CN103777244B - 一种地震裂缝属性体的定量分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地震裂缝属性体的定量分析方法，属于地球物理解释领域。所述方法对地震裂缝属性体进行网格化处理，得到平面网格以及各个网格的值，对于均有裂缝发育的网格，计算其中任意两个网格之间的距离和方位角，并将平面网格上所有的距离和方位角进行统计得到统计结果，将所述统计结果投影到一个距离和方位角的二维数组平面上，从而得到能反映裂缝空间信息的分析图谱。本发明方法可以自动对具有线性特征的裂缝数据体进行分析，并生成含有裂缝分布信息的矢量图谱，从生成的矢量图谱中可以直观、方便地获取裂缝分布角度、长度和间距等信息。

Description

一种地震裂缝属性体的定量分析方法

技术领域

本发明属于地球物理解释领域，具体涉及一种地震裂缝属性体的定量分析方法。

背景技术

储层裂缝的发育分布规律对油气田的勘探和开发有重要影响，研究储层裂缝分布和发育规律，是油田勘探和开发的一项重要内容。通常各油田和石油公司采用地震属性解释的方法进行储层裂缝预测。目前利用地震属性体对地下储层进行裂缝预测的技术已较为成熟，现有的地震属性分析软件，可以从地震数据体里提取地震相干体、蚂蚁体等地震属性，可以得到具有线性特性的裂缝信息，进而能够描述和预测裂缝的分布规律。但是目前还没有能够解决有关如何定量分析这些具有线性信息的属性体，如何自动统计裂缝的长度、方向和间距等问题的方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种地震裂缝属性体的定量分析方法，能够对具有线性特征的二维数据体进行自动分析得到其中裂缝的长度、方向等信息，生成裂缝方位角和裂缝分布长度的图谱，从中可以直观、方便地分析裂缝发育方向、长度、间距等信息，从而定量分析裂缝分布和发育特征。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种地震裂缝属性体的定量分析方法，所述方法对地震裂缝属性体进行网格化处理，得到平面网格以及各个网格的值，对于均有裂缝发育的网格，计算其中任意两个网格之间的距离和方位角，并将平面网格上所有的距离和方位角进行统计得到统计结果，将所述统计结果投影到一个距离和方位角的二维数组平面上，从而得到能反映裂缝空间信息的分析图谱。

所述方法包括以下步骤：

第一步：在平面上对地震裂缝属性体进行网格化采样处理后，获得一个平面网格，该平面网格包括m×n个网格，每个网格的值反映裂缝在平面上分布情况，用网格矩阵Z表示该平面网格，网格矩阵Z共m行，n列，Z_i，j代表第i行，j列网格的值，1≤i≤m，1≤j≤n，每个网格的长度和宽度分别为dx，dy，其中有裂缝发育的网格的值设为1，无裂缝发育的网格的值设为0；

第二步：确定在所述平面网格上搜索范围的参数，即最大搜索距离长度L，搜索距离步长dl，0＜dl≤L，搜索方位角步长da，0°＜da≤90°；同时建立一个空的二维矩阵P，该二维矩阵P的行和列分别表示距离和方位角，用来存放搜索的统计结果，该二维矩阵P的行有L/dl个元素，列有2×90/da个元素，二维矩阵P中各元素的初始值设为0，即P_u，v＝0，1≤u≤L/dl，-90/da＜v≤90/da；

第三步：选择参与比较的基点网格Z_i，j：对所述平面网格上的所有网格进行搜索，当某个Z_i，j＝1时，该网格即为基点网格，进入第四步，否则返回第三步；

第四步：选择参与比较的另一个网格Z_i’，j’：对所述平面网格上的所有网格进行搜索，当某个Z_i’，j’＝1且j’＞j时，或者当某个Z_i’，j’＝1且j’＝j和i′＞i时，进入第五步，否则返回第四步；

第五步：根据Z_i，j和Z_i’，j’对应网格的平面位置计算两个网格之间的距离Length和方位角Azi，然后依据所述距离Length和方位角Azi对所述二维矩阵P对应元素的值加1，即P_u，v＝P_u，v+1，二维矩阵P中要修改元素的位置由所述距离Length和方位角Azi确定；

第六步：判断对平面网格上的所有网格进行统计的循环是否结束，如果循环未结束，则转入第三步；如果循环结束，则获得了最终的二维矩阵P，并且利用该二维矩阵P生成相应的分析图谱，所述分析图谱中的横坐标代表方位角，纵坐标代表距离，不同颜色代表矩阵元素值大小。从该分析图谱中，可以直观、方便地分析裂缝分布情况。

