CN104614762A - 疏松砂岩气藏边界确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种疏松砂岩气藏边界确定方法及装置，方法包括：根据待确定工区的地震资料确定叠加剖面和叠前炮集数据；根据叠加剖面确定含气异常区目的层及含气异常区目的层的气藏横向范围；拾取含气异常区目的层确定时间校正量；将时间校正量以共中心点道集低频量的形式应用到叠前炮集数据进行分时窗时差校正，生成水平层状地层的地震数据；根据气藏横向范围确定偏移距范围；根据偏移距范围和水平层状地层的地震数据生成正、负偏移距的速度场；对正、负偏移距的速度场的空间上各样点的速度进行相减生成速度差值场；根据速度差值场确定气藏边界。

Description

疏松砂岩气藏边界确定方法及装置

技术领域

本发明涉及油气物探技术，具体的讲是一种疏松砂岩气藏边界确定方法及装置。

背景技术

近年来，全球能源消费都在致力转变能源结构，天然气这一清洁能源将在全球低碳发展进程中发挥主导作用，中国首部关于天然气的十二五规划也已出炉，这是天然气这一能源形式的第一个国家级规划，使得天然气勘探成为了地震勘探的热点。随着地震勘探向地质条件复杂的地区发展，天然气勘探也向精细勘探方向发展，需要针对不同的地下地质岩性和气藏类型来开发针对性的技术。

已发现的天然气藏数量众多、类型各异，根据岩性可划分为砂岩气藏、碳酸盐岩气藏、火山岩气藏三大类，其中砂岩气藏又包括疏松砂岩气藏和致密砂岩气藏。疏松砂岩含气后在地震剖面上有明显的“气烟囱”现象，因此，长期以来地震与地质工作者就利用“相面法”为油气资源勘探提供气藏的信息。但实践说明，在陆地上进行疏松砂岩气藏的研究仅靠“相面法”是远远不够的，由于“相面法”的实质是用肉眼直观感觉，根据地震剖面上反射同相轴下拉和频率的变化来定性的说明气藏的存在，而无法定量的进行气藏边界范围的确定。因此，准确估算地下速度信息，搞清疏松砂岩含气在地震资料上产生的边界范围，是资料处理的技术难题之一。

疏松砂岩气藏地震资料处理的目的就是在成像基础上，提供能反映真实地下信息的速度场信息，以便刻画异常体的范围，这就需要建立准确的速度场。目前，成熟的速度分析方法是在共中心域的道集上进行，依据动校正能否将反射时距曲线校平和叠加能量是否增强为判别标准，这项技术是所有地震资料处理中叠加成像普遍采用的技术，对于疏松砂岩含气后的“气烟囱”现象，在同一个共中心点道集内可能会出现气藏的边界，但是无法将边界范围具体确定下来。

发明内容

为提高天然气勘探的效率和精度，在地震资料处理阶段进行，利用简单处理流程的地震资料，节约了勘探时间和成本本发明实施例提供了一种疏松砂岩气藏边界确定方法，方法包括：

根据待确定工区的地震资料确定叠加剖面和叠前炮集数据；

根据所述叠加剖面确定含气异常区目的层及含气异常区目的层的气藏横向范围；

拾取所述含气异常区目的层确定时间校正量；

将所述时间校正量以共中心点道集低频量的形式应用到所述叠前炮集数据进行分时窗时差校正，生成水平层状地层的地震数据；

根据所述气藏横向范围确定偏移距范围；

根据所述偏移距范围和水平层状地层的地震数据生成正、负偏移距的速度场；

对所述正、负偏移距的速度场的空间上各样点的速度进行相减生成速度差值场；

根据所述速度差值场确定气藏边界。

同时，本发明还提供一种疏松砂岩气藏边界确定装置，其特征在于，所述的装置包括：

资料处理模块，用于根据待确定工区的地震资料确定叠加剖面和叠前炮集数据；

目的层确定模块，用于根据所述叠加剖面确定含气异常区目的层及含气异常区目的层的气藏横向范围；

校正量确定模块，用于拾取所述含气异常区目的层确定时间校正量；

校正模块，用于将所述时间校正量以共中心点道集低频量的形式对所述叠前炮集数据进行分时窗时差校正，生成水平层状地层的地震数据；

偏移距范围确定模块，用于根据所述气藏横向范围确定偏移距范围；

速度场确定模块，用于根据所述偏移距范围和水平层状地层的地震数据生成正、负偏移距的速度场；

差值场确定模块，用于对所述正、负偏移距的速度场的空间上各样点的速度进行相减生成速度差值场；

边界确定模块，用于根据所述速度差值场确定气藏边界。

本发明利用简单处理流程的地震资料，节约了勘探时间和成本；解决现有技术“相面法”不能定量确定气藏边界的不足，实现了疏松砂岩含气边界范围定量化的描述，利用炮域的速度分析在气藏边界的特征，成功解决了疏松砂岩气藏真实边界范围的难题。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

