CN105301643A - 基于扩展弹性阻抗的地质储层检测方法 - Google Patents

Abstract

提供一种基于扩展弹性阻抗的地质储层检测方法，包括：获取目的层段的测井数据，在所述目的层段中选取多个采样点，并从所述测井数据中提取与每个采样点对应的纵波速度、横波速度和密度；选取多个实际入射角，并计算每个实际入射角在每个采样点处的反射系数；选取多个理论入射角，并计算每个理论入射角在每个采样点处的反射系数；分别确定与所述多个实际入射角中的每个实际入射角对应的等效理论入射角；利用基于所述等效理论入射角的扩展弹性阻抗来进行岩性和流体检测，以识别地下地质储层的状态。采用上述方法，可准确地预测地下地质储层的岩性和流体性质，以真实反映地下地质储层的真实状态，有效降低地质勘探风险，提高钻探成功率。

Description

基于扩展弹性阻抗的地质储层检测方法

技术领域

本发明总体来说涉及油气田勘探技术领域，属于地震资料解释范畴，更具体地讲，涉及一种基于扩展弹性阻抗的地质储层检测方法。

背景技术

地球物理勘探利用常规的纵波叠后偏移地震资料处理中损失的信息来解决构造油气藏问题不大，但是要解决岩性复杂的油气藏就显得力不从心。随着叠前偏移技术的发展，叠前道集中蕴藏的不同方位角、入射角地震信息可用来解决裂缝、岩性和流体识别技术问题。

弹性阻抗是声阻抗的概念延伸和推广，它建立在非零偏移距的基础上，是纵波速度、横波速度、密度以及入射角的函数。弹性波阻抗反演属于叠前反演技术，它包含了丰富的岩性以及流体信息，但是由于AVO效应的影响，常规弹性阻抗值随入射角发生剧烈变化(即，弹性阻抗值随入射角的增大而急剧减小)，可能会掩盖远、近角弹性阻抗值分析的某些信息(例如，包含流体或岩性变化差异的信息)。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于扩展弹性阻抗的地质储层检测方法，以解决弹性阻抗值随入射角的增大而急剧减小，无法有效识别地下地质储层的岩性和流体性质的技术问题。

本发明的一方面提供一种基于扩展弹性阻抗的地质储层检测方法，所述方法包括：(a)获取目的层段的测井数据，在所述目的层段中选取多个采样点，并从所述测井数据中提取与所述多个采样点中的每个采样点对应的纵波速度、横波速度和密度；(b)选取多个实际入射角，并根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个实际入射角中的每个实际入射角在所述每个采样点处的反射系数；(c)选取多个理论入射角，并根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个理论入射角中的每个理论入射角在所述每个采样点处的反射系数；(d)根据所述多个理论入射角的反射系数和所述多个实际入射角的反射系数，分别确定与所述多个实际入射角中的每个实际入射角对应的等效理论入射角；(e)利用基于所述等效理论入射角的扩展弹性阻抗来进行岩性和流体检测，以识别地下地质储层的状态。

可选地，在步骤(b)中，选取多个实际入射角的步骤可包括：获取实际入射角的初始值，并将获取的实际入射角的初始值作为最大实际入射角，在零度至最大实际入射角的范围之内以第一增量步长为间隔，选取所述多个实际入射角。

可选地，在步骤(c)中，选取所述多个理论入射角的步骤可包括：在预定角度范围内以第二增量步长为间隔，选取所述多个理论入射角。

可选地，第二增量步长的数值可小于第一增量步长的数值。

可选地，在步骤(c)中，根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个理论入射角中的每个理论入射角在所述每个采样点处的反射系数的步骤可包括：(c1)根据提取的纵波速度、横波速度和密度，计算所述多个理论入射角中的所述每个理论入射角在所述每个采样点处的扩展弹性阻抗；(c2)根据所述每个理论入射角在所述每个采样点处的扩展弹性阻抗，来计算所述每个理论入射角在所述每个采样点处的反射系数。

可选地，在步骤(c1)中，可利用下面的公式的来计算所述每个理论入射角在所述每个采样点处的扩展弹性阻抗，

${\mathrm{EEI}}_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)={\mathrm{\α}}_0{\mathrm{\ρ}}_0\[{\left(\frac{{\mathrm{\α}}_k}{{\mathrm{\α}}_0}\right)}^{p_j}{\left(\frac{{\mathrm{\β}}_k}{{\mathrm{\β}}_0}\right)}^{q_j}{\left(\frac{{\mathrm{\ρ}}_k}{{\mathrm{\ρ}}_0}\right)}^{r_j}\]$

