CN107329168B - 一种沉积体岩性识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种沉积体岩性识别方法及装置，该方法包括：物源区获取步骤，获取目标沉积体的物源区及其岩性特征；地质正演模型确定步骤，获取目标沉积体的地震数据，根据地震数据、物源区的岩性特征以及目标沉积体的地震反射特征，构建目标沉积体的地震正演地质模型；沉积体岩性确定步骤，根据地震正演地质模型确定目标沉积体的岩性。该方法能够最大限度地克服无井区地貌成因沉积体岩性解释的多解性，为油气勘探奠定了坚实的基础并提供了重要保障，其有助于降低因岩性错误解释而导致的勘探风险。

Description

一种沉积体岩性识别方法及系统

技术领域

本发明涉及油气勘探开发技术领域，具体地说，涉及一种沉积体岩性识别方法及系统。

背景技术

深水沉积越来越成为勘探的热点，其也是近二十年来全球油气增储上产的主要领域。然而，深水沉积钻井成本高、勘探风险大，特别是对岩性的识别成为勘探的关键。

现有技术中，岩性通常是采用钻井约束下应用常规测井进行识别。同时，也存在一些改进的方法，例如一些方法是在钻、测井分析的基础上应用各类数学统计方法实现岩性识别。并且，随着测井方法的不断进步，还出现了一些在岩性约束下常规测井应用的基础上结合特殊测井综合分析来确定岩性的方法。

上述这些方法都依赖于钻井岩芯、录井及测井资料，也就是说必须有钻探成果才能进行岩性的识别，其实质是应用岩石的直接观察和其本身的物理、化学特性来完成岩性识别的。这类方法最大的局限性是岩性识别的范围只能局限在单井或单井可控制的范围内，而无法在平面或区域上进行岩性识别，特别是无法在无井区进行岩性识别。对于勘探而言，这类方法只能在高勘探区进行应用，无法推广到勘探早期无钻井约束区的选区评价工作阶段。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种沉积体岩性识别方法，所述方法包括：

物源区获取步骤，获取目标沉积体的物源区及其岩性特征；

地质正演模型确定步骤，获取所述目标沉积体的地震数据，根据所述地震数据、物源区的岩性特征以及目标沉积体的地震反射特征，构建所述目标沉积体的地震正演地质模型；

沉积体岩性确定步骤，根据所述地震正演地质模型确定所述目标沉积体的岩性。

根据本发明的一个实施例，在所述地质正演模型确定步骤中，根据所述目标沉积体的地震数据对所述地震正演地质模型进行修正，在所述沉积体岩性确定步骤中，利用修正后的地震正演地质模型确定所述目标沉积体的岩性。

根据本发明的一个实施例，对所述地震正演地质模型进行修正的步骤包括：

利用所述地震正演地质模型对所述目标沉积体进行地震正演模拟，得到正演模拟数据；

将所述正演模拟数据与所述目标沉积体的地震数据进行比较，根据比较结果对所述地震正演地质模型进行修正，直至达到预设修正条件，得到修正后的地震正演地质模型。

根据本发明的一个实施例，当利用修正后的地震正演地质模型对所述目标沉积体进行地震正演模拟得到的正演模拟数据与所述目标沉积体的地震数据的匹配程度达到预设匹配阈值时，判定对所述地震正演地质模型的修正达到预设条件。

根据本发明的一个实施例，所述目标沉积体包括深水沉积体，所述目标沉积体的物源区处于陆架侧。

本发明还提供了一种沉积体岩性识别系统，所述系统包括：

物源区获取模块，其用于获取目标沉积体的物源区及其岩性特征；

地质正演模型确定模块，其与所述物源区获取模块连接，用于获取所述目标沉积体的地震数据，根据所述地震数据、物源区的岩性特征以及目标沉积体的地震反射特征，构建所述目标沉积体的地震正演地质模型；

沉积体岩性确定步骤，其与所述地质正演模型确定模块连接，用于根据所述地震正演地质模型确定所述目标沉积体的岩性。

根据本发明的一个实施例，所述地质正演模型确定模块配置为根据所述目标沉积体的地震数据对所述地震正演地质模型进行修正，所述沉积体岩性确定模块配置为利用修正后的地震正演地质模型确定所述目标沉积体的岩性。

根据本发明的一个实施例，所述地质正演模型确定模块在对所述地震正演地质模型进行修正时，首先利用所述地震正演地质模型对所述目标沉积体进行地震正演模拟，得到正演模拟数据，随后将所述正演模拟数据与所述目标沉积体的地震数据进行比较，根据比较结果对所述地震正演地质模型进行修正，直至达到预设修正条件，从而得到修正后的地震正演地质模型。

