CN106443770A - 一种页岩气地质甜点的预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种页岩气地质甜点的预测方法，包括按以下顺序进行的步骤：步骤一，基于有机碳含量测井曲线获得合成地震记录；步骤二，对合成地震记录和实际地震数据进行井震相关，并以合成地震记录约束实际地震数据进行反演，获得反演数据体；步骤三，根据步骤二得到的反演数据体，进行地质甜点预测。该方法兼具仪器测量能获得井中页岩气有机质风度的详细信息，且分辨率高的优势，以及利用地震资料预测技术横向密度大的优势，使得无论在勘探初期只有少量钻井，或在开发阶段有很多钻井的情况下，都可以得到高分辨率的反演结果。

Description

一种页岩气地质甜点的预测方法

技术领域

本发明涉及石油勘探开发领域，尤其是页岩气勘探开发领域，具体涉及一种页岩气地质甜点的预测方法。

背景技术

页岩气甜点是指最佳的页岩气勘探与开发的区域或层位。其典型特征为：页岩厚度大，处于“生气窗”，有机质含量高，石英等脆性矿物含量高(可压性强)，与常规油气藏相邻，地表条件良好等。在对页岩气储层进行开发时，地质甜点的检测是优选页岩气开发核心区的基础。

现阶段预测页岩气地质甜点的方法，主要通过仪器的井中测量、地震多属性反演来测定和预测页岩气的地质甜点。在了解页岩气的地质甜点时，仪器测量的优势在于能获得井中页岩气有机质风度的详细信息，而且分辨率高。不足之处在于其不能研究页岩气地质甜点的横向连续变化。只能断断续续地研究工区内的地质剖面和储层。因此单纯依靠仪器测量进行井间页岩气地质甜点预测存在很多困难。

除了依靠仪器测量外，进行页岩气地质甜点预测时，还利用地震资料具有横向密度大的优势，采用地震属性优选、多属性预测技术提高页岩气刻画精度，进而进行有效的页岩气地质甜点预测。但由于属性和页岩气地质甜点的相关性有时并不太好，其预测结果并不能很好地反映页岩气地质甜点横向展布与变化的规律。因此，基于这些认识找到的含气丰度高的地质甜点有一定的局限性，需要一些辅助方法来克服其局限性。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供一种页岩气地质甜点的预测方法，通过基于有机碳含量测井曲线获得的合成地震记录约束实际地震数据进行反演，实现页岩气地质甜点的预测，从而为优选页岩气开发核心区奠定基础。

本发明的一个实施方式在于提供一种页岩气地质甜点的预测方法，包括按以下顺序进行的步骤：

步骤一，基于有机碳含量测井曲线获得合成地震记录；

步骤二，对合成地震记录和实际地震数据进行井震相关，并以合成地震记录约束实际地震数据进行反演，获得反演数据体；

步骤三，根据步骤二得到的反演数据体，进行地质甜点预测。

根据本发明，所述实际地震数据为对原始地震资料进行处理后获得的地震数据。

根据本发明，所述井震相关是将合成地震记录和实际地震数据进行一一对应，是约束反演前必要的过程。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述反演为波阻抗反演，所述反演数据体为波阻抗体。

采用波阻抗反演，使得无论在勘探初期只有少量钻井，或在开发阶段有很多钻井的情况下，都可以得到高分辨率的反演结果。而且，通过这种方式得到的结果可利用井上有机碳含量信息通过波阻抗分析地方式来预测页岩气地质甜点的平面展布情况。

在本发明的另一个优选的实施方式中，步骤一包括：

对有机碳含量测井曲线进行量纲转换获得密度量纲上的测井曲线；以及

利用获得的密度量纲上的测井曲线配合速度测井曲线获得合成地震记录。

有机碳含量测井曲线无法直接用于合成地震记录，通过将其转换成密度量纲上的测井曲线，并与速度测井曲线褶积，获得合成地震记录，才能用于对地震数据的约束反演。

此外，在少数不具备速度测井曲线的情况下，也可以将有机碳含量测井曲线转换成速度量纲上的测井曲线，与已有的密度测井曲线配合，获得合成地震记录。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述有机碳含量测井曲线通过电阻率-孔隙度重叠法获得。

