CN106597547A - 薄储层地震准确描述方法 - Google Patents

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陈先红
石晓光
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Abstract

本发明公开了薄储层地震准确描述方法，包括：正演模拟，分析薄储层地震反射波的不确定性特征；对正演模拟的地震数据做道积分，分析薄储层地震反射道积分的不确定性特征；基于上述分析结果对地震薄储层几何特征描述。本发明有效利用了薄储层地震反射波干涉的不确定性特点，可准确描述了储层的几何特征。

Description

薄储层地震准确描述方法
技术领域
本发明属于地球物理勘探地震资料解释技术领域，主要是储层地震描述技术中的一种薄储层地震准确描述方法。
背景技术
储层地震描述是油气勘探开发中的重要技术，影响着地下储层的描述精度。我国东部的陆相沉积储层厚度一般小于1/4地震波长，储层的地震反射波具有干涉现象，对储层的反映具有明显的不确定性。这种不确定性表现在相同物性的储层随厚度的变化，其地震反射波的振幅、频率、相位均发生变化，影响了对储层几何特征的描述。
针对薄储层地震描述问题，研究者进行了多方面的尝试。李庆忠(1993)在走向高精度勘探的道路中提出追踪砂层必须用波阻抗剖面或积分地震道。凌云研究组(2003)应用振幅的调谐作用探测地层厚度小于1/4波长地质目标，(2004)地震分辨率极限问题的研究，提出薄层的识别和分辨问题。李国发、王亚静等(2014)薄互层地震切片解释中的几个问题，阐述了薄互层的干涉特征，提出复合波视周期内均能检测储层，零值点处于储层的中间，振幅属性与储层厚度正相关，可以预测储层厚度。这些方法对于提高薄互层的识别精度都发挥了一定的作用，但对于砂体的纵向位置不准问题没有讨论，储层顶面构造没有准确的描述方法。本发明研究薄储层地震反射的不确定性，形成了有效的准确描述方法。
发明内容
本发明的目的是：针对现存方法的不足之处，发明了一种薄储层地震准确描述方法。该发明在模型地震正演和道积分基础上研究薄储层地震反射的不确定性，形成了道积分(生产中可用波阻抗反演)资料追踪储层、振幅信息描述厚度、储层半厚度校正深度形成准确顶面构造的薄储层地震准确描述方法，有效减小了薄储层地震反射的不确定性对储层几何特征描述的影响。
本发明采用的技术方案如下。
薄储层地震准确描述方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：正演模拟，分析薄储层地震反射波的不确定性特征；不确定性特征是波的一种特征。在目的地层的的厚度小于地震波长时，地层顶、底反射的地震波会发生干涉现象。地震波发生干涉后，波形特征与正常的相比在振幅、波形、频率方面均发生变化。不发生干涉的地震波，其波峰所在的位置是地层的顶(或底)界面(现有技术方法的理论基础)；而发生干涉的地震波，其波峰所在的位置偏离了实际地层的顶(或底)界面，产生了位置不确定性。
步骤2：对正演模拟的地震数据做道积分，分析薄储层地震反射道积分的不确定性特征。由于地震反射波具有不确定性特征，地震反射道积分也具有不确定性特征。
步骤3：基于步骤1、步骤2的分析结果对地震薄储层几何特征描述。