根据本发明的一个实施例，当利用修正后的地震正演地质模型对所述目标沉积体进行地震正演模拟得到的正演模拟数据与所述目标沉积体的地震数据的匹配程度达到预设匹配阈值时，所述地质正演模型确定模块判定对所述地震正演地质模型的修正达到预设条件。

根据本发明的一个实施例，所述目标沉积体包括深水沉积体，所述目标沉积体的物源区处于陆架侧。

本发明所提供的岩性识别方法及系统能够根据地貌成因沉积体具有的反射特征、物源区容易判别的特点，充分利用沉积背景和地貌成因沉积体物源区的岩性特征，结合其实际地震反射特征来设计地震正演模型以进行地震正演模拟，并通过反复修正所构建的地震正演模型来达到对无井区岩石(特别是地貌成因沉积体)岩性的识别。

相较于现有技术，本发明所提供的沉积体岩性识别方法及系统最大限度地克服了无井区地貌成因沉积体岩性解释的多解性，为油气勘探奠定了坚实的基础并提供了重要保障，其有助于降低因岩性错误解释而导致的勘探风险。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是英国贵丰油田某测线的地震反射特征示意图；

图2是以重力为触发机制以地貌为主要控制因素的沉积物搬运示意图；

图3是根据本发明一个实施例的典型地貌控制沉积体地震反射特征示意图；

图4是根据本发明一个实施例的沉积体岩性识别方法的流程图；

图5是根据本发明一个实施例的无井区实际地貌控制沉积体地震剖面示意图；

图6是根据本发明一个实施例的利用现有技术设计的地震正演地质模型示意图；

图7是根据本发明一个实施例的按照沉积体沉积母源区岩性特征构建的地震正演地质初始模型示意图；

图8是根据本发明一个实施例的地震正演模拟过程中反复校验的中间过程图；

图9是根据本发明一个实施例的修正后的地震正演地质模型示意图。

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，借此对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能充分理解并据以实施。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。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，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。

随着地震资料的广泛应用，其横向分辨率的优势弥补了钻井、测井等手段的不足，地震资料在揭示地层结构、构造特征等方面凸显出其巨大的优势。随着勘探对象由早期构造圈闭逐步向岩性-地层圈闭甚至“连续型”油气藏转变，岩性及储层预测成为地震资料应用的另一个重要方面，其主要采用的方法包括地震相分析、地震层序识别基础上的岩性推测及测井约束下的地震反演方法及属性分析等方法。这类方法在弥补钻、测井“一孔之见”不足及指导勘探方面发挥了重要作用，但这类方法前提还是需要钻井、测井的约束，其在无井区仍无法应用。

使用钻、测井资料对邻井区进行岩性识别和预测的拓展方式是在紧邻钻井区，参考钻井揭示区的岩性、测井资料对邻井区进行岩性识别和预测。该方法在一定程度上给无井区岩性识别提供了借鉴，但该方法只能预测井点附近的岩性，在区域上展开难度较大，同时这样还会影响岩性预测的准确性。

通过对现有岩性识别、预测方法及技术进行分析可知，测井资料只是反映钻井的物理特性或化学特性，其本身必须与岩性挂钩才能进行岩性识别。而地震资料是岩层的弹性物理量的表现，其岩性识别方法是建立在钻、测井约束下进行的。无井区的岩性识别和预测由于缺乏这些资料的约束，岩性识别与预测成为一个难点，但勘探客观上又需要对岩性(包括无井区的岩性)做出判定和预测。

传统的依靠地震资料进行岩性解释的方法通常是在钻、测井的约束下依据地震的反射形态和阻抗特征进行分析，基于岩性差异形成波阻抗的假设来对岩性进行解释。这种方法在以井为约束的条件、以水或风为地质营力经过经过搬运、沉积而成的碎屑岩沉积体中吻合率比较高。

地貌成因的沉积体触发机制往往是由于重力所引起、与沉积物沉积前古地貌密切相关，该类沉积体往往会发生整体搬运或垮塌，垮塌或整体搬运过程中同一岩性中形成的剪切面也会有波阻抗产生。但这些沉积体往往岩性相同或类似，将这种波阻抗归因于岩性的差异显然与实际地质情况不相符合。

