CN104297792A - 一种扇上叠置水道储层的相控反演方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种扇上叠置水道储层的相控反演方法，基于多种地震属性开展地震相划分，充分考虑的原始地震资料对不同地质体在反射强度、频率成分、几何特征等多方面的特征，弥补了常规地震反演主要依赖地震反射强度的不足；同时对各层开地层切片的方法，有效解决了扇上水道沉积或其他沉积相在垂向上叠置重复情况下，单一的沉积相或地质相平面图无法提供垂向约束的不足。

Description

一种扇上叠置水道储层的相控反演方法

技术领域

本发明涉及石油勘探技术领域，具体是指一种扇上叠置水道储层的相控反演方法。 

背景技术

地质相、沉积相：沉积相是沉积物的生成环境、生成条件和其特征的总和，成分相同的岩石组成同一种相。 

地震相：由地震反射参数振幅、频率、相位、同相轴以及反射结构等所限定的三维地震反射单元它是特定沉积相或地质体的地震响应 

相控反演：相控就是以相（沉积微相、岩相、地震相、测井相等）为约束条件，以每种相为不同的类别，以相的平面变化为约束，建立反演初始模型，并开展地震反演的一种方法。

传统的相控反演存在的不足： 

需要先建立目的层的沉积相平面图，这个过程存在极大的主观性，结论中存在的误差将直接传递到地震反演的成果中去。沉积相图只是在平面上可以起到约束作用，而在垂向上不具有约束作用，而针对空间上的相叠置无法提供约束。传统相控往往考虑了不同相之间的差异，采用相内约束，而未考虑相与相之间的约束。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扇上叠置水道储层的相控反演方法，解决因垂向水道沉积体叠置现象严重，在空间上水道横向摆动复杂，传统先建立沉积相再进行相控建模的手段无法对垂向叠置、重复的水道相进行约束的问题。 

本发明的目的通过下述技术方案实现： 

一种扇上叠置水道储层的相控反演方法，包括以下施工步骤，

步骤一：根据水道储层在地震剖面上的反射强度、频率成分以及反射结构，提取该处的地震属性；

步骤二：根据目的层水道沉积体的垂向厚度占整个地层的比例，确定地层切片层数，并对提取该水道储层的各种地震属性开展地层切片；

步骤三：对各小层提取的地震属性开展无监督的神经网络聚类分析，获取各层地震相类别及地震相图；

步骤四：定义相间距：以全油田平均井距为基准，根据相之间的差异定义不同地震相两两之间的加权距离相之间差异与相之间的加权距离成线性关系；

步骤五：对已知井的波阻抗曲线分别进行低通滤波和高通滤波，低通滤波参数为5hz~15hz，且高通滤波的参数与低通滤波的参数相对应；

步骤六：根据已知井位坐标，确定每口已知井在第一个地层切片上对应的地震相类别，建立第一地层切片对应时窗内的地震反演低频波阻抗初始模型和高频波阻抗初始模型；

步骤七：根据待插值点坐标提取该处在第一个地层切片的地震相类别，然后根据与待插值点位置地震相类别相同的已知井坐标，分别进行初始波阻抗低频模型权重计算和高频波阻抗初始模型权重计算；

步骤八：完成待插值点到所有具有相同地震相类别的已知井点权重计算后，加权得到该插值点低频波阻抗初始模型 ；

步骤九：完成待插值点到所有已知井点权重计算后，加权得到该插值点高频波阻抗初始模型；

步骤十：合并高频波阻抗初始模型与低频波阻抗初始模型，得到该插值点处的全频带波阻抗初始模型道F（x，y）：

；

步骤十一：重复步骤七~步骤十，直至完成该地层切片内所有待插值点的全频带波阻抗初始模型计算；

步骤十二：开展下一个小层的低频波阻抗初始模型计算，重复步骤七~步骤十一直到第二个地层切片时窗内全频带波阻抗初始模型计算；

步骤十三：重复步骤十二，直至整个反演时窗内所有的波阻抗模型计算完成，最后基于构建的全频带波阻抗初始模型，进行地震反演获得最终反演波阻抗成果数据。

在所述步骤七中，根据与待插值点位置地震相类别相同的已知井坐标，进行加权的低频波阻抗初始模型权重计算，公式如下： 

其中，wi为待插值点处第i个已知井的权重，权重越大，该已知井对低频模型建立的贡献越大，n为与该待插值点具有相同地震相类别的已知井点个数， hi为到第i个已知井点的距离。

