CN105510965B - 流体识别方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种流体识别方法和装置，其中，该方法包括：获取研究区的叠前角道集地震数据体；对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到分角度叠加数据体；采用所述分角度叠加数据体进行叠前AVO反演，得到纵波阻抗体和密度体；对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体；结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性；根据所述储层地震频散属性进行流体识别。本发明解决了现有技术中无法准确有效地对流体进行识别的技术问题，达到了准确识别流体的目的。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种流体识别方法和装置。
背景技术
随着勘探开发程度的不断提高，勘探目标逐渐由最初的构造油气藏转变为岩性油气藏和隐蔽性油气藏，勘探策略也由最开始的寻找构造圈闭转变为寻找岩性异常体或者直接进行流体检测。近年来，基于地震资料反演储层弹性参数的方法已被广泛应用于储层预测当中，并且储层预测的目的也不再局限于构造、岩性圈闭识别，而是要对储层含流体性(包括流体类型以及流体饱和度)进行检测，这就对流体识别技术提出了更高的要求。
上世纪70年代，基于地震资料振幅信息的流体识别技术作为首个直接进行地下含油气性检测技术被广泛应用在实际的勘探开发中。随后，依据地震波在地下介质中传播时会在储层油气水分界面处产生沿水平方向振幅强度稳定的反射波同相轴的平点勘探方式也开始被使用。80年代提出的AVO技术，主要是利用地震波反射振幅随偏移距或者入射角的变化规律判断含气砂岩储层，使得利用AVO分析技术检测流体成为可能。流体因子是利用纵横波速度的加权组合来预测储层流体，随后将流体因子引入到反射系数域，计算纵横波反射系数的加权组合。1999年之后，对流体因子的研究逐渐从反射系数域转变到波阻抗域，其中λρ、μρ属性是阻抗域最主要且应用效果最显著的流体因子，λρ_μρ属性交会图要比常规的纵横波阻抗交会图对储层流体有更好的识别能力。
随后，Russell等对流体因子进行了进一步的改进得到了适用性更强的流体因子。近年来，对于流体因子的研究不断深入，应用领域逐渐从叠后发展到叠前、从各向同性介质发展到各向异性介质、从时间域发展到频率域。
然而，如何准确有效地对流体进行识别，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种流体识别方法，以达到准确识别流体的目的，该方法包括：
获取研究区的叠前角道集地震数据体；
对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到分角度叠加数据体；
采用所述分角度叠加数据体进行叠前AVO反演，得到纵波阻抗体和密度体；
对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体；
结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性；
根据所述储层地震频散属性进行流体识别。
在一个实施方式中，按照以下公式结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性：
其中，z(t,f)表示特定频率时的波阻抗体，z(t,f0)表示参考频率时的波阻抗体，ρ表示所述密度体，D表示反演得到的速度频散值。
在一个实施方式中，所述参考频率为所述叠前角道集地震数据体的主频率。
在一个实施方式中，对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到分角度叠加数据体，包括：
确定分角度叠加的多个角度区间；
根据所述多个角度区间对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到所述多个角度区间中各个角度区间对应的部分叠加数据体。
在一个实施方式中，对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体，包括：
通过S变换对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体。
本发明实施例还提供了一种流体识别装置，以达到准确识别流体的目的，该装置包括：
获取模块，用于获取研究区的叠前角道集地震数据体；
叠加模块，用于对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到分角度叠加数据体；
反演模块，用于采用所述分角度叠加数据体进行叠前AVO反演，得到纵波阻抗体和密度体；
时频分解模块，用于对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体；
运算模块，用于结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性；
识别模块，用于根据所述储层地震频散属性进行流体识别。
在一个实施方式中，所述运算模块具体用于按照以下公式结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性：
其中，z(t,f)表示特定频率时的波阻抗体，z(t,f0)表示参考频率时的波阻抗体，ρ表示所述密度体，D表示反演得到的速度频散值。
在一个实施方式中，所述参考频率为所述叠前角道集地震数据体的主频率。
在一个实施方式中，所述叠加模块包括：
