CN105093306B - 一种地球物理勘探中储层自动解释与厚度求取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地球物理勘探中储层自动解释与厚度求取方法，属于石油地球物理勘探领域。本方法包括：(1)加载地震数据与测井数据，通过井旁地震与井资料联合提取子波，对井震进行标定对比分析，得到合成记录，然后结合钻井分层，对标准反射层和研究目的层段进行层位解释，对层位进行全三维追踪解释得到层位解释成果；(2)对研究目的层段，应用步骤(1)中的地震数据和测井数据，在层位解释成果的控制下，进行测井约束地震反演工作，得到测井约束反演后的波阻抗数据体；(3)依据步骤(2)获得的波阻抗数据体，结合钻井分层，通过合成地震记录标定结果来确定需要解释的目的层段。

Description

一种地球物理勘探中储层自动解释与厚度求取方法

技术领域

本发明属于石油地球物理勘探领域，具体涉及一种地球物理勘探中储层自动解释与厚度求取方法，针对地震地质解释中的储层描述问题，应用测井约束地震反演成果进行储层精细解释和对储层的厚度进行求取，可应用于石油地球物理勘探中的储层精细描述。

背景技术

随着我国油气田勘探开发的进一步发展，勘探对象由大的整装构造油气藏向岩性油气藏发展，由大套的厚储层向薄储层发展，开发的目标也开始面向小层了，钻井方面，也由原来的直井向斜井和水平井发展。这些勘探开发目标的变化对地球物理勘探技术和井筒的技术也提出了更高的需求，地质人员和钻井人员对应用地震资料进行储层描述方面的要求也大大提高，目前需要对储层的顶底面构造变化情况有准确的预测，同时对储层的厚度变化情况进行精确快速的求取，满足目前生产中节奏较快并且要求精度较高的要求，尤其是水平井轨迹的设计和钻探，只有在明确目标储层的顶面构造和厚度变化的情况下，才能够为钻井工程准确设计造斜段和水平段的深度。

大部分地质人员和物探解释人员，在进行储层预测中仍然广泛应用常规的储层预测和属性分析方法：即在常规构造解释的基础上，利用解释的地质层位，进行沿层属性分析，主要为振幅能量类的属性，然后利用提取的沿层平面属性分析结果与井的厚度做对比分析，或者进行井的厚度与属性大小的拟合，将平面地震属性通过拟合的方法转换成厚度，以此来预测储层的厚度。这种方法在勘探早期，井资料比较少，并且对储层描述的精度比较低的情况下，是能够满足生产需要的，因为在此阶段钻井以直井为主，只要能预测并钻遇储层，就能够满足需求，对储层厚度的描述没有过高的要求，步入水平井开发的时代后，要求对储层厚度能够精确描述，以期在水平井的钻井中能够从储层的中间穿过，获得较高的产量，取得好的经济效益。

近几年随着测井约束地震反演技术的发展，各种反演方法的发展非常迅速，在识别储层方面发挥了非常重要的作用，波阻抗反演在生产中的应用越来越广泛，在应用反演成果进行储层描述和厚度分析方面，目前大部分方法是对储层的顶底面进行常规的解释，也就是解释出储层的顶面和底面，对顶底面的层位成果进行成图，分别得到储层的顶底面构造图，然后用地面构造图减去顶面构造图，即可得到储层的厚度图。这种储层厚度的求取方法需要耗费大量人力，对一些薄的砂泥岩互层无法解释和进行厚度描述，更得缺点是存在人为性强、时间周期长的弊端。

储层顶底面的精确求取和储层厚度描述是储层描述和油藏建模的工作的重要参数，储层发育的形态和厚度变化反映了沉积时期古地貌特征和沉积相特征，准确描述储层厚度和形态变化对地质分析、成藏分析、钻井工程设计等有非常重要的作用。

目前常用的两种储层解释和厚度求取的方法，都有其各自的适用条件，能够解决特定勘探开发阶段的储层描述和储层厚度求取等问题，在应用地震属性与井中储层的厚度进行拟合，求取的储层厚度平面图会存在较大的误差，因为地震的振幅与储层的厚度不是有非常一致的对应关系，振幅是受多种因素的影响的。在应用地震反演的波阻抗数据进行手工的储层顶底面解释时候，存在两大缺陷：一是有较大的人为性，不同人解释的储层厚度和储层平面形态存在差异，也就是说存在人为误差；二是人工解释的效率比较低，经常需要描述的储层的层数非常多，时间周期又比较短，不能满足生产的快节奏需求。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种地球物理勘探中储层自动解释与厚度求取方法，针对目前储层解释中存在的问题，通过编制相关模块，极大提高了储层描述的精度和速度，取得了很好的经济效益

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种地球物理勘探中储层自动解释与厚度求取方法，包括：

(1)加载地震数据与测井数据，通过井旁地震与井资料联合提取子波，对井震进行标定对比分析，得到合成记录，然后结合钻井分层，对标准反射层和研究目的层段进行层位解释，对层位进行全三维追踪解释得到层位解释成果；

