CN104965226A - 一种岩体中油气信息的分析方法 - Google Patents

Abstract

一种岩体中油气信息的分析方法，包括(1)对目标岩体炮击，在不同的入射角i利用检波器测得对应的反射系数Rpp和入射角i，取得若干组对应的入射角i和反射系数Rpp的检测值；(2)对入射角i大于Φ的所有检测值，构造样本集H(x,y)；其中，样本集每个样本的x＝sin²i，y＝R_pp*cos²i；Φ为预先设定的大角度道集中入射角i的下限值；(3)使样本集H对方程F:y＝R+Wx+Vx²进行拟合，得出R、W、V的拟合值；(4)根据R＝P,W＝-(P-G),V＝(C-G)，求得P、G、C的值，其中为截距P、G为梯度G、C为拟横波C，利用P、G、C对岩体油气信息进行属性分析。本发明得到的P、G、C系数更精确，更真实的反映了目标岩体的油气信息。

Description

一种岩体中油气信息的分析方法

技术领域

本发明属于地质勘探领域，涉及一种岩体中油气信息的分析方法。

背景技术

AVO属性分析技术(Amplitude Versus Offset,振幅随偏移距的变化)是一项应用在地质勘探，特别是地下油气资源勘探领域的岩体特性分析技术，AVO技术通过在岩体上放炮得到的反射波的纵波和横波随入射角变化的特征，来探讨反射波和入射波的比，即反射系数响应随入射角的变化,来确定反射界面上覆、下伏介质的岩性特征及物性参数。AVO技术是一项求取岩石的弹性参数、分析和识别岩性及含油气性的地震勘探技术。

反射系数与入射角的关系符合Zoeppritz(佐普里兹)方程，完整的Zoeppritz方程形式非常复杂，物理意义不明确，很难直接分析介质参数对振幅或反射系数的影响，为了进一步反映不同弹性参数与反射系数之间的内在关系，前人做了大量的工作，分别从不同的角度对Zoeppritz方程进行了详细的讨论和简化，提出了不同假设条件下的纵、横波反射振幅的近似表达式。1985年，Shuey(苏耶)对前人各种近似进行重组，并进一步研究了泊松比对反射系数的影响。首次提出了反射系数的AVO截距和梯度的概念，证明了相对反射系数随入射角(或炮检距)的变化梯度主要由泊松比σ的变化来决定，给出了用不同角度项表示的反射系数近似公式：

$R_{pp}=R_0+(A_0{R}_0+\frac{\mathrm{\Δ}\mathrm{\σ}}{{(1-\mathrm{\σ})}^2}){\sin }^{2}i+\frac{1}{2}\frac{{\mathrm{\ΔV}}_P}{V_P}({\mathrm{tg}}^{2}i-{\sin }^{2}i)$  ------①

其中 $A_0=B-(1+B)\frac{1-2\mathrm{\σ}}{1-\mathrm{\σ}},B=\frac{{\mathrm{\ΔV}}_P/V_P}{{\mathrm{\ΔV}}_P/V_P+\mathrm{\Δ}\mathrm{\ρ}/\mathrm{\ρ}}$

R₀＝(ΔV_P/V_P+Δρ/ρ)/2

这里R_PP为反射系数，i为入射角，V_P为纵波振幅，ρ为炮点岩体密度，ΔV_P/V_P,Δρ/ρ 分别表示纵波变化率和岩体密度变化率。

Shuey公式①式把反射系数视为小角度项(第一项)、中等角度项(第二项)和大角度项(第三项)之和。当入射角稍大时(0°<i<30°)，第三项的tg²i-sin²i<0.083，而Δα/α又较小，第三项可以忽略，于是Shuey公式简化为Shuey两项式：

$R_{pp}=R_0+(A_0{R}_0+\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&sigma;}}{{(1-\mathrm{\&sigma;})}^2}){\sin }^{2}i$ -------②

利用②式对小角度和中角度入射角的各个反射系数进行采集，通过数学分析得出简化的Shuey两项式②的各项系数，将②式简写为：

R_pp＝P+Gsin²i，其中 $P=R_0,G=A_0{R}_0+\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&sigma;}}{{(1-\mathrm{\&sigma;})}^2}$

求出截距P和梯度G以后，可以计算得出泊松比σ。

从Shuey近似公式②可以看出，只有第二项包含显示含油气特征的泊松比σ，而该式中的第二项除了受到泊松比σ的影响外，还要受到地层速度变化率Δα/α、密度变化率Δρ/ρ的影响，仍然不能较为敏感地反映地层泊松比σ的变化。