所述第五步中根据Z_i，j和Z_i’，j’对应网格的平面位置计算两个网格之间的距离Length和方位角Azi是通过下面两个公式实现的：

Length＝sqrt[((i′-i)dx)^2+((j′-j)dy)^2]

Azi＝arctan[(j′-j)dy/(i′-i)dx]。

所述第五步中二维矩阵P中要修改元素的位置由所述距离Length和方位角Azi确定是通过下面两个公式实现的：

u＝Length/dl，

v＝Azi/da，

其中u，v取整数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明方法可以自动对具有线性特征的裂缝数据体进行分析，并生成含有裂缝分布信息的矢量图谱。从生成的图中可以直观、方便地获取裂缝分布角度、长度和间距等信息，为储层的裂缝分布规律研究提供了一种方法。

附图说明

图1是裂缝的地震属性平面图。

图2是平面裂缝的网格化。

图3是本发明地震裂缝属性体的定量分析方法的步骤框图。

图4是实施例中的简单裂缝模型。

图5是利用本发明方法对图4生成的分析结果图示。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

针对裂缝的地震属性在平面上一般表现出线性关系(如图1所示)，首先采用网格化处理的方法，进行裂缝数据离散化，具体如下：裂缝数据是从地震解释的地震属性图中提取的，通过在平面上采用规则网格采样的办法，对地震属性图进行数字化，在网格数字化过程中，依据图片的灰度值设定一个阀值a，认为大于阀值a的为裂缝，小于阀值a无裂缝，最终得到图2。然后对各个网格值进行两两循环比较，对网格值均为裂缝(有裂缝发育的网格的值设为1，无裂缝发育的网格的值设为0)的数据计算两网格的距离和方位角(只有当两个网格的值同为1时，才对它们进行计算和统计，由于它们的平面位置已知，就可以得出两个网格之间的距离和方位角)，并将统计结果投影到一个距离和方位角的二维数组平面上，从而得到能反映裂缝空间信息的图谱。该方法能方便、直观地对具有裂缝长度、延伸方向和间距进行分析。

如图3所示，一种地震裂缝属性体的定量分析方法，具体如下：

第一步：在平面上对地震裂缝属性体采用规则网格采样的办法数字化，从而获得反映裂缝在平面上分布情况的网格数据(设网格矩阵为Z，共m行，n列，Z_i，j代表第i行，j列的元素值，有1≤i≤m，1≤j≤n，网格的长和宽分别为dx，dy)，其中有裂缝发育的网格值设为1，无裂缝发育的网格值设为0；

第二步：确定在平面网格上搜索范围的相关参数。其中最大搜索距离长度L，搜索距离步长dl(0＜dl≤L)，搜索方位角步长da(0°＜da≤90°)。并建立一个空的二维矩阵P，该矩阵的行和列分别表示搜索距离和搜索方位角，用来存放搜索的统计结果。该矩阵的行有L/dl个元素，矩阵的列有2×90/da个元素，矩阵各元素初始值设为0(P_u，v＝0，1≤u≤L/dl，-90/da＜v≤90/da)。

第三步：选择参与比较的基点网格(Z_i，j)，基点网格的值要求为1(即要求Z_i，j＝1)。采用循环的办法，对所有网格进行搜索判断，当某个Z_i，j＝1时，进入第四步，否则搜索下一个Z_i，j，直至搜索结束。

第四步：选择参与比较的另一个网格(Z_i’，j’)，要求网格的值为1(即要求Z_i’，j’＝1)。也采用循环的办法，对所有网格进行搜索，当某个Z_i’，j’＝1，且满足条件j’＞j；或者j’＝j且i′＞i时(为了避免重复计算)，进入第五步，否则搜索下一个Z_i’，j’，直至搜索结束。

第五步：根据Z_i，j和Z_i’，j’对应网格的平面位置，计算两网格之间的距离Length＝sqrt[((i′-i)dx)^2+((j′-j)dy)^2]和方位角Azi＝arctan[(j′-j)dy/(i′-i)dx]。依据计算的距离和方位角结果，对第二步建立的矩阵P对应元素的内容进行修改(P_u，v＝P_u，v+1，元素值加1)，矩阵P要修改元素的位置由计算结果确定(u＝Length/dl，v＝Azi/da，其中u，v取整数)。