其中，

p_j＝cosχ_j+sinχ_j

q_j＝-8Ksinχ_j

r_j＝cosχ_j-4Ksinχ_j

其中，EEI_k(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在所述多个采样点中的第k个采样点处的扩展弹性阻抗，1≤j≤M，M为选取的理论入射角的总个数，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，α_k为与第k个采样点对应的纵波速度，β_k为与第k个采样点对应的横波速度，ρ_k为与第k个采样点对应的密度，α₀为所述目的层段中的纵波速度的初始值，β₀为所述目的层段中的横波速度的初始值，ρ₀为所述目的层段中的密度的初始值，K为纵横波速度比的平均值，K＝[(β_k+1/α_k+1)²+(β_k/α_k)²]/2，α_k+1为与第k+1个采样点对应的纵波速度，β_k+1为与第k+1个采样点对应的横波速度。

可选地，在步骤(c2)中，可利用下面的公式的来计算所述每个理论入射角在所述每个采样点处的反射系数，

$R_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)=\frac{{\mathrm{EEI}}_{k+1}\left({\mathrm{\χ}}_j\right)-{\mathrm{EEI}}_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)}{{\mathrm{EEI}}_{k+1}\left({\mathrm{\χ}}_j\right)+{\mathrm{EEI}}_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)}$

其中，R_k(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在所述多个采样点中的第k个采样点处的反射系数，1≤j≤M，M为选取的理论入射角的总个数，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，EEI_k+1(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在第k+1个采样点处的扩展弹性阻抗，EEI_k(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在第k个采样点处的扩展弹性阻抗。

可选地，在步骤(b)中，根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个实际入射角中的每个实际入射角在所述每个采样点处的反射系数的步骤可包括：(b1)根据提取的纵波速度、横波速度和密度，计算所述多个实际入射角中的每个实际入射角在所述每个采样点处的弹性阻抗；(b2)根据所述每个实际入射角在所述每个采样点处的弹性阻抗，来计算所述每个实际入射角在所述每个采样点处的反射系数。

可选地，在步骤(d)中，根据所述多个理论入射角的反射系数和所述多个实际入射角的反射系数，分别确定与所述多个实际入射角中的每个实际入射角对应的等效理论入射角的步骤可包括：(d1)针对所述多个实际入射角中的任一实际入射角，分别计算所述任一实际入射角的反射系数与所述多个理论入射角中的每个理论入射角的反射系数的相关系数；(d2)确定所述相关系数中的最大值，并将所述相关系数中的最大值所对应的理论入射角作为所述任一实际入射角对应的等效理论入射角。

可选地，在步骤(d1)中，可利用下面的公式的来计算所述任一实际入射角的反射系数与所述多个理论入射角中的每个理论入射角的反射系数的相关系数，

$Corr\[R\left({\mathrm{\θ}}_i\right),R\left({\mathrm{\χ}}_j\right)\]=\frac{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{R}_k\left({\mathrm{\θ}}_i\right)\×R_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)}{\sqrt{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{\[R_k\left({\mathrm{\θ}}_i\right)\]}^2}\×\sqrt{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{\[R_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)\]}^2}}$

其中，Corr[R(θ_i),R(χ_j)]为所述多个实际入射角中的第i个实际入射角θ_i的反射系数R(θ_i)与所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j的反射系数R(χ_j)的相关系数，1≤i≤n，n为选取的实际入射角的总个数，1≤j≤M，M为选取的理论入射角的总个数，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数。

采用本发明示例性实施例的上述基于扩展弹性阻抗的地质储层检测方法，可准确地预测地下地质储层的岩性和流体性质，以真实反映地下地质储层的真实状态，有效降低地质勘探风险，提高钻探成功率。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出根据本发明示例性实施例的基于扩展弹性阻抗的地质储层检测方法的流程图；

图2示出根据本发明示例性实施例的计算每个实际入射角在每个采样点处的反射系数的步骤的流程图；

图3示出根据本发明示例性实施例的计算每个理论入射角在每个采样点处的反射系数的步骤的流程图；

图4示出根据本发明示例性实施例的确定与每个实际入射角对应的等效理论入射角的步骤的流程图；

图5示出根据本发明示例性实施例的弹性阻抗与扩展弹性阻抗分别随入射角变化的关系图；

图6示出根据本发明示例性实施例的实际入射角与理论入射角的等效换算图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