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为本发明提供一种疏松砂岩气藏边界确定方法的流程图；

图2为本发明实施例中含气异常区边界单炮正、负偏移距的地震射线走时路径示意图；

图3为本发明实施例中含气异常区边界共中心点道集正、负偏移距的地震射线走时路径示意图；

图4为本发明实施例中含气异常区气藏的声波正演模型；

图5为本发明实施例中含气异常区声波正演模拟的炮域正偏移距(偏移距范围800m)速度场；

图6为本发明实施例中含气异常区声波正演模拟的炮域负偏移距(偏移距范围800m)速度场；

图7为本发明实施例中声波正演模拟的炮域正偏移距速度场和声波正演模拟的炮域负偏移距的速度场的残差；

图8为本发明实施例中三湖地区疏松砂岩区的1条二维地震测线叠加剖面；

图9为本发明实施例中消除地层倾角的叠加剖面；

图10为本发明实施例中疏松砂岩含气异常区炮域正偏移距的速度谱显示；

图11为本发明实施例中疏松砂岩含气异常区炮域负偏移距的速度剖面显示；

图12为本发明实施例中炮域的正负偏移距速度残差剖面显示；

图13为本发明公开的一种疏松砂岩气藏边界确定装置的框图。

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，本发明提供一种疏松砂岩气藏边界确定方法，方法包括：

步骤S101，根据待确定工区的地震资料确定叠加剖面和叠前炮集数据；

步骤S102，根据所述叠加剖面确定含气异常区目的层及含气异常区目的层的气藏横向范围；

步骤S103，拾取所述含气异常区目的层确定时间校正量；

步骤S104，将所述时间校正量以共中心点道集低频量的形式应用到所述叠前炮集数据进行分时窗时差校正，生成水平层状地层的地震数据；

步骤S105，根据所述气藏横向范围确定偏移距范围；

步骤S106，根据所述偏移距范围和水平层状地层的地震数据生成正、负偏移距的速度场；

步骤S107，对所述正、负偏移距的速度场的空间上各样点的速度进行相减生成速度差值场；

步骤S108，根据所述速度差值场确定气藏边界。

具体实施时，拾取所述含气异常区目的层确定时间校正量包括：

判断所述含气异常区目的层的地层倾角不一致时，将拾取的各倾斜角度层位的层位时间校正到预设的固定基准面，生成所述含气异常区目的层的时间校正量。

具体实施时，偏移距的范围不大于气藏横向范围的二分之一。

具体实施时，根据所述偏移距范围和水平层状地层的地震数据生成正、负偏移距的速度场包括：

根据所述偏移距范围确定正偏移距和负偏移距；

分别根据所述正偏移距和负偏移距对应的地震道数据生成速度谱；

根据所述速度谱进行速度扫描和拾取，生成正、负偏移距的逐点速度TV函数；

根据所述逐点速度TV函数生成正、负偏移距的速度场。

具体实施时，根据所述速度差值场确定气藏边界包括：

对所述速度差值场进行密度平面显示；

根据所述密度平面显示解释等值线的极大值和极小值；

根据所述极大值和极小值对应的空间位置确定气藏边界。

本发明为提高天然气勘探的效率和精度，在地震资料处理阶段进行，利用简单处理流程的地震资料，节约了勘探时间和成本；针对现有技术“相面法”不能定量确定气藏边界的不足，为实现疏松砂岩含气边界范围定量化的描述，利用炮域的速度分析在气藏边界的特征，成功解决了疏松砂岩气藏真实边界范围的难题。

下面结合具体实施例对本方案做进一步详细描述，本发明采取的具体技术方案如下：一种基于速度分析的疏松砂岩含气异常区气藏边界确定方法，在含气异常区的边界，地层由于含气其速度明显低于围岩的速度，地震射线通过含气区的速度小于没有通过含气区的速度，利用这一特征来确定含气异常区的边界，其具体做法是：在炮域，分别对地震道的正、负偏移距进行速度分析，得到正、负偏移距的两个速度场，然后求取两个速度场的差场，通过速度差场来实现具体气藏边界确定，其实现过程包括以下步骤：