由于有机物质的存在，极大地影响了页岩气储层的地球物理响应特征，在增加了各向异性的同时减少了纵波(P波)和横波(S波)的速度、(Vp/Vs)的比例和密度，同时，对电阻率的变化也有很大影响。因而，通过电阻率-孔隙度重叠法可以通过电阻率得到TOC含量，同时消除岩石孔隙度的影响，得到的有机碳含量测井曲线可以较准确地反应页岩中岩气含气丰度在不同部位的变化情况。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述量纲转换包括按如下顺序进行的步骤：

对所述有机碳含量测井曲线进行分析并分成与地质分层对应的多个层段；以及

对各个层段的有机碳含量测井曲线进行归一化处理以及逆归一化处理，得到所述密度量纲上的测井曲线。

根据本发明，所述归一化处理包括：将各个层段的有机碳含量测井曲线归一化成一条测井曲线。

根据本发明，所述逆归一化处理包括：给归一化处理得到的测井曲线附上密度量纲。

在本发明的另一个优选的实施方式中，所述地质甜点预测包括结合井上资料，对得到的反演数据体进行分析，预测目标区域内地质甜点的分布范围。

根据本发明，所述井上资料包括通过测量和分析得到的甜点的地质资料。

本发明的有益效果在于，该方法兼具仪器测量能获得井中页岩气有机质风度的详细信息，且分辨率高的优势，以及利用地震资料预测技术横向密度大的优势，使得无论在勘探初期只有少量钻井，或在开发阶段有很多钻井的情况下，都可以得到高分辨率的反演结果，从而预测整个工区内的页岩气地质甜点的分布。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为根据本发明一个实施方式的预测方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

下面基于附图1中的流程图来详细描述本发明方法的实施过程。附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

步骤一，基于有机碳含量测井曲线获得合成地震记录。具体地，

1）通过电阻率-孔隙度重叠法获取有机碳含量测井曲线；具体地，

将声波测井曲线和电阻率曲线进行重叠，声波时差采用算术坐标，电阻率曲线采用算术对数坐标。两条重叠曲线中部的数据为R_基线和Δt_基线。根据声波、电阻率叠加计算得到连续的ΔlgR，如式（1），

ΔlgR=lgR(R/R_基线)-0.0061(Δt-Δt_基线) 式（1）

式中，R为测井仪实测的电阻率，单位为Ω·m；R_基线为非烃源岩对应于Δt_基线时的电阻率，单位为Ω·m；ΔlgR为lgR与lgR_基线的差值，Δt为实测的声波时差，单位为Δs/m；Δt_基线为非烃源岩对应的声波时差。

ΔlgR与TOC呈线性相关，且是成熟度的函数，根据式（2）由ΔlgR计算TOC，

TOC=ΔlgR·10^{-0.944Ro+1.5374}+ΔTOC 式(2)