作为优选技术方案，在步骤1中，所述分析正演模拟薄储层地震反射波的不确定性特征是指：分析薄储层地震反射波振幅与储层厚度的关系、相位与储层厚度的关系；对于薄储层，由于在整个视波长内的反射均反映储层特征，此时，振幅与储层厚度正相关、相位随厚度减小逐步偏离反射层，相位零值点处于储层厚度中心；所述薄储层是指储层厚度不大于薄储层顶底地震反射波的1/4波长的储层；依据地震反射波振幅数据，通过正演模拟描述储层的厚度。步骤1中虽然可以依据振幅与储层厚度正相关、相位随厚度减小逐步偏离反射层、相位零值点处于储层厚度中心的特点，找到地震反射波的不确定性状态下的储层准确位置，但目前这一方法存在储层纵向描述不准、描述储层的厚度和位置需要追踪相位的波峰和零值点两步操作难以快速实现的缺点，因此，步骤1中，依据地震反射波振幅数据，通过正演模拟只描述储层的厚度。
作为优选技术方案，在步骤2中，所述分析薄储层地震反射道积分的不确定性特征是指：对正演模拟的地震数据做道积分，分析道积分数据的薄层反射不确定性特征，利用相位峰值点处于储层厚度中心的特点，追踪相位峰值点。
作为优选技术方案，在步骤3中，利用步骤2追踪的相位峰值点追踪波峰，由此，找到各波峰就可快速实现描述储层的中心点，形成储层不同厚度处的中心点的构造图。
作为优选技术方案，在步骤3中，依据步骤2中获得的描述储层的厚度，求取储层的厚度空间展布。
作为优选技术方案，在步骤3中，依据相位峰值点处于储层厚度中心的特点，用储层中心点的构造深度减去储层半厚度，校正储层的深度形成准确的顶面构造图，所述储层半厚度为储层厚度的一半。
作为优选技术方案，在步骤2中，分析薄储层地震反射道积分的不确定性特征时，可以用波阻抗资料代替道积分资料。
本发明通过分析薄储层的不确定性特征，找到了确定储层位置和厚度的几何特征描述方法，与目前常用的薄储层描述方法相比，有效利用了薄储层地震反射波干涉的不确定性特点，准确描述了储层的几何特征。
附图说明
图1是本发明薄储层地震准确描述方法的流程图。
图2是楔形模型地震波动方程正演数据图。
图3是楔形模型地震波动方程正演的道积分。
图4是CD地区过CB45井常规地震剖面。
图5是CD地区过CB45井地震道积分剖面。
图6是CB45井区NgsⅣ1砂组砂体顶面构造图(常规地震)。
图7是CB45井区NgsⅣ1砂组砂体厚度中心线构造图(道积分)。
图8:是CB45井区NgsⅣ1砂组砂体厚度图。
图9是CB45井区NgsⅣ1砂组砂体顶面构造图(道积分+半厚度校正)。
具体实施方式
下面，结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1。薄储层地震准确描述方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：正演模拟，分析薄储层地震反射波的不确定性特征；
步骤2：对正演模拟的地震数据做道积分，分析薄储层地震反射道积分的不确定性特征；
步骤3：基于步骤1、步骤2的分析结果对地震薄储层几何特征描述。
在步骤1中，通过正演模拟，分析薄储层地震反射波振幅与储层厚度的关系、相位与储层厚度的关系，发现目前方法的储层纵向描述不准问题，找到地震反射波的不确定性状态下的储层准确位置，但描述储层的厚度和位置需要追踪相位的波峰和零值点两步操作，难以快速实现。
在步骤2中，对正演模拟的地震数据做道积分，利用储层反射道积分相位峰值点处于储层厚度中心和振幅与储层厚度正相关的特点，由此，找到追踪波峰就可实现描述储层的厚度和位置的方法，易于快速实现。
在步骤3中，依据步骤1、步骤2的分析结果，在道积分或波阻抗反演数据体上描述储层空间展布和厚度、补偿半厚度实现储层顶面构造准确描述上描述储层空间展布和厚度、补偿半厚度实现储层顶面构造准确描述。
依据储层反射道积分相位峰值点处于储层厚度中心的特点，从此点到储层顶面是储层厚度的一半，即补偿半厚度，用半厚度校正储层的深度形成准确的顶面构造图。