角度区间确定单元，用于确定分角度叠加的多个角度区间；
叠加单元，用于根据所述多个角度区间对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到所述多个角度区间中各个角度区间对应的部分叠加数据体。
在一个实施方式中，所述时频分解模块具体用于通过S变换对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体。
在本发明实施例中，基于研究区叠前AVO反演得到的纵波阻抗数据体与密度体，利用时频分析技术对波阻抗数据体进行时频分解得到不同瞬时频率的阻抗体，然后结合地震波阻抗依赖分频反演公式提取地震频散数据体，最后根据频散属性实现流体识别，从而实现对储层流体分布规律的有效预测，提高了流体识别的准确性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的流体识别方法流程图；
图2是根据本发明实施例的储层饱和不同流体时纵波速度值随频率变化关系图；
图3是根据本发明实施例的储层饱和不同流体时纵波频散值随频率变化关系图；
图4是根据本发明实施例的利用地震波阻抗依赖分频反演得到的地震频散属性剖面示意图；
图5是根据本发明实施例的利用地震波阻抗依赖分频反演得到的地震频散属性沿目的层的切片示意图；
图6是根据本发明实施例的流体识别装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
鉴于地震波在地下含流体介质中传播时会在不同频带范围和不同尺度上发生反射波能量衰减与速度频散，而这种现象主要是由储层孔隙流体的存在导致的。频散属性作为常规储层弹性信息的一个延伸和补充，从另一个角度展示了地震数据中被主频分量所掩盖的高频和低频信息，对于岩性及隐蔽油气藏的识别尤其是对流体检测具有独特的优势。与频率有关的速度变化主要受到储层孔隙流体的影响，并且流体的流动性(即岩石渗透率与流体粘滞性的比值)是影响地震波速度频变特征的主要因素。
发明人考虑到可以基于波阻抗依赖频散属性反演进行流体识别，具体的，可以综合利用波阻抗反演与时频分解技术来提取地震波频散属性，进而利用得到的地震波频散属性进行储层流体识别，如图1所示，该流体识别方法包括以下步骤：
步骤101：获取研究区的叠前角道集地震数据体；
步骤102：对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到分角度叠加数据体；
在实现的时候，可以形成多个叠加道集，即形成多个分角度叠加数据体。例如，可以确定分角度叠加的多个角度区间，根据所述多个角度区间对叠前角道集地震数据进行分角度叠加，以得到多个角度区间中各个角度区间对应的部分叠加数据体。假设一共得到三个角度区间的部分叠加数据体，可以是第一角度区间、第二角度区间和第三角度区间，第一角度区间可以是5度至13度(近分角度叠加数据体)，第二角度区间可以是14度至24度(中分角度叠加数据体)，第三角度区间可以是25度至33度(远分角度叠加数据体)。一般情况下，不同工区和不同数据体的角度区间范围是不一样的，具体的角度大小可以根据实际情况确定。
步骤103：采用所述分角度叠加数据体进行叠前AVO反演，得到纵波阻抗体和密度体；
其中，AVO(Amplitude Versus Offset，振幅随偏移距的变化)主要是用于研究地震反射振幅随炮点与接收器之间的距离即炮检距(或入射角)的变化特征来探讨反射系数响应随炮检距(或入射角)的变化，进而确定出反射界面上覆、下伏介质的岩性特征及物性参数。AVO反演属于叠前反演，一般是利用Zoeppritz方程的近似公式，从叠前地震数据中估算岩石的弹性参数，用于岩性分析和油气预测。
在本例中是对分角度叠加数据体进行叠前AVO反演，以得到后续需要用到的纵波阻抗体和密度体。
步骤104：对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体；
在具体实现的时候，考虑到S变换具有高时频分辨率，因此可以采用S变换对纵波阻抗体进行时频分解处理，以得到分频波阻抗体。
步骤105：结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性；
下面对反演运算的公式进行推导，以便更好地说明反演运算的原理：
波阻抗可以表示：Z(t)＝ρV(t) (公式1)
考虑到速度是频变的，根据公式1可知波阻抗也是频变的。假定密度ρ是不随频率变化的，则时间-频率域波阻抗可以表达为：
Z(t,f)＝ρV(t,f) (公式2)
上式中只有波阻抗与速度是频率的函数，对其在参考频率处进行一阶泰勒展开，可以得到：
(公式3)
在参考频率处有：
Z(t,f0)＝ρV(t,f0) (公式4)
将公式4代入上述公式3，可以得到：
(公式5)
从而可以推导出表征地震波频散属性的公式：
(公式6)
其中，z(t,f)表示特定频率时的波阻抗体，z(t,f0)表示参考频率时的波阻抗体，ρ表示所述密度体，D表示反演得到的速度频散值，可以表示为：
其中，上述的参考频率可以近似等于叠前角道集地震数据体的主频率。
步骤106：根据所述储层地震频散属性进行流体识别。
在上述步骤106中可以按照以下规则进行流体识别：当储层含不同流体时会表现出不同程度的频散异常，一般情况下，储层含气时的频散幅度要强于含油时，同时含油时的频散异常幅度要强于含水储层的频散异常幅度，根据反演得到的频散属性体，可以确定出高频散异常区带，从而达到流体识别的目的，一般原则是：频散异常幅度越强，则含油气的概率越大。
在上例中，基于研究区叠前AVO反演得到的纵波阻抗数据体与密度体，利用时频分析技术对波阻抗数据体进行时频分解得到不同瞬时频率的阻抗体，然后结合地震波阻抗依赖分频反演公式提取地震频散数据体，最后根据频散属性实现流体识别，从而实现对储层流体分布规律的有效预测，提高了流体识别的准确性。
