CN104614764A - 一种基于扰动弹性阻抗反演的裂缝储层流体识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于扰动弹性阻抗反演的裂缝储层流体识别方法，增加了通过方位各向同性弹性阻抗反演得到角度弹性阻抗数据体和扰动弹性阻抗数据体的求取两步。不仅需要通过方位各向异性弹性阻抗反演得到方位弹性阻抗数据体，还需对背景介质进行各向同性弹性阻抗反演，进一步求取由裂缝储层参数引起的扰动弹性阻抗数据体，进而根据扰动弹性阻抗数据体而非方位各向异性弹性阻抗数据体求取裂缝储层参数，提高了反演方法的稳定性和准确性，进而准确识别裂缝储层流体。

Description

一种基于扰动弹性阻抗反演的裂缝储层流体识别方法

技术领域

本发明涉及一种非常规石油天然气资源地球物理勘查技术领域，更具体的说，涉及一种基于扰动弹性阻抗反演的裂缝储层流体识别方法。

背景技术

随着世界经济的快速发展，世界各国对石油天然气的需求量越来越大。油砂、油页岩、致密砂岩气和页岩气是目前最为现实的非常规石油天然气资源。其中，裂缝型储层流体识别在非常规储层勘探开发中发挥着重要的作用。

目前，现有的裂缝层流体识别方法主要是通过基于方位弹性阻抗数据体的裂缝储层参数反演方法进行裂缝储层流体识别，其过程大致为结合纯纵波资料以及叠前方位弹性阻抗反演方法，反演得到裂缝储层参数，根据裂缝储层参数与物性参数等的转换关系得到储层流体敏感因子从而进行储层流体识别。其具体步骤为：步骤一，根据方位地震数据进行叠前方位各向异性弹性阻抗反演，得到方位各向异性弹性阻抗数据体；步骤二，根据方位各向异性弹性阻抗数据体进行裂缝储层参数反演，得到各向同性弹性参数和裂缝储层参数；步骤三，根据各向同性弹性参数和裂缝储层参数进行裂缝储层流体识别。

基于方位弹性阻抗数据体的裂缝储层参数反演方法的缺点是反演得到的裂缝储层参数不稳定，导致裂缝储层流体识别效果不佳。导致裂缝储层参数反演不稳定的主要因素有：第一，由于裂缝储层参数对方位反射系数、方位弹性阻抗数据体影响较小，或者可以说，裂缝储层参数引起的方位弹性阻抗数据体随入射角的变化不大，在小偏移距(或小入射角)的情况下，会导致裂缝储层参数反演不稳定；第二，基于方位弹性阻抗数据体的裂缝储层参数反演方法本身是基于小角度近似的假设，不适用于大入射角数据，而且现有的技术条件和实际地震数据采集到的方位地震资料通常获得的是小入射角数据，大偏移距(或大入射角)的数据很难获得，然而，若是要准确反演裂缝储层参数，则需要大入射角的数据。因此，从目前的实际资料和技术方面两方面看，很难稳定的反演裂缝储层参数；第三，实际地震数据受噪声影响较大，有些资料信噪比可能达不到一定的要求，这就可能会导致由裂缝储层参数引起的方位弹性阻抗的变化可能被噪声淹没，进而导致无法准确、可靠的反演裂缝储层参数。

由于现有技术的基于方位弹性阻抗的裂缝储层参数反演方法中，没有考虑到裂缝储层参数对方位弹性阻抗数据体影响及其微弱的问题，在偏移距有限的情况下同时反演裂缝储层参数和弹性参数，导致裂缝储层参数反演不稳定。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于扰动弹性阻抗反演的裂缝储层流体识别方法，能够使得裂缝储层参数稳定反演，准确识别裂缝储层流体。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于扰动弹性阻抗反演的裂缝储层流体识别方法，该方法包括：

