CN104635269B - 一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法，包括下列步骤：确定方位角划分方案；建立道集叠加超面元；按照方位角划分方案分割道集超面元并进行叠加，并检查叠加质量，若所得到的不同方位角地震资料能量差超过限定值则重复上述步骤；利用静恔正叠加速度对不同方位角叠加数据体进行偏移，并合并为一个成果数据体；计算相对波阻抗数据体和地震属性数据体；优选敏感属性对裂缝各向异性进行拟合，并结合流体检测指出裂缝储层有利发育区带。本发明基于宽方位常规采集的纵波资料，通过对叠前方位角道集各向异性分析以检测火成岩中裂缝发育特征，可以大大提高火成岩裂缝预测的精度。

Description

一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法

技术领域

本发明涉及油气综合勘探领域，特别涉及一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法。

背景技术

近年来，随着非常规储层油气勘探的逐步深入，火成岩逐渐成为储层预测新的研究热点。作为火成岩地层能否形成有效储层的重要影响因素，对裂缝发育特征的描述己成为学科内的研究重点和难点。广义而言，储集层裂缝（据R.A.Nelson，1985）是指由变形作用或物理成岩作用形成的、在岩石中天然存在的宏观的面状不连续，大至断裂小至微裂隙均包含在内。而裂缝性储层的定义则是指天然存在的裂缝对储集层内流体的流动具有重要影响、或根据预测具有重要影响的储层。

鉴于裂缝对储层储产性能的重要影响，裂缝研究已成为储层评价和预测的重要环节，也是油田有效开发的迫切需要。然而，裂缝性储层的研究起步很晚，直到70年代国外才有专著发表，而我国关于裂缝性储层的研究主要在80年代才开始有所进展。前人主要利用测井资料对裂缝进行识别和评价，但是裂缝分布具有细微性和复杂性、尤其是火成岩发育区，受岩性、岩相横向变化剧烈等因素的影响，对井间裂缝发育特征的预测效果往往收效甚微。

保幅地震资料中包含了关于裂缝的反射信息，因此地震方法是识别裂缝型储层的重要手段。目前已经发展起来的裂缝性储层勘探技术有：S波勘探、P-S转换波、多分量地震、多方位VSP（vertical seismic profile）、纵波AVO等。但S波受地表影响严重，信噪比和频率较低；多分量地震、多方位VSP、P-S转换波技术有不错的效果，但要么勘探成本高，要么是非常规地震采集项目，在许多地区难以广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法。该方法基于常规采集的纵波资料，通过对叠前方位角道集各向异性分析以检测火成岩中裂缝发育特征。

本发明采用的技术方案是：一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法，其特征在于：包括下列步骤：

步骤1：通过叠前地震数据体方位角与偏移距分析确定偏移距的范围，通过对实际地震资料信噪比和实际面元覆盖次数进行分析，确定方位角划分方案；

步骤2：按照研究区覆盖次数分布情况建立道集叠加超面元；

步骤3：按照方位角划分方案分割道集超面元并进行叠加，检查叠加质量；若所得到的不同方位角地震资料能量差超过限定值则返回步骤1，重新确定方位角划分方案和道集叠加超面元；

步骤4：利用静恔正叠加速度对不同方位角叠加数据体进行偏移，并将偏移后的不同方位角数据体合并为一个成果数据体；

步骤5：进行与方位角和入射角有关的地震振幅标定，包括利用步骤4得到的成果数据体进行相对波阻抗数据体计算和地震属性数据体计算，即通过属性提取得到属性数据体，通过相对波阻抗反演获得相对波阻抗数据体；

步骤6：选择步骤5得到的相对波阻抗数据体和地震属性数据体中对裂缝反映敏感的数据体，对裂缝各向异性进行拟合，并结合流体检测指出裂缝储层有利发育区带。

进一步，在步骤1中，所述通过叠前地震数据体方位角与偏移距分析确定偏移距的范围是指：由于近偏移距不能反映裂缝的方位异性，而远偏移距的方位角往往不全，须通过叠前地震数据体方位角与偏移距分析舍弃部分近偏移距和远偏移距数据；