完成待插值点到所有已知井点权重计算后，加权得到该插值点低频波阻抗初始模型，如下： 

其中HF为坐标x，y处的低频波阻抗初始模型，hfi为第i个已知井点在第一个地层切片时窗内的低通滤波分量。

在所述步骤九中，根据待插值点位置与所有已知井坐标，并考虑相距离进行约束加权；高频波阻抗初始模型权重的计算方式如下： 

其中，wi为待插值点处第i个已知井的权重，权重越大，该已知井对高频波阻抗初始模型建立的贡献越大，n为所有已知井点个数，hi为到第i个已知井点的距离；λi为待插值点地震相到第i个已知井点处地震相之间的相距离，以平均井距的倍数表示。

完成待插值点到所有已知井点权重计算后，加权得到该插值点高频波阻抗初始模型，如下： 

其中HF为坐标x，y处的高频波阻抗初始模型，hfi为第i个已知井点在第一个地层切片时窗内的高通滤波分量。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： 

本发明在步骤一~步骤三中，基于多种地震属性开展地震相划分，充分考虑的原始地震资料对不同地质体在反射强度、频率成分、几何特征等多方面的特征，弥补了常规地震反演主要依赖地震反射强度的不足；同时对各层开地层切片的方法，有效解决了扇上水道沉积或其他沉积相在垂向上叠置重复情况下，单一的沉积相或地质相平面图无法提供垂向约束的不足；在所述步骤四中，定义相间距，考虑了相邻相与过度相之间的相似性，可以根据区域的地质认识对不同地震相间的差异大小进行控制，有利于协调井距与相距，充分利用全区已钻井信息；所述步骤九中，低频初始模型的权重计算，以相同地震相内已知井提供约束为主，有利于保持相内波阻抗曲线基本形态，如箱型、钟性；而常规反距离加权方法在离已知井点较远时，对相同沉积相内的曲线形态保持效果较差。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中： 

图1为本发明流程图；

图2为生成地震相地层切片流程图；

图3为生成各地层切片全频带初始模型流程图；

图4为生成波阻抗高频初始模型流程图；

图5为生成波阻抗低频初始模型流程图；

图6为某扇上叠置水道系统的地震相图；

图7为地层切片中第一小层水道砂体地震相图；

图8为地层切片中第二小层水道砂体地震相图；

图9为叠置水道的地震相图；

图10为第一小层地震相图；

图11为第二小层地震相图；

图12为第一小层建立低频波阻抗模型时A井的加权权重；

图13为第一小层建立低频波阻抗模型时B井的加权权重；

图14为第一小层建立低频波阻抗模型时C井的加权权重；

图15为第二小层建立低频波阻抗模型时A井的加权权重；

图16为第二小层建立低频波阻抗模型时B井的加权权重；

图17为第二小层建立低频波阻抗模型时C井的加权权重；

图18为利用常规反距离加权法计算的A井的加权权重；

图19为常规相控的加权权重分配图；

图20为第一小层建立高频波阻抗模型时A井的加权权重；

图21为常规反距离加权计算的而A井的加权权重。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。 

实施例1 

如图1至图5所示，本实施例包括以下施工步骤，

步骤一：根据水道储层在地震剖面上的反射强度、频率成分以及反射结构，提取该处的地震属性；如提取该处的均方根振幅、相对阻抗、甜点以及相干等属性。

步骤二：根据目的层水道沉积体的垂向厚度占整个地层的比例，确定地层切片层数，并对提取该水道储层的各种地震属性开展地层切片；例如水道砂体平均厚度为10ms，而地层厚度为50ms，则地层切片数为5。 

步骤三：对各小层提取的地震属性开展无监督的神经网络聚类分析，获取各层地震相类别及地震相图； 

步骤四：定义相间距：以全油田平均井距为基准，根据相之间的差异定义不同地震相两两之间的加权距离相之间差异与相之间的加权距离成线性关系； 

步骤五：对已知井的波阻抗曲线分别进行低通滤波和高通滤波，低通滤波参数为5hz~15hz，且高通滤波的参数与低通滤波的参数相对应；

步骤六：根据已知井位坐标，确定每口已知井在第一个地层切片上对应的地震相类别，建立第一地层切片对应时窗内的地震反演低频波阻抗初始模型和高频波阻抗初始模型；

步骤七：根据待插值点坐标提取该处在第一个地层切片的地震相类别，然后根据与待插值点位置地震相类别相同的已知井坐标，分别进行初始波阻抗低频模型权重计算和高频波阻抗初始模型权重计算；