在步骤3中，通过追踪储层反射相位并依据振幅与储层厚度正相关的特点，求取储层的厚度空间展布。
在步骤3中，可以追踪储层反射道积分相位形成构造图，用储层中心点的构造深度减去储层半厚度，校正储层的深度，形成准确的顶面构造图。
所述薄储层是指储层厚度不大于薄储层顶底地震反射波的1/4波长的储层。
薄储层地震反射波的不确定性特征：不确定性特征是波的一种特征。在目的地层的的厚度小于地震波长时，地层顶、底反射的地震波会发生干涉现象。地震波发生干涉后，波形特征与正常的相比在振幅、波形、频率方面均发生变化。不发生干涉的地震波，其波峰所在的位置是地层的顶(或底)界面(目前方法的理论基础)；而发生干涉的地震波，其波峰所在的位置偏离了实际地层的顶(或底)界面，产生了位置不确定性。偏离值与地震波的频率、地层的厚度和速度有关。相关关系在步骤一中做了描述。
在经典物理中波也有不确定性。比如波的频率和波到达的时间之间就有不确定性。要测量频率，就要等几个波峰的到达，但这样一来波到达的时间就没法被精确地测量了。
步骤1的作用：发现目前方法的储层纵向描述不准问题，找到地震反射波的不确定性状态下的储层准确位置，但描述储层的厚度和位置需要追踪相位的波峰和零值点两步操作，难以快速实现。
步骤2的目的是找到一种能对步骤一中厚度和位置快速准确的描述方法。创新做法：利用正演模拟的地震数据做道积分的不确定性特征，找到追踪波峰就可实现描述储层的厚度和位置的方法，易于快速实现。(地震道积分后的资料同样具有波的不确定性特征)。
由于步骤1有两步操作，难以快速实现，所以步骤3用的是步骤2的结论求取厚度和储层厚度中心的构造位置，再将求得的构造减去厚度的一半，从而得到储层顶面的准确构造(这与目前方法的波峰所在的位置就是地层的顶(或底)界面是相差很大的，可有效提高位置描述精度)。
实施例2。薄储层地震准确描述方法，包括如下步骤：
步骤1：正演模拟薄储层地震反射波的不确定性特征；
步骤2：薄储层地震反射道积分的不确定性特征；
步骤3：基于不确定性的地震薄储层几何特征描述。
步骤1中，正演模拟薄储层地震反射波的不确定性特征。分析正演模拟储层反射特征随厚度变化的不确定性，得到储层厚度小于1/4波长时，在整个视波长内的反射均反映储层特征，振幅与储层厚度正相关，相位随厚度减小逐步偏离反射层，相位零值点处于储层厚度中心。
步骤2中，薄储层地震反射道积分的不确定性特征。对正演模拟的地震数据做道积分，分析道积分数据的薄层反射不确定性特征，振幅与储层厚度正相关，峰值点处于储层厚度中心。
步骤3中，依据振幅与储层厚度正相关的特点，求取储层的厚度空间展布；依据峰值点处于储层厚度中心的特点，用储层中心点的构造深度减去储层半厚度，校正储层的深度，形成准确的顶面构造图。
关于薄储层地震反射波的不确定性特征。不确定性特征是波的一种特征。在目的地层的的厚度小于地震波长时，地层顶、底反射的地震波会发生干涉现象。地震波发生干涉后，波形特征与正常的相比在振幅、波形、频率方面均发生变化。不发生干涉的地震波，其波峰所在的位置是地层的顶(或底)界面(现有技术方法的理论基础)；而发生干涉的地震波，其波峰所在的位置偏离了实际地层的顶(或底)界面，产生了位置不确定性。偏离值与地震波的频率、地层的厚度和速度有关。相关关系在步骤1中做了描述。
在经典物理中波也有不确定性。比如波的频率和波到达的时间之间就有不确定性。要测量频率，就要等几个波峰的到达，但这样一来波到达的时间就没法被精确地测量了。
步骤1的作用：发现目前方法的储层纵向描述不准问题，找到地震反射波的不确定性状态下的储层准确位置，但描述储层的厚度和位置需要追踪相位的波峰和零值点两步操作，难以快速实现。