1)地震采集工区的叠加剖面和生产炮集资料；

2)在叠加剖面上确定含气异常区主要目的层并拾取层位。如果目的层的各个地层倾角不一致时，需要拾取各个倾斜角度的层位信息，然后设定一个固定基准面，把拾取的层位时间校正到固定基准面上，得到各个倾角层位的时间校正量；

3)将第2)步的时间校正量以CMP低频量的形式应用到叠前炮集数据上，进行分时窗时差校正，由此把带倾角的地层转化为水平的层状地层，从而消除了地层倾斜对炮域速度的影响；

4)由2)、3)两个步骤得到水平层状地层的地震记录，在此地震数据上来选取炮集数据的绝对偏移距范围。偏移距范围选择太大，速度分析时远偏移距的地震道的射线同时经过含气区地层和非含气区地层，使得非含气区的地震信号参与速度的拾取，影响含气区速度的求取，所以应该选择近中偏移距范围的地震道来计算速度谱，理论上选择原则是偏移距范围≤气藏横向范围的1/2；

5)利用由4)得到的正偏移距的地震道数据生成速度谱，在含气区域逐个控制点进行速度扫描和精细拾取，得到的正偏移距的逐点速度TV函数对，TV函数对是指每个时间点的速度函数生成炮域正偏移距的速度场

6)利用由4)得到的负偏移距的地震道数据生成速度谱，在含气区域逐个控制点进行速度扫描和精细拾取，得到的负偏移距的逐点速度TV函数对，生成炮域负偏移距的速度场

7)对正偏移距的速度场和负偏移距的速度场空间上各个样点的速度进行相减，得到速度差值场ΔV_volume。

8)对差值速度场ΔV_volume采用变密度平面显示，在含气异常区域可以明显分辨出正、负偏移距速度的差异，通过差值场进行分析解释，对差值场进行绘制，得到差值场等值线平面图，通过平面图得出等值线的极大和极小值，得出的极大值和极小值点所对应的空间位置就是含气异常区的边界。

本发明的原理参见图2，图2为一个地震采集的单炮在含气异常区左边界的射线路径示意图，图中，炮域负偏移距地震道的射线D₁和D₂没有通过含气异常区，它的速度为水平地层的速度，而射线D₃和D₄通过含气异常区，射线的速度在含气异常区大幅度降低，同理，在含气异常区的右边界，炮域正偏移距的速度要明显大于负偏移距的速度。图3为一个CMP道集在含气异常区左边界的射线路径示意图，可见，在cmp域，正、负偏移距的射线D₅、D₆都通过含气区，不存在正负偏移距的速度差异。所以，通过炮域的正、负偏移距地震道的速度差异来分析含气区的范围。

本发明的方法以炮域的正偏移距和负偏移距的速度差异为依据，首先分别对正、负偏移距的地震道进行速度分析，得到正偏移距和负偏移距的速度场，通过两种速度场的差值场分析解释，来识别气藏边界，方法以叠前数据体为出发点，采用简单的叠前流程处理(去噪、反褶积处理)，避免了叠前道集的复杂处理流程，不需要地质人员的解释，快捷有效的完成气藏边界的刻画，同时节约大量的人力和节点的计算量，更快捷的实现了气藏边界的刻画，很好的确定了疏松砂岩含气异常区气藏边界，破解了疏松砂岩气藏具体边界范围的难题，提高了气藏勘探的精度。

具体实施时，利用正演模拟软件模拟疏松砂岩含气区声波地震特征，针对疏松砂岩区的岩性特征，给定含气区的物性参数，来验证该方法的可行性，因为本模型假设为水平层状介质，不存在地层倾角对炮域速度的影响，所以本实施例省略了方法中的第2)、3)步。

图4所示为含气异常区气藏的声波正演模型，物理模拟试验参数：含气区边界：4177m-7835m；炮距20m，道距10m，炮起始位1500m，最大偏移距1500m，第一层速度：2000m/s；第二层速度：2400m/s，第三层速度2800m/s；第四层速度：3200m/s：含气区速度：2650m/s，模型长度为：12000m，深度为2000m。

