CN104142516B - 一种薄单砂层厚度预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄单砂层厚度预测方法，属于油藏储层预测技术，是利用高精度三维地震提取的平均反射强度属性简单、快捷定量描述薄单砂层厚度的有效预测方法，包括地震属性的优选、确定提取属性的时窗范围、提取平均反射强度属性并归一化处理、建立平均反射强度值与单砂层厚度的关系式、单砂层厚度计算及极值校正、编制单砂层厚度图。本发明利用小时窗沿层提取平均反射强度预测薄单砂层厚度及平面展布的方法，提高了薄单砂层预测的效率和有效性，解决了井间的注采矛盾，使得单砂层厚度预测吻合率大于80%。

Description

一种薄单砂层厚度预测方法

技术领域

本发明涉及一种薄单砂层厚度预测方法，属于油藏地震储层预测技术领域。

背景技术

陆相断陷湖盆，一般具有构造复杂、断块小而碎，多物源、小物源的特点，常见河流及三角洲砂体多期叠置类型，沉积地层纵向上常呈频繁的砂泥岩薄互层韵律组合，砂岩储层发育但单层厚度薄，横向上砂岩储层分布连续性差、变化大，单个砂体横向展布范围有限。利用相邻钻井钻遇的砂体对比不能有效区分是否是同一砂体，影响了对砂体横向分布的认识。受地震分辨率的限制，如何利用地震资料有效描述单砂层平面展布特征一直是困扰物探技术的难题，尤其是针对复杂断块油藏密集井网区小于1/4波长厚度的单砂层的预测更是困难，常规的地震方法不能有效识别和预测。

目前预测单砂层的厚度及平面展布的方法有限，主要有多井单砂层勾画厚度图、波阻抗反演技术、三维可视化解释技术。

多井单砂层勾画厚度图：是通过读取多口井的同一沉积环境下的单砂层厚度值标于这些井的井位坐标图上，将相同值的点连成等值线，形成砂岩等厚图。该方法直观，缺陷是不能有效识别和描述单砂层在井间及无井区的变化分布，且同一等值线的砂层厚度值不能保证是代表的同一个砂体。

波阻抗反演技术：反演技术预测单砂层的方法是利用地震数据信息与井数据信息建立一种联系并在构造模型约束的基础上进行处理，计算出波阻抗体，再利用不同岩性对应不同波阻抗值的特点预测砂体的厚度与平面展布。优点，在测井约束下对模型进行迭代修改，得到高分辨率的地层波阻抗资料，为储层厚度、物性等精细解释提供了一种可能性解答，但是反演结果的可靠性受到地质条件和测井资料的控制，在断层发育、尖灭频繁、薄互层分布的复杂地质条件下，断层边界效应的影响使得断层附近的反演精度受到影响，反演建模受到限制、效率降低。

三维可视化解释主要是面块切片的快速扫描、透视、雕刻，主要是以地震剖面上的波形变化点作为砂体的边界，其优点是快速、直观，但是种子点追踪时易串层，厚度预测精度偏低。

专利申请号201310088179.6公开了“一种基于地震基准弧长对数属性的砂岩厚度预测方法”，其优点是快捷、准确预测砂岩厚度，但是仅适用于少井地区的油气勘探中，对复杂断块密集井网区的薄单砂层不适用。申请号200610126807.5公开了“基于地震属性的煤层厚度分析方法”，该方法优点是考虑了多属性参数，更接近实际，反映地震属性预测煤层厚度效果较好。但是它不是针对的单砂层，且工序步骤较多。

综上所述，目前针对复杂断块密集井网区的薄单砂层预测研究甚少，存在由于断块破碎，砂层地震反射特征及其位置难以确定；受地震分辨率限制，储层界面难以分辨；由于断层多，建模难度大、断层边界效应影响大，地震反演技术应用受到限制、效果不好的问题。为解决上述问题及现有技术的不足，我们发明一种利用高精度三维地震资料快捷、简单、有效的预测复杂断块密集井网区薄单砂层的方法。