在本发明实施例中还提供了一个具体的实施例对上述流体识别方法进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明的不当限定。
具体的，该流体识别方法可以包括以下步骤：
S1：获取研究区叠前角道集地震数据体；
S2：对得到的角道集数据体进行分角度叠加，形成近、中、远分角度叠加数据；
S3：利用分角度叠加数据进行常规叠前AVO反演，得到纵波阻抗体以及密度体；
S4：利用广义S变换对得到的纵波阻抗数据体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体；
S5：结合AVO反演得到的密度体对分频处理后的纵波阻抗体进行反演运算，得到研究区储层地震频散属性；
根据岩石物理理论的研究可知：当地震波在地下介质中传播时，会发生速度频散与能量衰减，使得含油气储层的地震响应具有明显的频变特征。然而，导致地震响应出现频散及衰减特征的主要因素是地下介质中孔隙流体的流动，其理论基础是岩石物理的速度频变特征。如图2所示，表明了地震波速度频变特征与地层含流体性存在一定的关系，具体的，当地层饱和气时所引起的速度频散程度要强于地层饱和油时所引起的速度频散程度，而含水时速度频变特征最弱。在地震频带范围内由于不同类型流体的流动性存在较大差异导致地震波在饱和不同流体的多孔介质中传播时表现出不同的速度频变特征。
如图3所示，为地震波在饱和不同流体地层中传播时的频散特征曲线。在地震频带范围内，饱和不同流体的地震波频散值存在明显差异：含气时最强，油次之，水最弱。
S6：利用地震频散属性进行流体识别。
选取一针对陆相沉积盆地含油气储层的三维地震数据进行流体识别研究，该地区储层特征以缝洞型为主，为典型的碳酸盐岩溶蚀孔洞储层。
根据上述流体识别方法，首先，对角度域数据体进行分角度叠加，得到三个角度(5-13度、14-24度、25-33度)的部分叠加数据体；然后，利用常规的叠前AVO反演得到纵波阻抗和密度数据体，接着对纵波阻抗数据进行时频分解处理，选取的频率为10Hz、20Hz、30Hz、40Hz、50Hz和60Hz，其中，地震数据主频接近30Hz，因此，参考频率选为30Hz。
然后，根据反演得到的密度体以及分频率阻抗体结合反演公式反演得到纵波频散属性体。如图4所示，为反演得到的频散属性剖面，在图4中，白色部分为频散属性高值区域，黑色部分为频散属性低值区域。测井与试井数据显示M1、M2和M3井均为高产油气井，而M4井为失利井仅见弱油气显示，因此，纵波频散剖面很好的吻合了井的实际生产情况，验证了频散属性对于流体检测的有效性。如图5所示为反演得到的频散属性沿目的层的切片显示图，其中，黑色表示频散属性异常高值，白色表示频散属性异常低值。由图5可以看出，在井点位置上反演的频散属性与测井、试井结果高度吻合，从而说明本例所提供的流体识别方法可以有效检测储层的含油气性，通过该流体识别方法进行流体识别降低了油气勘探的风险，提高了储层预测的精度。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种流体识别装置，如下面的实施例所述。由于流体识别装置解决问题的原理与流体识别方法相似，因此流体识别装置的实施可以参见流体识别方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图6是本发明实施例的流体识别装置的一种结构框图，如图6所示，可以包括：获取模块601、叠加模块602、反演模块603、时频分解模块604、运算模块605和识别模块606，下面对该结构进行说明。
获取模块601，用于获取研究区的叠前角道集地震数据体；
叠加模块602，用于对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到分角度叠加数据体；
反演模块603，用于采用所述分角度叠加数据体进行叠前AVO反演，得到纵波阻抗体和密度体；
时频分解模块604，用于对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体；
运算模块605，用于结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性；
识别模块606，用于根据所述储层地震频散属性进行流体识别。
在一个实施方式中，运算模块605具体可以用于按照以下公式结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性：
其中，z(t,f)表示特定频率时的波阻抗体，z(t,f0)表示参考频率时的波阻抗体，ρ表示所述密度体，D表示反演得到的速度频散值。
在一个实施方式中，参考频率可以是叠前角道集地震数据体的主频率。
在一个实施方式中，叠加模块602可以包括：角度区间确定单元，用于确定分角度叠加的多个角度区间；叠加单元，用于根据所述多个角度区间对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到所述多个角度区间中各个角度区间对应的部分叠加数据体。
在一个实施方式中，时频分解模块604具体可以用于通过S变换对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体。
从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：基于研究区叠前AVO反演得到的纵波阻抗数据体与密度体，利用时频分析技术对波阻抗数据体进行时频分解得到不同瞬时频率的阻抗体，然后结合地震波阻抗依赖分频反演公式提取地震频散数据体，最后根据频散属性实现流体识别，从而实现对储层流体分布规律的有效预测，提高了流体识别的准确性。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
