CN105005097A

CN105005097A - 利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法

Info

Publication number: CN105005097A
Application number: CN201510420518.5A
Authority: CN
Inventors: 林会喜; 陈学国; 胡加山; 冯国志; 郭涛; 李竹强; 王有涛; 相鹏; 于会臻; 王月蕾
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Exploration and Development Research Institute of Sinopec Henan Oilfield Branch Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Exploration and Development Research Institute of Sinopec Henan Oilfield Branch Co
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2035-07-17
Also published as: CN105005097B

Abstract

本发明公开了利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法，步骤是：建立不同火成岩及地层物性模板；进行火成岩的重、磁、电、震正演模拟，明确响应特征及规律；火成岩平面重磁异常提取及弱异常增强处理，解释划分火成岩平面分布区带及范围；电法、地震剖面资料火成岩目标处理解释，明确火成岩垂直向分布规律；重磁电震资料剖面联合反演，建立火成岩纵向分布框架；利用剖面联合反演成果及钻井资料作为约束条件，结合火成岩平面展布，开展重磁异常火成岩物性三维反演；依据物性三维分布，结合不同火成岩物性组合特征，综合识别火成岩空间展布及岩性、岩相分布规律。本发明实现了多种资料综合火成岩识别，较单一资料火成岩识别可靠性更高。

Description

利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法

技术领域

本发明涉石油勘探中地球物理资料的处理及地质综合解释技术领域，具体涉及一种利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法。

背景技术

大型叠合含油气盆地历经多期构造运动与演化,早期裂谷或断陷阶段一般发生过多期强烈的岩浆活动,保存了众多的深层火成岩体。越来越多的油气探井揭示,受特殊的成岩机制和岩石物理特性影响,有些深层火成岩具有优越的储集性能,在合适的石油地质条件下可能富集石油或天然气体,形成大规模的油气藏。

就目前国内火成岩油气藏勘探技术来看，勘探早期，火成岩岩体的识别技术主要应用重、磁，目前常规应用二维和三维地震解释和反演技术。

在火成岩岩性识别上，主要应用测井技术，近年来提出了不少新方法。火成岩岩相划分和内幕解剖技术上，主要应用三维地震解释和反演技术。火成岩储层预测技术主要应用测井分析和地震解释与反演。火成岩油气藏的预测技术上，利用AVO技术已获得成功，但是由于对火成岩储层预测地质模型认识的不足，火成岩油气藏的地震预测技术精度还很不够。

但是，在某些火成岩发育区，厚层火成岩对地震信号有较强的屏蔽和吸收作用，使得地震资料火成岩内幕多呈空白或杂乱反射，制约了石炭系火成岩的描述与目标优选。

重磁电勘探虽然精度和分辨率低于地震，但在火成岩识别方面具有特定的优势条件。火成岩具有高磁化率、高电阻、基性岩密度较大、酸性岩密度较小的物性特征，可产生一定规模的重磁电异常，是非地震技术最有利的勘探目标，因此，加强非地震、特别是磁力勘探在识别火成岩方面的优势，结合地震、地质、钻井等其它资料，对火成岩平面相带分布、岩性描述及内幕进行反演，是解决石炭系火成岩描述的有效途径，也是目前火成岩油气藏勘探的技术发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用重力、磁力、电磁、地震多种资料综合进行火成岩识别的方法；该方法针对钻井资料少，地震资料空白或杂乱反射，无法进行火成岩有效识别的地区，发挥多种资料在火成岩识别方面的优势，并且通过技术手段将各种资料有机结合，能够有效识别火成岩发育区及岩性、岩相展布特征，提高了识别精度及可靠性，降低勘探风险。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法其步骤包括：