发明内容

本发明在于克服现有技术存在的由于断块破碎，砂层地震反射特征及其位置难以确定；受地震分辨率限制，储层界面难以分辨；由于断层多，建模难度大、断层边界效应影响大，地震反演技术应用受到限制、效果不好的问题。建立一种利用利用高精度三维地震资料中提取的平均反射强度预测单砂层厚度，为复杂断块密集井网区井间单砂层的变化提供一种简便可行、快捷有效的方法，解决开发区井间注采矛盾。

本发明通过以下步骤实现：利用高精度三维地震信息的空间连续性，在复杂断块油藏密集井网区通过平均反射强度属性简单快速有效的对薄单砂体的厚度及平面展布进行定量描述，包括以下步骤：

①地震属性的优选：通过优选确定平均反射强度属性为对砂岩变化最敏感的地震属性；

②确定提取时窗范围：根据步骤①确定平均反射强度属性，结合统计的已钻井同一沉积旋回的单砂层厚度范围，确定提取平均反射强度的时窗范围；

③提取平均反射强度属性并归一化处理：沿追踪的目标单砂层顶或底在确定的时窗范围内提取平均反射强度，并对平均反射强度进行归一化处理。

④建立平均反射强度值与单砂层厚度的关系式：根据单砂层厚度值与对应的平均反射强度值数据表形成交汇图，并拟合线性关系，即y=kx+b其中：y为平均反射强度，x为单砂层厚度，k为随不同沉积时期的单砂层而变化的可变常数，b为单砂层厚度为0时的平均反射强度值。

⑤单砂层厚度计算与极值矫正：利用步骤④的线性关系式将平均反射强度值换算出单砂层厚度值；再利用经验公式低值区的经验公式为

D_n=（C_n-C_min)/P

其中：D_n为校正量，C_n为低值区高限点A向最小值方向的第n个数的厚度值，C_min为最小厚度值，P为依据换算后厚度保留两位小数情况下的相邻两个数的差为0.01，n为正整数。

E_n=C_n-D_n×△h

其中：E_n为校后的单砂层厚度值，△h为厚度校正增量。

$\mathrm{\Δh}=\frac{H-d}{N}$

H为换算后的最小厚度，d为0，N为所有低于高限值的个数。

高值区的经验公式为：D_n=（C_max-C_n）/P

其中：D_n为校正量，C_n为高值区低限点B向最大值方向的第n个数的厚度值，C_max为低值区最大厚度值，P为依据换算后厚度保留两位小数情况下的相邻两个数的差为0.01,n为正整数。

E_n=C_n-D_n×△h

其中：En为校后的砂层厚度值，△h为厚度校正增量。

$\mathrm{\Δh}=\frac{H-d}{N}$

H为换算后的最大厚度，d为已知单砂层最大厚度，N为所有高于低限值的个数。

⑥编制单砂层厚度图：将步骤⑤所得的一组数据在作图软件里形成平面等值线图并填充颜色，直观显示单砂层的平面展布。

通过该方法的应用，利用小时窗沿层提取平均反射强度预测薄单砂层厚度及平面展布的方法，提高了薄的单砂层预测的效率和有效性，解决了井间的注采矛盾，使得单砂层厚度预测吻合率大于80%。

附图说明

图1是本发明工艺框图；

图2是不同地震属性与单砂层厚度交会图；

图3是本发明时窗选取示意图；

图4是本发明各井单砂层厚度对应平均反射强度的关系图及线性公式；

图5是楔状砂地震正演响应特征；

图6是单砂层厚度与振幅的关系；

图7是利用本发明编制的中国石油化工股份有限公司中原油田分公司沙二下³底部单砂层厚度平面展布图。

具体实施方式

1、地震属性的提取及优选：

本方法主要是在兰德马克公司（Landmark）的地震地质综合研究系统（OpenWorks）的地震数据叠后处理模块（Poststack）里运行的，各种地震属性的运算均是利用叠后地震数据进行提取的，提取方法如下：