(2)对研究目的层段，应用步骤(1)中的地震数据和测井数据，在层位解释成果的控制下，进行测井约束地震反演工作，得到测井约束反演后的波阻抗数据体；

(3)依据步骤(2)获得的波阻抗数据体，结合钻井分层，通过合成地震记录标定结果来确定需要解释的目的层段；

(4)根据井中利用波阻抗曲线区分砂泥岩的情况，确定区分砂泥岩的波阻抗门槛值为IMP，如果波阻抗大于IMP，则为砂岩，如果小于则为泥岩，得到了反映砂泥岩的岩性数据体；

(5)将步骤(4)中确定为砂岩的位置对应的岩性数据体的岩性赋值为1，其余的岩性赋值为0，获得砂泥岩数据体；

(6)获取砂岩的时间厚度图T；

(7)利用步骤(6)得到的时间厚度图T获取砂岩的厚度图D；

(8)对步骤(7)得到的砂岩的厚度图D进行平滑处理获得反映储层厚度变化的厚度图。

所述步骤(3)是这样实现的：

采用储层段的顶面和底面层位控制时窗；

如果只解释了一套层位，则将该层位整体向上或者向下平移若干毫秒，得到一个新的控制层位，则已有层位和新的控制层位形成储层端的顶面和底面层位，然后采用储层段的顶面和底面层位控制时窗。

所述步骤(6)是这样实现的：

对步骤(5)得到的砂泥岩数据体从顶面层位到底面层位的时窗范围内按照地震道对砂泥岩数据体的值进行求和，得到反映砂岩厚度的样点数的平面图，将平面图上的每个样点数乘以一个相同的采样间隔得到砂岩的时间厚度图T。

所述步骤(7)是这样实现的：

从井中读取该储层段内砂岩的层速度V，结合步骤(6)求得的时间厚度图T，用层速度V乘以时间厚度图中的每个T，得到砂岩的厚度图D。

所述步骤(8)是这样实现的：

采用最小曲率法对步骤(7)得到的砂岩的厚度图D进行平滑得到反映储层厚度变化的厚度图。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：常规的储层的综合解释和储层的厚度求取方法存在较大的误差，经常出现与井中的砂岩厚度不一致的情况，并且效率低，成图慢，经常不能满足生产的快节奏。本发明的方法有效解决了这些问题，做出的厚度与井中的厚度非常一致，可以省略了用井校正的工作，同时，能够兼顾一些薄层的厚度，反映到储层的厚度图中去，做出的厚度图精度比较高，将该方法做成一套流程，大大提高了工作效率和成图精度。

附图说明

图1为某地区目的层段解释的层位，地震剖面中的线为解释的层位，这些层位可以作为地震反演的控制层位，也是步骤⑥进行顶底面的控制层位。

图2某地区目的层井中波阻抗曲线的砂泥岩直方图，图左面(深颜色)为砂岩的波阻抗分布概率，左面(浅颜色)为泥岩的波阻抗分布概率，可以看到砂泥岩的波阻抗表现为两个峰值，可以区分，重叠段也比较少，可以采用1.1e7作为砂泥岩的波阻抗分界值。

图3为某地区目的层段高精度波阻抗反演剖面图，图中的深色为高波阻抗，为砂岩的反映(该区砂岩的波阻抗高于泥岩，与图2的结果一致)。

图4某地区由波阻抗转换成的岩性剖面图(深色为砂岩)，从岩性剖面上看，与井中的岩性曲线对应良好，岩性的横向变化比较自然，尖灭点清晰。

图5应用本发明自动求取的某层段砂岩厚度平面图，图中砂岩内部的浅颜色代表的厚度大些。从图中可以看到，自动求得的砂体形态与该区的河流相沉积规律相吻合，厚度与实钻井也一致，做出的砂体厚度图精度比较高。

图6本发明方法的步骤框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明采用自动储层解释技术，自动求取储层厚度，提高了工作效率，并且储层厚度的描述更加精确。

如图6所示，本方法具体如下：

①加载地震数据(主要为叠后成果地震数据)与测井数据(包括声波、密度、伽马等曲线)，在做好合成记录的基础上，结合钻井分层，对标准反射层和研究目的层段进行层位解释。

②对研究区的目的层段进行测井约束地震反演工作，得到测井约束反演后的高分辨率波阻抗数据体，该数据体就是后续储层精细解释的基础。

③依据解释的地震层位数据，结合钻井分层，确定需要解释的目的层段，可以采用2套层位控制，即采用储层段的顶面(top)和底面层位(bot)控制时窗。当然也有的情况是只解释了一套层位，可能是储层的顶或者是储层的底，这时候，可以采用该层位整体向上或者向下平移若干毫秒的方法方法，得到一个新的控制层位，就可以实现用储层段的顶底面控制时窗的目标。

④根据井中利用波阻抗曲线(速度与密度的乘积)区分砂泥岩的情况，确定区分砂泥岩的波阻抗门槛值为IMP，比如波阻抗大于IMP(假如IMP＝1.1e7kg/m3*m/s)时候为砂岩，小于该值的为非储层，不同地区、不同层段时候，IMP的取值有所不同，需要根据井的情况来确定。