步骤2的目的是找到一种能对步骤一中厚度和位置快速准确的描述方法。创新做法：利用正演模拟的地震数据做道积分的不确定性特征，找到追踪波峰就可实现描述储层的厚度和位置的方法，易于快速实现。(地震道积分后的资料同样具有波的不确定性特征)。
由于步骤1有两步操作，难以快速实现，所以步骤3用的是步骤2的结论求取厚度和储层厚度中心的构造位置，再将求得的构造减去厚度的一半，从而得到储层顶面的准确构造(这与现有技术方法的波峰所在的位置就是地层的顶(或底)界面是相差很大的，可有效提高位置描述精度)。
现有技术方法(地震解释)的理论基础是波峰所在的位置是地层的顶(或底)界面。如果按这一方法实现步骤一中所说的位置和厚度，必须分两步实现。波峰能够反映储层厚度信息，但位置偏离；相位零值点可以反映储层厚度的中心位置，但振幅值是0，不能求取厚度。
本实施例通过分析薄储层的不确定性特征，找到了确定储层位置和厚度的几何特征描述方法，与目前常用的薄储层描述方法相比，有效利用了薄储层地震反射波干涉的不确定性特点，准确描述了储层的几何特征。
实施例3。薄储层地震准确描述方法，包括如下步骤：
正演模拟地震反射随储层厚度变化的不确定性特征。常规的薄储层都是储层厚度不大于薄储层顶底地震反射波的1/4波长的储层。明确了储层厚度小于1/4波长时，在整个视波长内的反射均反映储层特征，振幅与储层厚度正相关，相位随厚度减小逐步偏离反射层，相位零值点处于储层厚度中心。
对正演模拟的地震数据做道积分，分析地震波的道积分特征，振幅与储层厚度正相关，峰值点处于储层厚度中心。
追踪储层反射相位，依据振幅与储层厚度正相关的特点，求取储层的厚度空间展布；依据峰值点处于储层厚度中心的特点，用半厚度校正储层的深度形成准确的顶面构造图。
该方法与目前常用的薄储层描述方法相比，有效利用了薄储层地震反射波干涉的不确定性特点，准确描述了储层的几何特征。
本实施例的主旨在于依据模型正演薄储层地震反射特征、道积分形式的地震反射特征，研究薄储层地震反射波随厚度变化的不确定性特征。储层厚度小于1/4波长时，地震正演数据上，在整个视波长内的反射均反映储层特征，振幅与储层厚度正相关，相位随厚度减小逐步偏离反射层，相位零值点处于储层厚度中心；道积分数据上，振幅与储层厚度正相关，峰值点处于储层厚度中心。依据薄储层地震反射的不确定性特征，形成储层厚度空间分布和顶面构造描述方法，道积分(生产中可用波阻抗反演)资料追踪储层、振幅信息描述厚度、储层半厚度校正深度形成准确顶面构造。
本实施例用于薄储层地震描述、提高储层几何特征的描述精度。针对薄储层描述精度问题，由于薄储层小于地震波长，其顶底的地震反射波干涉形成一个反射相位，产生薄储层反射特征的不确定性，造成储层标定和构造描述不准。本发明针对该问题，采用正演模拟研究储层厚度与地震反射特征的关系，提出了在反演数据体上描述储层空间展布和厚度、补偿半厚度实现储层顶面构造准确描述的方法。
实施例4。薄储层地震准确描述方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：正演模拟，分析薄储层地震反射波的不确定性特征；
步骤2：对正演模拟的地震数据做道积分，分析薄储层地震反射道积分的不确定性特征；
步骤3：基于步骤1、步骤2的分析结果对地震薄储层几何特征描述。
在步骤1中，通过正演模拟，分析薄储层地震反射波振幅与储层厚度的关系、相位与储层厚度的关系，发现目前方法的储层纵向描述不准问题，找到地震反射波的不确定性状态下的储层准确位置，但描述储层的厚度和位置需要追踪相位的波峰和零值点两步操作，难以快速实现。目前方法(地震解释)的理论基础是波峰所在的位置是地层的顶(或底)界面。如果按这一方法实现步骤1中所说的位置和厚度，必须分两步实现。波峰能够反映储层厚度信息，但位置偏离；相位零值点可以反映储层厚度的中心位置，但振幅值是0，不能求取厚度。