1)利用支持向量机（SVM）物性分类技术，建立不同类型火成岩与地层物性模型；

2)火成岩的重、磁、电、震正演模拟，明确不同岩性、岩相火成岩异常响应特征及规律；

3)火成岩平面重磁异常提取及弱异常增强处理，解释划分火成岩平面分布区带及范围；

4)电法资料反演及背景分离，明确剖面火成岩电性分布特征；

5）地震资料火成岩目标处理及属性分析，明确不同火成岩相地震属性特征；

6)重磁电震资料剖面联合反演，建立研究区火成岩纵向分布框架；

7)利用剖面联合反演成果及钻井资料作为约束条件，开展重磁异常火成岩物性（视密度、视磁化率）三维反演；

8)依据物性（密度、磁化率）三维分布结合火成岩平面、剖面重磁电震特征，综合识别火成岩空间分布及岩性、岩相展布规律。

进一步，建立不同类型火成岩与地层物性模型的具体步骤是：

1.1）野外采样和钻井岩心通过测试分析获取不同岩石的密度、磁化率、电阻率、速度数据；

1.2）利用钻测井资料得到地下不同岩石的电阻率、速度数据；

1.3）利用支持向量机（SVM）物性分类技术。对上述数据进行特征分析，统计出不同岩石及地层的物性模型；

进一步，利用重磁异常解释划分火成岩平面分布区带及范围的具体步骤是：

3.1）火成岩平面磁力异常利用化极处理消除纬度对磁力异常影响；

3.2）重磁数据利用水平方向导数极值位置及水平总梯度极大值，综合划分断裂位置及走向；

3.3）火成岩平面重力异常利用正演剥层法消除火成岩以外的影响；

3.4）利用倾斜角处理增强火成岩重磁弱异常，根据增强处理等值线0值位置确定火成岩平面分布范围；

3.5）火成岩重磁异常对应分析,结合断裂分布及不同火成岩性、岩相重磁异常响应特征，定性划分火成岩岩性及岩相平面分布。

进一步，电法资料反演及解释的步骤是：

4.1）参考磁力异常对电法资料进行飞点及静态位移校正等精细预处理；

4.2）进行TE、TM高精度二维定量反演；

4.3）反演结果进行背景异常分离,突出火成岩电性异常;

4.4）分离后异常进行垂向导数处理，提高电性异常火成岩分辨率；

4.5）依据电性分布特征及火成岩电性特征，确定剖面上火成岩分布；

进一步，地震资料火成岩目标处理及属性分析的步骤是：

5.1）地震资料火成岩目标处理包含剩余振幅补偿、高精度速度分析、多项式拟合弱信号加强处理；

5.2）对处理后的地震资料进行瞬时频率、瞬时相位、振幅、相干、倾角属性分析，确定不同类型火成岩地震相及地震属性特征；

5.3）地震、电法综合解释，确定剖面火成岩分布；

进一步，重磁电震资料剖面联合反演的步骤是：

6.1）剖面联合反演初始模型由地震、电法资料综合构建；

6.2）模型填充密度、磁化率由权利要求1步骤1）确定;

6.3）在模型相对简单情况下，进行2.5维反演；

6.4）反演过程中构造修改需参考地震、电法剖面资料；

6.5）若误差小于设定值，则接受当前火成岩及地层构造模型并输出，否则以人机交互方式修改物性或构造参数，再次进行重磁正演拟合，如此重复，直到找到合理的火成岩及地层构造模为止。

6.6）构建火成岩分布框架需要交叉剖面，剖面交叉处需吻合；

进一步，重磁异常火成岩物性三维反演的是视密度、视磁化率分布；

进一步，根据地层物性特征将反演的视密度、视磁化率转换为实际岩石与地层的密度、磁化率;

进一步中，综合识别的火成岩空间分布及岩性、岩相展布规律可根据钻井资料进行修改。

本发明优点在于实现了重力、磁力、电磁、地震多种资料综合火成岩识别，较单一资料火成岩识别可靠性更高，可广泛应用于火成岩发育区火成岩解释。

附图说明

图1为本发明利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法的流程框图；

图2为支持向量机（SVM）物性分类技术流程框图；

图3为电磁资料火成岩识别流程图；

图4为为本发明的一具体实施例中某地区电磁资料结合重磁资料火成岩岩相识别图；

图5为本发明的一具体实施例中某地区地震资料结合重磁资料火成岩联合反演解释图；

图6为本发明的一具体实施例中某地区石炭系火成岩岩相、岩性分布预测图。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

如图1所示，利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法包括下列步骤：

1)建立不同火成岩与地层物性模型。其方法是：根据野外采样、钻井岩心测试分析资料以及测井资料等，利用支持向量机物性（密度、磁化率、电阻率、速度）分类技术，建立不同类型火成岩、地层物性模型及多物性火成岩综合识别模板。

2)利用正演模拟技术，根据步骤1）得到的火成岩及地层物性模型，构建地质模型进行重力、磁力、电法、地震正演模拟，分析所得异常其响应规律，作为下步重磁电震资料处理解释的基础。

