CN107526108A - 碳酸盐岩缝洞体积校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳酸盐岩缝洞体积校正方法，该方法包括：对岩溶矿洞的外形轮廓进行三维声呐扫描测量，采集岩溶矿洞的实际偏移数据体；建立岩溶矿洞的三维地震地质模型，对三维地震地质模型进行正演模拟试算，获得地震偏移成像数据体；利用地震偏移成像数据体和实际偏移数据体，提取三维地震地质模型的地震属性体；计算岩溶矿洞的视体积，根据岩溶矿洞的视体积与三维声呐扫描测量得到的岩溶矿洞的实际体积的相关关系进行岩溶矿洞的体积校正。本发明通过分析地震属性、正演模型、已知岩洞矿洞三者之间的体积关系，进行岩溶矿洞的体积校正，实现缝洞体积的精确计算，减小碳酸盐岩油气可采资源量与实际产量计算之间的差异。

Description

碳酸盐岩缝洞体积校正方法

技术领域

本发明涉及石油勘探技术领域，具体涉及一种碳酸盐岩缝洞体积校正方法。

背景技术

碳酸盐岩缝洞型油藏储集空间以溶洞、溶孔、缝为主，非均质性强，碳酸盐岩油气可采资源量与实际产量存在较大差异，缝洞型储层的定量表征与储量计算一直是困扰业界的一个难题。

目前针对溶洞体积计算与量化描述主要利用振幅梯度、振幅、振幅变化率等常用的储层预测技术宏观预测“串珠”状强地震反射特征，形成对应的属性数据体，从而计算溶洞的视体积，在此基础上，通过正演模拟阈值分析，人为限定门槛值范围，获取溶洞体积校正系数，体积校正系数在5％～20％之间一个较为宽泛的范围内，虽然基于缝洞储集体单元地球物理模型的正演模拟，可以获得其地震波场响应特征及溶洞体积校正系数，但由于影响地震波场特征的因素较多，用于正演模拟的缝洞模型相对地下真实缝洞体而言较简单，难以客观地阐述实际地下缝洞发育的地震波场特征，达不到精细刻画的要求，针对这类储层的定量表征，国内外还没有一个非常准确有效的方法。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的碳酸盐岩缝洞体积校正方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种碳酸盐岩缝洞体积校正方法，该方法包括：

对岩溶矿洞的外形轮廓进行三维声呐扫描测量，采集岩溶矿洞的实际偏移数据体；

根据三维声呐扫描测量的结果建立岩溶矿洞的三维地震地质模型，利用正演模拟系统对三维地震地质模型进行模拟试算，获得地震偏移成像数据体；

利用地震偏移成像数据体和实际偏移数据体，提取三维地震地质模型的地震属性体；

通过地震属性体以及三维地震地质模型选择缝洞地震刻画技术，计算岩溶矿洞的视体积，根据岩溶矿洞的视体积与三维声呐扫描测量得到的岩溶矿洞的实际体积的相关关系进行岩溶矿洞的体积校正。

优选地，采集岩溶矿洞的实际偏移数据体之前，方法还包括：

针对岩溶矿洞的空间范围和埋藏深度，设计三维观测系统，确定三维观测系统的系统参数，系统参数包括以下参数的一项或多项：面元大小、线数、每条线道数、道间距、线间距、线束滚动间距以及覆盖次数；

基于三维地震地质模型选择对岩溶矿洞进行三维地震勘探的采集参数，以及通过激发条件试验过程选择进行三维地震勘探的激发参数，激发参数包括扫描长度、扫描频率以及震动出力。