提供参照附图的以下描述以帮助对由权利要求及其等同物限定的本发明的示例性实施例的全面理解。包括各种特定细节以帮助理解，但这些细节仅被视为是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对描述于此的示例性实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁，省略对公知的功能和结构的描述。

图1示出根据本发明示例性实施例的基于扩展弹性阻抗的地质储层检测方法的流程图。

在步骤S10中，获取目的层段的测井数据，在所述目的层段中选取多个采样点，并从所述测井数据中提取与所述多个采样点中的每个采样点对应的纵波速度、横波速度和密度。

作为示例，所述目的层段的测井数据中可包含该目的层段的纵波速度曲线、横波速度曲线和密度曲线。因此，可从所述目的层段的起始深度开始选择多个采样点，然后分别从上述纵波速度曲线、横波速度曲线和密度曲线中提取与选择的所述多个采样点对应的纵波速度、横波速度和密度。然而，本发明不限于此，本领域技术人员可利用现有的各种方法来获得与各采样点对应的纵波速度、横波速度和密度。

在步骤S20中，选取多个实际入射角，并根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个实际入射角中的每个实际入射角在每个采样点处的反射系数。

在一个示例中，选取所述多个实际入射角的步骤可包括：获取实际入射角的初始值，将实际入射角的初始值作为最大实际入射角，在零度至最大实际入射角的范围之内任意选取所述多个实际入射角。这里，可在所述目的层段的最深处通过测量得到实际入射角(例如，纵波的实际入射角)的初始值。

在另一示例中，选取所述多个实际入射角的步骤可包括：获取实际入射角的初始值，将实际入射角的初始值作为最大实际入射角，并根据实际入射角的初始值和第一增量步长来选取所述多个实际入射角。例如，可在零度至最大实际入射角的范围之内，以第一增量步长为间隔，选取所述多个实际入射角。

例如，假设第一增量步长可为5°，θ_max表示实际入射角的初始值，然后在[0°,θ_max]范围内，以5°为间隔选取5个实际入射角(即，5°、10°、15°、20°、25°)。这里，应理解，可以[0°,θ_max]范围内的任一角度值为起点来以第一增量步长为间隔选取所述多个实际入射角。

优选地，在上述两个示例中，不选取零度和最大实际入射角作为实际入射角。这是由于入射角为零度时，属于自激发自接收的情况，这时获得的相关地震数据不利于对地质储层进行分析检测，而入射角为最大入射角时，属于远偏移距的情况，对覆盖次数的贡献性比较低，一般不会选取此时获得的相关地震数据进行地质储层的分析检测。

下面参照图2来详细描述根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个实际入射角中的每个实际入射角在每个采样点处的反射系数的步骤。

图2示出根据本发明示例性实施例的计算每个实际入射角在每个采样点处的反射系数的步骤的流程图。

参照图2，在步骤S201中，根据提取的纵波速度、横波速度和密度，计算所述多个实际入射角中的第i个实际入射角θ_i在第k个采样点处的弹性阻抗EI_k(θ_i)。这里，i和k的初始值可均为1，然而，本发明不限于此，i的初始值可还为n，k的初始值还可为N。

例如，可利用下面的公式的来计算第i个实际入射角θ_i在第k个采样点处的弹性阻抗EI_k(θ_i)，

${\mathrm{EI}}_k\left({\mathrm{\θ}}_i\right)={\mathrm{\α}}_0{\mathrm{\ρ}}_0\[{\left(\frac{{\mathrm{\α}}_k}{{\mathrm{\α}}_0}\right)}^{a_i}{\left(\frac{{\mathrm{\β}}_k}{{\mathrm{\β}}_0}\right)}^{b_i}{\left(\frac{{\mathrm{\ρ}}_k}{{\mathrm{\ρ}}_0}\right)}^{c_i}\]---\left(1\right)$

