CN104991275B - 一种特征切片薄互层分析法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特征切片薄互层分析法，包括：步骤1，在地震剖面上提取连续地层切片；步骤2，对连续地层切片进行预处理；步骤3，利用同相法分析出砂体的个数、砂体的展布范围和砂体的叠置关系；步骤4，在某个确定砂体的展布范围内，利用特征切片零值法确定该砂体的特征切片位置，确定该砂体的视厚度；步骤5，步骤4遍历每个确定的砂体；步骤6，利用特征切片的视厚度计算出所有砂体的真实时间厚度。本发明的有益效果：以‑90度地震连续切片研究为核心，分析过程中只需要地震振幅本身信息，直接有效的预测砂体，避免了如提频、时频分析等方法介入而带来的误差。

Description

一种特征切片薄互层分析法

技术领域

本发明涉及地震切片技术领域，具体而言，涉及一种特征切片薄互层分析法。

背景技术

在陆相碎屑岩沉积盆地中，储集层很少是厚层，多数是薄互层，其厚度通常在3-10m之间，因而在地震剖面上的一个同相轴，往往是一个砂体集中段(薄互层)的综合叠加效应(如图1)。常规地震资料分析方法难以分辨，使得纵向识别薄砂层及横向上识别砂体展布规律难度加大。

在薄层的解释方法中，地震切片的地位举足轻重，由于砂泥岩薄互层沉积在中国陆相盆地的沉积中具有普遍性，因而地震切片可作为储层尺度下砂体预测的有效解释工具和技术手段。

在薄层地震解释中，我们不仅要找到薄层的位置，识别其横向展布，还要识别其厚度，并对其叠置关系进行描述。特征切片是单砂体地震响应的零点时间对应的切片，某层砂体的特征切片位置处不包含该层砂体本身的反射贡献而出现减淡或者消失的现象，两个特征切片之间的时间差相当于砂体的时间视厚度，有利于建立不同深度砂体的沉积模式和叠置关系，故特征切片的提取是薄互层识别和预测的有效方法。

对于单个薄砂体的识别，许多的文献都讨论过其厚度估算的方法，Widess于1973年和1982年提出了可以通过厚度和振幅的线性关系来估计薄层(其厚度小于调谐厚度)的厚度。Robertson和Nogami于1984年提出了应用包络面和瞬时频率相结合的方法来预测薄层厚度。Partyka等人于1999年讨论了薄层厚度上频率变化的相关性，并提出了一个基于振幅谱估计厚度的方法，称之为谱分解方法。Liu and Marfurt于2006年从两个简单的楔状模型中证实了峰值频率和薄层之间的关系。李国发等人于2011年进行了模型试验并得出结论：对于薄互层而言，地震反射振幅和瞬时频率之间的关系可以表述为：反射振幅与砂体累计厚度成正相关关系，砂体累计厚度越大，反射振幅越强；瞬时频率与砂体厚度之间呈负相关关系，砂体累计厚度越小，瞬时频率越高。然而，在真实的地下结构中很少存在单砂体薄层，它们往往是以薄互层的形式存在。与识别单砂体相比，分辨薄互层并对其进行特征描述难度更大。

对于薄互层的识别，Wiggins于1978年、Sacchi于1997于、Velis于2008于、Li于2013年均尝试利用稀疏约束假设来恢复反射系数。Portniaguine和Castagna于2005年提出了一个新的反演方法来得到薄层反射系数，称之为谱反演反褶积。与稀疏反褶积不同的是，该方法是由地质资料驱动，而不是利用数学假设进行约束，它远高于初始数据的分辨率，虽然地球物理学家不懈的努力去探索新方法，但是在实际情况下，薄互层的地震特征描述仍然是一个难题。对于通过压缩子波来提高分辨率的方式，很多地球物理研究人员已经进行了持续的研究和探索，但是就目前地震资料的采集和处理现状而言，基于同相轴追踪和地质地层学的地震资料解释方法仍然很难对单砂体厚度小于10m的勘探目标进行精细的解释和预测。

地震属性分析技术是利用地震波的反射特征对薄层结构进行间接的分析和预测，其中谱分解技术是一项广泛应用且较为有效的地震属性分析技术，但是其理论基础也是基于简单的单砂体楔状模型，实际勘探中，纯粹的单砂体薄层比较少见，薄互层条件下的地震属性(振幅和频率)与砂体厚度之间关系的研究较少，且要求较高的时频分析技术。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种以地层切片研究为核心、具有很高的可靠性和预测精度、能得到较为精确砂体厚度值的特征切片薄互层分析法。

本发明提供了一种特征切片薄互层分析法，包括：

步骤1，在地震剖面上提取连续地层切片；

步骤2，对所述连续地层切片进行预处理，利用时窗属性制作1—0蒙版，给定一个门槛值，将砂体河道以外的地震响应振幅值归零，避免特征曲线统计过程中的砂体响应之外的干扰；