在步骤2中，对正演模拟的地震数据做道积分，利用储层反射道积分相位峰值点处于储层厚度中心和振幅与储层厚度正相关的特点，由此，找到追踪波峰就可实现描述储层的厚度和位置的方法，易于快速实现。
在步骤3中，依据步骤1、步骤2的分析结果，在步骤2的道积分数据上描述储层空间展布和厚度、补偿半厚度实现储层顶面构造准确描述。
依据储层反射道积分相位峰值点处于储层厚度中心的特点，从此点到储层顶面是储层厚度的一半，即补偿半厚度，用半厚度校正储层的深度形成准确的顶面构造图。
在步骤3中，通过追踪储层反射相位并依据振幅与储层厚度正相关的特点，求取储层的厚度空间展布。
在步骤3中，可以追踪储层反射道积分相位形成构造图，再补偿储层半厚度就可形成准确的储层顶面构造图，从而实现用半厚度校正储层的深度形成准确的顶面构造图。
所述薄储层是指储层厚度不大于薄储层顶底地震反射波的1/4波长的储层。
以胜利油田CD地区地震波正演模拟和河流相薄储层地震描述为例，对薄储层地震准确描述方法进行详细说明。
地震方法描述河流相沉积的储层面临的主要问题是地震波长远大于储层厚度，出现了薄储层地震反射的干涉现象。薄储层顶底地震反射波的干涉现象可以引起振幅、频率、相位的变化，影响储层的标定和准确描述。为直观描述薄储层顶底地震反射波的干涉现象，正演模拟厚度变化对反射特征的影响。图2为楔形模型地震波动方程的正演结果，计时线1200以上是储层的反射相位，图的上部曲线是提取的均方根振幅。厚度为1/4波长时，储层反射的能量最强，厚度小于1/4波长时，振幅与储层厚度正相关，相位随厚度减小逐步偏离反射层，相位零值点处于储层厚度中心。目前常用的储层描述方法追踪相位的波峰，因此，储层的纵向描述不准。地震反射波的不确定性状态下的储层中心点的位置在零相位点，所以描述储层的厚度和位置需要追踪相位的波峰和零值点两步操作，但难以快速实现。图3为楔形模型地震波动方程正演的道积分结果，计时线1200以下是储层的反射相位，图的上部曲线是提取的均方根振幅。厚度小于1/4波长时，振幅与储层厚度正相关，峰值点处于储层厚度中心。由此，在道积分资料上，追踪波峰就可实现描述储层的厚度和位置的方法，易于快速实现。由图3结果看，振幅与储层厚度正相关，可以依此求取储层厚度。但图3道积分相位峰值点处于储层中心，不是顶界面，影响对储层的构造评价。依据峰值点处于储层厚度中心的特点，用储层中心点的构造深度减去储层半厚度(储层厚度的一半)，从而校正形成准确的顶面构造图。
反射相位追踪是地震解释中的最常用的方法。反射相位追踪有波峰、波谷和零值点等多种追踪方法，波峰采用波形加变面积显示，追踪方便，一般采用波峰追踪的方式。如果追踪波谷，可选用反极性显示方法，让波谷变为波峰，从而追踪波峰。所谓追踪就是在解释系统上用鼠标点击目的层所在的反射相位波峰，标记位置。
道积分和波阻抗的关系：道积分是波阻抗反演的最基本的方法之一，没有消除子波对波阻抗的影响，得到的是相对波阻抗。通过约束反演得到的波阻抗，消除了大部分的子波对波阻抗的影响，得到的是绝对波阻抗。因此，波阻抗资料要优于道积分资料。生产中，处理了很多的波阻抗资料，因此可以用波阻抗资料代替道积分资料。