所述方位角划分方案是指：需要划分的方位角的个数以及具体的方位角范围；当观测系统方位角、偏移距分布不完全均匀时，须进行不等方位角划分；当原始地震资料的信噪比比较低时，在满足裂缝预测精度要求的基础上，须适量减少方位角的组数以保证每组地震资料拥有足够的覆盖次数。

进一步，在步骤2中，所述的按照研究区覆盖次数分布情况建立道集叠加超面元是指道集叠加超面元的大小应保证各道集叠加超面元的覆盖次数之间的差别小于规定的误差；

另外，道集叠加超面元的大小还应视地震资料品质来确定，地震资料品质越低道集叠加超面元就越大，超面元的大小应不抹杀不同方位角道集之间的各向异性。

进一步，在步骤2中，所述道集叠加超面元的纵向尺寸优选原始面元的纵向尺寸的1~3倍，道集叠加超面元的横向尺寸优选原始面元的横向尺寸的1~3倍。

进一步，在步骤3中，所述的分割方位角道集过程中分方位角方案的确定遵循步骤1，道集叠加超面元的确定遵循步骤2；同时，本步骤每次执行完须检查叠加数据质量，若不同方位角地震资料同一剖面能量差超过限定值需要返回步骤1重新确定方位角范围和超面元大小。

进一步，在步骤4，偏移过程中使用的速度场为静校正叠加速度场，偏移后合并的数据体为道集形式。

进一步，在步骤5中，所述相对波阻抗数据体计算的方法为无模型约束法，道混合值设置为3，带通滤波参数根据实际资料频率带宽确定，地震属性数据体计算中第一能量百分比设定为65，第二能量百分比设定为85。

进一步，在步骤6中，对裂缝各向异性进行拟合，并结合流体检测指出裂缝储层有利发育区带的具体步骤为：

第一步，利用地震属性数据体，检测频率衰减属性的各向异性，通过提取的各向异性对裂缝发育方向和密度进行拟合，得到基于频率衰减的裂缝拟合结果；利用相对波阻抗数据体，检测波阻抗属性的各向异性，通过提取的各向异性对裂缝发育方向和密度进行拟合；波阻抗计算的结果等价地看成是地震振幅标定的结果，因此可以得到基于地震振幅的裂缝拟合结果；

对裂缝各向异性的拟合基本公式为：

其中，Rpp－与方位角有关的纵波反射系数，Ф－激发点到接受点的方位角，Фsym－裂缝走向的方位角；

利用该公式可以方便地反演出A、B、Фsym三个与裂缝有关的参数，且Фsym指出了裂缝的走向方向，而B/A则可作为裂缝密度的相对度量；

第二步，通过实际的钻井、测井等地质资料对不同裂缝拟合结果进行分析、优选，确定最终的优势拟合结果；

第三步，结合由地震属性数据体导得的流体检测结果以及最优裂缝的拟合结果，指出研究裂缝性储层的有利发育区带。

进一步，所述裂缝有关的属性包括：方位地震波衰减属性、方位地震波干涉属性、方位地震弹性参数的一种或数种。

本发明实质是一种基于宽方位常规采集的纵波资料，通过对叠前方位角道集各向异性分析以检测火成岩中裂缝发育特征的方法。该方法采用宽方位常规采集的叠前保幅地震资料，成本相对低廉，且保存了关于地质体更为真实可靠的反射特征，同时能够在地震属性与裂缝特征之间建立精细的响应关系，从而可以提高裂缝储层预测的准确性，降低油气勘探风险。

相较于现有技术，本发明具有以下优势：①使用宽方位常规采集的叠前地震资料，成本较低；②基于叠前保幅处理的地震数据保存了关于地质体更为真实可靠的反射特征；③能够综合利用不同方位角地震数据中包含的信息，更好地建立地震属性与裂缝特征之间的响应关系。该技术可广泛应用于火成岩、灰岩、泥岩等裂缝储层的预测。