常规AVO分析一般是基于Shuey两项式，而舍弃了大角度项，众所周知，大角度道集含有更多的横波信息，因此利用Shuey近似公式②对各系数进行拟合，所得出的结果不能完全反映横波的真实信息，此外，舍弃大角度项意味着引入了不可能消除的理论误差，因此得出的Shuey两项式的截距P和梯度G存在误差，得出的泊松比参数σ也不够精确。从而影响对地底岩层油气资源判断的准确性。

发明内容

为克服现有技术中舍弃了大角度道集，造成泊松比σ求解不够精确，影响判断地底岩层油气资源的技术问题。本发明提供一种岩体中油气信息的分析方法。

本发明的技术方案如下:岩体中油气信息的分析方法，包括如下步骤：

(1)对目标岩体炮击，在不同的入射角i利用检波器测得对应的反射系数Rpp和入射角i，取得若干组对应的入射角i和反射系数Rpp的检测值； 

(2)对入射角i大于Φ的所有检测值，构造样本集H(x,y)；其中，样本集每个样本的x＝sin²i，y＝R_pp*cos²i；Φ为预先设定的大角度道集中入射角i的下限值；

(3)使样本集H对方程F:y＝R+Wx+Vx²进行拟合，得出R、W、V的拟合值；

其中，样本集H是采用最小平方法拟合得出R、W、V的值；最小平方法拟合包括如下步骤：

(31)设定信噪比参数M1，剔除样本集H中信噪比大于M1的样本点，剔除后的样本集为H1，记录H1与H的样本点的比例P1％，如果P1％大于预先设定的样本剔除最大系数60％时，进入步骤(34)，否则进入步骤(32)；

(32)利用样本集H1对方程F进行初始拟合，得出R、W、V的值，将拟合出的R、W、V带入F方程，计算拟合中使用的各个样本点相对拟合后的方程F的误差，如果全部样本点的误差都小于预先设定的误差参数EPS，则进入步骤(35)，否则进入步骤(33)；

(33)剔除误差大于EPS的样本点构成样本集H2，H2与原始样本集H的样本点比例如果大于80％，则进入步骤(34)，否则进入步骤(32)；

(34)利用样本集H1对方程F进行初始拟合，得出R、W、V的值；

(35)保存输出最后得出的R、W、V；

(4)根据R＝P,W＝-(P-G),V＝(C-G)，求得P、G、C的值，其中为截距P、G为梯度G、C为拟横波C，利用截距P、梯度G、拟横波C对岩体油气信息进行属性分析。

在拟合过程中采用不断逼近AVO标准曲线的方法，其基本思路为通过逐步拟合-剔除-拟合的过程来求取稳定的各AVO属性，使得真实结果更加可靠。

具体的，如权利要求1或2所述的岩体中油气信息的分析方法，其特征在于：所述步骤(2)中的Φ为45度。

进一步，所述步骤(2)还包括：对入射角不大于Φ的所有检测值构造样本集Hs(sin²i,R_PP)，利用R_pp＝P+Gsin²i和样本集Hs对截距P、梯度G进行拟合计算。

采用本发明所述的岩体中油气信息的分析方法，对入射大角度道集进行了AVO分析，消除了对Shuey方程拟合前存在的理论误差，得到的P、G、C系数更精确，更真实的反映了目标岩体的油气信息。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

本发明所述岩体中油气信息的分析方法，包括如下步骤：

(1)对目标岩体炮击，在不同的入射角i利用检波器测得对应的反射系数Rpp和入射角i，取得若干组对应的入射角i和反射系数Rpp的检测值； 

(2)对入射角i大于Φ的所有检测值，构造样本集H(x,y)；其中，样本集每个样本的x＝sin²i，y＝R_pp*cos²i；Φ为预先设定的大角度道集中入射角i的下限值；Φ值优选设置为45度。

(3)使样本集H对方程F:y＝R+Wx+Vx²进行拟合，得出R、W、V的拟合值；

其中，样本集H是采用最小平方法拟合得出R、W、V的值；该最小平方法拟合包括如下步骤：

(31)设定信噪比参数M1，剔除样本集H中信噪比大于M1的样本点，剔除后的样本集为H1，记录H1与H的样本点的比例P1％，如果P1％大于预先设定的样本剔除最大系数60％时，进入步骤(34)，否则进入步骤(32)；

(32)利用样本集H1对方程F进行初始拟合，得出R、W、V的值，将拟合出的R、W、V带入F方程，计算拟合中使用的各个样本点相对拟合后的方程F的误差，如果全部样本点的误差都小于预先设定的误差参数EPS，则进入步骤(35)，否则进入步骤(33)；