根据与待插值点位置地震相类别相同的已知井坐标，进行加权的低频波阻抗初始模型权重计算，公式如下：

其中，wi为待插值点处第i个已知井的权重，权重越大，该已知井对低频模型建立的贡献越大，n为与该待插值点具有相同地震相类别的已知井点个数，hi为到第i个已知井点的距离。

根据待插值点位置与所有已知井坐标，并考虑相距离进行约束加权；高频波阻抗初始模型权重的计算方式如下： 

其中，wi为待插值点处第i个已知井的权重，权重越大，该已知井对高频波阻抗初始模型建立的贡献越大，n为所有已知井点个数，hi为到第i个已知井点的距离；λi为待插值点地震相到第i个已知井点处地震相之间的相距离，以平均井距的倍数表示。

步骤八：完成待插值点到所有具有相同地震相类别的已知井点权重计算后，加权得到该插值点低频波阻抗初始模型；如下： 

其中HF为坐标x，y处的低频波阻抗初始模型，hfi为第i个已知井点在第一个地层切片时窗内的低通滤波分量。

步骤九：完成待插值点到所有已知井点权重计算后，加权得到该插值点高频波阻抗初始模型；如下： 

其中HF为坐标x，y处的高频波阻抗初始模型，hfi为第i个已知井点在第一个地层切片时窗内的高通滤波分量。

步骤十：合并高频波阻抗初始模型与低频波阻抗初始模型，得到该插值点处的全频带波阻抗初始模型道F（x，y）： 

；

步骤十一：重复步骤七~步骤十，直至完成该地层切片内所有待插值点的全频带波阻抗初始模型计算；

步骤十二：开展下一个小层的低频波阻抗初始模型计算，重复步骤七~步骤十一直到第二个地层切片时窗内全频带波阻抗初始模型计算；

步骤十三：重复步骤十二，直至整个反演时窗内所有的波阻抗模型计算完成，最后基于构建的全频带波阻抗初始模型，进行地震反演获得最终反演波阻抗成果数据。

本实施例如附图6~8所示，其中图6为某扇上叠置水道系统的地震相图，两水道砂体在空间上相互叠合，水道砂体间为水道间湾相，以泥岩沉积为主；图7为地层切片中第一小层水道砂体地震相图；图8为地层切片中第二小层水道砂体地震相图。 

如图9~11所示，有A,B,C三口已知井，分别位于水道间湾与叠置水道部位，在不同垂向上不同的小层中，三口井位于的不同的地震相内；以网格间距为100m*100m为例，则第一网格点H点的权重计算过程如下： 

1.     第一网格点位于水道间湾相，与A、B井一致，而与C井不同，则在权重计算时，不考虑C井影响，则低频波阻抗模型的权重计算公式中的n值为2，而高频波阻抗模型的权重计算公式中的n值为3；

2.     第一网格点到A井的距离为：m；

第一网格点到B井的距离为：m；

第一网格点到C井的距离为：m；

3.     对建立低频波阻抗模型：

第一网格点A井的权重为：=0.83；

第一网格点B井的权重为：=0.17；

第一网格点C井的权重为0。

   按次方法对第一行网格点依次计算， 

      A井权重为：（0.83, 0.83, 0.50, 0.17, 0.17）；

      B井权重为：（0.17, 0.17, 0.50, 0.83, 0.83）；

      C井权重为：（0, 0, 0, 0, 0）。

具体计算结果如图12~17所示。与上述算法相比，图18为利用常规反距离加权法计算的A井的加权权重；这种方法并仅考虑空间距离，而未考虑相带的变化；图19为常规相控的一种加权权重分配，这种全重分配未考虑水道的叠置这种沉积相在垂向上的重复的情况。 

4、对建立高频波阻抗模型，以相间距= =200m为例： 

第一网格点A井的权重为；

第一网格点B井的权重为；

第一网格点C井的权重为。

   按次方法对第一行网格点依次计算: 