附图说明

图1为本发明一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法的流程框图。

图2为利用地震属性和相对波阻抗结果定量拟合裂缝发育密度、方向，并结合流体检测指出裂缝储层有利发育区带的技术流程图。

图3为准噶尔盆地哈山西地区裂缝方向-密度平面叠合图，图中左上方为裂缝方向整体统计玫瑰花图。

图4为使用本发明方法得到的准噶尔盆地哈山西地区裂缝方向-密度平面叠合图（预测裂缝强度三维展示图），图中起伏状态为地层展布，颜色明暗为裂缝密度。

图5为准噶尔盆地车排子地区裂缝方向-密度平面叠合图，图中右上方为裂缝方向整体统计玫瑰花图。

图6为使用本发明方法得到的准噶尔盆地车排子地区裂缝方向-密度平面叠合图（预测裂缝强度三维展示图），图中起伏状态为地层展布，颜色明暗为裂缝密度。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清楚、完整的表述，显然，所描述的实施案例仅仅是本发明一部分实施案例，而不是全部的实施案例。基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，均属于本发明保护的范围。

实施例1。图1为本发明提供的一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

第一步，分析叠前地震数据体的方位角与偏移距，拟定分方位处理方案。

通过叠前地震数据体方位角与偏移距分析确定偏移距的范围，通过对实际地震资料信噪比和实际面元覆盖次数进行分析，确定需要划分的方位角的个数以及具体的方位角范围。通常而言，对于偏移距的处理需要适当舍弃部分近偏移距和远偏移距数据，因为近偏移距不能反映裂缝的方位异性，而远偏移距的方位角往往不全，对于方位角的划分主要考虑信噪比和覆盖次数，给出合适的方位角个数及是否进行不等方位角划分。在本案例中的观测系统方位角—偏移距分布不完全均匀，在一定程度上限制了地震数据的方位处理，因此需要进行不等方位角划分。同时由于原始地震资料的信噪比比较低，因此，在满足裂缝预测精度要求的基础上，需要适量减少方位角的组数以保证每组地震资料拥有足够的覆盖次数，提高叠加后地震资料的信噪比和稳定性。最终确定的划分方案为：偏移距范围为250m~2500m，方位角划分为三个区间，第一个0°~50°，中心角25°，第二个50°~120°，中心角85°，第三个120°~179°，中心角150°。

第二步，考察地震资料的品质，建立道集叠加超面元。

通过分析地震资料在不同区域实际覆盖次数的分布情况认为研究区资料品质较差，在本案例中所选研究区资料的原始面元大小为25m×50m，最终确定的方案所建立的超面元在原始面元的基础上纵、横向均扩大一倍，即：50m×100m。

第三步，分割方位角道集超面元叠加。

按照第一步所确定的分方位角划分方案和第二步所确定的超面元建立方案，分别提取各相应方位角范围内的道集进行超面元叠加。然后对叠加数据的质量进行检查，若不同方位角地震资料同一剖面能量差别较大需要返回第一步重新确定分方位角划分方案和超面元是否合适。经过叠加方案的反复修正，在保证了不同方位角道集之间各向异性的同时，各面元覆盖次数也更加趋于一致。

第四步，不同方位角叠加数据体偏移、合并，建立成果数据体。

基于静校正叠加速度对不同方位角数据体分别进行偏移，最后将偏移后的分方位数据体合并为成果数据体，该数据体的性质为道集。

第五步，相对波阻抗数据体和频率衰减属性体计算。

通过第一步的裂缝段的岩石物理正演模拟可以知道，在本案例中振幅和频率衰减属性对裂缝发育均具有比较好的识别能力，由储层特征的变化所引起的地震振幅变化，不但会出现在原始的地震数据体上，也会保留在标定后的地震数据体上。地震振幅标定消除子波的影响, 进行了振幅的标定和处理，可用于分析振幅随方位角的变化，得到振幅的方位角椭圆在空间上的变化，由此研究裂缝在空间的统计定向。一般地，我们将相对波阻抗计算的结果等价地看着是地震振幅标定的结果。因此，本次研究中需要同时计算相对波阻抗数据体和频率衰减属性数据体。

本案例中，计算相对波阻抗数据体时采用无模型约束法进行反演，道混合值一般设置为3，带通滤波器中低通频率设置为5Hz，高通滤波设置为65Hz；计算频率衰减梯度(ANT_GRT)地震属性数据体时第一能量百分比设定为65，第二能量百分比设定为85。