其中，

a_i＝1+sin²θ_i

b_i＝-8Ksin²θ_i

c_i＝1-4Ksin²θ_i

公式(1)中，EI_k(θ_i)为所述多个实际入射角中的第i个实际入射角θ_i在第k个采样点处的弹性阻抗，1≤i≤n，n为选取的实际入射角的总个数，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，α_k为所述目的层段中与第k个采样点对应的纵波速度，β_k为所述目的层段中与第k个采样点对应的横波速度，ρ_k为所述目的层段中与第k个采样点对应的密度，α₀为所述目的层段中的纵波速度的初始值，β₀为所述目的层段中的横波速度的初始值，ρ₀为所述目的层段中的密度的初始值，K为纵横波速度比的平均值，K＝[(β_k+1/α_k+1)²+(β_k/α_k)²]/2，α_k+1为所述目的层段中与第k+1个采样点对应的纵波速度，β_k+1为所述目的层段中与第k+1个采样点对应的横波速度。

在步骤S202中，判断k是否等于N，这里，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，N为大于零的自然数。

如果k不等于N，则执行步骤S203：使得k＝k+1，并返回执行步骤S201。

如果k等于N，则执行步骤S204：得到第i个实际入射角θ_i在每个采样点处的弹性阻抗。

这里，应该理解，如果k的初始值为N，则可在步骤S202中判断k是否等于1，如果k不等于1，则在步骤S203中可使得k＝k-1，然后再返回执行步骤S201。如果k等于1，则执行步骤S204：得到第i个实际入射角θ_i在每个采样点处的弹性阻抗。

在步骤S205中，根据第i个实际入射角θ_i在每个采样点处的扩展弹性阻抗，来计算第i个实际入射角θ_i在第k个采样点处的反射系数。

例如，可利用下面的公式的来计算第i个实际入射角θ_i在第k个采样点处的反射系数R_k(θ_i)，

$R_k\left({\mathrm{\θ}}_i\right)=\frac{{\mathrm{EI}}_{k+1}\left({\mathrm{\θ}}_i\right)-{\mathrm{EI}}_k\left({\mathrm{\θ}}_i\right)}{{\mathrm{EI}}_{k+1}\left({\mathrm{\θ}}_i\right)+{\mathrm{EI}}_k\left({\mathrm{\θ}}_i\right)}---\left(2\right)$

公式(2)中，R_k(θ_i)为所述多个实际入射角中的第i个实际入射角θ_i在第k个采样点处的反射系数，1≤i≤n，n为选取的实际入射角的总个数，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，EI_k(θ_i)为所述多个实际入射角中的第i个实际入射角θ_i在第k个采样点处的弹性阻抗，EI_k+1(θ_i)为所述多个实际入射角中的第i个实际入射角θ_i在第k+1个采样点处的弹性阻抗。

在步骤S206中，判断k是否等于N，这里，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，N为大于零的自然数。

如果k不等于N，则执行步骤S207：使得k＝k+1，并返回执行步骤S205。

如果k等于N，则执行步骤S208：得到第i个实际入射角θ_i在每个采样点处的反射系数。此时，可根据得到的第i个实际入射角θ_i在每个采样点处的反射系数绘制出与第i个实际入射角θ_i对应的反射系数曲线。

这里，应该理解，如果k的初始值为N，则可在步骤S206中判断k是否等于1，如果k不等于1，则在步骤S207中可使得k＝k-1，然后再返回执行步骤S205。如果k等于1，则执行步骤S208：得到第i个实际入射角θ_i在每个采样点处的反射系数。

在步骤S209中，判断i是否等于n，这里，1≤i≤n，n为选取的实际入射角的总个数，n为大于零的自然数。

如果i不等于n，则执行步骤S210：使得i＝i+1，并返回执行步骤S201。

如果i等于n，则执行步骤S211：得到每个实际入射角在每个采样点处的反射系数。此时，可绘制出与每个实际入射角分别对应的反射系数曲线。

这里，应该理解，如果i的初始值为n，则可在步骤S209中判断i是否等于1，如果i不等于1，则在步骤S210中可使得i＝i-1，然后再返回执行步骤S201。如果i等于1，则执行步骤S211：得到每个实际入射角在每个采样点处的反射系数。

返回图1，在步骤S30中，选取多个理论入射角，并根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个理论入射角中的每个理论入射角在每个采样点处的反射系数。