①平均发射强度计算公式其中：ARS为平均反射强度；f（t）为实际地震道的采样振幅值，t为时窗内的采样时间，*为褶积运算符号。

②均方根振幅计算公式其中：RMS为均方根振幅值，X为地震道的采样振幅值，N为正整数。

③弧长其中S为弧长，a(i)为第i个采样振幅值，T为采样周期，N为时窗内的采样数。

④有效带宽计算公式其中EB为有效带宽，T为采样周期；窗口长度为M+1。

表1 地震多属性与对应单砂层厚度数据表

由表1绘制不同地震属性与单砂层厚度交会图，如图2所示。在与单砂层变化有关的地震属性值与已知井单砂层厚度的交汇分析中，选取对单砂层厚度的变化不仅敏感而且其数值变化与单砂层厚度具有较好的线性关系的平均反射强度属性。

2确定提取平均反射强度的时窗范围

时窗选取原则是采用包含单砂层厚度在内的合适时窗提取平均反射强度对薄单砂层进行预测。在提取平均反射强度时，单砂层的位置必须与参考标准层在一个沉积旋回内，保证提取的平均反射强度体现相同的沉积环境，利于分析已知井同一旋回砂层变化与平均反射强度变化的最佳匹配；确定时窗选取量刚范围要大于最厚单砂层厚度，并保证采样间隔小于最薄目标单砂层的厚度才能更好的分辨薄单砂层，图3为本发明时窗选取示意图。

3.提取平均反射强度属性并归一化处理

通过步骤1里平均反射强度与单砂层厚度统计表，按照不同砂层厚度的变化范围将地震属性归一化到0—h的量纲范围内进行加权运算，保证属性最大值与砂层厚度关系最大限度的符合实际，其中，h为一个旋回内最厚单砂体厚度值。

4.建立平均反射强度值与单砂层厚度的关系式

统计选取已钻井需预测的同一旋回单砂层的厚度，在平均反射强度图上读取选取井对应的平均反射强度值，编制成表2；在此基础上，建立单砂层厚度与平均反射强度值之间的交会图，并拟合出平均反射强度值与单砂层厚度的关系式，如图4所示。

表2 沙二下3底部单砂层

从图中的分析结果可知单砂层厚度与平均反射强度成近于线性正比关系。将交会图的散点数据拟合后的关系式为y=kx+b其中y为平均反射强度，x为单砂层厚度，k为随不同沉积时期的单砂层而变化的可变常数，b为单砂层厚度为0时的平均反射强度值。

5、单砂层厚度计算及极值校正

5.1利用步骤4得出的线性公式将平均反射强度值转换为初步单砂层厚度值;

5.2对步骤3得到的平均反射强度值及5.1得到的初步单砂层厚度值进行分段处理，其数据在Excel里排序再寻找需矫正的数值范围，低值区采用负递减处理，高值区采用正递减处理，低值区与高值区确定原则是根据如图5所示的研究工区地震主频及已钻井的地球物理信息建立的楔状模型，形成振幅随砂层厚度变化的曲线图图6，在曲线图6上确定两个分界点作为矫正范围的低值区高限点A或高值区低限点B。