图1示出了英国贵丰油田某测线的地震反射特征。利用地震合成记录将井数据与地震数据相互校正，显示出取芯段(即图1中的实心黑条所对应的层段)钻遇大部分的地震剖面上黑色上部以及下部丘状地震反射区。岩心底部剪切面与测井曲线箱型的底部以及丘状地震反射的底界面(即灰色界面)相对应。从图1可以看出，岩心中部剪切面上下岩性一致，但其在地震剖面上仍形成隔开上部和下部丘状体的强振幅反射。如果依靠波阻抗来确定岩心的岩性的化，岩心中部剪切面上下岩性将不一致，这显然与实际地质情况不相符合。

针对现有岩性识别方法所存在的上述问题，本实施例提供了一种新的岩性识别方法，该方法能够对无井区地貌成因沉积体的岩性进行准确识别。本实施例所提供的岩性识别方法根据地貌成因沉积体具有的反射特征、物源区容易判别的特点，充分利用沉积背景和地貌成因沉积体物源区的岩性特征，结合其实际地震反射特征来设计地震正演模型以进行地震正演模拟，并通过反复修正所构建的地震正演模型来达到对无井区岩石(特别是地貌成因沉积体)岩性的识别。

地震正演模拟是求取地震波在已知的地质模型中的传播规律，这种传播规律可以包括传播时间、路径和能量等。在给定的地质模型中进行正演得到的规律能够增进人们对未知模型的认识。地震正演模拟对解释实际地震资料、表征地下介质结构与岩性具有重要的实际意义。因此，在地震正演模拟的应用过程中也就要求所使用的地震正演地质模型是正确有效的。

无井区由于没有钻井约束，因此其地震正演地质模型也就无法通过钻井数据来进行校验，而这也就导致了现有的地震正演分析方法在岩性识别中受到了限制。

地貌成因沉积体具有地震反射外形明显和物源区容易判别的特点，因此本实施例所提供的方法采用了综合地貌成因沉积体沉积背景(特别是沉积物源区岩性特征)及实际地震反射外形特征的方式来合理、准确地构建地震正演地质模型。通过利用地震正演地质模型得到的正演模拟结果与实际地震反射特征进行对比来进行岩性识别，这样也就可以最大限度地降低无井区地貌成因沉积体的勘探风险。

图2示意性地示出了由重力为触发机制、以地貌为主要控制因素的沉积体搬运及沉积过程。从图2中可以看出，在不同的地貌单元内形成的沉积体岩性不同，同时在同一沉积部位，同一岩性段内也会由于滑动等原因形成剪切面。正如图1所示，这些剪切面也会在地震剖面上形成强振幅反射界面。

图3示出了典型地貌控制沉积体地震反射特征示意图，该图是塔里木盆地草湖凹陷由西向东某测线的地震剖面。在图3中，两个白色层位之间的地震反射明显具有地貌控制沉积体反射特征，该区两个白色层位之间的地层无钻井揭示(即该地层为无井区地层)，其岩性无约束条件。然而，从图3所示的剖面可以清楚地看出目标层具有明显的由西向东前积特征，并且可以判断出目标层的沉积物源主要来自西部地区。

基于上述特征，本发明提供了一种新的沉积体岩性识别方法及系统，该方法和系统能够有效地对无井区深水沉积体的岩性进行识别。图4示出了本实施例中沉积体岩性识别方法的实现流程图。

如图4所示，本实施例所提供的方法首先在步骤S401中首先获取目标沉积体的物源区及其岩性特征。由于本实施例中的目标沉积体为深水沉积体，因此根据图2可以看出，该目标沉积体的物源区处于陆架位置处。而通过陆架位置处的钻井便可以确定出目标沉积体的物源区的岩性特征。

具体地，本实施例中，该方法在步骤S401中通过获取到的目标沉积体的地震数据来确定地震反射特征，并根据该地震反射特征来判别物源区以及物源区的岩性。

需要指出的是，在本发明的其他实施例中，还可以根据其他合理方式来确定目标沉积体的物源区的岩性特征，本发明不限于此。例如在本发明的一个实施例中，由于目标沉积体的物源区处于陆架处，因此物源区很可能直接裸露在地表，这样也就可以直接通过观测裸露在地表的地层的岩性来确定出目标沉积体的物源区的岩性特征。

在步骤S402中，利用物源区的岩性组合约束目标沉积体的岩性来构建目标沉积体的地震正演地质模型。

在构建得到目标沉积体的地震正演地质模型后，为了使得该地质模型更加符合目标沉积体的实际地质状态，本实施例所提供的方法还对步骤S402中所得到的地震正演地质模型进行修正。具体地如图4所示，在构建得到地震正演地质模型后，该方法在步骤S403中利用构建得到的地震正演地质模型对目标沉积体进行地震正演模拟，从而得到模拟结果。