步骤3，利用同相法分析出砂体的个数、砂体的展布范围和砂体的叠置关系；

步骤4，在某个确定砂体的展布范围内，利用特征切片零值法确定该砂体的特征切片位置，并找出所有砂体的特征切片位置；

步骤5，判断是否为最后一个砂体，如果是最后一个砂体，则进行下一步，如果不是最后一个砂体，则重复上一步骤；

步骤6，利用砂体的特征切片的视厚度计算出所有砂体的真实时间厚度。

作为本发明进一步的改进，步骤3具体包括：

步骤301，相同极性下，某一砂体的地震响应振幅值会出现由弱变强再变弱的规律，在渐变的过程中，找出所述砂体地震响应振幅值最大的切片，在这个切片上确定所述砂体的展布范围；

步骤302，将相邻的上一层砂体和下一层砂体两两依次组合，确定出由步骤3中找出的砂体的临近砂体；

步骤303，重复步骤301和步骤302遍历整个连续地层切片，找出所有砂体的个数、砂体的展布范围和砂体的叠置关系。

作为本发明进一步的改进，步骤4具体包括：

步骤401，在某个确定砂体的展布范围内，依次统计砂体地震响应振幅极性反转情况，地震响应振幅极性由负反转至正的个数记为M1，地震响应振幅极性由正到负的个数记为M2，统计相邻切片的极性反转特征量M1-M2，遍历整个连续地层切片，得到极性反转特征曲线；

步骤402，从砂体的极性反转特征曲线上找出两种极性对应的极值位置，即特征切片位置；

步骤403，重复步骤401和步骤402，遍历所有确定的砂体，找出它们的特征切片位置。

作为本发明进一步的改进，步骤6具体包括：

步骤601，每个砂体的两个特征切片对应时间之差是砂体的视厚度，利用实际井位资料计算子波频率，得到视厚度与真实厚度的趋势线，从而计算得到砂体的真实时间厚度；

步骤602，重复步骤601，计算出所有砂体的真实时间厚度。

作为本发明进一步的改进，步骤1提取的连续地震切片为-90度连续地层切片。

作为本发明进一步的改进，步骤401中，地震响应振幅极性由负转正是1，地震响应振幅极性由正转负是-1。

本发明的有益效果为：以-90度地震连续切片研究为核心，通过对连续切片的预处理削弱了砂体以外的干扰，利用同相法识别砂体的个数、砂体的展布和砂体的叠置关系，然后利用特征切片零值法确定砂体位置和砂体厚度，分析过程中只需要地震数据本身的振幅信息，直接有效的预测砂体，避免了如提频、时频分析等方法介入而带来的误差，具有很高的可靠性和预测精度，在子波估算精度保证的前提下，该方法也能得到较为精确的砂体厚度值。

附图说明

图1为薄互层模型；

图2为本发明实施例所述的一种特征切片薄互层分析法的流程图；

图3为本发明实施例的砂体“34”地质模型；

图4为本发明实施例的砂体“34”的地震响应时间剖面；

图5为本发明实施例的砂体“34”的连续切片；

图6为本发明实施例的砂体“3”横向展布范围和砂体“4”横向展布范围；

图7为本发明实施例的砂体“3”和砂体“4”的极性反转特征曲线；

图8为本发明实施例的视厚度与真实厚度的趋势线；

图9为本发明实施例的砂体“3”和砂体“4”的真实时间厚度；

图10为本发明实施例的时窗属性蒙版和利用蒙版计算的砂体“4”时间厚度。

具体实施方式

下面通过具体的实例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。本发明是以-90度连续地层切片为研究对象，如图3和4所示，以砂体“34”为例说明特征切片薄互层分析法。

如图2所示，本发明实施例所述的一种特征切片薄互层分析法，包括：

步骤1，在-90度地震剖面上提取连续地层切片，砂体“34”的连续切片如图5所示；

步骤2，对连续地层切片进行预处理：

利用时窗属性制作1—0蒙版，给定一个门槛值，将砂体河道以外的地震响应振幅值归零，避免特征曲线统计过程中的砂体响应之外的干扰；

步骤3，利用同相法分析出砂体的个数、砂体的展布范围和砂体的叠置关系：

步骤301，相同极性下，某一砂体的地震响应振幅值会出现由弱变强再变弱的规律，在渐变的过程中，找出所述砂体地震响应振幅值最大的切片，如图5中的砂体“4”的振幅响应幅值最大的是第13张切片，在这个切片上可以确定该砂体的展布范围，如图6所示，为砂体“3”横向展布范围和砂体“4”横向展布范围；

步骤302，将相邻的上一层砂体和下一层砂体两两依次组合，确定出由步骤3中找出的砂体的临近砂体；

步骤303，重复步骤301和步骤302遍历整个连续地层切片，找出所有砂体的个数、砂体的展布范围和砂体的叠置关系；

步骤4，在某个确定砂体的展布范围内，利用特征切片零值法确定该砂体的特征切片位置，并找出所有砂体的特征切片位置：

步骤401，在某个确定砂体的展布范围内，依次统计砂体地震响应振幅极性反转情况，地震响应振幅由负反转至正为1，其个数记为M1，地震响应振幅由正到负为-1，其个数记为M2，统计相邻切片的极性反转特征量M1-M2，遍历整个连续地层切片，得到砂体“3”和砂体“4”极性反转特征曲线，如图7所示；