通过声波正演的地震数据进行地震资料的常规处理，在炮域分正、负偏移距抽成道集，由于正演的含气异常区横向跨度为3653m，偏移距的选择≤含气区横向范围的1/2，所以我们选择1000m的偏移距抽道集，进行速度分析处理。得到图5的正偏移距产生的速度场和图6负偏移距产生的速度场，两个速度场在含气区边界都有明显的速度变化，通过两个速度场相减，得到了一个速度残差场图7，从残差场上解释等值线的极大值和极小值，那么所解释出来的极大值和极小值的横向位置分别在第135炮和第318炮的位置上，换算成坐标分别为4180m和7840m，跟实际设计的含气边界对比，误差分别为3m和5m，而模型的cmp距为5m，误差在可接受范围之内，通过该方法确定含气异常区的边界完全可以用来刻画模型设计的边界。

具体实施方式：应用实例

柴达木盆地中东部的台南一涩北地区，为青海油田的主力气区。由于该区特殊的地表结构条件，使得地震激发干扰波特别发育。根据干扰波调查，主要干扰波为面波、折射波，同时硬碱壳地表检波器埋置困难，以及硬碱壳的暴裂响动，容易产生微震或高频随机干扰波，给地震处理带来了很大的困难，同时需要进行叠前时间偏移精细处理和解释人员的层位解释以及各种属性分析，才能有效的确定含气区及边界。下面以三湖地区的一条二维测线为例，来验证本方法的实用性和可行性。

1)二维地震测线进行常规处理，通过观测系统定义、走时层析静校正、异常振幅衰减、地表一致性反褶积、叠加速度分析，得到该测线的叠加剖面和炮集资料；

2)根据该二维测线叠加剖面(图8)，确定含气主要目的层为300-1200m，而且目的层的层位倾角有渐变的现象，我们在2000ms以上的地层选择4个不同倾角的地层，拾取层位时间。

3)将第2)步的层位时间校正量以CMP低频量的形式应用到叠前炮集数据上，进行分时窗时差校正，由此把带倾角的地层转化为水平的层状地层(图9)，从而消除了地层倾斜对炮域速度的影响；

4)由2)、3)两个步骤得到水平层状地层的地震记录，在此地震数据上来选取炮集数据的绝对偏移距范围。从叠加剖面上看，含气异常区横向跨度大约为300个cmp点，cmp距为5m，所以含气区的范围内为1500m，根据偏移距范围选择≤气藏横向范围的1/2的原则，我们采用700m的偏移距范围内的地震道来生成速度谱，用来求取速度；

5)利用由4)得到的正偏移距的地震道数据生成速度谱，在含气区域逐个控制点进行速度扫描和精细拾取，得到正偏移距的逐点速度TV函数对，生成炮域正偏移距的速度场(图10)。

5)利用由4)得到的负偏移距的地震道数据生成速度谱，在含气区域逐个控制点进行速度扫描和精细拾取，得到负偏移距的逐点速度TV函数对，生成炮域负偏移距的速度场(图11)。

7)对正偏移距的速度场和负偏移距的速度场空间上各个样点的速度进行相减，得到速度残差场(图12)。

8)通过图12的残差速度场平面上显示，解释等值线的极大值和极小值，那么所解释出来的极大值和极小值的横向位置分别在图上黑线所示的位置上，我们可以确定黑线所在的位置就是含气异常区域的边界。