式中，TOC为计算的有机碳含量，单位为%；Ro为烃源岩的镜质体反射率。ΔTOC为的声波时差和电阻率曲线叠在一起当作TOC零线时，有机碳含量的背景值。

背景值在各个地区是有差别的，可参照实际情况确定。

2）对上述有机碳含量测井曲线进行量纲转换，得到密度量纲上的测井曲线，所述量纲转换包括：

2a）对所述有机碳含量测井曲线进行分析并分成与地质分层对应的多个层段；

2b）对各个层段的有机碳含量测井曲线进行归一化处理以及逆归一化处理，得到密度量纲上的测井曲线。

具体地，所述归一化处理包括：将各个密度层段的有机碳含量测井曲线的变化趋势归一成一条测井曲线。其中，归一化处理按照式（3）进行：

Cnori=Ci-Cmin/Cmax-Cmin 式（3）

式中，Cnori代表测井曲线归一化后的值，Ci代表测井曲线第i个层段的值，Cmax代表测井曲线的最大值，Cmin代表测井曲线的最小值。

i＝1，2，3，…，N，N代表层段的个数。

具体地，所述逆归一化处理包括：给归一化处理得到的测井曲线附上密度量纲，从而得到密度量纲上的测井曲线。

3)通过已有的速度测井曲线和步骤2)获得的密度量纲上的测井曲线褶积获得合成地震记录。

步骤二，对合成地震记录和实际地震数据进行井震相关，并以合成地震记录约束实际地震数据进行波阻抗反演，获得波阻抗体。

具体地，对原始的地震资料进行处理，得到实际地震数据；将合成地震记录和相应的实际地震数据一一对应，然后寻找一个最佳的地球物理模型，使得该模型的响应与观测数据(地震道)的残差在最小二乘意义下达到最小。约束反演方法首先是严格意义上的非线性反演；其次，在反演过程中，它受地质、测井先验知识的约束。因此，定义目标函数如式(4)所示，进行波阻抗反演，得到波阻抗体M^OPT。

式(4)

式中：O(M)代表实际地震数据和合成地震记录的误差，D、F分别表示实际地震数据和合成地震记录；M_I为波阻抗模型参数；为波阻抗模型参数的先验值；表示横向梯度；W_I、W_C分别为波阻抗模型先验值以及波阻抗横向连续性的约束权系数；‖-‖_P表示LP模。

约束反演问题可描述为：寻找使式(4)所表示的目标函数O(M)值最小。M_r为反射时间模型参数，(-)^OPT表示最优值；将M表示成求解过程中采用的是延迟脉冲模型，

在式(4)中：第一项表示记录残差，即要使反演结果的模型响应(F)尽可能逼近实际记录(D)；第二项表示先验约束，即反演出的波阻抗体不能偏离先验值太远；第三项是要保证反演结果具有一定的横向连续性，使波阻抗体，即方程的解更合理。采用该方法求解上述约束最优化问题，使得无论在勘探初期只有少量钻井，或在开发阶段有很多钻井的情况下，都可以得到高分辨率的反演结果。

步骤三，根据步骤二获得的波阻抗体，结合井上资料，进行地质甜点预测。

具体地，以井上资料中通过测量和分析得到的甜点的波阻抗分布范围作为标准，预测目标区域内符合条件的波阻抗体分布范围，从而实现目标区域内地质甜点的预测。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种页岩气地质甜点的预测方法，包括按如下顺序进行的步骤：

步骤一，基于有机碳含量测井曲线获得合成地震记录；

步骤二，对合成地震记录和实际地震数据进行井震相关，并以合成地震记录约束实际地震数据进行反演，获得反演数据体；

步骤三，根据步骤二得到的反演数据体，进行地质甜点预测。

2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述反演为波阻抗反演，所述反演数据体为波阻抗体。

3.根据权利要求1或2所述的预测方法，其特征在于，所述实际地震数据为对原始地震资料进行处理后获得的地震数据。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的预测方法，其特征在于，步骤一包括：

对有机碳含量测井曲线进行量纲转换获得密度量纲上的测井曲线；以及

利用所述密度量纲上的测井曲线配合速度测井曲线获得合成地震记录。

5.根据权利要求4所述的预测方法，其特征在于，所述有机碳含量测井曲线通过电阻率-孔隙度重叠法获得。

6.根据权利要求4或5所述的预测方法，其特征在于，所述量纲转换包括按如下顺序进行的步骤：

对所述有机碳含量测井曲线进行分析并分成与地质分层对应的多个层段；以及

对各个层段的有机碳含量测井曲线进行归一化处理以及逆归一化处理，得到所述密度量纲上的测井曲线。

7.根据权利要求6所述的预测方法，其特征在于，所述归一化处理包括：将各个层段的有机碳含量测井曲线归一化处理成一条测井曲线。

8.根据权利要求7所述的预测方法，其特征在于，所述逆归一化处理包括：给归一化处理得到的测井曲线附上密度量纲。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的预测方法，其特征在于，所述地质甜点预测包括结合井上资料，对得到的反演数据体进行分析，预测目标区域内地质甜点的分布范围。