得到地震正演模拟结果后，该方法在步骤S404中将步骤S403中所得到的地震正演模拟结果与目标沉积体的实际地震数据进行匹配，并在步骤S405中判断步骤S403中所得到的地震正演模拟结果与目标沉积体的实际地震数据是否能够达到预设匹配度。

如果步骤S403中所得到的地震正演模拟结果与目标沉积体的实际地震数据没有达到预设匹配度，那么则表示步骤S402中构建得到的地震正演地质模型与目标沉积体的实际地质状态存在差异。因此该方法将在步骤S406中根据匹配结果对步骤S402中构建得到的地震正演地质模型进行修正，并返回步骤S403，以重新检测修正后的地震正演地质模型是否满足预设条件。

而如果步骤S403中所得到的地震正演模拟结果与目标沉积体的实际地震数据达到了预设匹配度，那么则表示步骤S402中构建得到的地震正演地质模型与目标沉积体的实际地质状态的相似度很高，因此也就可以将目标沉积体的实际地质状态采用步骤S402中构建得到的地震正演地质模型表示。这样也就可以在步骤S407中根据修正后的地震正演地质模型和沉积体物源区的岩性特征来确定目标沉积体(例如无井区地貌成因沉积体)的岩性。

图5示出了本实施例中无井区实际地貌沉积体的地震剖面示意图，而图6和图7则分别示出了利用现有技术设计的地震正演地质模型示意图和利用本实施例所提供的按照沉积体沉积母源区岩性特征构建的地震正演地质初始模型示意图。

从图7中可以看出，本实施例中构建得到的地震正演地质初始模型与图5所示的无井区实际地貌沉积体的地震剖面示意图并不十分吻合，因此本实施例中便对图7所示的地震正演地质初始模型进行修正。图8和图9分别示出了修正过程中以及修正完成后所得到的地震正演地质模型。从图9中可以看出，与图6和图7所示的地震正演地质模型相比，利用修正后的地震正演地质模型正演得到的地震数据更加符合无井区实际地貌控制沉积体地震剖面的实际情况，这也就表示修正后的地震正演地质模型能够更加准确地描述目标沉积体的实际地质状态。

需要指出的是，在本发明的不同实施例中，用于判断构建得到的地震正演地质模型是否满足条件的预设匹配度的取值可以根据实际情况进行调整，本发明不限于此。同时，在本发明的其他实施例中，还可以采用其他合理的方式来对构建得到的地震正演地质模型进行修正，以使得修正后的地震正演地质模型更加符合目标沉积体的实际地质状态，本发明同样不限于此。

在对地貌成因沉积体进行岩性预测时，现有技术中均忽视了地貌成因沉积体的特殊性及基于地震资料进行岩性解释的多解性。例如对于图3和图5所示的地震剖面，部分学者利用现有技术确定图中的大型前积体为浊积砂体，为有利勘探目标。然而利用本实施例所提供的方法进行沉积背景分析后发现，目标层沉积时沉积物源区主要为碳酸盐台地，岩性为石灰岩，很难提供大量的砂质沉积。通过依据沉积体物源区岩性特征设计地质模型并不断进行校验调整而成的模拟结果，将该结果与实际地震剖面(即图5)进行比较，最后对目标沉积体的岩性作出了解释。该岩性解释结果被邻区塔中顺南地区的钻井揭示的岩性所证实，从而避免了在本目标层以大型前积砂体为钻探目标的勘探风险。

本发明还提供了一种沉积体岩性识别系统，该系统包括：物源区获取模块、地质正演模型确定模块以及沉积体岩性确定模块。其中，物源区获取模块用于获取目标沉积体的物源区及其岩性特征。地质正演模型确定模块与物源区获取模块连接，其用于获取目标沉积体的地震数据，根据地震数据、物源区的岩性特征以及目标沉积体的地震反射特征，构建目标沉积体的地震正演地质模型。沉积体岩性确定步骤，其与所述地质正演模型确定模块连接，用于根据所述地震正演地质模型确定所述目标沉积体的岩性。

需要指出的是，本实施例中物源区获取模块、地质正演模型确定模块以及沉积体岩性确定模块的各自作用以及三者之间相互配合来共同实现对沉积体岩性的识别的原理与过程与上述图4所涉及的内容类似，本领域技术人员通过上述描述可以知晓上述三个模块的功能，因此在此不再对上述各个模块进行赘述。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的岩性识别方法及系统能够根据地貌成因沉积体具有的反射特征、物源区容易判别的特点，充分利用沉积背景和地貌成因沉积体物源区的岩性特征，结合其实际地震反射特征来设计地震正演模型以进行地震正演模拟，并通过反复修正所构建的地震正演模型来达到对无井区岩石(特别是地貌成因沉积体)岩性的识别。