第六步，利用相对波阻抗数据体和属性数据体进行各向异性分析，拟合裂缝发育密度和方向，并结合流体检测指出裂缝储层有利发育区带。

如图2所示，第①步，在分方位角叠加数据体的基础上就分别检测波阻抗属性与频率衰减属性的各向异性，并通过提取的各向异性对裂缝发育方向和密度进行拟合，分别得到基于频率衰减等属性和地震振幅的裂缝拟合结果。值得注意的是，一般地，我们将波阻抗计算的结果等价地看成是地震振幅标定的结果。

对裂缝各向异性的拟合基本公式为：

其中，Rpp－与方位角有关的纵波反射系数，Ф－激发点到接受点的方位角，Фsym－裂缝走向的方位角。

利用该公式可以方便地反演出A、B、Фsym三个与裂缝有关的参数，且Фsym指出了裂缝的走向方向，而B/A则可作为裂缝密度的相对度量。

第②步，通过实际的钻井、测井等地质资料对不同裂缝拟合结果进行分析、优选，确定最终的优势拟合结果；

第③步、结合由频率衰减等属性的导得到的流体检测结果以及最优裂缝的拟合结果，指出研究裂缝性储层的有利发育区带。

实施例2。一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法，其特征在于：包括下列步骤：

1）通过叠前地震数据体方位角与偏移距分析确定偏移距的范围，通过对实际地震资料信噪比和实际面元覆盖次数进行分析，确定方位角划分方案；

2）按照研究区覆盖次数分布情况建立道集叠加超面元；

3）按照方位角划分方案分割道集超面元并进行叠加，检查叠加质量；若所得到的不同方位角地震资料能量差超过限定值则返回步骤（1），重新确定方位角划分方案和道集叠加超面元；

4）利用静恔正叠加速度对不同方位角叠加数据体进行偏移，并将偏移后的不同方位角数据体合并为一个成果数据体；

5）进行与方位角和入射角有关的地震振幅标定，包括利用步骤（4）得到的成果数据体进行相对波阻抗数据体计算和地震属性数据体计算，即通过属性提取得到属性数据体，通过相对波阻抗反演获得相对波阻抗数据体；

6）判定不同属性与裂缝发育的相关性，设定权系数，通过加权建立综合属性，对裂缝各向异性进行拟合，并结合流体检测指出裂缝储层有利发育区带。

利用方位地震波衰减属性、方位地震波干涉属性、方位地震弹性参数等裂缝有关的多种属性时，首先通过计算的加权系数以确定这些属性对判别裂缝储层的重要性。用加权后的属性来评估储层的裂缝发育程度：

Rj代表与裂缝发育相关的属性，Wi 代表该属性的加权系数。

通过综合加权得到用于裂缝预测的属性之后，对裂缝各向异性的拟合基本公式为：

其中，Rpp－与方位角有关的纵波反射系数，Ф－激发点到接受点的方位角，Фsym－裂缝走向的方位角。

利用该公式可以方便地反演出A、B、Фsym三个与裂缝有关的参数，且Фsym指出了裂缝的走向方向，而B/A则可作为裂缝密度的相对度量。

试验例。图3、图4和图5、图6分别为采用上述方法综合利用各方位角的频率属性与振幅属性对准噶尔盆地哈山西地区和车排子地区石炭系火成岩进行裂缝密度与方向的预测结果。

哈山西地区石炭系的实际钻探结果证实：哈浅6钻遇石炭系共1170m，见油气显示512m、哈浅101钻遇石炭系共912m，见油气显示72m、哈浅102钻遇石炭系共839m，见油气油气显示308m，且该区整体含油性自南向北逐渐变差。

车排子地区石炭系的实际钻探结果证实：排60井石炭系695m~800m，热试累油0.46t、排61井855.73m ~ 949.58m，日油4.28t、排66井中途测试955.25m ~ 1062.5m，常规试油日油11.2t，1109.6m ~ 1230m，常规抽汲，日产油14.2t，日水0m3。

因此，经过对比认为实际钻探情况与本发明裂缝预测结果基本一致，现有预测结果可信。

Claims (4)