步骤A：根据全角度叠加数据进行背景介质各项同性弹性阻抗反演，得到角度弹性阻抗数据体；

步骤B：根据方位地震数据进行方位各向异性弹性阻抗反演，得到方位弹性阻抗数据体；

步骤C：根据所述角度弹性阻抗数据体与所述方位弹性阻抗数据体之比，得到扰动弹性阻抗数据体；

步骤D：根据所述扰动弹性阻抗数据体进行各向异性参数反演，得到裂缝储层参数；

步骤E：根据所述裂缝储层参数进行裂缝储层流体识别。

优选的，在上述方法中，所述步骤A具体为：

获取背景介质部分角度叠加地震数据以及测井数据；

根据所述测井数据计算弹性阻抗伪测井曲线；

根据所述背景介质部分角度叠加地震数据以及所述弹性阻抗伪测井曲线进行井震标定，提取地震子波；

根据所述背景介质部分角度叠加地震数据、弹性阻抗伪测井曲线以及所述地震子波进行各向同性弹性阻抗反演，得到角度弹性阻抗数据体。

优选的，在上述方法中，所述步骤B具体为：

根据方位地震数据获得方位部分叠加道集以及角度部分叠加道集；

根据测井提供的弹性参数和各向异性参数，计算方位弹性阻抗伪测井曲线；

根据所述方位部分叠加道集、所述角度部分叠加道集以及所述方位弹性阻抗伪测井曲线进行井震标定，提取地震子波；

根据所述方位部分叠加道集、所述角度部分叠加道集、所述方位弹性阻抗伪测井曲线以及所述地震子波进行方位各向异性弹性阻抗反演，得到方位弹性阻抗数据体。

优选的，在上述方法中，所述步骤C中，所述扰动弹性阻抗数据体为

优选的，在上述方法中，所述步骤D具体为：

选取多个不同方位、不同角度的所述扰动弹性阻抗数据体；

根据得到裂缝储层参数，所述裂缝储层参数为法向弱度Δ_N和切向弱度Δ_T。

优选的，在上述方法中，所述步骤E具体为：

根据法向弱度Δ_N和切向弱度Δ_T，得到储层流体因子所述储层流体因子为

根据储层流体因子进行裂缝储层流体识别。

由上述技术方案可知，一种基于扰动弹性阻抗反演的裂缝储层流体识别方法，包括：步骤A：根据全角度叠加数据进行背景介质各项同性弹性阻抗反演，获得各个角度的弹性阻抗数据体；步骤B：根据方位地震数据进行方位各向异性弹性阻抗反演，获得各个方位的弹性阻抗数据体；步骤C：根据所述各个角度的弹性阻抗数据体与所述各个方位的弹性阻抗数据体之比，获得扰动弹性阻抗数据体；步骤D：根据所述扰动弹性阻抗数据体进行各向异性参数反演，获得法向弱度和切向弱度；步骤E：根据所述法向弱度和所述切向弱度进行裂缝储层流体识别。现有技术是通过叠前方位各向异性弹性阻抗反演得到方位弹性阻抗数据体，进而在此基础上反演各向同性弹性参数和裂缝参数，而本发明增加了通过方位各向同性弹性阻抗反演得到角度弹性阻抗数据体和扰动弹性阻抗数据体的求取两步。不仅需要通过方位各向异性弹性阻抗反演得到方位弹性阻抗数据体，还需对第一背景介质进行各向同性弹性阻抗反演，进一步求取由裂缝储层参数引起的扰动弹性阻抗数据体，进而根据扰动弹性阻抗数据体而非方位各向异性弹性阻抗数据体求取裂缝储层参数，提高了反演方法的稳定性和准确性，进而准确识别裂缝储层流体。。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于扰动弹性阻抗反演的裂缝储层流体识别方法流程图。

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。

为了解决现有技术中裂缝储层参数反演不稳定的问题，本发明提供了一种基于扰动弹性阻抗反演的裂缝储层流体识别方法，该方法包括：

步骤S101：根据全角度叠加数据进行背景介质各项同性弹性阻抗反演，得到角度弹性阻抗数据体。所述各项同性弹性阻抗反演包括获取部分角度叠加地震数据和测井数据、计算弹性阻抗伪测井曲线、井震标定提取地震子波、叠前稀疏脉冲反演。

本实施例中，步骤S101的具体过程分为四步，第一步，获取背景介质部分角度叠加地震数据以及测井数据。获取背景介质部分角度叠加地震数据时，反演前将按偏移距排列的叠前地震道集转化为按入射角排列的地震数据，选取一定范围的角度数据进行部分角度叠加，得到部分角度叠加地震数据，例如得到入射角分别为8°、16°和24°部分角度叠加地震数据。对测井资料进行处理，获取测井数据；第二步，根据所述测井数据计算弹性阻抗伪测井曲线，为了提供叠前弹性阻抗反演中的模型约束，根据测井数据，利用工区已有的W井声波时差、横波时差和密度曲线，计算该井的纵波速度和横波速度，利用方程(1)估算该井所在位置的三条弹性阻抗伪测井曲线；第三步，根据所述背景介质部分角度叠加地震数据以及所述弹性阻抗伪测井曲线进行井震标定，提取地震子波，利用测井数据计算井旁道入射角分别为8°、16°和24°的反射系数序列，结合地震子波制作合成地震记录，通过与背景介质部分角度叠加地震数据对比，进行井震标定，调整井的时深关系和地震子波的振幅、相位，得到各个角度的地震子波；第四步，根据所述背景介质部分角度叠加地震数据、弹性阻抗伪测井曲线以及所述地震子波进行各向同性弹性阻抗反演。首先根据计算的各个角度的弹性阻抗伪测井曲线和解释的地震层位作为控制进行外推，建立各个角度数据体的各向同性弹性阻抗模型。根据反演的目标函数，结合背景介质部分角度叠加地震数据、各向同性弹性阻抗模型以及地震子波进行各向同性弹性阻抗反演，反演得到各个角度的弹性阻抗数据体EI(θ)。