低值区校正运算公式为D_n=（C_n-C_min)/P

其中：D_n为校正量，C_n为低值区高限点A向最小值方向的第n个数的厚度值，C_min为最小厚度值，P为步长，n为正整数。

E_n=C_n-D_n×△h

其中：En为校后的单砂层厚度值，△h为厚度校正增量。

$\mathrm{\Δh}=\frac{H-d}{N}$

H为换算后的最小厚度，d为0，N为所有低于高限值的个数。

高值区校正运算公式为

D_n=（Cmix-C_n）/P

其中：D_n为校正量，C_n为高值区低限点B向最大值方向的第n个数的厚度值，C_mix为低值区最大厚度值，P为步长，n为正整数。

E_n=C_n-D_n×△h

其中：En为校后的砂层厚度值，△h为厚度校正增量。

$\mathrm{\Δh}=\frac{H-d}{N}$

H为换算后的最大厚度，d为已知单砂层最大厚度，N为所有高于低限值的个数。

6、编制单砂层厚度等值线图

将步骤5所得校正好的一组散点数据在作图软件里形成平面等值线图并填充颜色，绘制成图7所示的中国石油化工股份有限公司中原油田分公司文明寨油田沙二下³底部单砂层厚度图,该图展示了单砂层的横向厚度变化及平面展布，结果与实钻井一致。

Claims (4)

1.一种薄单砂层厚度预测方法，其特征包括以下步骤：

①地震属性的优选：通过优选确定平均反射强度属性为对砂岩变化最敏感的地震属性；

②确定提取时窗范围：根据步骤①确定平均反射强度属性，参考已钻井同一沉积旋回的单砂层厚度变化范围，确定提取平均反射强度的时窗范围；

③提取平均反射强度属性并归一化处理：沿追踪的目标单砂层顶或底在确定的时窗范围内提取平均反射强度，并对平均反射强度进行归一化处理；

④建立平均反射强度值与单砂层厚度的关系式：根据单砂层厚度值与对应的平均反射强度值数据表形成交汇图，并拟合线性关系；

⑤单砂层厚度计算及极值校正；利用步骤④的线性关系式将平均反射强度值换算出单砂层厚度值；对低值区和高值区单砂层厚度值进行校正；

⑥编制单砂层厚度图：将步骤⑤所得的一组数据在作图软件里形成平面等值线图并填充颜色，形成单砂层的平面展布图；

所述步骤⑤中的低值区和高值区单砂层厚度值校正公式如下详述：

低值区的校正经验公式为:

D_n＝(C_n-C_min)/P

其中：D_n为校正量，C_n为低值区高限点A向最小值方向的第n个数的厚度值，C_min为最小厚度值，P为步长，n为正整数；

E_n＝C_n-D_n×△h

其中：En为校后的单砂层厚度值，△h为厚度校正增量；

H为换算后的最小厚度，d为0，N为所有低于高限值的个数；

高值区的校正经验公式:

D_n′＝(C_max-C_n′)/P′

其中：D_n′为校正量，C_n′为高值区低限点B向最大值方向的第n′个数的厚度值，C_max为高值区最大厚度值，P′为步长，n′为正整数；

E_n′＝C_n′-D_n′×△h′

其中：En′为校后的砂层厚度值，△h′为厚度校正增量，

H′为换算后的最大厚度，d′为已知单砂层最大厚度，N′为所有高于低限值的个数。

2.根据权利要求1所述的一种薄单砂层厚度预测方法，其特征是：步骤②所述的时窗选取原则是：采用包含单砂层厚度在内的合适时窗提取平均反射强度对薄单砂层进行预测，在提取平均反射强度时，单砂层的位置必须与参考标准层在一个沉积旋回内；确定时窗选取范围要大于最厚单砂层厚度；保证采样间隔小于最薄目标单砂层的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的一种薄单砂层厚度预测方法，其特征是：所述的提取平均反射强度属性并归一化处理的方法是：通过平均反射强度与单砂层厚度统计表，按照不同砂层厚度的变化范围将地震属性归一化到0—h的量纲范围内进行加权运算，保证属性最大值与砂层厚度关系最大限度的符合实际，其中，h为一个旋回内最厚单砂体厚度值。

4.根据权利要求1或2所述的一种薄单砂层厚度预测方法，其特征是：建立平均反射强度值与单砂层厚度的关系式为y＝kx+b，其中：y为平均反射强度，x为单砂层厚度，k为随不同沉积时期的单砂层而变化的可变常数，b为单砂层厚度为0时的平均反射强度值。