1.一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法，其特征在于：包括下列步骤：

步骤1：通过叠前地震数据体方位角与偏移距分析确定偏移距的范围，通过对实际地震资料信噪比和实际面元覆盖次数进行分析，确定方位角划分方案；

步骤2：按照研究区覆盖次数分布情况建立道集叠加超面元；

所述的按照研究区覆盖次数分布情况建立道集叠加超面元是指：道集叠加超面元的大小应保证各道集叠加超面元的覆盖次数之间的差别小于规定的误差；

道集叠加超面元的大小还应视地震资料品质来确定，地震资料品质越低道集叠加超面元就越大，超面元的大小应不抹杀不同方位角道集之间的各向异性；

所述道集叠加超面元的纵向尺寸优选原始面元的纵向尺寸的1～3倍，道集叠加超面元的横向尺寸优选原始面元的横向尺寸的1～3倍；

步骤3：按照方位角划分方案分割道集超面元并进行叠加，检查叠加质量；若所得到的不同方位角地震资料同一剖面能量差超过限定值则返回步骤1，重新确定方位角划分方案和道集叠加超面元；

分割方位角道集过程中方位角划分方案的确定遵循步骤1，道集叠加超面元的确定遵循步骤2；每次执行叠加后须检查叠加数据质量，若不同方位角地震资料同一剖面能量差超过限定值需要返回步骤1，重新确定方位角范围和超面元大小；

步骤4：利用静校正叠加速度对不同方位角叠加数据体进行偏移，并将偏移后的不同方位角数据体合并为一个成果数据体；

步骤5：进行与方位角和入射角有关的地震振幅标定，包括利用步骤4得到的成果数据体进行相对波阻抗数据体计算和地震属性数据体计算，即通过属性提取得到属性数据体，通过相对波阻抗反演获得相对波阻抗数据体；

步骤6：选择步骤5得到的相对波阻抗数据体和地震属性数据体中对裂缝反映敏感的数据体，对裂缝各向异性进行拟合，并结合流体检测指出裂缝储层有利发育区带；

对裂缝各向异性进行拟合，并结合流体检测指出裂缝储层有利发育区带的具体步骤为：

第一步，利用地震属性数据体，检测频率衰减属性的各向异性，通过提取的各向异性对裂缝发育方向和密度进行拟合，得到基于频率衰减的裂缝拟合结果；利用相对波阻抗数据体，检测波阻抗属性的各向异性，通过提取的各向异性对裂缝发育方向和密度进行拟合；将波阻抗计算的结果等价地看成是地震振幅标定的结果，因此可以得到基于地震振幅的裂缝拟合结果；

对裂缝各向异性的拟合基本公式为：

R_pp(Φ)≈A+Bcos2(Φ-Φ_sym)

其中，Rpp－与方位角有关的纵波反射系数，Ф－激发点到接受点的方位角，Фsym－裂缝走向的方位角；

利用该公式可以方便地反演出A、B、Фsym三个与裂缝有关的参数，且Фsym指出了裂缝的走向方向，而B/A则可作为裂缝密度的相对度量；

第二步，通过实际的钻井、测井地质资料对不同裂缝拟合结果进行分析、优选，确定最终的优势拟合结果；

第三步，结合由地震属性数据体导得的流体检测结果以及最优裂缝的拟合结果，指出研究裂缝性储层的有利发育区带。

2.根据权利要求1所述的一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法，其特征在于：

在步骤1中，

所述通过叠前地震数据体方位角与偏移距分析确定偏移距的范围是指：由于近偏移距不能反映裂缝的方位异性，而远偏移距的方位角往往不全，须通过叠前地震数据体方位角与偏移距分析舍弃部分近偏移距和远偏移距数据；

所述方位角划分方案是指：需要划分的方位角的个数以及具体的方位角范围；当观测系统方位角、偏移距分布不完全均匀时，须进行不等方位角划分；当原始地震资料的信噪比比较低时，在满足裂缝预测精度要求的基础上，须适量减少方位角的组数以保证每组地震资料拥有足够的覆盖次数。

3.根据权利要求1所述的基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法，其特征在于：

在步骤4中，

偏移过程中使用的速度场为静校正叠加速度场，偏移后合并的数据体为道集形式。

4.根据权利要求1所述的一种基于叠前方位角道集预测火成岩裂缝型储层的方法，其特征在于：

在步骤5中，

所述相对波阻抗数据体计算的方法为无模型约束法，道混合值设置为3，带通滤波参数根据实际资料频率带宽确定，地震属性数据体计算中第一能量百分比设定为65，第二能量百分比设定为85。