步骤402，从砂体的极性反转特征曲线上找出两种极性对应的极值位置，即特征切片位置，如图7所示，砂体“3”的顶底对应的零值点所在切片是6和13；

步骤403，重复步骤401和步骤402，遍历所有确定的砂体，找出它们的特征切片位置；

步骤5，判断是否为最后一个砂体，如果是最后一个砂体，则进行下一步，如果不是最后一个砂体，则重复上一步骤；

步骤6，利用砂体的特征切片的视厚度计算出所有砂体的真实时间厚度：

步骤601，每个砂体的两个特征切片对应时间之差是砂体的视厚度，利用实际井位资料计算子波频率，得到视厚度与真实厚度的趋势线，如图8所示，从而计算得到砂体“3”和砂体“4”的真实时间厚度，如图9所示；

步骤602，重复步骤601，计算出所有砂体的真实时间厚度。

本发明在“长旋回”地震数据体上做层位解释，提取连续切片，由于“长旋回”反映的是具有较大水深变化幅度且彼此具有成因联系的大套地层，具有较强的时间意义。

本发明在-90度地震剖面上提取连续地层切片，地震剖面的-90度化，使地震反射对应于地层本身而不是对应于地层的界面，地震反射也就具有了岩性的地层意义，从而提高了地震数据的岩性的解释能力。

本发明在进行特征切片薄互层分析工作前，对连续切片做预处理，蒙版法：利用时窗属性制作1—0蒙版，给定一个门槛值，将砂体河道以外的振幅值归零，这样能避免特征曲线统计过程中的砂体响应之外的干扰，如图10所示，为时窗属性蒙版和利用蒙版计算的砂体“4”时间厚度。

计算砂体厚度的关键是薄层地震响应视厚度与真实时间厚度关系趋势线的确定，而这个趋势线与薄层地震响应主频有关，在时频分析的时候，薄层和厚层的主频是不同的，而薄层与厚层是交互出现的，在缺乏薄层时频分析经验的情况下，往往得到薄层主频不准确，从而影响砂体厚度的计算。本发明可以利用井上砂体的真实时间厚度和特征切片确定的视厚度从一系列主频确定的砂体时间厚度与视厚度中寻找最接近的砂体主频，从而确定时间厚度与视厚度的关系趋势线，进而利用特征切片计算砂体真实时间厚度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种特征切片薄互层分析法，其特征在于，包括：

步骤1，在地震剖面上提取连续地层切片；

步骤2，对所述连续地层切片进行预处理，利用时窗属性制作1—0蒙版，给定一个门槛值，将砂体河道以外的地震响应振幅值归零，避免特征曲线统计过程中的砂体响应之外的干扰；

步骤3，利用同相法分析出砂体的个数、砂体的展布范围和砂体的叠置关系；

步骤4，在某个确定砂体的展布范围内，利用特征切片零值法确定该砂体的特征切片位置，确定该砂体的视厚度；

步骤5，判断是否为最后一个砂体，如果是最后一个砂体，则进行下一步，如果不是最后一个砂体，则重复上一步骤；

步骤6，利用砂体的特征切片的视厚度计算出所有砂体的真实时间厚度。

2.根据权利要求1所述的特征切片薄互层分析法，其特征在于，步骤3具体包括：

步骤301，相同极性下，某一砂体的地震响应振幅值会出现由弱变强再变弱的规律，在渐变的过程中，找出所述砂体地震响应振幅值最大的切片，在这个切片上确定所述砂体的展布范围；

步骤302，将相邻的上一层砂体和下一层砂体两两依次组合，确定出由步骤3中利用同相法找出的砂体的临近砂体；

步骤303，重复步骤301和步骤302遍历整个连续地层切片，找出所有砂体的个数、砂体的展布范围和砂体的叠置关系。

3.根据权利要求1所述的特征切片薄互层分析法，其特征在于，步骤4具体包括：

步骤401，在某个确定砂体的展布范围内，依次统计砂体地震响应振幅极性反转情况，地震响应振幅极性由负反转至正的个数记为M1，地震响应振幅极性由正到负的个数记为M2，统计相邻切片的极性反转特征量M1-M2，遍历整个连续地层切片，得到极性反转特征曲线；

步骤402，从砂体的极性反转特征曲线上找出两种极性对应的极值位置，即特征切片位置；

步骤403，重复步骤401和步骤402，遍历所有确定的砂体，找出它们的特征切片位置。

4.根据权利要求1所述的特征切片薄互层分析法，其特征在于，步骤6具体包括：

步骤601，每个砂体的两个特征切片对应时间之差是砂体的视厚度，利用实际井位资料计算子波频率，得到视厚度与真实厚度的趋势线，从而计算得到砂体的真实时间厚度；

步骤602，重复步骤601，计算出所有砂体的真实时间厚度。

5.根据权利要求1所述的特征切片薄互层分析法，其特征在于，步骤1提取的连续地震切片为-90度连续地层切片。

6.根据权利要求3所述的特征切片薄互层分析法，其特征在于，步骤401中，地震响应振幅极性由负转正是1，地震响应振幅极性由正转负是-1。