可选地，本领域技术人员可在预定角度范围内任意选取所述多个理论入射角，优选地，选取所述多个理论入射角的步骤可包括：在所述预定角度范围内以第二增量步长为间隔，选取所述多个理论入射角。这里，理论入射角的变化范围可为理论上的任意角度，即，[-90°，+90°]，但由于理论入射角的扩展弹性阻抗和反射系数在[-90°,0°)和[0°,+90°]两个区间之间的变化是对称的，因此，得到实际入射角与[-90°,0°)和[0°,+90°]两个区间中的任一区间的等效换算关系之后，基于对称原理即可得到实际入射角与另一区间的等效换算关系。

优选地，所述预定范围可为[0°,+90°]，作为示例，可在[0°,+90°]范围内以第二增量步长为间隔，选取所述多个理论入射角。例如，第二增量步长可为3°，然后在[0°,+90°]范围内，以3°为间隔选取5个理论入射角(即，0°、3°、6°、9°、12°)。这里，应理解，可以所述预定角度范围的端点为起点来以第二增量步长为间隔选取所述多个理论入射角，也可以所述预定角度范围内的任一角度值为起点来以第二增量步长为间隔选取所述多个理论入射角。

应理解，选取的理论入射角的数量与选取的实际入射角的数量可相同也可不同。优选地，第一增量步长的数值大于第二增量步长的数值，也就是说，优选地，选取理论入射角的精度可高于选取实际入射角的精度，这样有助于找到与实际入射角更为贴近的理论入射角。

下面参照图3来详细描述根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个理论入射角中的每个理论入射角在每个采样点处的反射系数的步骤。

图3示出根据本发明示例性实施例的计算每个理论入射角在每个采样点处的反射系数的步骤的流程图。

参照图3，在步骤S301中，根据提取的纵波速度、横波速度和密度，计算所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在第k个采样点处的扩展弹性阻抗EEI_k(χ_j)。这里，j和k的初始值均为1，然而，本发明不限于此，j的初始值还可为M、k的初始值还可为N。

可选地，可利用下面的公式的来计算第j个理论入射角χ_j在第k个采样点处的扩展弹性阻抗EEI_k(χ_j)，

${\mathrm{EEI}}_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)={\mathrm{\α}}_0{\mathrm{\ρ}}_0\[{\left(\frac{{\mathrm{\α}}_k}{{\mathrm{\α}}_0}\right)}^{p_j}{\left(\frac{{\mathrm{\β}}_k}{{\mathrm{\β}}_0}\right)}^{q_j}{\left(\frac{{\mathrm{\ρ}}_k}{{\mathrm{\ρ}}_0}\right)}^{r_j}\]---\left(3\right)$

其中，

p_j＝cosχ_j+sinχ_j

q_j＝-8Ksinχ_j

r_j＝cosχ_j-4Ksinχ_j

公式(3)中，EEI_k(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在第k个采样点处的扩展弹性阻抗，1≤j≤M，M为选取的理论入射角的总个数，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，α_k为所述目的层段中与第k个采样点对应的纵波速度，β_k为所述目的层段中与第k个采样点对应的横波速度，ρ_k为所述目的层段中与第k个采样点对应的密度，α₀为所述目的层段中的纵波速度的初始值，β₀为所述目的层段中的横波速度的初始值，ρ₀为所述目的层段中的密度的初始值，K为纵横波速度比的平均值，K＝[(β_k+1/α_k+1)²+(β_k/α_k)²]/2，α_k+1为所述目的层段中与第k+1个采样点对应的纵波速度，β_k+1为所述目的层段中与第k+1个采样点对应的横波速度。

在步骤S302中，判断k是否等于N，这里，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，N为大于零的自然数。

如果k不等于N，则执行步骤S303：使得k＝k+1，并返回执行步骤S301。

如果k等于N，则执行步骤S304：得到第j个理论入射角χ_j在每个采样点处的扩展弹性阻抗。

这里，应该理解，如果k的初始值为N，则可在步骤S302中判断k是否等于1，如果k不等于1，则在步骤S303中可使得k＝k-1，然后再返回执行步骤S301。如果k等于1，则执行步骤S304：得到第j个理论入射角χ_j在每个采样点处的扩展弹性阻抗。