此外，如图13所示，本发明还提供一种疏松砂岩气藏边界确定装置，装置包括：

资料处理模块301，用于根据待确定工区的地震资料确定叠加剖面和叠前炮集数据；

目的层确定模块302，用于根据所述叠加剖面确定含气异常区目的层及含气异常区目的层的气藏横向范围；

校正量确定模块303，用于拾取所述含气异常区目的层确定时间校正量；

校正模块304，用于将所述时间校正量以共中心点道集低频量的形式对所述叠前炮集数据进行分时窗时差校正，生成水平层状地层的地震数据；

偏移距范围确定模块305，用于根据所述气藏横向范围确定偏移距范围；

速度场确定模块306，用于根据所述偏移距范围和水平层状地层的地震数据生成正、负偏移距的速度场；

差值场确定模块307，用于对所述正、负偏移距的速度场的空间上各样点的速度进行相减生成速度差值场；

边界确定模块308，用于根据所述速度差值场确定气藏边界。

具体实施时，校正量确定模块拾取所述含气异常区目的层确定时间校正量包括：

判断所述含气异常区目的层的地层倾角不一致时，将拾取的各倾斜角度层位的层位时间校正到预设的固定基准面，生成所述含气异常区目的层的时间校正量。

具体实施时，速度场确定模块包括：

偏移距确定单元，用于根据所述偏移距范围确定正偏移距和负偏移距；

速度谱生成单元，用于分别根据所述正偏移距和负偏移距对应的地震道数据生成速度谱；

速度函数确定单元，用于根据所述速度谱进行速度扫描和拾取，生成正、负偏移距的逐点速度TV函数；

速度场确定单元，用于根据所述逐点速度TV函数生成正、负偏移距的速度场。

具体实施时，边界确定模块包括：

显示单元，用于对所述速度差值场进行密度平面显示；

极值确定单元，用于根据所述密度平面显示解释等值线的极大值和极小值；

边界确定单元，用于根据所述极大值和极小值对应的空间位置确定气藏边界。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，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例而已，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 (10)

1.一种疏松砂岩气藏边界确定方法，其特征在于，所述的方法包括：

根据待确定工区的地震资料确定叠加剖面和叠前炮集数据；

根据所述叠加剖面确定含气异常区目的层及含气异常区目的层的气藏横向范围；

拾取所述含气异常区目的层确定时间校正量；

将所述时间校正量以共中心点道集低频量的形式应用到所述叠前炮集数据进行分时窗时差校正，生成水平层状地层的地震数据；

根据所述气藏横向范围确定偏移距范围；

根据所述偏移距范围和水平层状地层的地震数据生成正、负偏移距的速度场；

对所述正、负偏移距的速度场的空间上各样点的速度进行相减生成速度差值场；

根据所述速度差值场确定气藏边界。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的拾取所述含气异常区目的层确定时间校正量包括：

判断所述含气异常区目的层的地层倾角不一致时，将拾取的各倾斜角度层位的层位时间校正到预设的固定基准面，生成所述含气异常区目的层的时间校正量。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的偏移距的范围不大于气藏横向范围的二分之一。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据所述偏移距范围和水平层状地层的地震数据生成正、负偏移距的速度场包括：

根据所述偏移距范围确定正偏移距和负偏移距；

分别根据所述正偏移距和负偏移距对应的地震道数据生成速度谱；

根据所述速度谱进行速度扫描和拾取，生成正、负偏移距的逐点速度TV函数；

根据所述逐点速度TV函数生成正、负偏移距的速度场。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据所述速度差值场确定气藏边界包括：

对所述速度差值场进行密度平面显示；

根据所述密度平面显示解释等值线的极大值和极小值；

根据所述极大值和极小值对应的空间位置确定气藏边界。

6.一种疏松砂岩气藏边界确定装置，其特征在于，所述的装置包括：

资料处理模块，用于根据待确定工区的地震资料确定叠加剖面和叠前炮集数据；

目的层确定模块，用于根据所述叠加剖面确定含气异常区目的层及含气异常区目的层的气藏横向范围；

校正量确定模块，用于拾取所述含气异常区目的层确定时间校正量；

校正模块，用于将所述时间校正量以共中心点道集低频量的形式对所述叠前炮集数据进行分时窗时差校正，生成水平层状地层的地震数据；

偏移距范围确定模块，用于根据所述气藏横向范围确定偏移距范围；

速度场确定模块，用于根据所述偏移距范围和水平层状地层的地震数据生成正、负偏移距的速度场；

差值场确定模块，用于对所述正、负偏移距的速度场的空间上各样点的速度进行相减生成速度差值场；

边界确定模块，用于根据所述速度差值场确定气藏边界。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的校正量确定模块拾取所述含气异常区目的层确定时间校正量包括：

判断所述含气异常区目的层的地层倾角不一致时，将拾取的各倾斜角度层位的层位时间校正到预设的固定基准面，生成所述含气异常区目的层的时间校正量。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的偏移距的范围不大于气藏横向范围的二分之一。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的速度场确定模块包括：

偏移距确定单元，用于根据所述偏移距范围确定正偏移距和负偏移距；

速度谱生成单元，用于分别根据所述正偏移距和负偏移距对应的地震道数据生成速度谱；

速度函数确定单元，用于根据所述速度谱进行速度扫描和拾取，生成正、负偏移距的逐点速度TV函数；

速度场确定单元，用于根据所述逐点速度TV函数生成正、负偏移距的速度场。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的边界确定模块包括：

显示单元，用于对所述速度差值场进行密度平面显示；

极值确定单元，用于根据所述密度平面显示解释等值线的极大值和极小值；

边界确定单元，用于根据所述极大值和极小值对应的空间位置确定气藏边界。