CD地区为河流相沉积，砂岩储层空间变化快，厚度远小于地震波长，具有薄储层特征。图4是过CB45井的常规地震剖面，竖线是井轨迹，在竖线上的横线段是储层的顶底界面，左侧是自然电位曲线，右侧是声波时差曲线。在1150-1250ms之间，标定了3个储层，储层的顶界面均位于储层反射相位波峰的下方，最上边的储层最薄，顶界面偏离波峰最远。这与图2正演模拟的结果相一致，是正确的储层标定结果。图5是过CB45井的道积分地震剖面，竖线是井轨迹，在竖线上的横线段是储层的顶底界面，左侧是自然电位曲线，右侧是声波时差曲线。在1150-1250ms之间，标定的3个储层中心均位于储层反射相位波峰上。这与图3正演模拟的结果相一致。
在常规地震资料上，追踪CB45井1281-1289m厚度8m的储层，图6为CB45井区NgsⅣ1砂组砂体顶面构造图，可以看出井点处的深度为1277m，比实钻深度浅了4m，构造具有单斜特点，西南高，西北低。在道积分地震资料上，追踪该储层，图7为CB45井区NgsⅣ1砂组砂体厚度中心线构造图，可以看出井点处的深度为1285m，比实钻深度深了4m，构造具有单斜特点，西南高，西北低，构造形态与图6相比略有变化。图8为利用振幅属性求取的该储层厚度图，厚度中心呈北西走向，中间间厚，两边薄。利用该发明的方法，将图7的构造线减去储层半厚度，得到准确的储层顶面构造图9。可以看出井点处的深度为1281m，与实钻深度相同，构造呈背斜特征，轴向北西，中间高，北西和南东低。
通过上述流程实现了薄储层的准确构造描述，有利于油藏的准确地质评价。该方法与目前常用的储层构造描述方法相比，有效利用了薄储层顶底地震反射波的干涉效应，储层几何信息更加可靠。

Claims (7)

1.薄储层地震准确描述方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：正演模拟，分析薄储层地震反射波的不确定性特征；
步骤2：对正演模拟的地震数据做道积分，分析薄储层地震反射道积分的不确定性特征；
步骤3：基于步骤1、步骤2的分析结果对地震薄储层几何特征描述。
2.如权利要求1所述的薄储层地震准确描述方法，其特征在于：在步骤1中，所述分析正演模拟薄储层地震反射波的不确定性特征是指：分析薄储层地震反射波振幅与储层厚度的关系、相位与储层厚度的关系；对于薄储层，由于在整个视波长内的反射均反映储层特征，此时，振幅与储层厚度正相关、相位随厚度减小逐步偏离反射层，相位零值点处于储层厚度中心；所述薄储层是指储层厚度不大于薄储层顶底地震反射波的1/4波长的储层；依据地震反射波振幅数据，通过正演模拟描述储层的厚度。
3.如权利要求2所述的薄储层地震准确描述方法，其特征在于：在步骤2中，所述分析薄储层地震反射道积分的不确定性特征是指：对正演模拟的地震数据做道积分，分析道积分数据的薄层反射不确定性特征，利用相位峰值点处于储层厚度中心的特点，追踪相位峰值点。
4.如权利要求3所述的薄储层地震准确描述方法，其特征在于：在步骤3中，利用步骤2追踪的相位峰值点追踪波峰，由此，找到各波峰就可快速实现描述储层的中心点，形成储层不同厚度处的中心点的构造图。
5.如权利要求4所述的薄储层地震准确描述方法，其特征在于：在步骤3中，依据步骤2中获得的描述储层的厚度，求取储层的厚度空间展布。
6.如权利要求5所述的薄储层地震准确描述方法，其特征在于：在步骤3中，依据相位峰值点处于储层厚度中心的特点，用储层中心点的构造深度减去储层半厚度，校正储层的深度形成准确的顶面构造图，所述储层半厚度为储层厚度的一半。
7.如权利要求3所述的薄储层地震准确描述方法，其特征在于：在步骤2中，分析薄储层地震反射道积分的不确定性特征时，可以用波阻抗资料代替道积分资料。
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