在步骤S305中，根据第j个理论入射角χ_j在每个采样点处的扩展弹性阻抗，来计算第j个理论入射角χ_j在第k个采样点处的反射系数。

可选地，可利用下面的公式的来计算第j个理论入射角χ_j在第k个采样点处的反射系数R_k(χ_j)，

$R_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)=\frac{{\mathrm{EEI}}_{k+1}\left({\mathrm{\χ}}_j\right)-{\mathrm{EEI}}_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)}{{\mathrm{EEI}}_{k+1}\left({\mathrm{\χ}}_j\right)+{\mathrm{EEI}}_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)}---\left(4\right)$

公式(4)中，R_k(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在第k个采样点处的反射系数，1≤j≤M，M为选取的理论入射角的总个数，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，EEI_k+1(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在第k+1个采样点处的扩展弹性阻抗，EEI_k(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在第k个采样点处的扩展弹性阻抗。

在步骤S306中，判断k是否等于N，这里，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，N为大于零的自然数。

如果k不等于N，则执行步骤S307：使得k＝k+1，并返回执行步骤S305。

如果k等于N，则执行步骤S308：得到第j个理论入射角χ_j在每个采样点处的反射系数。此时，可根据得到的第j个理论入射角χ_j在每个采样点处的反射系数绘制出与第j个理论入射角χ_j对应的反射系数曲线。

这里，应该理解，如果k的初始值为N，则可在步骤S306中判断k是否等于1，如果k不等于1，则在步骤S307中可使得k＝k-1，然后再返回执行步骤S305。如果k等于1，则执行步骤S308：得到第j个理论入射角χ_j在每个采样点处的反射系数。

在步骤S309中，判断j是否等于M，这里，1≤j≤M，M为选取的理论入射角的总个数，M为大于零的自然数。

如果j不等于N，则执行步骤S310：使得j＝j+1，并返回执行步骤S301。

如果j等于N，则执行步骤S311：得到每个理论入射角在每个采样点处的反射系数。此时，可绘制出与每个理论入射角分别对应的反射系数曲线。

这里，应该理解，如果j的初始值为M，则可在步骤S309中判断j是否等于1，如果j不等于1，则在步骤S310中可使得j＝j-1，然后再返回执行步骤S301。如果j等于1，则执行步骤S311：得到每个理论入射角在每个采样点处的反射系数。

返回图1，在步骤S40中，根据所述多个理论入射角的反射系数和所述多个实际入射角的反射系数，分别确定与所述多个实际入射角中的每个实际入射角对应的等效理论入射角。

下面参照图4来详细描述确定与每个实际入射角对应的等效理论入射角的步骤。

图4示出根据本发明示例性实施例的确定与每个实际入射角对应等效的理论入射角的步骤的流程图。

参照图4，在步骤S401中，计算第i个实际入射角的反射系数与第j个理论入射角的反射系数的相关系数。这里，i和j的初始值为1，然而，本发明不限于此，i的初始值还可为n，j的初始值还可为M。

例如，可利用下面的公式的来计算第i个实际入射角θ_i的反射系数R(θ_i)与第j个理论入射角χ_j的反射系数R(χ_j)的相关系数Corr[R(θ_i),R(χ_j)]，

$Corr\[R\left({\mathrm{\θ}}_i\right),R\left({\mathrm{\χ}}_i\right)\]=\frac{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{R}_k\left({\mathrm{\θ}}_i\right)\×R_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)}{\sqrt{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{\[R_k\left({\mathrm{\θ}}_i\right)\]}^2}\×\sqrt{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{\[R_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)\]}^2}}---\left(5\right)$

公式(5)中，Corr[R(θ_i),R(χ_j)]为第i个实际入射角θ_i的反射系数R(θ_i)与所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j的反射系数R(χ_j)的相关系数。

在步骤S402中，判断j是否等于M，1≤j≤M，M为选取的理论入射角的总个数，M为大于零的自然数。

如果j不等于M，则执行步骤S403：使得j＝j+1，并返回执行步骤S401。这里，如果j的初始值为M，则在步骤S403中可使得j＝j-1，然后再返回执行步骤S401。

如果j等于M，则执行步骤S404：得到第i个实际入射角的反射系数分别与每个理论入射角的反射系数的相关系数。

在步骤S405中，确定上述各相关系数中的最大值，并将所述相关系数中的最大值所对应的理论入射角作为与第i个实际入射角对应的等效理论入射角。

在步骤S406中，判断i是否等于n。这里，1≤i≤n，n为选取的实际入射角的总个数，n为大于零的自然数。

如果i不等于n，则执行步骤S407：使得i＝i+1，并返回执行步骤S401。这里，如果i的初始值为n，则在步骤S407中可使得i＝i-1，然后再返回执行步骤S401。