      A井权重为：（0.79, 0.81, 0.48, 0.16, 0.16）；

      B井权重为：（0.87, 1.00, 0.44, 0.00, 0.10）；

      C井权重为：（0.05, 0.03, 0.04, 0.03, 0.05）。

如图20和图21所示，图20为第一小层建立高频波阻抗模型时A井的加权权重，等值线显示了权重的分配依然与地震相特征相关；图21为常规反距离加权计算的而A井的加权权重，这种权重分配未体现地震相变化的影响，而第一小层的全频带波阻抗初始模型由高频波阻抗模型与低频波阻抗模型相叠加得出。 

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种扇上叠置水道储层的相控反演方法，其特征在于：包括以下施工步骤，

步骤一：根据水道储层在地震剖面上的反射强度、频率成分以及反射结构，提取该处的地震属性；

步骤二：根据目的层水道沉积体的垂向厚度占整个地层的比例，确定地层切片层数，并对提取该水道储层的各种地震属性开展地层切片；

步骤三：对各小层提取的地震属性开展无监督的神经网络聚类分析，获取各层地震相类别及地震相图；

步骤四：定义相间距：以全油田平均井距为基准，根据相之间的差异定义不同地震相两两之间的加权距离相之间差异与相之间的加权距离成线性关系；

步骤五：对已知井的波阻抗曲线分别进行低通滤波和高通滤波，低通滤波参数为5hz~15hz，且高通滤波的参数与低通滤波的参数相对应；

步骤六：根据已知井位坐标，确定每口已知井在第一个地层切片上对应的地震相类别，建立第一地层切片对应时窗内的地震反演低频波阻抗初始模型和高频波阻抗初始模型；

步骤七：根据待插值点坐标提取该处在第一个地层切片的地震相类别，然后根据与待插值点位置地震相类别相同的已知井坐标，分别进行初始波阻抗低频模型权重计算和高频波阻抗初始模型权重计算；

步骤八：完成待插值点到所有具有相同地震相类别的已知井点权重计算后，加权得到该插值点低频波阻抗初始模型                                                ；

步骤九：完成待插值点到所有已知井点权重计算后，加权得到该插值点高频波阻抗初始模型；

步骤十：合并高频波阻抗初始模型与低频波阻抗初始模型，得到该插值点处的全频带波阻抗初始模型道F（x，y）：

；

步骤十一：重复步骤七~步骤十，直至完成该地层切片内所有待插值点的全频带波阻抗初始模型计算；

步骤十二：开展下一个小层的低频波阻抗初始模型计算，重复步骤七~步骤十一直到第二个地层切片时窗内全频带波阻抗初始模型计算；

步骤十三：重复步骤十二，直至整个反演时窗内所有的波阻抗模型计算完成，最后基于构建的全频带波阻抗初始模型，进行地震反演获得最终反演波阻抗成果数据。

2.根据权利要求1所述的一种扇上叠置水道储层的相控反演方法，其特征在于：在所述步骤七中，根据与待插值点位置地震相类别相同的已知井坐标，进行加权的低频波阻抗初始模型权重计算，公式如下：

其中，wi为待插值点处第i个已知井的权重，权重越大，该已知井对低频模型建立的贡献越大，n为与该待插值点具有相同地震相类别的已知井点个数；hi为到第i个已知井点的距离。

3.根据权利要求2所述的一种扇上叠置水道储层的相控反演方法，其特征在于：完成待插值点到所有已知井点权重计算后，加权得到该插值点低频波阻抗初始模型，如下：

其中HF为坐标x，y处的低频波阻抗初始模型，hfi为第i个已知井点在第一个地层切片时窗内的低通滤波分量。

4.根据权利要求1所述的一种扇上叠置水道储层的相控反演方法，其特征在于：在所述步骤九中，根据待插值点位置与所有已知井坐标，并考虑相距离进行约束加权；高频波阻抗初始模型权重的计算方式如下：

其中，wi为待插值点处第i个已知井的权重，权重越大，该已知井对高频波阻抗初始模型建立的贡献越大，n为所有已知井点个数；λi为待插值点地震相到第i个已知井点处地震相之间的相距离，以平均井距的倍数表示。

5.根据权利要求4所述的一种扇上叠置水道储层的相控反演方法，其特征在于：完成待插值点到所有已知井点权重计算后，加权得到该插值点高频波阻抗初始模型，如下：

其中HF为坐标x，y处的高频波阻抗初始模型，hfi为第i个已知井点在第一个地层切片时窗内的高通滤波分量。