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，本发明实施例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)
1.一种流体识别方法，其特征在于，包括：
获取研究区的叠前角道集地震数据体；
对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到分角度叠加数据体；
采用所述分角度叠加数据体进行叠前AVO反演，得到纵波阻抗体和密度体；
对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体；
结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性；
根据所述储层地震频散属性进行流体识别；
其中，按照以下公式结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性：
<mrow>
<mi>D</mi>
<mo>=</mo>
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<mo>(</mo>
<mi>f</mi>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>f</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，z(t,f)表示特定频率时的波阻抗体，z(t,f0)表示参考频率时的波阻抗体，ρ表示所述密度体，D表示反演得到的速度频散值，f表示特定频率，f0表示参考频率，ρ(f-f0)表示ρ与(f-f0)相乘；
其中，所述参考频率为所述叠前角道集地震数据体的主频率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到分角度叠加数据体，包括：
确定分角度叠加的多个角度区间；
根据所述多个角度区间对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到所述多个角度区间中各个角度区间对应的部分叠加数据体。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体，包括：
通过S变换对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体。
4.一种流体识别装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取研究区的叠前角道集地震数据体；
叠加模块，用于对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到分角度叠加数据体；
反演模块，用于采用所述分角度叠加数据体进行叠前AVO反演，得到纵波阻抗体和密度体；
时频分解模块，用于对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体；
运算模块，用于结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性；
识别模块，用于根据所述储层地震频散属性进行流体识别；
其中，所述运算模块具体用于按照以下公式结合所述密度体，对所述分频波阻抗体进行反演运算，得到所述研究区的储层地震频散属性：
<mrow>
<mi>D</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>,</mo>
<mi>f</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>-</mo>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>f</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mi>&rho;</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>f</mi>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>f</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，z(t,f)表示特定频率时的波阻抗体，z(t,f0)表示参考频率时的波阻抗体，ρ表示所述密度体，D表示反演得到的速度频散值，f表示特定频率，f0表示参考频率，ρ(f-f0)表示ρ与(f-f0)相乘；
其中，所述参考频率为所述叠前角道集地震数据体的主频率。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述叠加模块包括：
角度区间确定单元，用于确定分角度叠加的多个角度区间；
叠加单元，用于根据所述多个角度区间对所述叠前角道集地震数据进行分角度叠加，得到所述多个角度区间中各个角度区间对应的部分叠加数据体。
6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述时频分解模块具体用于通过S变换对所述纵波阻抗体进行时频分解处理，得到分频波阻抗体。
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