如果i等于n，则执行步骤S408：得到与每个实际入射角分别对应的等效理论入射角。

返回图1，在步骤S50中，利用基于所述等效理论入射角的扩展弹性阻抗来进行岩性和流体检测，以识别地下地质储层的状态。这里，可利用上述的公式(3)来分别计算各等效理论入射角的扩展弹性阻抗。

图5示出根据本发明示例性实施例的弹性阻抗与扩展弹性阻抗分别随入射角变化的关系图。

如图5所示，横坐标为入射角的角度值，纵坐标为弹性阻抗值，曲线1表示扩展弹性阻抗随入射角变化的曲线，曲线2表示弹性阻抗随入射角变化的曲线，从图5可以看出，弹性阻抗的值随着入射角的增大急剧变小，这会模糊地质储层中的岩性、流体变化的现象，但是随着入射角的增大，扩展弹性阻抗的值则变化较为平稳，基本维持在一个数量级，因此，扩展弹性阻抗能够有效突出岩性、流体变化的异常，基于扩展弹性阻抗来对地质储层进行分析检测能够真实反映地下地质储层的真实状态。

图6示出根据本发明示例性实施例的实际入射角与理论入射角的等效换算图。

如图6所示，横坐标为理论入射角的角度值，纵坐标为相关系数的值，曲线1-7分别表示角度为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°的实际入射角的反射系数与各理论入射角的反射系数的相关系数的曲线。以曲线7(与30°实际入射角对应的相关系数曲线)为例，在得到该30°的实际入射角的反射系数与各理论入射角的反射系数的相关系数的曲线之后，可确定出该曲线的最大值(例如，相关系数的值为1)，并将与该曲线的最大值所对应的理论入射角确定为与该30°的实际入射角对应的等效理论入射角，例如，如图6中所示，与30°的实际入射角对应的等效理论入射角的角度值为14°。

本发明示例性实施例所述的基于等效理论入射角的扩展弹性阻抗的地质储层检测方法提出了实际入射角与扩展弹性阻抗(EEI)的理论入射角之间的等效换算方法，只有确定了这种等效关系，才能利用EEI进行实际的岩性和流体检测。

此外，上述等效换算方法可以满足实际应用中任意角度分析的要求，极大地提高了扩展弹性阻抗(EEI)的实用性，在储层岩性和流体检测应用效果良好。

此外，采用本发明示例性实施例所述的基于等效理论入射角的扩展弹性阻抗的地质储层检测方法，可准确地预测地下地质储层的岩性和流体性质，以真实反映地下地质储层的真实状态，有效降低地质勘探风险，提高钻探成功率。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种基于扩展弹性阻抗的地质储层检测方法，所述方法包括：

(a)获取目的层段的测井数据，在所述目的层段中选取多个采样点，并从所述测井数据中提取与所述多个采样点中的每个采样点对应的纵波速度、横波速度和密度；

(b)选取多个实际入射角，并根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个实际入射角中的每个实际入射角在所述每个采样点处的反射系数；

(c)选取多个理论入射角，并根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个理论入射角中的每个理论入射角在所述每个采样点处的反射系数；

(d)根据所述多个理论入射角的反射系数和所述多个实际入射角的反射系数，分别确定与所述多个实际入射角中的每个实际入射角对应的等效理论入射角；

(e)利用基于所述等效理论入射角的扩展弹性阻抗来进行岩性和流体检测，以识别地下地质储层的状态。

2.根据权利要求1所述的方法，在步骤(b)中，选取多个实际入射角的步骤包括：获取实际入射角的初始值，并将获取的实际入射角的初始值作为最大实际入射角，在零度至最大实际入射角的范围之内以第一增量步长为间隔，选取所述多个实际入射角。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤(c)中，选取所述多个理论入射角的步骤包括：在预定角度范围内以第二增量步长为间隔，选取所述多个理论入射角。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，第二增量步长的数值小于第一增量步长的数值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(c)中，根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个理论入射角中的每个理论入射角在所述每个采样点处的反射系数的步骤包括：