3)火成岩平面重磁异常提取及弱异常增强处理，解释划分火成岩平面分布范围及区带具体步骤是：

步骤1：通过实测重磁异常的剩余分析、水平方向导数处理、水平总梯度处理，结合重磁异常断裂识别特征，预测断裂系统展布；

步骤2：通过延拓、滤波处理及正演剥层处理，提取由火成岩引起的重磁异常。

步骤3：通过倾斜角处理、垂向导数处理对提取后的重磁异常进行弱异常增强，结合增强处理后的0等值线位置，定性识别火成岩平面分布边界；

步骤4：利用重磁异常对应分析结果，结合已识别断裂展布、火成岩正演异常特征对火成岩平面展布范围及岩性特征进行定性描述。

4)电法资料反演及背景分离，明确剖面火成岩电性分布特征的具体步骤是：

步骤1：参考磁力异常对电法资料进行飞点及静态位移校正预处理；

步骤2：对预处理后的电法资料进行TE、TM高精度二维定量反演；

步骤3：反演结果进行背景异常分离,突出火成岩电性异常;

步骤4：分离后异常进行垂向导数处理，提高电性异常火成岩分辨率；

步骤5：依据电性分布特征及火成岩电性特征，确定剖面上火成岩分布；

5）地震资料火成岩目标处理及属性分析，明确不同火成岩相地震属性特征具体步骤是：

步骤1：利用剩余振幅补偿技术、高精度速度分析技术、多项式拟合弱信号加强技术对剖面地震资料进行火成岩目标处理；

步骤2：对处理后的地震资料进行瞬时频率、瞬时相位、振幅、相干、倾角属性分析，利用已钻井资料标定不同类型火成岩地震相及地震属性特征；

步骤3：地震、电法资料综合解释，确定剖面火成岩分布范围及特征；

6)重磁电震资料剖面联合反演，建立研究区火成岩纵向分布框架，具体步骤为：

步骤1：通过上述电法、地震资料解释成果构建剖面地质模型，利用已统计的岩石和地层物性成果进行物性充填；

步骤2：提取剖面对应重力异常和磁力异常，进行重磁正演拟合，验证构造模型及火成岩解释合理性；

若误差小于设定值，则接受当前构造和火成岩解释方案，否则，以人机交互方式修改构造或填充物性，再次进行重磁正演拟合，直到解释成果达到地质与地球物理的统一。

7）利用剖面联合反演成果及钻井资料作为约束条件，结合火成岩平面展布，开展重磁异常火成岩物性（视密度、视磁化率）三维反演，具体步骤为：

步骤1：利用多条联合反演剖面成果为框架，通过内插建立三维反演初始模型；

步骤2：提取三维反演所需的重力和磁力异常；

步骤3：分别利用重力异常和磁力异常在进行视密度、视磁化率反演，得到视密度、视磁化率三维分布；

步骤4：根据已统计火成岩及地层物性模型，将视密度及视磁化率转换为实际密度和磁化率。

8）依据物性（视密度、视磁化率）三维分布结合不同火成岩物性组合特征，综合识别火成岩空间展布及岩性、岩相分布规律。

图2支持向量机（SVM）物性分类技术具体流程图，主要包含以下步骤：

步骤1：测量野外、测井、岩心的重磁电震物性数据，统计得到不同岩性的重磁电震物性值；

步骤2：选取步骤201统计结果中较为可靠的物性数据作为岩性分类的训练样本；

步骤3：构建适合物性数据分类的支持向量基核函数K；

步骤4：利用交叉验证法对步骤202中的训练样本进行分类测试，计算得到惩罚因子C；

步骤5：将岩性分类问题转化为求解二次寻优问题，利用步骤203、204得到的参数K、C计算得到支持向量，从而获得最终的岩石物性分类标准；

步骤6：输入待分类岩石物性数据，利用步骤5所得分类标准进行岩石物性分类。

图3电磁资料火成岩识别具体流程图，主要包含以下步骤：

步骤1：结合研究区地质综合资料、重磁异常资料，对电磁原始数据进行飞点校正、静态位移校正、地形校正等精细预处理；

步骤2：通过一维反演，将实测的大地电磁测深资料转换为一维地电断面参数，提供地电模型；

步骤3：修改地电模型，进行TE、TM高精度二维连续介质反演，得到剖面深度域连续电性分布；

步骤4：利用区域地质模型（电阻率）作为背景场进行电性分离，得到火成岩产生的电性异常；

步骤5：对火成岩电性异常进行垂向导数、倾斜角等提高分辨率处理；

步骤6：根据反演及后续处理结果，结合火成岩电性特征及电磁正演特征，解释火成岩分布范围。