(33)剔除误差大于EPS的样本点构成样本集H2，H2与原始样本集H的样本点比例如果大于80％，则进入步骤(34)，否则进入步骤(32)；

(34)利用样本集H1对方程F进行初始拟合，得出R、W、V的值；

(35)保存输出最后得出的R、W、V。

(4)根据R＝P,W＝-(P-G),V＝(C-G)，求得P、G、C的值，其中为截距P、G为梯度G、C为拟横波C，利用截距P、梯度G、拟横波C对岩体油气信息进行属性分析。

本发明首先在入射角度选取上有别于传统方法，采集对象为入射角大于一定值的大角度道集，本发明更关注大角度道集，利用大角度道集对Shuey方程进行拟合，而摒弃了传统的AVO属性分析方法中舍弃大角度道集进行近似拟合的办法。优选的，大角度道集中入射角的下限值为45度。对入射角不大于45度的道集，可以仍然采用前述的传统处理方法，利用Shuey两项式拟合求取梯度截距P和梯度G。

其次，本发明对反应岩体油气信息的Shuey方程并未进行任何假设和近似处理，更加接近真实，在进行拟合的初始阶段，没有引入理论上的误差。

此外，本发明采用最小平方法拟合得出R、W、V的值，进而求取截距P、梯度G、曲率C等属性，对该式的系数拟合可以采用计算机实现，因其简单的求取方式使得截距、梯度、曲率等属性的精度相对较高,在进行数值拟合时，调用的硬件资源，耗时都相应减少。

在最小平方法拟合过程中采用不断逼近AVO标准曲线的方法，其基本思路为通过逐步拟合-剔除-拟合的过程来求取稳定的各AVO属性，使得真实结果更加可靠。

采用本发明所述的岩体中油气信息的分析方法，对入射的大角度道集进行采集，充分利用了大入射角项携带的稳定横波信息，对各项参数拟合前消除了理论误差，并且对传统Shuey方程采用抛物线拟合方式，得到更稳定的各个参数剖面与更加精确的泊松比、密度等相关岩性参数，更真实的反应出目标岩体的油气信息，为后续的属性分析和弹性反演奠定了扎实的基础。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种岩体中油气信息的分析方法，包括如下步骤：

(1)对目标岩体炮击，在不同的入射角i利用检波器测得对应的反射系数Rpp和入射角i，取得若干组对应的入射角i和反射系数Rpp的检测值；

(2)对入射角i大于Φ的所有检测值，构造样本集H(x,y)；其中，样本集每个样本的x＝sin²i，y＝R_pp*cos²i；Φ为预先设定的大角度道集中入射角i的下限值；

(3)使样本集H对方程F:y＝R+Wx+Vx²进行拟合，得出R、W、V的拟合值；

其中，样本集H是采用最小平方法拟合得出R、W、V的值；最小平方法拟合包括如下步骤：

(31)设定信噪比参数M1，剔除样本集H中信噪比大于M1的样本点，剔除后的样本集为H1，记录H1与H的样本点的比例P1％，如果P1％大于预先设定的样本剔除最大系数60％时，进入步骤(34)，否则进入步骤(32)；

(32)利用样本集H1对方程F进行初始拟合，得出R、W、V的值，将拟合出的R、W、V带入F方程，计算拟合中使用的各个样本点相对拟合后的方程F的误差，如果全部样本点的误差都小于预先设定的误差参数EPS，则进入步骤(35)，否则进入步骤(33)；

(33)剔除误差大于EPS的样本点构成样本集H2，H2与原始样本集H的样本点比例如果大于80％，则进入步骤(34)，否则进入步骤(32)；

(34)利用样本集H1对方程F进行初始拟合，得出R、W、V的值；

(35)保存输出最后得出的R、W、V；

(4)根据R＝P,W＝-(P-G),V＝(C-G)，求得P、G、C的值，其中为截距P、G为梯度G、C为拟横波C，利用截距P、梯度G、拟横波C对岩体油气信息进行属性分析。

2.如权利要求1所述的一种岩体中油气信息的分析方法，其特征在于：所述步骤(2)中的Φ为45度。

3.如权利要求2所述的一种岩体中油气信息的分析方法，其特征在于:所述步骤(2)还包括：对入射角不大于Φ的所有检测值构造样本集Hs(sin²i,R_PP)，利用R_pp＝P+Gsin²i和样本集Hs对截距P、梯度G进行拟合计算。