$\mathrm{EI}\left(\mathrm{\θ}\right)=I_{P0}{\left(\frac{I_P}{I_{P0}}\right)}^{a\left(\mathrm{\θ}\right)}{\left(\frac{I_S}{I_{S0}}\right)}^{b\left(\mathrm{\θ}\right)}{\left(\frac{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\ρ}}_0}\right)}^{c\left(\mathrm{\θ}\right)}---\left(1\right)$

其中，a(θ)＝(1+tan²θ)，b(θ)＝-8gsin²θ，c(θ)＝-(tan²θ-4gsin²θ)，θ为入射角，I_P、I_S、ρ分别为地下储层的纵波阻抗、横波阻抗和密度，I_P0、I_S0、ρ₀分别为界面上下介质的纵波阻抗均质、横波阻抗均质以及密度的均质。

步骤S102：根据方位地震数据进行方位各向异性弹性阻抗反演，得到方位弹性阻抗数据体。本实施例中，步骤S102的具体过程分为四步，第一步，根据方位地震数据获得方位部分叠加道集以及角度部分叠加道集。对方位地震数据进行划分，获取方位部分叠加道集，根据工区裂缝储层已知的有关裂缝走向先验信息，对全方位地震数据进行方位角的划分，选取沿裂缝倾向方向测线的方位角为0°，然后以30°为步长，选取方位角为0～30°、30°～60°、60°～90°、90°～120°、120°～150°、150°～180°的方位数据按方位叠加，得到方位部分叠加道集；获取角度部分叠加道集，根据工区各个方位的动校正速度，将方位地震数据中叠前按偏移距排列的地震数据转化为角度域道集，针对各个方位叠前角道集，选取一定范围的入射角叠加，得到各方位入射角为8°、16°和24°的角度部分叠加道集；第二步，根据测井提供的弹性参数和各向异性参数，计算方位弹性阻抗伪测井曲线。根据工区已知W井提供的纵横波速度、密度和各向异性参数，结合式(2)计算各个方位、各个角度的方位弹性阻抗伪测井曲线；第三步，根据方位部分叠加道集、角度部分叠加道集以及方位弹性阻抗伪测井曲线进行井震标定，提取地震子波，结合方位部分叠加道集、角度部分叠加道集、方位弹性阻抗伪测井曲线得到方位合成地震记录，通过与实际井旁地震道进行匹配，校正井的时深关系同时输出合理的各个方位、各个角度的地震子波；第四步，根据方位部分叠加道集、角度部分叠加道集、方位弹性阻抗伪测井曲线以及地震子波进行方位各向异性弹性阻抗反演，得到方位弹性阻抗数据体。根据计算的各井的方位弹性阻抗伪测井曲线，结合解释提供的层位信息利用插值外推的方法构建工区目的层段范围内的方位各向异性弹性阻抗模型，方位部分叠加道集、角度部分叠加道集、方位弹性阻抗伪测井曲线以及地震子波进行方位各向异性弹性阻抗反演，其中，各向异性弹性阻抗反演主要是利用基于贝叶斯理论的叠前地震反演方法，根据方位地震数据以及各个方位的地震子波、模型约束以及方位各向异性弹性阻抗模型等即可反演得到各个方位的弹性阻抗数据体

其中，a(θ)＝(1+tan²θ)，b(θ)＝-8gsin²θ，c(θ)＝-(tan²θ-4gsin²θ)，为地震测线与裂缝倾向之间的夹角，Δ_N、Δ_T分别为裂缝储层的法向弱度和切向弱度。