图4为某地区某电磁测线经处理后，结合重磁资料对剖面上火成岩埋深、范围、岩相的综合解释实例图；图5为某地区某地震测线解释成果建立初始模型，经与重磁资料联合反演后火成岩岩性、岩相解释实例图；图6为利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法，所预测的某地区火成岩岩相、岩性平面分布图。根据预测结果，2011-2012年指导部署的哈山石炭系井位hs1、hs2、hs3均钻遇石炭系基性火成岩，其中hs1井加砂压裂获得低产油流，累计试获原油17.46m³，平均日产油0.51m³，证明了本方法预测结果的可靠性。

Claims

1.一种利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)利用支持向量机物性分类技术，建立不同类型火成岩与地层物性模型；

2)火成岩的重力、磁力、电磁、地震正演模拟，明确不同岩性、岩相火成岩异常响应特征及规律；

3)火成岩平面重力、磁力异常提取及弱异常增强处理，解释划分火成岩平面分布区带及范围；

6) 重力、磁力、电磁、地震资料剖面联合反演，建立研究区火成岩纵向分布框架；

7)利用剖面联合反演成果及钻井资料作为约束条件，开展重磁异常火成岩物性三维反演；

8)依据物性三维分布，结合火成岩平面、剖面重力、磁力、电磁、地震特征，综合识别火成岩空间分布及岩性、岩相展布规律。

2.根据权利要求1所述的利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法，其特征在于，所述步骤1）进一步分解为：

1.3）利用支持向量机物性分类技术，对物性数据进行分析，得到不同岩石及地层的物性识别模板。

3.根据权利要求1所述的利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法，其特征在于，所述步骤3）进一步分解为：

3.1）火成岩平面磁力异常化极处理消除纬度对磁力异常影响；

3.2）重磁数据水平方向导数极值位置及水平总梯度极大值，综合划分断裂位置及走向；

3.3）火成岩平面重力异常正演剥层法消除火成岩以外的影响；

3.4）倾斜角处理增强火成岩重磁弱异常，根据增强处理等值线0值位置确定火成岩平面分布范围；

3.5）火成岩重磁异常对应分析,结合断裂分布及步骤2）确定的不同火成岩性、岩相重磁异常响应特征，划分火成岩岩性及岩相平面分布。

4.根据权利要求1所述的利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法，其特征在于，所述步骤4）进一步分解为：

4.2）进行TE、TM高精度二维定量反演；

4.3）反演结果进行背景异常分离,突出火成岩电性异常;

4.5）依据电性分布特征及步骤2）确定的火成岩电性特征，确定剖面上火成岩分布。

5.根据权利要求1所述的利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法，其特征在于，所述步骤5）进一步分解为：

5.3）地震、电磁综合解释，确定剖面火成岩分布。

6.根据权利要求1所述的利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法，其特征在于，所述步骤6）进一步分解为：

6.1）剖面联合反演初始模型有地震、电法资料综合构建；

6.2）模型填充密度、磁化率由所述步骤1）确定;

6.3）在模型相对简单情况下，进行2.5维反演；

6.4）反演过程中构造修改需参考地震、电法剖面资料；

6.5）若误差小于设定值，则接受当前火成岩及地层构造模型并输出，否则以人机交互方式修改物性或构造参数，再次进行重磁正演拟合，如此重复，直到找到合理的火成岩及地层构造模为止；

6.6）构建火成岩分布框架需要交叉剖面，剖面交叉处需吻合。

7.根据权利要求1所述的利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法，其特征在于，所述步骤7）进一步分解为：

7.1）三维物性反演所得为视密度、视磁化率分布；

7.2）根据地层物性特征将视密度、视磁化率转换为实际岩石、地层密度、磁化率。

8.据权利要求1所述的利用重力、磁力、电磁、地震资料综合识别火成岩方法，其特征在于，所述步骤8）综合解释成果可根据钻井资料进行修改。