优选地，采集岩溶矿洞的实际偏移数据体进一步包括：利用全站仪进行炮点和检波点定位，采集岩溶矿洞的实际偏移数据体。

优选地，在利用正演模拟系统对三维地震地质模型进行模拟试算之前，方法还包括：针对三维地震地质模型，设计正演模拟观测系统及其采集参数。

优选地，利用正演模拟系统对三维地震地质模型进行模拟试算，获得地震偏移成像数据体进一步包括：采用三维非均匀介质的波动方程正演模拟技术模拟共炮点记录；

对炮集数据进行处理，获得地震偏移成像数据体。

优选地，提取三维地震地质模型的地震属性体具体为：

采用地震属性分析技术提取三维地震地质模型对应的地震属性体。

根据本发明的碳酸盐岩缝洞体积校正方法，利用浅层岩溶矿洞形态与体积可精确测量的优势，依据三维声呐扫描测量得到的岩溶矿洞的形态来建立三维地震地质模型，使得用于正演模拟的缝洞模型更接近于真实的缝洞形态，从而克服现有技术中缝洞模型相对于真实缝洞而言较简单，难以客观阐述实际的岩溶矿洞的形态的缺陷；通过分析岩溶矿洞的地震属性、正演模拟获得的地震偏移成像数据体以及已知岩溶矿洞的体积关系，对岩溶矿洞的体积进行校正，解决了常规体积计算考虑因素单一的问题，使其体积计算结果能够逼近地下真实的缝洞体积。通过本实施例提供的一种碳酸盐岩缝洞体积校正方法，能够实现缝洞体积的精确计算，减小碳酸盐岩油气可采资源量与实际产量计算之间的差异。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的碳酸盐岩缝洞体积校正方法的流程图；

图2示出了根据本发明另一个实施例的碳酸盐岩缝洞体积校正方法的流程图；

图3示出了本发明一个具体实施例的三维声呐扫描测量的现场施工截面图；

图4示出了本发明一个具体实施例的8线8炮制三维观测系统的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的碳酸盐岩缝洞体积校正方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，对岩溶矿洞的外形轮廓进行三维声呐扫描测量，采集岩溶矿洞的实际偏移数据体。

本实施例主要针对近地表的浅层岩溶矿洞进行体积校正，利用了浅层岩溶矿洞形态与体积可精确测量的优势，并且精确测量的结果能够为三维地震地质模型的建立提供依据，进而使得建立的模型更接近于真实的缝洞形态。

具体地，通过超声波测距原理，采用三维声呐扫描技术对岩溶矿洞的外形轮廓进行扫描测量，得到测量数据，并将该测量数据经计算机系统软件处理后，得到不同深度的岩溶矿洞的腔体水平图像及整个腔体的三维图像和体积，进而实际测量出近地表地下岩溶矿洞形态，体积大小。

根据近地表岩溶矿洞的规模和埋藏特点，并考虑到勘探精度、信噪比和分辨率等要求，对岩溶矿洞的腔体进行三维地震数据采集，获得高信噪比和高分辨率炮集记录，经过深度偏移处理后获得高分辨矿洞成像的实际偏移数据体。

步骤S102，根据三维声呐扫描测量的结果建立岩溶矿洞的三维地震地质模型，利用正演模拟系统对三维地震地质模型进行模拟试算，获得地震偏移成像数据体。

依据测量出的近地表地下岩溶矿洞的形态设计三维地震地质模型，采用波动方程正演模拟技术模拟与野外观测系统及采集参数一致的炮集记录，通过资料处理获得三维地震地质模型的地震偏移成像数据体。

具体地，在确定正演模拟系统后，基于三维非均匀介质的波动方程正演模拟技术模拟对应正演模拟观测系统及采集参数下的一系列共炮点记录，通过常规地震资料处理流程，对炮集数据进行精细处理，获得地震偏移成像数据体。

步骤S103，利用地震偏移成像数据体和实际偏移数据体，提取三维地震地质模型的地震属性体。

基于近地表已知岩溶矿洞对应的三维地震地质模型的三维非均匀介质的波动方程正演模拟技术获得的地震偏移成像数据体，以及近地表已知岩溶矿洞的浅层三维地震勘探技术获得的实际偏移数据体，通过对上述两种数据体进行数学计算，例如均方根振幅属性运算、相干属性运算等，提取三维地震地质模型的地震属性体。

步骤S104，通过地震属性体以及三维地震地质模型选择缝洞地震刻画技术，计算岩溶矿洞的视体积，根据岩溶矿洞的视体积与三维声呐扫描测量得到的岩溶矿洞的实际体积的相关关系进行岩溶矿洞的体积校正。