步骤S103：根据所述角度弹性阻抗数据体与所述方位弹性阻抗数据体之比，得到扰动弹性阻抗数据体。

步骤S102中得到各个方位的弹性阻抗数据体可以等效为各个角度的弹性阻抗数据体的基础上加入了各向异性弹性阻抗扰动得到的，根据式(3)便可得到扰动弹性阻抗数据体

所述扰动弹性阻抗数据体为

步骤S104：根据所述扰动弹性阻抗数据体进行各向异性参数反演，得到裂缝储层参数。对式(3)进行线性化，线性化后的方程如式(4)所示，

选取多个不同方位、不同角度的所述扰动弹性阻抗数据体，将M个方位、N个入射角的扰动弹性阻抗数据体，得到如式(5)所示的方程组，

根据

得到裂缝储层参数，所述裂缝储层参数为法向弱度Δ_N和切向弱度Δ_T。

步骤S105：根据所述裂缝储层参数进行裂缝储层流体识别。

根据法向弱度Δ_N和切向弱度Δ_T，得到储层流体因子所述储层流体因子为根据储层流体因子进行裂缝储层流体识别。

裂缝储层流体因子相对高值指示的裂缝储层气层与目前钻探已知的气层能够较好的吻合，进一步制作气层所在层位的裂缝储层流体因子切片，W井附近有一口干井B，从切片中也说明了B井的井位与预测的气藏有一定的偏差，从而证明了基于扰动弹性阻抗反演的裂缝储层流体识别方法的可靠性。

现有技术通过叠前方位弹性阻抗反演得到方位弹性阻抗数据体，进而在此基础上反演各向同性弹性参数和裂缝参数；而本发明增加了步骤101方位各向同性弹性阻抗反演得到角度弹性阻抗数据体和步骤103扰动弹性阻抗数据体的求取两步。不仅需要通过方位各向异性弹性阻抗反演得到方位弹性阻抗数据体，还需对背景介质进行各向同性弹性阻抗反演，进一步求取由裂缝储层参数引起的扰动弹性阻抗数据体，进而根据扰动弹性阻抗数据体而非方位各向异性弹性阻抗数据体求取裂缝储层参数，提高了反演方法的稳定性和准确性。该方法充分考虑了在小角度范围(入射角小于30度)内各向异性参数反演不稳定的问题，以建立稳定的各向异性参数反演方法和精确的裂缝储层流体识别技术为目标，采用基于扰动弹性阻抗的叠前方位弹性阻抗反演方法，在充分利用全方位叠前地震数据的方位AVO信息的同时又保留的方法的抗噪性优势，此外，在反演中引入扰动的思想，在得到方位弹性阻抗的基础上，重点突出了各向异性引起的方位弹性阻抗扰动量，通过各向异性参数引起的方位弹性阻抗扰动量反演得到裂缝储层各向异性岩石物理参数，进而准确进行储层流体识别。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种基于扰动弹性阻抗反演的裂缝储层流体识别方法，其特征在于，包括：

步骤A：根据全角度叠加数据进行背景介质各项同性弹性阻抗反演，得到角度弹性阻抗数据体；

步骤B：根据方位地震数据进行方位各向异性弹性阻抗反演，得到方位弹性阻抗数据体；

步骤C：根据所述角度弹性阻抗数据体与所述方位弹性阻抗数据体之比，得到扰动弹性阻抗数据体；

步骤D：根据所述扰动弹性阻抗数据体进行各向异性参数反演，得到裂缝储层参数；

步骤E：根据所述裂缝储层参数进行裂缝储层流体识别。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体为：

获取背景介质部分角度叠加地震数据以及测井数据；

根据所述测井数据计算弹性阻抗伪测井曲线；

根据所述背景介质部分角度叠加地震数据以及所述弹性阻抗伪测井曲线进行井震标定，提取地震子波；

根据所述背景介质部分角度叠加地震数据、弹性阻抗伪测井曲线以及所述地震子波进行各向同性弹性阻抗反演，得到角度弹性阻抗数据体。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

根据方位地震数据获得方位部分叠加道集以及角度部分叠加道集；

根据测井提供的弹性参数和各向异性参数，计算方位弹性阻抗伪测井曲线；

根据所述方位部分叠加道集、所述角度部分叠加道集以及所述方位弹性阻抗伪测井曲线进行井震标定，提取地震子波；

根据所述方位部分叠加道集、所述角度部分叠加道集、所述方位弹性阻抗伪测井曲线以及所述地震子波进行方位各向异性弹性阻抗反演，得到方位弹性阻抗数据体。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述扰动弹性阻抗数据体为

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤D具体为：

选取多个不同方位、不同角度的所述扰动弹性阻抗数据体；

根据 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\Δ}}_N\\ {\mathrm{\Δ}}_T\end{array}\right]$ 得到裂缝储层参数，所述裂缝储层参数为法向弱度Δ_N和切向弱度Δ_T。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤E具体为：

根据法向弱度Δ_N和切向弱度Δ_T，得到储层流体因子所述储层流体因子为

根据储层流体因子进行裂缝储层流体识别。