相较于现有技术，本发明所提供的沉积体岩性检测方法及系统最大限度地克服了无井区地貌成因沉积体岩性解释的多解性，为油气勘探奠定了坚实的基础并提供了重要保障，其有助于降低因岩性错误解释而导致的勘探风险。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

为了方便，在此使用的多个项目、结构单元、组成单元和/或材料可出现在共同列表中。然而，这些列表应解释为该列表中的每个元素分别识别为单独唯一的成员。因此，在没有反面说明的情况下，该列表中没有一个成员可仅基于它们出现在共同列表中便被解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。另外，在此还可以连同针对各元件的替代一起来参照本发明的各种实施例和示例。应当理解的是，这些实施例、示例和替代并不解释为彼此的等同物，而被认为是本发明的单独自主的代表。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种地貌成因沉积体岩性识别方法，其特征在于，所述方法包括：

物源区获取步骤，获取目标地貌成因沉积体的物源区及其岩性特征；

地质正演模型确定步骤，获取所述目标地貌成因沉积体的地震数据，根据所述地震数据、物源区的岩性特征以及目标地貌成因沉积体的地震反射特征，构建所述目标地貌成因沉积体的地震正演地质模型；

地貌成因沉积体岩性确定步骤，根据所述地震正演地质模型确定所述目标地貌成因沉积体的岩性。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述地质正演模型确定步骤中，根据所述目标地貌成因沉积体的地震数据对所述地震正演地质模型进行修正，在所述地貌成因沉积体岩性确定步骤中，利用修正后的地震正演地质模型确定所述目标地貌成因沉积体的岩性。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述地震正演地质模型进行修正的步骤包括：

利用所述地震正演地质模型对所述目标地貌成因沉积体进行地震正演模拟，得到正演模拟数据；

将所述正演模拟数据与所述目标地貌成因沉积体的地震数据进行比较，根据比较结果对所述地震正演地质模型进行修正，直至达到预设修正条件，得到修正后的地震正演地质模型。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当利用修正后的地震正演地质模型对所述目标地貌成因沉积体进行地震正演模拟得到的正演模拟数据与所述目标地貌成因沉积体的地震数据的匹配程度达到预设匹配阈值时，判定对所述地震正演地质模型的修正达到预设条件。

5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标地貌成因沉积体包括深水地貌成因沉积体，所述目标地貌成因沉积体的物源区处于陆架侧。

6.一种地貌成因沉积体岩性识别系统，其特征在于，所述系统包括：

物源区获取模块，其用于获取目标地貌成因沉积体的物源区及其岩性特征；

地质正演模型确定模块，其与所述物源区获取模块连接，用于获取所述目标地貌成因沉积体的地震数据，根据所述地震数据、物源区的岩性特征以及目标地貌成因沉积体的地震反射特征，构建所述目标地貌成因沉积体的地震正演地质模型；

地貌成因沉积体岩性确定步骤，其与所述地质正演模型确定模块连接，用于根据所述地震正演地质模型确定所述目标地貌成因沉积体的岩性。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述地质正演模型确定模块配置为根据所述目标地貌成因沉积体的地震数据对所述地震正演地质模型进行修正，所述地貌成因沉积体岩性确定模块配置为利用修正后的地震正演地质模型确定所述目标地貌成因沉积体的岩性。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述地质正演模型确定模块在对所述地震正演地质模型进行修正时，首先利用所述地震正演地质模型对所述目标地貌成因沉积体进行地震正演模拟，得到正演模拟数据，随后将所述正演模拟数据与所述目标地貌成因沉积体的地震数据进行比较，根据比较结果对所述地震正演地质模型进行修正，直至达到预设修正条件，从而得到修正后的地震正演地质模型。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，当利用修正后的地震正演地质模型对所述目标地貌成因沉积体进行地震正演模拟得到的正演模拟数据与所述目标地貌成因沉积体的地震数据的匹配程度达到预设匹配阈值时，所述地质正演模型确定模块判定对所述地震正演地质模型的修正达到预设条件。

10.如权利要求6～9中任一项所述的系统，其特征在于，所述目标地貌成因沉积体包括深水地貌成因沉积体，所述目标地貌成因沉积体的物源区处于陆架侧。