⑤将步骤④中确定为储层的赋值为1，其余的为0，这样就可以得到利用波阻抗反演数据体通过阻抗值来确定的砂泥岩数据体。

⑥对步骤⑤得到的砂泥岩数据体从顶面层位(top)到底面层位(bot)的时窗范围内按照地震道进行求和，就可以得到反映砂岩厚度的样点数的平面图，用该样点数乘以采样间隔，就可以得到砂岩的时间厚度图T(时间单位：s)。

⑦从井中读取该储层段内砂岩的层速度V(速度单位：m/s)，结合步骤⑥求得的时间厚度图T，用V乘以T就可以得到砂岩的厚度图D(厚度单位：m)。

⑧对得到的砂岩厚度图D进行适当的平滑，即可得到反映储层厚度变化的厚度图。

图1为我国中部某盆地上古生界层段的地震剖面图，依据钻井分层和标定成果，对目的层段进行了层位追踪解释，为后续的测井约束反演和厚度求取提供层位控制。图2为井中波阻抗曲线分岩性的直方图，从图中可以看出砂泥岩呈现双峰分布，右边的为砂岩，表现为该区砂岩的波阻抗高于泥岩的波阻抗，利用波阻抗是能够区分砂泥岩的。图3为该区目的层段经过高精度波阻抗反演得到的反演剖面(深颜色为高波阻抗)。图4为应用图3的结果，按照区分砂泥岩的波阻抗门槛值求得的砂泥岩剖面，从该剖面上看，反演的砂岩与井中的砂岩对应良好，同时剖面上砂岩展布合理，变化自然，与沉积规律也是吻合的。图5为应用本发明计算出的一个层段的砂体厚度图，从识别的砂体形态上来看，表现为河流相沉积的特点，该结果也是与该时期为河流相沉积的规律相一致的，并且求取的砂体的厚度与实钻井中砂岩的厚度是一致的，展现了本方法的高精度特征，达到了目前勘探开发的需求。

本发明针对储层精细描述中的储层厚度求取的问题，开发了应用高精度地震反演成果进行储层厚度求取的方法，应用解释的层位进行时窗的控制，通过将波阻抗数据转换成岩性数据体，采用波阻抗门槛值进行砂泥岩的区分，采用计算砂岩采样点数的方法求得砂岩的时间厚度，再用该时间厚度与砂岩的层速度相乘，即可以得到砂岩的实际厚度。该方法求得的砂体厚度精度高，与井的吻合率高，并且在实际生产中能大大提高工作效率，取得了很好的经济效益。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (4)

1.一种地球物理勘探中储层自动解释与厚度求取方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)加载地震数据与测井数据，通过井旁地震与井资料联合提取子波，对井震进行标定对比分析，得到合成记录，然后结合钻井分层，对标准反射层和研究目的层段进行层位解释，对层位进行全三维追踪解释得到层位解释成果；

(2)对研究目的层段，应用步骤(1)中的地震数据和测井数据，在层位解释成果的控制下，进行测井约束地震反演工作，得到测井约束反演后的波阻抗数据体；

(3)依据步骤(2)获得的波阻抗数据体，结合钻井分层，通过合成地震记录标定结果来确定需要解释的目的层段；

(4)根据井中利用波阻抗曲线区分砂泥岩的情况，确定区分砂泥岩的波阻抗门槛值为IMP，如果波阻抗大于IMP，则为砂岩，如果小于则为非储层；

(5)将步骤(4)中确定为砂岩的位置对应的岩性数据体的岩性赋值为1，其余的岩性赋值为0，获得砂泥岩数据体；

(6)获取砂岩的时间厚度图T；

(7)利用步骤(6)得到的时间厚度图T获取砂岩的厚度图D；

(8)对步骤(7)得到的砂岩的厚度图D进行平滑处理获得反映储层厚度变化的厚度图；

所述步骤(6)是这样实现的：

对步骤(5)得到的砂泥岩数据体从顶面层位到底面层位的时窗范围内按照地震道对岩性数据体的值进行求和，得到反映砂岩厚度的样点数的平面图，将平面图上的每个样点数乘以一个相同的采样间隔得到砂岩的时间厚度图T。

2.根据权利要求1所述的地球物理勘探中储层自动解释与厚度求取方法，其特征在于：所述步骤(3)是这样实现的：

采用储层段的顶面和底面层位控制时窗；

如果只解释了一套层位，则将该层位整体向上或者向下平移若干毫秒，得到一个新的控制层位，则已有层位和新的控制层位形成储层端的顶面和底面层位，然后采用储层段的顶面和底面层位控制时窗。

3.根据权利要求2所述的地球物理勘探中储层自动解释与厚度求取方法，其特征在于：所述步骤(7)是这样实现的：

从井中读取该储层段内砂岩的层速度V，结合步骤(6)求得的时间厚度图T，用层速度V乘以时间厚度图中的每个T，得到砂岩的厚度图D。

4.根据权利要求3所述的地球物理勘探中储层自动解释与厚度求取方法，其特征在于：所述步骤(8)是这样实现的：

采用最小曲率法对步骤(7)得到的砂岩的厚度图D进行平滑得到反映储层厚度变化的厚度图。