(c1)根据提取的纵波速度、横波速度和密度，计算所述多个理论入射角中的所述每个理论入射角在所述每个采样点处的扩展弹性阻抗；

(c2)根据所述每个理论入射角在所述每个采样点处的扩展弹性阻抗，来计算所述每个理论入射角在所述每个采样点处的反射系数。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤(c1)中，利用下面的公式的来计算所述每个理论入射角在所述每个采样点处的扩展弹性阻抗，

${\mathrm{EEI}}_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)={\mathrm{\α}}_0{\mathrm{\ρ}}_0\[{\left(\frac{{\mathrm{\α}}_k}{{\mathrm{\α}}_0}\right)}^{p_j}{\left(\frac{{\mathrm{\β}}_k}{{\mathrm{\β}}_0}\right)}^{q_j}{\left(\frac{{\mathrm{\ρ}}_k}{{\mathrm{\ρ}}_0}\right)}^{r_j}\]$

其中，

p_j＝cosχ_j+sinχ_j

q_j＝-8Ksinχ_j

r_j＝cosχ_j-4Ksinχ_j

其中，EEI_k(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在所述多个采样点中的第k个采样点处的扩展弹性阻抗，1≤j≤M，M为选取的理论入射角的总个数，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，α_k为与第k个采样点对应的纵波速度，β_k为与第k个采样点对应的横波速度，ρ_k为与第k个采样点对应的密度，α₀为所述目的层段中的纵波速度的初始值，β₀为所述目的层段中的横波速度的初始值，ρ₀为所述目的层段中的密度的初始值，K为纵横波速度比的平均值，K＝[(β_k+1/α_k+1)²+(β_k/α_k)²]/2，α_k+1为与第k+1个采样点对应的纵波速度，β_k+1为与第k+1个采样点对应的横波速度。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤(c2)中，利用下面的公式的来计算所述每个理论入射角在所述每个采样点处的反射系数，

$R_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)=\frac{{\mathrm{EEI}}_{k+1}\left({\mathrm{\χ}}_j\right)-{\mathrm{EEI}}_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)}{{\mathrm{EEI}}_{k+1}\left({\mathrm{\χ}}_j\right)+{\mathrm{EEI}}_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)}$

其中，R_k(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在所述多个采样点中的第k个采样点处的反射系数，1≤j≤M，M为选取的理论入射角的总个数，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数，EEI_k+1(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在第k+1个采样点处的扩展弹性阻抗，EEI_k(χ_j)为所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j在第k个采样点处的扩展弹性阻抗。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(b)中，根据提取的纵波速度、横波速度和密度，来计算所述多个实际入射角中的每个实际入射角在所述每个采样点处的反射系数的步骤包括：

(b1)根据提取的纵波速度、横波速度和密度，计算所述多个实际入射角中的每个实际入射角在所述每个采样点处的弹性阻抗；

(b2)根据所述每个实际入射角在所述每个采样点处的弹性阻抗，来计算所述每个实际入射角在所述每个采样点处的反射系数。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)中，根据所述多个理论入射角的反射系数和所述多个实际入射角的反射系数，分别确定与所述多个实际入射角中的每个实际入射角对应的等效理论入射角的步骤包括：

(d1)针对所述多个实际入射角中的任一实际入射角，分别计算所述任一实际入射角的反射系数与所述多个理论入射角中的每个理论入射角的反射系数的相关系数；

(d2)确定所述相关系数中的最大值，并将所述相关系数中的最大值所对应的理论入射角作为所述任一实际入射角对应的等效理论入射角。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在步骤(d1)中，利用下面的公式的来计算所述任一实际入射角的反射系数与所述多个理论入射角中的每个理论入射角的反射系数的相关系数，

$Corr\[R\left({\mathrm{\θ}}_i\right),R\left({\mathrm{\χ}}_j\right)\]=\frac{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{R}_k\left({\mathrm{\θ}}_i\right)\×R_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)}{\sqrt{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{\[R_k\left({\mathrm{\θ}}_i\right)\]}^2}\×\sqrt{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{\[R_k\left({\mathrm{\χ}}_j\right)\]}^2}}$

其中，Corr[R(θ_i),R(χ_j)]为所述多个实际入射角中的第i个实际入射角θ_i的反射系数R(θ_i)与所述多个理论入射角中的第j个理论入射角χ_j的反射系数R(χ_j)的相关系数，1≤i≤n，n为选取的实际入射角的总个数，1≤j≤M，M为选取的理论入射角的总个数，1≤k≤N，N为选取的采样点的总个数。