通过地震属性体上刻画的溶洞边界与三维地震地质模型的一致性程度来优选溶洞体地震刻画技术，例如，通过地震属性体和三维地震地质模型边界的吻合度判断刻画技术选择的是否合适，具体地，若吻合度高，则说明该刻画技术合适可用。根据选择的缝洞地震刻画技术来计算缝洞体的视体积，建立与已知岩洞矿洞体积之间的相关关系，其中已知岩溶矿洞体积通过三维声呐扫描测量得到，利用该相关关系对岩溶矿洞的体积进行校正，其中校正系数为缝洞体的视体积与已知岩溶矿洞体积的比值，进而为盐矿区域内其它近地表盐穴腔体的体积计算提供依据和支撑。

根据本实施例提供的一种碳酸盐岩缝洞体积校正方法，利用浅层岩溶矿洞形态与体积可精确测量的优势，依据三维声呐扫描测量得到的岩溶矿洞的形态来建立三维地震地质模型，使得用于正演模拟的缝洞模型更接近于真实的缝洞形态，从而克服现有技术中缝洞模型相对于真实缝洞而言较简单，难以客观阐述实际的岩溶矿洞的形态的缺陷；通过分析岩溶矿洞的地震属性、正演模拟获得的地震偏移成像数据体以及已知岩溶矿洞的体积关系，对岩溶矿洞的体积进行校正，解决了常规体积计算考虑因素单一的问题，使其体积计算结果能够逼近地下真实的缝洞体积。通过本实施例提供的一种碳酸盐岩缝洞体积校正方法，能够实现缝洞体积的精确计算，减小碳酸盐岩油气可采资源量与实际产量计算之间的差异。

图2示出了根据本发明另一个实施例的碳酸盐岩缝洞体积校正方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S201，对岩溶矿洞的外形轮廓进行三维声呐扫描测量。

三维声呐扫描测量技术是通过超声波测距原理，实际测量出近地表地下岩溶矿洞形态。本实施例中，三维声呐扫描采用德国SOCON公司制造的声纳测量仪器和声纳测量技术，获得近地表岩溶矿洞形态。

图3示出了本发明一个具体实施例的三维声呐扫描测量的现场施工截面图。如图3所示，将声纳井下仪器沿钻井井筒下放进入岩溶矿洞的盐穴腔体后，在某一深度进行360°水平旋转，同时按设定的角度间隔向岩溶矿洞腔壁发射声脉冲，检测回波信号，信号经井下仪器连接电缆传回地面计算机系统，得到某一深度上的腔体水平测量距离，通过天滑轮和地滑轮的调节来改变测量深度，即可获得不同深度上的岩溶矿洞腔体水平测量距离；再对岩溶矿洞腔体的顶部、底部和异常部分进行倾斜测量，可得到不同倾斜角度下的测量距离；将上述原始测量数据经电缆传输到计算机系统，由计算机系统处理后，最终可得到不同深度的腔体水平图像及整个腔体的三维图像和体积。

步骤S202，根据三维声呐扫描测量的结果建立岩溶矿洞的三维地震地质模型。

基于对岩溶矿洞所在区域前期的勘探成果、钻井资料、近地表岩溶矿洞形态的三维声呐扫描测量结果以及露头区岩石原位测试成果，建立对应该岩溶矿洞的近地表三维地震地质模型。

三维地震地质模型建立的目标是将有限的离散采样点数据转化为连续的可视化三维地质体，基于内插和外推方法将有限个已知数据进行空间插值和外推，插值包括面插值和体插值两类。面插值主要指地层面；体插值主要指物性(或空间场)数据插值。考虑到地质体具有明显的空间分布特征和本身不连续性，需要根据实际情况选择合适的插值方法。对于岩溶矿洞所在区域的地层界面，基于网格剖分技术来进行网格化描述，在此基础上根据岩石物理测试结果填充速度体和密度体，得到地震地质模型数据，并以此建立三维地震地质模型。

