含油气储层的地震频变属性;
步骤105):结合岩石物理模型与已知井的岩石物理参数进行不同含油气饱和度的正演,得到已知井的频变属性;
步骤106):根据已知井的频变属性,建立不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇图模版;
步骤107):根据所述不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇模版,获得所述地震频变属性对应的储层含油气饱和度。
可选的,在本发明一实施例中,所述对分频处理后的叠后地震数据进行反演得到含油气储层的地震频变属性的步骤具体为:
根据D=(WTW)-1WTS,对分频处理后的叠后地震数据进行频变属性反演得到地震频变属性;其中,D表示含油气储层的地震频变属性, W(t)表示地震子波; S(t,f)表示分频处理后的叠后地震数据。
如图2所示,为本发明提出的一种储层含油气的定量预测装置,所述装置包括:
地震数据获取单元201,用于获取含油气储层的叠后地震数据;
地震子波估算单元202,用于根据所述叠后地震数据估算地震子波;
分频处理单元203,用于基于地震子波对叠后地震数据进行分频处理;
含油气储层的地震频变属性获取单元204,用于对分频处理后的叠后地震数据进行反演,得到含油气储层的地震频变属性;
已知井的频变属性获取单元205,用于结合岩石物理模型与已知井的岩石物理参数进行不同含油气饱和度的正演,得到已知井的频变属性;
交汇图模版获取单元206,用于根据已知井的频变属性,建立不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇图模版;
预测单元207,用于根据所述不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇模版,获得所述地震频变属性对应的储层含油气饱和度。
可选的,在本发明一实施例中,所述含油气储层的地震频变属性获取单元具体用于根据D=(WTW)-1WTS对分频处理后的叠后地震数据进行频变属性反演得到地震频变属性;其中,D表示含油气储层的地震频变属性, W(t)表示地震子波; S(t,f)表示分频处理后的叠后地震数据。
实施例:
步骤a):获取含油气储层的叠后地震数据;
步骤b):根据所述叠后地震数据估算地震子波;
步骤c):基于地震子波,对叠后地震数据进行分频处理;
步骤d):结合岩石物理模型与已知井的岩石物理参数进行不同含油气饱和度的正演,得到已知井的频变属性;
根据岩石物理理论的研究结果,含油气储层的地震响应具有明显的频变特性。其理论基础主要是基于岩石物理的速度频变特性,由此引起地震反射系数的频变特性。地震波反射系数(NI)和相位角(φ)可以表示为:
和
其中,ω表示反射系数的角频率,vp2为垂直入射界面下部储层P波相速度,vp1为垂直入射界面上覆盖层P波相速度;ρ1为界面上覆盖层介质密度,ρ2为界面下部储层介质密度,NI为地震波反射系数,φ为反射系数相位角;由于界面上覆层不含衰减,α2为界面下部储层的衰减因子,α2也可以表示为品质因子的函数,其表达式为:
式中,Q表示品质因子。
μm=Kmμg/Kg (5)
式中,Kg为气体体积模量,μg为气体的剪切模量,Km为干岩石的体积模量,μm为干岩石的剪切模量。
对于零偏移距的叠加地震数据的反射系数,可以表示成:
其中,Δv和Δρ分别是界面上下层之间的速度差和密度差,v为界面上下层的速度算术平均值,ρ为界面上下层的密度算术平均值。由于速度是频变的,所以式(6)表明垂直入射时的反射系数(NI)是频变的。如果我们假定密度(ρ)是不随速度的变化的,对式(6)求频率f的偏导可以得到:
因此,我们能够利用叠后地震数据反演一个表征速度的频变属性,该频变属性与储层的流体的饱和度是相关的。
利用式(7)进行不同含油气饱和度的正演,得到已知井的频变属性。
步骤e):对分频处理后的叠后地震数据进行反演,得到含油气储层的地震频变属性;
在前述的基础上,对式(6)在参考频率f0处进行展开:
将方程(9)代入方程(8)有:
式中,S(t,f)表示分频后的叠后地震数据,S(t,f0)表示分频后参考频率f0的叠后地震数据,“*”表示褶积运算,把上式写成矩阵形式为:
m是频率数,t是地震记录时间,式(12)简化后为:
S=WD (13)
其中,
因此,式(13)中的地震频变属性可利用最小二乘法反演求解:
D=(WTW)-1WTS (14)
利用式(14)对分频处理后的叠后地震数据进行频变属性反演。
步骤f):根据已知井的频变属性,建立不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇图模版;