第六步：判断是否对所有平面网格进行统计，循环是否结束？如果循环未结束，则转入第三步继续运行；否则，获得最终的二维矩阵P，并且生成相应的分析图谱(横坐标代表方位角，纵坐标代表距离，不同颜色代表矩阵元素值大小)。从该分析图谱中，可以直观、方便地分析裂缝分布情况。

下面通过一个实施例来说明本发明方法的效果：

如图4所示，图中L1，L2，L3为三条裂缝线的平面图，其中L1与L2裂缝为一组平行裂缝，延伸方向为45度，裂缝长度均为700m；L3裂缝长度700m，延伸方向为-45度。用本发明方法对该裂缝分布平面图进行分析，得到的显示结果见图5。从图5中可以明显看出，L1和L2裂缝投影为线段CD，线段CD对应的长度(dl＝700m)为裂缝L1和L2的最大延伸长度，线段CD对应的角度(45度)为裂缝L1和L2的延伸方向；同理，L3裂缝投影为线段AB，长度为700m，方向为-45度；由于L1和L2裂缝的平行关系，另外会产生圆弧线C1，并且圆弧最低点E对应的长度为裂缝L1和L2的间距(d2＝400m)。因此，从本发明方法生成的分析图中可以方便、直观地对线状的裂缝分布平面图进行分析。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (3)

1.一种地震裂缝属性体的定量分析方法，其特征在于：所述方法对地震裂缝属性体进行网格化处理，得到平面网格以及各个网格的值，对于均有裂缝发育的网格，计算其中任意两个网格之间的距离和方位角，并将平面网格上所有的距离和方位角进行统计得到统计结果，将所述统计结果投影到一个距离和方位角的二维数组平面上，从而得到能反映裂缝空间信息的分析图谱；

所述方法包括以下步骤：

第一步：在平面上对地震裂缝属性体进行网格化采样处理后，获得一个平面网格，该平面网格包括m×n个网格，每个网格的值反映裂缝在平面上分布情况，用网格矩阵Z表示该平面网格，网格矩阵Z共m行，n列，Z_i,j代表第i行，j列网格的值，1≤i≤m，1≤j≤n，每个网格的长度和宽度分别为dx，dy，其中有裂缝发育的网格的值设为1，无裂缝发育的网格的值设为0；

第二步：确定在所述平面网格上搜索范围的参数，即最大搜索距离长度L，搜索距离步长dl，0＜dl≤L，搜索方位角步长da，0°＜da≤90°；同时建立一个空的二维矩阵P，该二维矩阵P的行和列分别表示距离和方位角，用来存放搜索的统计结果，该二维矩阵P的行有L/dl个元素,列有2×90/da个元素，二维矩阵P中各元素的初始值设为0，即P_u,v＝0，1≤u≤L/dl，-90/da＜v≤90/da；

第三步：选择参与比较的基点网格Z_i,j：对所述平面网格上的所有网格进行搜索，当某个Z_i,j＝1时，该网格即为基点网格，进入第四步，否则返回第三步；

第四步：选择参与比较的另一个网格Z_i’,j’：对所述平面网格上的所有网格进行搜索，当某个Z_i’,j’＝1且j’>j时，或者当某个Z_i’,j’＝1且j’＝j和i'>i时，进入第五步，否则返回第四步；

第五步：根据Z_i,j和Z_i’,j’对应网格的平面位置计算两个网格之间的距离Length和方位角Azi，然后依据所述距离Length和方位角Azi对所述二维矩阵P对应元素的值加1，即P_u,v＝P_u,v+1，二维矩阵P中要修改元素的位置由所述距离Length和方位角Azi确定；

第六步：判断对平面网格上的所有网格进行统计的循环是否结束，如果循环未结束，则转入第三步；如果循环结束，则获得了最终的二维矩阵P，并且利用该二维矩阵P生成相应的分析图谱，所述分析图谱中的横坐标代表方位角，纵坐标代表距离，不同颜色代表矩阵元素值大小。

2.根据权利要求1所述的地震裂缝属性体的定量分析方法，其特征在于：所述第五步中根据Z_i,j和Z_i’,j’对应网格的平面位置计算两个网格之间的距离Length和方位角Azi是通过下面两个公式实现的：

Length＝sqrt[((i'‐i)dx)^2+((j'‐j)dy)^2]

Azi＝arctan[(j'‐j)dy/(i'‐i)dx]。

3.根据权利要求1所述的地震裂缝属性体的定量分析方法，其特征在于：所述第五步中二维矩阵P中要修改元素的位置由所述距离Length和方位角Azi确定是通过下面两个公式实现的：

u＝Length/dl，

v＝Azi/da,

其中u,v取整数。