步骤S203，设计三维观测系统并选择进行三维地震勘探的采集参数和激发参数。

针对岩溶矿洞的空间范围和埋藏深度，设计三维观测系统，确定三维观测系统的系统参数，系统参数包括以下参数的一项或多项：面元大小、线数、每条线道数、道间距、线间距、线束滚动间距以及覆盖次数。具体地，针对近地表已知岩溶矿洞体空间范围和埋藏深度，基于地震勘探观测系统设计原则，初步设计规则束状的三维观测系统；其中，覆盖次数是基于勘探靶区近地表条件以及资料信噪比确定的，本发明的一个具体实施例的三维观测系统的系统参数设置如表1所示。

图4示出了本发明一个具体实施例的8线8炮制三维观测系统的示意图。考虑到近地表已知岩溶矿洞体规模小和埋深浅特点，勘探精度要求高的实际情况，宜用小排列、增加横向覆盖次数及全区高次覆盖的设计原则。如图4所示，采用的中间激发48道接收的规则束状8线8炮制观测系统，接收线沿近南北向布置，满覆盖次数为32且较均匀分布，以保证较高的信噪比和分辨率，图中第1束和第2束表示一个滚动排列能采集的数据。

表1本发明一个具体实施例的三维观测系统的系统参数设置情况

基于三维地震地质模型选择对岩溶矿洞进行三维地震勘探的采集参数，以及通过激发条件试验过程选择进行三维地震勘探的激发参数，激发参数包括扫描长度、扫描频率以及震动出力。本实施例中，对岩溶矿洞进行三维地震勘探的扫描震源可选择可控震源和/或炸药震源，其中，地表扫描小型可控震源(ElViS Ⅲ)的激发参数包括扫描长度、扫描频率以及震动出力，激发条件试验指根据单炮记录的信噪比以及分辨率的情况，来选择进行三维地震勘探的激发参数。

由于浅层地震勘探的主要问题是反射波信号弱，而面波干扰能量强，反射波往往淹没在面波干扰中，除了在室内采用有效的面波压制处理方法外，外业组合压制面波显得更重要，因此，采用接收条件试验来压制面波干扰的组合方式、组合基距及组合检波器个数。

步骤S204，利用全站仪进行炮点和检波点定位，采集岩溶矿洞的实际偏移数据体。

全站仪能够实现一次安置仪器就完成该测站上全部测量工作，因此能够广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量，并且通过全站仪进行定位使得以后的测角量距，可以直接根据定位坐标计算出测点坐标。本实施例中，利用全站仪对炮点和检波点进行定位，方便对岩溶矿洞的三维地震勘测数据的采集，以获得高信噪比和高分辨率炮集记录，经过深度偏移处理后获得高分辨矿洞成像的实际偏移数据体。

步骤S205，针对三维地震地质模型，设计正演模拟观测系统及其采集参数。

针对近地表已知岩溶矿洞体三维地震地质模型，基于地震采集观测系统论证技术优选出近地表三维地震勘探的最佳采集参数。

步骤S206，采用三维非均匀介质的波动方程正演模拟技术模拟共炮点记录；对炮集数据进行处理，获得地震偏移成像数据体。

三维非均匀介质的波动方程正演模拟技术模拟对应观测系统及采集参数下的一系列共炮点记录，通过常规地震资料处理流程，对炮集数据进行精细处理，获得地震偏移成像数据体。

步骤S207，利用地震偏移成像数据体和实际偏移数据体，采用地震属性分析技术提取三维地震地质模型对应的地震属性体。

基于近地表已知岩溶矿洞对应的三维地震地质模型的三维非均匀介质的波动方程正演模拟技术获得的地震偏移成像数据体，以及近地表已知岩溶矿洞的浅层三维地震勘探技术获得的实际偏移数据体，通过对上述两种数据体进行处理，提取三维地震地质模型的地震属性体。

地震属性分析技术在地层岩性解释、构造解释、储层评价、油藏特征描述以及油藏流体动态检测等方面有着广泛的应用，地震属性分析技术能提取隐藏在地震资料中的地震属性，包括几何学、运动学、动力学及统计特性的特殊度量值，不同的地震属性可指示不同的地质现象，通过将这些提取到的有用信息结合钻井资料，从不同角度分析各种地震信息在纵向和横向上的变化，以揭示出原始地震剖面中不易被发现的地质异常现象及含油气情况。本实施例中，采用地震属性分析技术提取三维地震地质模型对应的地震属性体以对岩溶矿洞的形态进行分析。