如图3所示,表明地震频变属性是与地层的含油气饱和度存在一定的关系。因此,利用频变属性进行预测演储层的含气丰度,主要是利用频变属性与含油气饱和度的交汇图模块进行定量预测。
根据已知井的频变属性,建立如图4所述的交汇图模版。从图4中可以看到频变属性与含油气饱和度之间的定量变化关系,这是利用频变属性反演含气饱和度的核心。
步骤g):根据所述不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇模版,获得所述地震频变属性对应的储层含油气饱和度。
在本实例中,选取一陆上陆相沉积盆地的三维地震数据进行含油气饱和度反演。利用上述实施例的技术方案,首先反演得到频变属性,如图5所示,为反演得到频变属性与地震数据叠合图。上图为过井1点的主测线,下图为过井1点的联络测线。图中,颜色为深色的部分的异常值对应于频变属性。如图6所示,为实施例中反演得到频变属性的沿目的层的切片显示图。在图6中,黑色为频变属性值大,白色表示属性值小。如图7所示,为实施例中的利用频变属性预测得到含油气饱和度预测结果的过井点剖面图。图7显示出不同的含油气饱和度值,储层位置的含油气饱和度变化关系表现明显。如图8所示,实施例中的利用频变属性预测得到含气饱和度预测结果的沿目的层的切片显示图。图8中显示了已钻井的井点位置。从图7和图8看出,实施例的方法及技术流程可以在实际数据中得到应用,利用频变属性进行含油气饱和度的定量预测切实可行,并且反演结果与钻井结果具有很好的吻合性,说明该实施例的技术方案可以提高含油气性的定量检测能力,降低钻探成本。
最后应说明的是:上述仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案;尽管本说明书对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或等同替换,一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (4)
1.一种储层含油气的定量预测方法,其特征在于,所述方法包括:
获取含油气储层的叠后地震数据;
根据所述叠后地震数据估算地震子波;
基于地震子波,对叠后地震数据进行分频处理;
对分频处理后的叠后地震数据进行反演,得到含油气储层的地震频变属性;
结合岩石物理模型与已知井的岩石物理参数进行不同含油气饱和度的正演,得到已知井的频变属性;
根据已知井的频变属性,建立不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇图模版;
根据所述不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇模版,获得所述地震频变属性对应的储层含油气饱和度。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对分频处理后的叠后地震数据进行反演得到含油气储层的地震频变属性的步骤具体为:
根据D=(WTW)-1WTS,对分频处理后的叠后地震数据进行频变属性反演得到地震频变属性;其中,D表示含油气储层的地震频变属性, W(t)表示地震子波; S(t,f)表示分频处理后的叠后地震数据。
3.一种储层含油气的定量预测装置,其特征在于,所述装置包括:
地震数据获取单元,用于获取含油气储层的叠后地震数据;
地震子波估算单元,用于根据所述叠后地震数据估算地震子波;
分频处理单元,用于基于地震子波对叠后地震数据进行分频处理;
含油气储层的地震频变属性获取单元,用于对分频处理后的叠后地震数据进行反演,得到含油气储层的地震频变属性;
已知井的频变属性获取单元,用于结合岩石物理模型与已知井的岩石物理参数进行不同含油气饱和度的正演,得到已知井的频变属性;
交汇图模版获取单元,用于根据已知井的频变属性,建立不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇图模版;
预测单元,用于根据所述不同含油气饱和度的频变属性与反射系数的交汇模版,获得所述地震频变属性对应的储层含油气饱和度。
4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述含油气储层的地震频变属性获取单元具体用于根据D=(WTW)-1WTS对分频处理后的叠后地震数据进行频变属性反演得到地震频变属性;其中,D表示含油气储层的地震频变属性, W(t)表示地震子波; S(t,f)表示分频处理后的叠后地震数据。
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