步骤S208，通过地震属性体以及三维地震地质模型选择缝洞地震刻画技术，计算岩溶矿洞的视体积，根据岩溶矿洞的视体积与三维声呐扫描测量得到的岩溶矿洞的实际体积的相关关系进行岩溶矿洞的体积校正。

基于正演模拟和实际采集处理获得的实际偏移数据体，通过地震属性体上刻画的溶洞边界与实际溶洞模型的一致性程度来优选溶洞体地震刻画技术，计算缝洞体的视体积，建立与已知岩洞矿洞体积之间的相关关系，利用该相关关系对岩溶矿洞的体积进行校正，进而为盐矿区域内其它近地表盐穴腔体的体积计算提供依据和支撑。

根据本实施例提供的一种碳酸盐岩缝洞体积校正方法，利用浅层岩溶矿洞形态与体积可精确测量的优势，依据三维声呐扫描测量得到的岩溶矿洞的形态来建立三维地震地质模型，使得用于正演模拟的缝洞模型更接近于真实的缝洞形态，从而克服现有技术中缝洞模型相对于真实缝洞而言较简单，难以客观阐述实际的岩溶矿洞的形态的缺陷；并且根据信噪比、分辨率以及勘测精度的要求确定系统参数，通过激发条件试验、接收条件试验等选择最佳采集参数、最佳激发参数，进而提高了对岩溶矿洞进行三维地震勘探的准确性；通过分析岩溶矿洞的地震属性、正演模拟获得的地震偏移成像数据体以及已知岩溶矿洞的体积关系，对岩溶矿洞的体积进行校正，解决了常规体积计算考虑因素单一的问题，使其体积计算结果能够逼近地下真实的缝洞体积。通过本实施例提供的一种碳酸盐岩缝洞体积校正方法，能够实现缝洞体积的精确计算，减小碳酸盐岩油气可采资源量与实际产量计算之间的差异。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应该被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明实施操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，或者将一个步骤分成多个步骤执行。

以上对本发明的方法和具体实施方法进行了详细的介绍，并给出了相应的实施例。当然，除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种碳酸盐岩缝洞体积校正方法，其特征在于，包括：

对岩溶矿洞的外形轮廓进行三维声呐扫描测量，采集岩溶矿洞的实际偏移数据体；

根据三维声呐扫描测量的结果建立岩溶矿洞的三维地震地质模型，利用正演模拟系统对所述三维地震地质模型进行模拟试算，获得地震偏移成像数据体；

利用所述地震偏移成像数据体和实际偏移数据体，提取三维地震地质模型的地震属性体；

通过地震属性体以及三维地震地质模型选择缝洞地震刻画技术，计算岩溶矿洞的视体积，根据所述岩溶矿洞的视体积与三维声呐扫描测量得到的岩溶矿洞的实际体积的相关关系进行岩溶矿洞的体积校正。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集岩溶矿洞的实际偏移数据体之前，所述方法还包括：

针对岩溶矿洞的空间范围和埋藏深度，设计三维观测系统，确定三维观测系统的系统参数，所述系统参数包括以下参数的一项或多项：面元大小、线数、每条线道数、道间距、线间距、线束滚动间距以及覆盖次数；

基于所述三维地震地质模型选择对岩溶矿洞进行三维地震勘探的采集参数，以及通过激发条件试验过程选择进行三维地震勘探的激发参数，所述激发参数包括扫描长度、扫描频率以及震动出力。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采集岩溶矿洞的实际偏移数据体进一步包括：利用全站仪进行炮点和检波点定位，采集岩溶矿洞的实际偏移数据体。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述利用正演模拟系统对所述三维地震地质模型进行模拟试算之前，所述方法还包括：针对三维地震地质模型，设计正演模拟观测系统及其采集参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用正演模拟系统对所述三维地震地质模型进行模拟试算，获得地震偏移成像数据体进一步包括：采用三维非均匀介质的波动方程正演模拟技术模拟共炮点记录；

对炮集数据进行处理，获得地震偏移成像数据体。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取三维地震地质模型的地震属性体具体为：

采用地震属性分析技术提取三维地震地质模型对应的地震属性体。